IP 電話的引入

在IP網絡上提供高質量的電話是IP網同實時通信業務領域拓展的第一步，現在，ip網上的語音業務(Voice-over-IP,VoIP)，或稱IP電話(IPphone)，已經被證明是可行的。將語音業務加入分組網絡必須解決的問題是如何保證語音質量、IP電話系統的互操作性和可管理性。

從網絡的角度看：傳統的以電話業務為基礎的電信網無論從業務量設計、容量、組網方式還是從交換方式上來講都己無法適應這一新的發展趨勢，因而開發新一代的可持續發展的網絡己成為網絡界的共同心愿，各大公司都在設計構思未來網絡及新的多業務的分組網絡等。但其基本思想都是共同的，即具有統一的TCP/IP通信協議和巨大的傳輸容量，能以最經濟的成本，靈活、可靠、持續地支持一切已有的和將有的業務和信號。顯然，這樣的新一代電信網只可能是以IP為基礎的分組化網。

需要特別指出的是，分組化趨勢，目前主要是指IP化。進入20世紀90年代中期以來，因特網業務量的增長已構成數據業務的主要增長因素，到2000年這10年間，用戶數增長了大約2個數量級。除了用戶數量的指數式增長外，業務帶寬也呈現了指數式增長態勢。例如：在1990年左右，主要業務是E-mail,帶寬僅1kbit/s左右;到了1995年，主要業務是Web瀏覽，所有的帶寬已增長到大約50kbit/s:到2000年左右，活動圖像成為主要業務，所占用的帶寬可達5Mbit/s.10年間，業務帶寬的增長可達4個數量級。因而，未來網絡的分組化實質上主要指IP化，即能最桂地支持IP業務的分組網。

當前因特網己經成為僅次于傳統公用電話交換網的第二大通信網絡。因特網本身的技術先進性、網絡容量的高利用率和極強的可擴展性，使其較PSTN更加具有發展潛力。IP電話技術的整體性設計所要達到的目標是：?以先進的網絡技術、控制管理手段和編解碼技術，以低于傳統PSTN的費用成本向用戶提供質量較好的電話服務。

使用因特網電話能大幅度地降低長途電話費用，尤其是降低國際長途電話費用，所以自從VocalTec公司于1995年3月首次推出因特網電話軟件以來，通過因特網打長途電話已成為當今因特網上的熱門運用。時至今日，因特網電話已經歷了兩個發展時代，即因特網電話軟件時代和因特網電話網關時代。

因特網電話軟件時代基于PC,在PC到PC之間建立呼叫(見圖7-3)，而因特網電話網關時代則可以提供PC到電話、電話到PC和電話到電話之間的呼叫(見圖7>4)。這里IP電話的關鍵設備是網關，IP電話網關的出現使IP電話的通信方式得以豐富和簡化，通過一個網關它可以實現個人計算機到電話、電話到個人計算機，通過兩個網關可以實現電話到電話的通信。

IP電話的雛形很早就有人在試驗和應用。到了1995年，這類應用基本上還只是計算機上的玩具，沒有互操作性，更談不上商業應用性。但ITU-T和IETF很快開始進行標準化工作。19%年第二個VoIP標準ITU-TH.323建議體系初步形成。隨之而來的第一代產品多是裝在PC上的應用和小容量H.323網關，但終究有了真正的經過因特網的電話到電話的呼叫。

在許多場合，VoIP技術僅指通過IP網絡實現類似普通老式電話的功能。但是，在傳統電話網的業務不斷發展的情況下，VoIP的含義和設計目標也超越了其字面意義。也就是說VoIP技術不僅指提供雙方通話的傳統電話技術，而且是包含語音、圖像、數據并能支持各種智能業務的雙方及多方通信的多媒體通信技術。

由于傳統PSTN的廣泛存在性等歷史淵源，在相當長一段時間內，新興的IP電話系統要充分發揮其優勢，就必須考慮與PSTN的互通問題。這就要在IP網與PSTN網之間配置IP電話網關，以實現媒體1L=1ICIpw流與控制信令的互連互通。這樣IP電話就有了4種方式：電話到電話、電話到PC、PC到電話和PC到PC。

電話到電話即普通電話經過電話交換機連到IP電話網關，用電話號碼穿過IP網進行呼叫。發端網關鑒別主叫用戶，翻譯電話號碼/網關口地址，發起IP電話呼叫，連接到最靠近被叫的網關，并完成語音編碼和打包。收端的網關實現拆包、解碼和連接被叫。

對于電話到PC或是PC到電話的情況，是由網關來完成IP地址和電話號碼的對應和翻譯，以及語音編解碼和打包。

PC到PC方式下，多媒體PC經過電話線或局域網連接到Internet上，利用PC地址進行呼叫。語音壓縮、編解碼和打包均通過PC上的處理器、聲卡、網卡等硬件資源完成。

IP電話與傳統電話相比存在一定的差異。

傳統電話采用電路交換，采用同步時分復用傳輸，信道利用率低，平均約40%,但不存在信息丟失的現象：每一通話電路的數碼率為64kbit/s:端到端傳送延時除經衛星電路時例外，一般在數十毫秒范圍以內，且在一次通話過程中固定不變;通話質量一般有保證。

IP電話采用以IP包(分組)為單位的包交換：采用異步時分復用傳輸，信道利用率較高，但由于打包帶來的各種協議開銷使實際的信道利用率平均在60%左右，傳輸過程中會出現包丟失現象;通常采用語音壓縮編碼，壓縮后的每一話路的數碼率為32kbit/s、26kbit/s、8kbit/s、6.3kbi1/s>5.3kbit/s可選：端到端的IP包傳送時延一般較長，可達數百毫秒，且不固定;如不采用特殊措施，現有因特網上通話質量無保障。

從上述比較可以看出，IP電話在節省帶寬、提高信道利用率上較傳統電話具有優越性。這主要依賴于語音壓縮及異步時分復用技術。但后者給語音業務帶來的好處并不像數據業務那樣明顯，原因是它們的性質有所不同。語音業務是一種相對平穩的過程，而數據業務則是一種突發性很強的業務。對于數據業務來說，從電路交換到包交換的轉變可使信道利用率獲得數倍的效益，而語音業務卻不可能產生同樣高的效益。相反，采用包交換后卻可能出現包丟失現象，并帶來實現上的復雜性。此外IP電話采用了語音壓縮編碼技術，但這一技術同樣也可以用于電路交換網上。事實上，在衛星通信中早已采用了的數據電路倍增設備(DCME)即是將語音壓縮編碼(采用32kbit/s的ADPCM編碼)，與數字語音插空(DSI)技術結合在一起，從而使信道利用率提高3倍(4:1)。只不過當時的語音壓縮及數字信號處理(DSP)技術尚未達到今日的地步，因此壓縮比只有2:1,而不是8:1-10:1.當然，如需將語音壓縮技術應用到現有的電路交換長途網中，則必須改變現有的交換機結構，或者在現有交換機之外另加單獨的適配裝置(類似于在1P電話中架設網關)。這是一個值得加以探討的問題。

IP電話與傳統的長途電話相比，在經濟上具有明顯的優勢。一方面是由于IP電話所具有的上述技術特點，另一方面也是由于資費政策的不同。當前，因特網的資費政策主要是基于數據業務的考慮，而網上數據業務特點是用戶通信時間較長、傳輸的業務量大、突發性強。另外，IP屬于無連接通信方式，沒有復雜的信令開銷，也不保證服務質量(QoS)，因此計費率比現有長途電話低得多，這是非常合理的。

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