IP路由器技術(shù)以及IP電話(huà)的關(guān)鍵技術(shù)分析
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(1)通過(guò)統計上的多路復用而提高的效率。
(2)通過(guò)語(yǔ)音壓縮和語(yǔ)音活動(dòng)檢測（安靜抑制）等增強功能而提高的效率。
(3)通過(guò)在私有數據網(wǎng)絡(luò )上傳送電話(huà)呼叫而節省長(cháng)途費用。
(4)通過(guò)聯(lián)合基礎設施組件降低管理成本。
(5)利用計算機電話(huà)集成的新應用的可能性。
(6)數據應用上的語(yǔ)音連接。
(7)有效使用新的IP路由器技術(shù)。
分組網(wǎng)絡(luò )提高的效率和在統計學(xué)上隨數據分組多路復用語(yǔ)音數據流的能力，允許公司最大限度地得到在數據網(wǎng)絡(luò )基礎設施上投資的回報。而把語(yǔ)音數據流放到數據網(wǎng)絡(luò )上也減少了語(yǔ)音專(zhuān)用線(xiàn)路的數目，這些專(zhuān)用線(xiàn)路的價(jià)格往往很高。LAN，MAN和WAN環(huán)境中吉位以太網(wǎng)、密集波分多路復用和PacketoverSDH等新IP路由器技術(shù)的實(shí)現，以更低的價(jià)位為數據網(wǎng)絡(luò )提高更多的帶寬。同樣，與標準的TDM連接相比，這些IP路由器技術(shù)提供了更好的性?xún)r(jià)比。
IP電話(huà)的種類(lèi)
IP電話(huà)就有4種：電話(huà)到電話(huà)、電話(huà)到PC、PC到電話(huà)和PC到PC。具體如下：
?。?）PC到PC：最初IP電話(huà)方式主要是PC到PC,利用IP地址進(jìn)行呼叫,通過(guò)語(yǔ)音壓縮、打包傳送方式,實(shí)現因特網(wǎng)上PC機間的實(shí)時(shí)話(huà)音傳送,話(huà)音壓縮、編解碼和打包均通過(guò)PC上的處理器、聲卡、網(wǎng)卡等硬件資源完成,這種方式和公用電話(huà)通信有很大的差異,且限定在因特網(wǎng)內,所以有很大的局限性。
?。?）電話(huà)到電話(huà)： 電話(huà)到電話(huà)即普通電話(huà)經(jīng)過(guò)電話(huà)交換機連到IP電話(huà)網(wǎng)關(guān),用電話(huà)號碼穿過(guò)IP網(wǎng)進(jìn)行呼叫,發(fā)送端網(wǎng)關(guān)鑒別主叫用戶(hù),翻譯電話(huà)號碼/網(wǎng)關(guān)IP地址,發(fā)起IP電話(huà)呼叫,連接到最靠近被叫的網(wǎng)關(guān),并完成話(huà)音編碼和打包,接收端網(wǎng)關(guān)實(shí)現拆包、解碼和連接被叫。
?。?）電話(huà)到PC：電話(huà)到PC是由網(wǎng)關(guān)來(lái)完成IP地址和電話(huà)號碼的對應和翻譯,以及話(huà)音編解碼和打包。
?。?）PC到電話(huà)：PC到電話(huà)也是由網(wǎng)關(guān)來(lái)完成IP地址和電話(huà)號碼的對應和翻譯,以及話(huà)音編解碼和打包。
IP電話(huà)的關(guān)鍵技術(shù)
傳統的IP網(wǎng)絡(luò )主要是用來(lái)傳輸數據業(yè)務(wù),采用的是盡力而為的、無(wú)連接的IP路由器技術(shù),因此沒(méi)有服務(wù)質(zhì)量保證,存在分組丟失、失序到達和時(shí)延抖動(dòng)等情況。數據業(yè)務(wù)對此要求不高,但話(huà)音屬于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),對時(shí)序、時(shí)延等有嚴格的要求。因此必須采取特殊措施來(lái)保障一定的業(yè)務(wù)質(zhì)量。IP電話(huà)的關(guān)鍵技術(shù)包括：信令技術(shù)、編碼技術(shù)、實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)、服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證技術(shù)、以及網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)等。
1．信令技術(shù)
信令技術(shù)保證電話(huà)呼叫的順利實(shí)現和話(huà)音質(zhì)量,目前被廣泛接受的VoIP控制信令體系包括ITU－T的H.323系列和IETF的會(huì )話(huà)初始化協(xié)議SIP。
