IP Phone

目录·IP电话的技术
·无线IP电话
·IP电话在大中华的发展
·IP电话的运营商及IP接入号码
·ip Phone三种实现方式



IP电话(简称VoIP,源自英语Voice over Internet Protocol;又名宽带电话或网络电话)是一种透过互联网或其他使用IP技术的网络,来实现新型的电话通讯。过去IP电话主要应用在大型公司的内联网内,技术人员可以复用同一个网络提供数据及语音服务,除了简化管理,更可提高生产力。随着互联网日渐普及,以及跨境通讯数量大幅飙升,IP电话亦被应用在长途电话业务上。由于世界各主要大城市的通信公司竞争日剧,以及各国电信相关法令松绑,IP电话也开始应用于固网通信,其低通话成本、低建设成本、易扩充性及日渐优良化的通话质量等主要特点,被目前国际电信企业看成是传统电信业务的有力竞争者。



IP电话的技术

IP电话通过把语音信号经过数碼处理、压缩编码打包、透过网络传输、然后解压、把数碼信号还原成声音,让通话对方听到。
话音从源端到达目的端的基本过程是:

声电转换:通过压电陶瓷等类似装置将声波变换为电信号
量化采样:将模拟电信号按照某种采样方法(比如脉冲编码调制,即PCM)转换成数字信号
封包:将一定时长的数字化之后的语音信号组合为一帧,随后,按照国际电联(ITU-T)的标准,这些话音帧被封装到一个RTP(即实时传输协议,Realtime Transport Protocol)报文中,并被进一步封装到UDP报文和IP报文中。
传输:IP报文在IP网络由源端传递到目的端
去抖动:去除因封包在网络中传输速度不均匀所造成的抖动音
拆包
电声转换

一个完整的、可以大规模商用运营的IP电话系统包括如下一些技术(暂不完全):

寻址
话音编解码
回声消除和回声抑制
传输

IP报文时延控制功能


去抖动

IP报文的去抖动(de-jitter)功能




话音编码方案
目前世界多个标准组织和工业实体提出了很多话音编码方案。 其中包括国际电信联盟的G.711(速率64kbps),G.723.1(速率5.3kbps或者6.3kbps),G.729A(速率8kbps)编码方案。 微软、Intel等业界巨头也有自己的编码方案。

VoIP 通讯协定
目前常用的协定如 H.323、SIP、MEGACO 和 MGCP。
H.323是常见的VoIP标准,由ITU-T于1996年提出,原本是用于局域网路(LAN)上的视讯会议,后来被应用于VoIP网络电话上。H.323定义了一个综合性的规范,使网络上的终端设备遵循这些规范,得以顺利进行沟通,包括语音压缩格式(G.711、G.729、G.723.1)、影像压缩格式( H.261、H.263 )、呼叫信令(H.225)、控制信令(H.245)、注册与认证等(RAS:Registeration Admission Status)。H.323 架构由4个元件所组成,包括终端设备(Terminal)、闸道器(Gateway)、闸道管理员(Gatekeeper)、多点控制单元(MCU:Multipoint Control Unit),可进行单点对单点或单点对多点的通讯。
对于VoIP的应用而言,H.323的子协定多且复杂性高,在许多技术上的问题受限,不容易针对新的应用作扩展。因此,IETF(Internet Engineering Task Force)分别在1999年8月提出MGCP(Media Gateway Control Protocol)协定与1999年3月的SIP(Session Initiation Protocol)新架构,试图简化H.323的复杂性,且在语音传递功能提供较高的延展性。

以下为原始说明,未尽部分待编辑
会话发起协议(SIP)是 IETF 创建 VoIP 通话连接的协议标准。 SIP 是一种应用层控制协议,用于和一个或多个参与者创建、修改和终止会话。 SIP 的结构与 HTTP (客户-服务器协议)相似。客户机发出请求,并发送给服务器,服务器处理这些请求后给客户机回送一个响应。请求与响应形成一次交换(transaction)。
媒体网关控制协议(MGCP)是由 思科 和 Telcordia 提议的 VoIP 协议,它定义了呼叫控制单元(呼叫代理或媒体网关)与电话网关之间的通信服务。 MGCP 属于控制协议,允许中心控制台监测 IP 电话和网关事件,并通知它们发送内容至指定地址。在 MGCP 结构中,智能呼叫控制置于网关外部并由呼叫控制单元(呼叫代理)来处理。同时呼叫控制单元互相保持同步,发送一致的命令给网关。
媒体网关控制协议(Megaco)是 IETF 和 ITU-T (ITU-T H.248 建议)共同努力的结果。 Megaco/H.248 是一种用于控制物理上分开的多媒体网关的协议单元的协议,从而可以从媒体转化中分离呼叫控制。 Megaco/H.248 说明了用于转换电路交换语音到基于包的通信流量的媒体网关(MG)和用于规定这种流量的服务逻辑的媒介网关控制器之间的联系。 Megaco/H.248 通知媒体网关将来自于数据包或单元数据网络之外的数据流连接到数据包或单元数据流上,如实时传输协议(RTP)。从 VoIP 结构和网关控制的关系来看, Megaco/H.248 与 MGCP 在本质上相当相似,但是 Megaco/H.248 支持更广泛的网络,如 ATM 。


