IP Phone综述

1/23/2008来源:网络协议人气:2748


1ip Phone的发展

早在1995年初,Vocallec公司推出了一种叫作InternetPhone的客户软件,虽然当时该公司还没有提出在IP上传输话音的概念,但这确实是IP电话第一次成功的商业化和市场化。自从IP电话出现至今,IP电话的发展经历了三个阶段:从最初的PC到PC的简单通话方式,到基于插卡模式的网关出现;现在由于各个电信设备商的介入,IP电话已经走到了第三个阶段,这就是电信级IP电话网络。目前,IP电话已经有成熟的产品出现,它和打普通电话一样方便,而费用只有普通电话的几分之一到几十分之一。

2 IP Phone的优势

2.1 更有效地利用带宽和设备

IP Phone并不为每个呼叫都分配高达64kbit/s的一条通路,它可以在多个逻辑连接中动态共享带宽,这在处理突发业务时是极为理想的。同时,IPPhone还可以承载现有电话交换的业务量。

2.2降低电话网传送的费用

传统电话网要求大量的设备来建立和分离高带宽传送电路,这必须在64kbit/s(DSO)的级别上才能进行处理。IP Phone在最大限度的可用传送链路上复用话音业务量,这意味着可以极大地节省设备和运营费用。

2.3综合的话音和数据网络费用

Internet业务量每6-9个月翻一番,按照这个速度,目前重叠在话音网上的数据网络将很快承载大量的业务。因此,话音网必须尽快向分组交换结构转变,创建具有公共交换和传送系统的单一综合通信网络。

2.4来自新业务的收入不断增长

IP Phone实现了新的综合业务——宽带质量的音频、统一消息、实时话音数据的综合、视频电话和可治理的数据/话音/视频业务。这些业务都将会增值,它们使服务提供商与众不同,同时也改变了其市场定位。

2.5统一通信

与开放式分组电话( OPT)结构相结合, IPPhone可以实现统一通信。它采用IP基础设施,将以前独立的通信方法统一起来,包括传真、语音函件、电子函件、有线电话、蜂窝电话和Web等,向用户提供接入消息和初始化实时通信的通用方法,而且今用户不必考虑时间、地点或设备。

3 IP Phone的工作原理

当电话用户拨号到因特网电话经营者的访问节点后,VoIP网关便作出响应,于是便输入
对方电话号码。VoIP网关以输入的电话号码为依据,向名为“关守(gatekeeper)”的服务器查询作为分组发送目的地的VoIP网关的IP地址。知道了IP地址后,VoIP网关便完成为了它同对手的VoIP网关之间设定IP连接而需要的手续。H.323建议中的“H.225.0”便规定了这些手续。 H.225.0是在名为“0.931”这一ISDN使用的呼叫控制协议的子集中,加入H.323独自的功能。它规定了VoIP网关等H.323终端同其他H.323终端间交换电话号码信息以及线路设定信息时的手续,以及同网闸交换信息时所需要的手续。然后,同对方的VoIP网关之间,开始使用RTP转送实际的话有数据。但是仅仅这样还不够。为了能和现有的电话一样,只要拨一次对方的电话号码便能同对方连接,需要利用No.7共路信令网。No.7共路信令网,是在电话交换机之间用于交换电话号码等信令信息的专用网,它独立于用以通话的电话网。假如把VoIP网关连接于电话公司的用户交换机中继线路接口上,同时还同No.7共路信令网相连接,VoIP网关便和现有的长途电话公司的中继交换机一样地工作。

总之,电话用户只要在对方电话号码之前,拨打“OOXX”这样的识别号码,就不需要两
次拨号便能利用IP电话。这是因为识别了OOXX后的用户交换机,能够经由No.7共路信令网,把对方的电话号码等呼叫设定信息转送给VoIP网关。

4 IP Phone遵循的标准

目前参与IP电话技术标准开发和推广的组织超过20家,其中最具影响力的主要是四家:
国际电信联盟标准化部门ITU-T、Internet工程任务组IETF、多媒体远程会议集团IMTC和欧洲电信标准协会ESTI。ITU-T侧重电信标准、IETF侧重IP标准、IMTC侧重互操作性上 STI侧重商业实现;由于IP电话技术标准的开发涉及多个领域,这几家开发组织相互之间建立了比较良好的协作关系。而其他机构主要发展、充实、实现和推广这些标准。

ITU-T制定的标准H.323是在LAN之类不能保证带宽的网络上,规定用以进行动画和声音等实时数据交换的技术。它包括编码技术和分组技术等。个人机和VoIP网关是H.323的终端。

IP电话基本遵从H.323建议。

IP电话由一些基本技术组成:
(1)把模拟的话音信息转换成数字的“编码”技术;
(2)把编码后的声音数据放入IP小包中的“分组”技术;
(3)根据电话机发出的通话对方的电话号码以确定最佳路径的“呼叫设定处理”技术。这些基本技术都有标准规格,例如,编码方法通常使用CS-ACELP(共轭结构一线性猜测激励的代码)等标准技术。ITU-T把这些基本技术归纳成为H.323,建议人们采用这一规格。

除了ITU-T的国际性标准开发和控制外,IETF正在开发一些与IP电话系统相关的协议,如RTP、RSVP、LDAP等,这些协议主要补充、完善和实现H.323;它将维护与 ITU-T标准的互操作性。
5 IP Phone面临的挑战

IP Phone业务实际上体现了电信业务从电信网络向IP网络移动的要求;换一个角度来看,也就是提出了这样一个要求:如何在保持IP网络的可治理性、可综合性、可扩展性、大众化的特点下,提供必要的服务品质保障能力。主要包括以下三方面。

5.1语音通道带宽、时延和路径选择

关于带宽,目前IP电话的主流语音编码为G.729/A和G.723.1。除了负载本身要求的带宽外,IP打包还需要额外的带宽;G.729A语音负载量为8kbit/s、每个20ms需要传送20(负载)+40(RTP包头开销)=60个字节的包,合计为24kbit/s的带宽要求;G.723.1采用两种速率,语音负载分别为6.3kbit/s和5.3kbit/s,每30ms需要传送20(负载)或24(负载)+40(包头开销)=60或64字节的包,合计为16kbit/s或17kbit/s。那么,不考虑静音压缩,每30个话路,语音通道需要 720kbit/s、510kbit/s、480kbit/s的网络带宽。这对于网络来说将提出前所未有的带宽要求,而在一个较长期时间内,电信级IP电话系统将主要应用于长途呼叫业务;因此,将要求网络运营商急剧扩展它的广域网网络带宽,在扩展网络带宽的同时,需要考虑如何在IP电话与其他业务之间分配带宽,以保证IP电话与数据业务各自的要求。关于延时,ITU的G.114建议语音通道单向延时在0-150ms之间,中国采用0-200ms作为国家标准建议;
端到端的延时产生有几个因素,包括帧长延时、发送延时、接收延时、网络延时。在理想条件下,G.729/A的帧长延时为20ms、发送延时为35ms、接收延时为10ms,因此,结网络延时留下最大延时范围为200-20-35-10=135ms;G.723.1的帧长延时为30ms、发送延时为97.5ms、接收延时为10ms,因此,给网络延时留下最大延时范围为200-30-97.5-10=62.5ms;在上述留下的网络时延中,还需要处理抖动处理延时,而抖动处理延时在目前的网络中是总体延时的一个主要部分,一般来说,假如抖动范围可以忍受,接收方需要一个与抖动大小相配套的抖动缓存,假如抖动太大,就必须丢弃数据包。

5.2大容量电话目录服务的高可用性和高响应速度进入讨论组讨论。