VoIP基本机制与普遍设备(1)

来源:互联网
更新时间:2016/12/13 1:06:56
责任编辑:鲁晓倩
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VoIP基本原理与常见设备

1995年以色列VocalTec公司所推出的Internet Phone,不但是VoIP网络电话的开端,也揭开了电信IP化的序幕。人们从此不但可以享受到更便宜、甚至完全免费的通话及多媒体增值服务,电信业的服务内容及面貌也为之剧变。

   一开始的网络电话是以软件的形式呈现,同时仅限于PC to PC间的通话,换句话说,人们只要分别在两端不同的PC上,安装网络电话软件,即可经由IP网络进行对话。随着宽频普及与相关网络技术的演进,网络电话也由单纯PC to PC的通话形式,发展出IP to PSTN(公共开关电话网络)、PSTN to IP、PSTN to PSTN及IP to IP等各种形式,当然他们的共通点,就是以IP网络为传输媒介,如此一来,电信业长久以PSTN电路交换网网络为传输媒介的惯例及独占性也逐渐被打破。

  VoIP的原理、架构及要求

   由Voice over IP的字面意义,可以直译为透过IP网络传输的语音讯号或影像讯号,所以VoIP就是一种可以在IP网络上互传模拟音讯或视讯的一种技术。简单地说,它是藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序,好让该语音数据可以在IP网络上传输到目的端,然后再经由相反的程序,还原成原来的语音讯号以供接听者接收。

   进一步来说,VoIP大致透过5道程序来互传语音讯号,首先是将发话端的模拟语音讯号进行编码的动作,目前主要是采用99vU-T G.711语音编码标准来转换。第二道程序则是将语音封包加以压缩,同时并添加址及控制信息,如此便可以在第三阶段中,也就是传输IP封包阶段,在浩瀚的IP网络中寻找到传送的目的端。到了目的端,IP封包会进行译码还原的作业,最后并转换成喇叭、听筒或耳机能播放的模拟音讯。

   在一个基本的VoIP架构之中,大致包含4个基本元素:

   (1)媒体网关器(Media Gateway):主要扮演将语音讯号转换成为IP封包的角色。

   (2)媒体网关控制器(Media Gateway Controller):又称为Gate Keeper或Call Server。主要负责管理讯号传输与转换的工作。

   (3)语音服务器:主要提供电话不通、占线或忙线时的语音响应服务。

   (4)信号网关器(Signaling Gateway):主要工作是在交换过程中进行相关控制,以决定通话建立与否,以及提供相关应用的增值服务。

   虽然VoIP拥有许多优点,但绝不可能在短期内完全取代已有悠久历史并发展成熟的PSTN电路交换网,所以现阶段两者势必会共存一段时间。为了要让两者间能相互沟通,势必要建立一个互通的接口及管道,而媒体网关器与网关管理器即扮演了中介的色角,因为他们具备将媒体数据流及IP封包转译成不同网络所支持的各类协议。

   其运作原理是,媒体网关器先将语音转换为IP封包,然后交由媒体网关控制器加以控制管理,并决定IP封包在网络中的传送路径。至于信号网关器则负责将SS7信号格式转换为IP封包。

   网络电话若要走向符合企业级营运标准,必须达到以下几个基本要求:

   1.服务品质(QoS)之保证:这是由PSTN过渡到VoIP、IP PBX取代PBX的最基本要求。所谓QoS就是要保证达到语音传输的最低延迟率(400毫秒)及封包遗失率(5-8%),如此通话品质才能达到现今PSTN的基本要求及水准,否则VoIP的推行将成问题。

   2.99.9999%的高可用性(High Available;HA):虽然网络电话已成今后的必然趋势,但与发展已久的PSTN相较,其成熟度、稳定度、可用性、可管理性,乃至可扩充性等方面,仍有待加强。尤其在电信级的高可用性上,VoIP必须像现今PSTN一样,达到6个9(99.9999%)的基本标准。目前VoIP是以负载平衡、路由备份等技术来解决这方面的要求及问题,总而言之,HA是VoIP必须达到的目标之一。

   3.开放性及兼容性:传统PSTN是属封闭式架构,但IP网络则属开放式架构,如今VoIP的最大课题之一就是如何在开放架构下,而能达到各家厂商VoIP产品或建设的互通与兼容,同时地造成各家产品在整合测试及验证上的困难度。目前的解决方法是透过国际电信组织不断拟定及修改的标准协议,来达到不同产品间的兼容性问题,以及IP电话与传统电话的互通性。

   4.可管理性与安全性问题:电信服务包罗万象,包括用户管理、异地漫游、可靠计费系统、认证授权等等,所以管理上非常复杂,VoIP营运商必须要有良好的管理工具及设备才能因应。同时IP网络架构技术完全不同于过去的PSTN电路网,而且长久以来具开放性的IP网络一直有着极其严重的安全性问题,所以这也形成网络电话今后发展上的重大障碍与首要解决的目标。

   5.多媒体应用:与传统PSTN相比,网络电话今后发展上的最大特色及区别,恐怕就在多媒体的应用上。在可预见的未来,VoIP将可提供交互式电子商务、呼叫中心、企业传真、多媒体视讯会议、智能代理等应用及服务。过去,VoIP因为价格低廉而受到欢迎及注目,但多媒体应用才是VoIP今后蓬勃发展的最大促因,也是各家积极参与的最大动力。  

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