ITU的H.323系列建議定義了在無(wú)業(yè)務(wù)質(zhì)量保證的因特網(wǎng)或其它分組網(wǎng)絡(luò )上多媒體通信的協(xié)議及其規程。H.323標準是局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、INTRANET和Internet上的多媒體提供IP路由器技術(shù)基礎保障。H.323是ITU－T有關(guān)多媒體通信的一個(gè)協(xié)議集,包括用于ISDN的H.320,用于Ｂ－ISDN的H.321和用于PSTN終端的H.324等建議。其編碼機制,協(xié)議范圍和基本操作類(lèi)似于ISDN的Q.931信令協(xié)議的簡(jiǎn)化版本,并采用了比較傳統的電路交換的方法。相關(guān)的協(xié)議包括用于控制的H.245,用于建立連接的H.225.0,用于大型會(huì )議的H.332,用于補充業(yè)務(wù)的H.450.1、H.450.2和H.450.3,有關(guān)安全的H.235,與電路交換業(yè)務(wù)互操作的H.246等。H.323提供設備之間、高層應用之間和提供商之間的互操作性。它不依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò )結構,獨立于操作系統和硬件平臺,支持多點(diǎn)功能、組播和帶寬管理。H.323具備相當的靈活性,支持包含不同功能的節點(diǎn)之間的會(huì )議和不同網(wǎng)絡(luò )之間的會(huì )議。H.323建議的多媒體會(huì )議系統中的信息流包括音頻、視頻、數據和控制信息。信息流采用H.225.0建議方式來(lái)打包和傳送。
H.323呼叫建立過(guò)程涉及到三種信令：ＲＡS信令（R=注冊：Registration、A=許可：Admission和S=狀態(tài)：Status）,H.225.0呼叫信令和H.245控制信令。其中ＲＡS信令用來(lái)完成終端與網(wǎng)守之間的登記注冊、授權許可、帶寬改變、狀態(tài)和脫離解除等過(guò)程；H.225.0呼叫信令用來(lái)建立兩個(gè)終端之間的連接,這個(gè)信令使用Q.931消息來(lái)控制呼叫的建立和拆除,當系統中沒(méi)有網(wǎng)守時(shí),呼叫信令信道在呼叫涉及的兩個(gè)終端之間打開(kāi)；當系統中包括一個(gè)網(wǎng)守時(shí),由網(wǎng)守決定在終端與網(wǎng)守之間或是在兩個(gè)終端之間開(kāi)辟呼叫信令信道；H.245控制信令用來(lái)傳送終端到終端的控制消息,包括主從判別、能力交換、打開(kāi)和關(guān)閉邏輯信道、模式參數請求、流控消息和通用命令與指令等。H.245控制信令信道建立于兩個(gè)終端之間,或是一個(gè)終端與一個(gè)網(wǎng)守之間。
雖然H.323提供了窄帶多媒體通信所需要的所有子協(xié)議,但H.323的控制協(xié)議非常復雜。此外,H.323不支持多點(diǎn)發(fā)送（Multicast）協(xié)議,只能采用多點(diǎn)控制單元（ＭＣＵ）構成多點(diǎn)會(huì )議,因而同時(shí)只能支持有限的多點(diǎn)用戶(hù)。H.323也不支持呼叫轉移,且建立呼叫的時(shí)間比較長(cháng)。與H.323相反,SIP是一種比較簡(jiǎn)單的會(huì )話(huà)初始化協(xié)議。它不像H.323那樣提供所有的通信協(xié)議,而是只提供會(huì )話(huà)或呼叫的建立與控制功能。SIP可以應用于多媒體會(huì )議、遠程教學(xué)及Internet電話(huà)等領(lǐng)域。SIP既支持單點(diǎn)發(fā)送（Unicast）也支持多點(diǎn)發(fā)送,會(huì )話(huà)參加者和媒體種類(lèi)可以隨時(shí)加入一個(gè)已存在的會(huì )議。SIP可以用來(lái)呼叫人或機器設備,如呼叫一個(gè)媒體存儲設備記錄一個(gè)會(huì )議,或呼叫一個(gè)點(diǎn)播電視服務(wù)器向會(huì )議播放視頻信號。
SIP是一種應用層協(xié)議,可以用UDP或TCP作為其傳輸協(xié)議。與H.323不同的是：SIP是一種基于文本的協(xié)議,用SIP規則資源定位語(yǔ)言描述（SIPUniformResourceLocators）,這樣易于實(shí)現和調試,更重要的是靈活性和擴展性好。由于SIP僅作于初始化呼叫,而不是傳輸媒體數據,因而造成的附加傳輸代價(jià)也不大。SIP的URLL甚至可以嵌入到web頁(yè)或其它超文本鏈路中,用戶(hù)只需用鼠標一點(diǎn)即可發(fā)出一個(gè)呼叫。與H.323相比,SIP還有建立呼叫快,支持傳送電話(huà)號碼的特點(diǎn)