无线IP电话

目前主要运用Wi-Fi这项技术。
由于目前铺设热点(Access Point)尚未普及,只有核心都市有较高的人口覆盖率,又此技术所涵盖的区域属于小范围,只要一远离热点,讯号就逐渐衰弱甚至断线,必须重新连线。对经常移动的使用者来说是很大的麻烦。较适合于固定地点,如家中,企业,咖啡店…等长时间停留处运用。
无线网卡或无线装置约12mW(10.8dbm)到100mW(20dbm)。一般来说,配备Wi-Fi功能的笔记型电脑,在使用802.11的标准下,其发射功率均低于一百毫瓦(100mW),这是一般移动电话发射功率两瓦的二十分之一。也就是说,至少要二十台的笔记型电脑同时上网,才会达到一支手机所发出的功率量。
近来有一新技术WiMax,它是一种广域的无线技术,采用与Wi-Fi相近的技术,并将之优化,具有高带宽、大范围和低成本等特性,未来可望会应用到无线网络电话上。

IP电话在大中华的发展

目前大中华地区当中,以香港的应用层面较大。早在1990年代中期,不少大型公司(如轩尼诗、LVMH及帝亚吉欧)就透过IP电话技术,为海外分公司提供直线电话接往公司的总部。其后,在长途电话割喉战中,IP电话亦开始应用,以保证当卫星讯号受到干扰时,仍然可以提供可靠的通讯。早期的IP电话由于带宽问题,会使通讯出现很严重的机械声音,但现在已经不再出现。而当通讯割喉战蔓延至固网通讯时,IP电话亦使拥有宽带网络的供应商取得优势。现时在香港提供IP电话服务的,长途电话方面,以香港宽带网络有限公司最早,期后有提供IDD009服务的新世界电讯。而本地固网通讯方面,最先推出这种服务的香港宽带、透过视像电话提供服务的和记环球电讯、租借同属九龙仓集团的i-CABLE有线宽带网络提供服务的九仓电讯,以及利用软件技术提供服务的新世界电讯,至此全香港只剩下市场占有率最大、历史最悠久的电讯盈科一间固网商未有提供这项服务。
2005年,随着Skype开始在大中华地区发展,它亦与当地的固网商合作,希望开拓更大的市场。当中,在香港它与和记集团合作,并为Skype的用户提供固网电话号码;而在中国大陆则与和记集团旗下的Tom online合作,在台湾则与PChome Online(网络家庭国际资讯股份有限公司)合作。
目前,台湾的检警人员仍然对IP电话存有高度疑虑,理由是:第一,IP电话难以监听的特性,很可能使IP电话成为犯罪集团(尤其是诈骗集团)的犯罪工具,而增加检警人员侦办犯罪的难度;虽然可以追查发话者的IP位址,但是很多代理服务器设置在境外,因此很难防范IP电话犯罪。第二,国外某些电信业者直接提供改变发话号码的服务,其用途是提供发话者必须保密电话号码时使用,但也可能成为犯罪集团的工具;某些非法的IP电话软件或国际电话节费器,也能改变发话号码。
在中国大陆地区,主要的固网商对IP语音实施很大程度的封锁,其中包括中国电信、中国网通及中国铁通。实施封锁原因,是客户使用IP语音,将损失其公司主要长途电话收入,另外政府亦担心不能对IP语音监听。所以在中国大陆地区,IP语音市场是尚未开发的。但在市场上亦有很多海外公司及本土公司对这市场有兴趣,使用其他技术使固网商不能对其干扰。
IP电话的运营商及IP接入号码

电信(17908、17909、190200)
网通(17969、17931、17930)
移动(17951)
铁通(17996、17970、17971)
联通(17911、17910、19300)

ip Phone三种实现方式
  (1)PC to PC
  这种方式适合那些拥有多媒体电脑(声卡须为全双工的,配有麦克风)并且可以连上互联网的用户,通话的前提是双方电脑中必须安装有同套网络电话软件。
  这种网上点对点方式的通话,是IP电话应用的雏形,它的优点是相当方便与经济,但缺点也是显而易见的,即通话双方必须事先约定时间同时上网,而这在普通的商务领域中就显得相当麻烦,因此这种方式不能商用化或进入公众通信领域。
  (2)PC to Phone
  随着IP电话的优点逐步被人们认识,许多电信公司在此基础上进行了开发,从而实现了通过计算机拨打普通电话。
  作为呼叫方的计算机,要求具备多媒体功能,能连接上因特网,并且要安装IP电话的软件。
  拨打从电脑到市话类型的电话的好处是显而易见的,被叫方拥有一台普通电话即可,但这种方式除了付上网费和市话费用外,还必须向IP电话软件公司付费。目前这种方式主要用于拨打到国外的电话,但是这种方式仍旧十分不方便,无法满足公众随时通话的需要。
  (3)Phone to Phone
  这种方式即“电话拨电话”,需要IP电话系统的支持。IP电话系统一般由三部分构成:电话、网关和网络管理者。电话是指可以通过本地电话网连到本地网关的电话终端;网关是Internet网络与电话网之间的接口,同时它还负责进行语音压缩;网络管理者负责用户注册与管理,具体包括对接入用户的身份认证、呼叫记录并有详细数据(用于计费)等等。
  现在各电信营运商纷纷建立自己的IP网络来争夺国内市场,它们均以电话记账卡的方式实现从普通电话机到普通电话机的通话。
  这种方式在充分利用现在电话线路的基础上,满足了用户随时通信的需要,是一种比较理想的IP电话方式。


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