初级通信工程师综合能力考试知识点：IP 电话的引入

IP 电话的引入

在IP网络上提供高质量的电话是IP网同实时通信业务领域拓展的第一步，现在，ip网上的语音业务(Voice-over-IP,VoIP)，或称IP电话(IPphone)，已经被证明是可行的。将语音业务加入分组网络必须解决的问题是如何保证语音质量、IP电话系统的互操作性和可管理性。

从网络的角度看：传统的以电话业务为基础的电信网无论从业务量设计、容量、组网方式还是从交换方式上来讲都己无法适应这一新的发展趋势，因而开发新一代的可持续发展的网络己成为网络界的共同心愿，各大公司都在设计构思未来网络及新的多业务的分组网络等。但其基本思想都是共同的，即具有统一的TCP/IP通信协议和巨大的传输容量，能以最经济的成本，灵活、可靠、持续地支持一切已有的和将有的业务和信号。显然，这样的新一代电信网只可能是以IP为基础的分组化网。

需要特别指出的是，分组化趋势，目前主要是指IP化。进入20世纪90年代中期以来，因特网业务量的增长已构成数据业务的主要增长因素，到2000年这10年间，用户数增长了大约2个数量级。除了用户数量的指数式增长外，业务带宽也呈现了指数式增长态势。例如：在1990年左右，主要业务是E-mail,带宽仅1kbit/s左右;到了1995年，主要业务是Web浏览，所有的带宽已增长到大约50kbit/s:到2000年左右，活动图像成为主要业务，所占用的带宽可达5Mbit/s.10年间，业务带宽的增长可达4个数量级。因而，未来网络的分组化实质上主要指IP化，即能最桂地支持IP业务的分组网。

当前因特网己经成为仅次于传统公用电话交换网的第二大通信网络。因特网本身的技术先进性、网络容量的高利用率和极强的可扩展性，使其较PSTN更加具有发展潜力。IP电话技术的整体性设计所要达到的目标是：?以先进的网络技术、控制管理手段和编解码技术，以低于传统PSTN的费用成本向用户提供质量较好的电话服务。

使用因特网电话能大幅度地降低长途电话费用，尤其是降低国际长途电话费用，所以自从VocalTec公司于1995年3月首次推出因特网电话软件以来，通过因特网打长途电话已成为当今因特网上的热门运用。时至今日，因特网电话已经历了两个发展时代，即因特网电话软件时代和因特网电话网关时代。

因特网电话软件时代基于PC,在PC到PC之间建立呼叫(见图7-3)，而因特网电话网关时代则可以提供PC到电话、电话到PC和电话到电话之间的呼叫(见图7>4)。这里IP电话的关键设备是网关，IP电话网关的出现使IP电话的通信方式得以丰富和简化，通过一个网关它可以实现个人计算机到电话、电话到个人计算机，通过两个网关可以实现电话到电话的通信。

IP电话的雏形很早就有人在试验和应用。到了1995年，这类应用基本上还只是计算机上的玩具，没有互操作性，更谈不上商业应用性。但ITU-T和IETF很快开始进行标准化工作。19%年第二个VoIP标准ITU-TH.323建议体系初步形成。随之而来的第一代产品多是装在PC上的应用和小容量H.323网关，但终究有了真正的经过因特网的电话到电话的呼叫。

在许多场合，VoIP技术仅指通过IP网络实现类似普通老式电话的功能。但是，在传统电话网的业务不断发展的情况下，VoIP的含义和设计目标也超越了其字面意义。也就是说VoIP技术不仅指提供双方通话的传统电话技术，而且是包含语音、图像、数据并能支持各种智能业务的双方及多方通信的多媒体通信技术。

由于传统PSTN的广泛存在性等历史渊源，在相当长一段时间内，新兴的IP电话系统要充分发挥其优势，就必须考虑与PSTN的互通问题。这就要在IP网与PSTN网之间配置IP电话网关，以实现媒体1L=1ICIpw流与控制信令的互连互通。这样IP电话就有了4种方式：电话到电话、电话到PC、PC到电话和PC到PC。

电话到电话即普通电话经过电话交换机连到IP电话网关，用电话号码穿过IP网进行呼叫。发端网关鉴别主叫用户，翻译电话号码/网关口地址，发起IP电话呼叫，连接到最靠近被叫的网关，并完成语音编码和打包。收端的网关实现拆包、解码和连接被叫。

对于电话到PC或是PC到电话的情况，是由网关来完成IP地址和电话号码的对应和翻译，以及语音编解码和打包。

PC到PC方式下，多媒体PC经过电话线或局域网连接到Internet上，利用PC地址进行呼叫。语音压缩、编解码和打包均通过PC上的处理器、声卡、网卡等硬件资源完成。

IP电话与传统电话相比存在一定的差异。

传统电话采用电路交换，采用同步时分复用传输，信道利用率低，平均约40%,但不存在信息丢失的现象：每一通话电路的数码率为64kbit/s:端到端传送延时除经卫星电路时例外，一般在数十毫秒范围以内，且在一次通话过程中固定不变;通话质量一般有保证。

IP电话采用以IP包(分组)为单位的包交换：采用异步时分复用传输，信道利用率较高，但由于打包带来的各种协议开销使实际的信道利用率平均在60%左右，传输过程中会出现包丢失现象;通常采用语音压缩编码，压缩后的每一话路的数码率为32kbit/s、26kbit/s、8kbit/s、6.3kbi1/s>5.3kbit/s可选：端到端的IP包传送时延一般较长，可达数百毫秒，且不固定;如不采用特殊措施，现有因特网上通话质量无保障。

从上述比较可以看出，IP电话在节省带宽、提高信道利用率上较传统电话具有优越性。这主要依赖于语音压缩及异步时分复用技术。但后者给语音业务带来的好处并不像数据业务那样明显，原因是它们的性质有所不同。语音业务是一种相对平稳的过程，而数据业务则是一种突发性很强的业务。对于数据业务来说，从电路交换到包交换的转变可使信道利用率获得数倍的效益，而语音业务却不可能产生同样高的效益。相反，采用包交换后却可能出现包丢失现象，并带来实现上的复杂性。此外IP电话采用了语音压缩编码技术，但这一技术同样也可以用于电路交换网上。事实上，在卫星通信中早已采用了的数据电路倍增设备(DCME)即是将语音压缩编码(采用32kbit/s的ADPCM编码)，与数字语音插空(DSI)技术结合在一起，从而使信道利用率提高3倍(4:1)。只不过当时的语音压缩及数字信号处理(DSP)技术尚未达到今日的地步，因此压缩比只有2:1,而不是8:1-10:1.当然，如需将语音压缩技术应用到现有的电路交换长途网中，则必须改变现有的交换机结构，或者在现有交换机之外另加单独的适配装置(类似于在1P电话中架设网关)。这是一个值得加以探讨的问题。

IP电话与传统的长途电话相比，在经济上具有明显的优势。一方面是由于IP电话所具有的上述技术特点，另一方面也是由于资费政策的不同。当前，因特网的资费政策主要是基于数据业务的考虑，而网上数据业务特点是用户通信时间较长、传输的业务量大、突发性强。另外，IP属于无连接通信方式，没有复杂的信令开销，也不保证服务质量(QoS)，因此计费率比现有长途电话低得多，这是非常合理的。

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