2．編碼技術(shù)
話(huà)音壓縮編碼技術(shù)是IP電話(huà)技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。目前,主要的編碼技術(shù)有ITU－T定義的G.729、G.723(G.723.1)等。其中G.729可將經(jīng)過(guò)采樣的64kbit/s話(huà)音以幾乎不失真的質(zhì)量壓縮至8kbit/s。由于在分組交換網(wǎng)絡(luò )中,業(yè)務(wù)質(zhì)量不能得到很好保證,因而需要話(huà)音的編碼具有一定的靈活性,即編碼速率、編碼尺度的可變可適應性。G.729原來(lái)是8kbit/s的話(huà)音編碼標準,現在的工作范圍擴展至6.4～11.8kbit/s,話(huà)音質(zhì)量也在此范圍內有一定的變化,但即使是6.4kbit/s,話(huà)音質(zhì)量也還不錯,因而很適合在VoIP系統中使用。G723.1采用5.3/6.3Kbit/s雙速率話(huà)音編碼,其話(huà)音質(zhì)量好,但是處理時(shí)延較大,它是目前已標準化的最低速率的話(huà)音編碼算法。
3．實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)
實(shí)時(shí)傳輸IP路由器技術(shù)主要是采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP。RTP是提供端到端的包括音頻在內的實(shí)時(shí)數據傳送的協(xié)議。RTP包括數據和控制兩部分,后者叫RTCP。RTP提供了時(shí)間標簽和控制不同數據流同步特性的機制,可以讓接收端重組發(fā)送端的數據包,可以提供接收端到多點(diǎn)發(fā)送組的服務(wù)質(zhì)量反饋。
4．服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證技術(shù)
IP電話(huà)中主要采用資源預留協(xié)議(RSVP)以及進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量監控的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP來(lái)避免網(wǎng)絡(luò )擁塞,保障通話(huà)質(zhì)量。
5．網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)
IP電話(huà)中網(wǎng)絡(luò )傳輸IP路由器技術(shù)主要是TCP和UDP,此外還包括網(wǎng)關(guān)互聯(lián)技術(shù)、路由選擇技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )管理技術(shù)以及安全認證和計費技術(shù)等。由于實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP提供具有實(shí)時(shí)特征的、端到端的數據傳輸業(yè)務(wù),因此IP電話(huà)中可用RTP來(lái)傳送話(huà)音數據。在RTP報頭中包含裝載數據的標識符、序列號、時(shí)間戳以及傳送監視等,通常RTP協(xié)議數據單元是用UDP分組來(lái)承載,而且為了盡量減少時(shí)延,話(huà)音凈荷通常都很短。IP、UDP和RTP報頭都按最小長(cháng)度計算。VoIP話(huà)音分組開(kāi)銷(xiāo)很大,采用RTP協(xié)議的IP電話(huà)格式,在這種方式中將多路話(huà)音插入話(huà)音數據段中,這樣提高了傳輸效率。此外,靜音檢測技術(shù)和回聲消除技術(shù)也是IP電話(huà)中十分關(guān)鍵的IP路由器技術(shù)。靜音檢測技術(shù)可有效剔除靜默信號,從而使話(huà)音信號的占用帶寬進(jìn)一步降低到3.5ｋbit/s左右；回聲消除技術(shù)主要利用數字濾波器技術(shù)來(lái)消除對通話(huà)質(zhì)量影響很大回聲干擾,保證通話(huà)質(zhì)量。
發(fā)布者：博子
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