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在CATV网络上的IP电话

2/14/2005来源:视频通信人气:10159

在CATV网络上的ip电话——尹延华 在中国Internet的发展非常迅速,它给使用者带来的快捷和便利是以往任何一种媒体 所不能比拟的。但随着Internet技术的推广,广大用户已越来越不满足于仅有静态数据, 如文字和图像的WWW测览及E-mail邮件等。如今动态语音、动态图像在Internet上传输的 技术已经出现,IP电话就是“网上语音”(Voice over Internet)的具体体现。然而,由 于在我国Internet主要传输媒介是电信网络,在窄带传输的电话线上要实现清晰、实时的 话音传送是较为困难的。因此,虽然目前关于IP电话的软件很多,但其实用效果均不理想, 使用时话音含混,时断时续,且不能保证实时。 要解决这一问题,就必须要有新的传输介质。有线电视系统作为新兴的信息产业进入 者,其网络将成为解决这一问题的先驱。由于CATV网络的骨干网大多采用光缆,而支线到 用户端为同轴电缆,因此和传统的电话线相比它将能提供较宽的带宽和更高的数据传输速 率,从而实现一些在传统电话线上难以实现的服务。IP电话就是其中一例。 目前,国内一些有线电视台为使自己的CATV网络成为高速信息网而采取的主要形式是 以光纤为骨干,路由交换机为节点的IP骨干网,以同轴电缆入户。用户可采用Cable Modem 或通过局域网(LAN)进行计算机通信。由路由器及交换机将数据送上骨干网,再送达目的 地。该CATV数据网之所以称为IP网是因为它采用了Internet的数据传输技术,其核心是TCP /IP协议,所传输的是一个个IP数据包。如图1所示。 Internet是怎样传输数据的呢?担负这项任务的是TCP/IP协议,即TCP协议(Transm- ission Control PRotocol,传输控制协议)和IP协议(Internet Proto-C0l,网际网协 议)。在发送数据端,计算机按TCP协议将要发送的数据分成若干数据块,并为每个数据块 加上包括:信息源地址、目的地地址等信息的IP包头,从而形成一个IP数据包。然后按IP 协议按IP包中的目的地地址等信息,从一个路由器传到另一个路由器直到到达目的地。IP 包到达后再由TCP协议将IP包拆包(即去除发送时附加的数据信息),并重新合并成原数据。 如图2所示。 IP包的结构如图3所示。它包括版本字段、IP封包头长度字段、服务类型字段、总长度 字段、标识号字段(标识当前数据报文的整型数值,用于将分段的数据重新组合)、源地 址、目标地址等。在CATV的IP网中,可以将IP电话的语音IP包中的服务类型赋予较高的优先 级,从而保证语音传输的质量和实时性。 针对CATV网络,IP电话的实现有以下几种形式: (1)第一种方案如图4所示。用户使用的电话及线路为传统的电话和电话线,内部呼叫 时,模拟电话语音信号由普通的电话交换机送入目的用户电话。当用户电话呼出时,语音 信号由电话交换机交换输出至设备A(图中的设备A是一种可以将模拟语音信号转换成为IP 包的设备,它既可以是一种集成的产品,也可以是一台带有语音卡及相应软件的计算机)。 设备A将模拟的语音信号抽样,量化后形成语音数据,然后将数字化的语音数据分段,加入 IP包头,形成IP封包并设成较高的优先级。随后将其送交路由节点的路由器,由路由器将 此IP包送达目的地。再由目的地的设备A将其拆包,组合并重新还原成模拟语音信号后交电 话交换机至目的电话。这种方式具有一些明显的优点,如:采用普通电话,避免用户二次 投资,用户端不需要计算机设备,用户也不必掌握相关的计算机知识,易于普及。通话为 电话到电话(Phone to Phone)形式,易为广大用户所接受。但它尽时也有一些缺点,首 先它并不是真正意义上的IP电话,与传统的普通电话没有差别。想与该CATV网以外的用户 通话,仍需借助于长途电话线路,通话费用高。另外还必须架设电话线,增加大量电话交 换设备,从长远看,使有线台投资加大,同时由于电话线路和电话交换设备的加入,也增 加了CATV网的维护难度。 (2)另外一种CATV语音传输方案如图5所示。通信双方可实现计算机到计算机(PC to PC)、计算机到电话(PC to Phone)、电话到电话(Phone to Phone)等多种形式的语音 通信。语音信号直接由计算机转换成数据,并把目的地址等信息加入形成IP包后送入网络, 网络将按IP包上的目的IP地址直接送到目的用户。在目的用户端由用户的计算机转换成话 音信号。在这种方式下,由于在用户端是数字化的语音数据,故可方便地实现“多方会议”、 “语音邮件”、“话音存储”等多种功能,并可通过Internet与世界各地通话,话费低廉, 充分体现了IP电话所带来的极大的优越性和种种便利。但这种方式也存在一个极大的缺陷, 即每一个用户必须有一个固定的IP地址,这样才能使其它用户按其地址发送语音。当网络 有足够的IP地址可供分配时,这一问题显得无关紧要。但如果该网络连人Internet后,可 供分配的IP地址非常有限,必须采用动态分配的方式时,这一问题就显得非常突出。如采 用动态地址分配,那么每次用户上网登录所得到的IP地址都不相同,这将使通话的双方因 为不知道对方的IP地址无法拨通IP电话。 (3)针对上述方式,可采用一种改进方案,如图6所示。即在网络上设置一台IP电话服 务器,在服务器上建立一个包括用户名、IP地址、用户电话号码的表,其中用户电话号码 和用户名是一一对应且是唯一确认的。当某一用户登录时,系统为之动态分配一个IP地址, 并将该地址写入上述表中。当有人按用户电话号码拨打某个用户的IP电话时,呼叫方系统 将先根据其电话号码从服务器表上查出被呼叫方当前的IP地址,然后将此IP地址加入语音 数据包,送交网络,由网络送达目的地。这样就克服了第2种方案的缺点并仍具有第2种方 案的各种优势。 相信在不久的将来,随着CATV的IP网的建成,人们与海外亲友通话聊天将不再担心通 话费用了!