IP Phone

 隨着光網絡的飛速發展和數字傳輸技術的應用，原來在數據通信網中被視爲應用“瓶頸”的帶寬和服務質量等問題一一得到解決，推動了IP技術的飛速發展，帶動各種應用向IP靠攏， IP電話（又稱IP PHONE或VoIP）業務就是其中一個典型的應用。

IP電話是一種利用Internet技術或網絡進行語音通信的新業務。從網絡組織來看，目前比較流行的方式有兩種：一種是利用Internet網絡進行的語音通信，我們稱之爲網絡電話；另一種是利用IP技術，電信運行商之間通過專線點對點聯結進行的語音通信，有人稱之爲經濟電話或廉價電話。兩者比較，前者具有投資省，價格低等優勢，但存在着無服務等級和全程通話質量不能保證等重要缺陷。該方式多爲計算機公司和數據網絡服務公司所採納。後者相對於前者來講投資較大，價格較高，但因其是專門用於電話通信的，所以有一定的服務等級，全程通話質量也有一定保證。該方式多爲電信運行商所採納。

IP電話與傳統電話具有明顯區別。首先，傳統電話使用公衆電話網作爲語音傳輸的媒介；而IP電話則是將語音信號在公衆電話網和Internet之間進行轉換，對語音信號進行壓縮封裝，轉換成IP包，同時，IP技術允許多個用戶共用同一帶寬資源，改變了傳統電話由單個用戶獨佔一個信道的方式，節省了用戶使用單獨信道的費用。其次，由於技術和市場的推動，將語音轉化成IP包的技術已變得更爲實用、便宜，同時，IP電話的核心元件之一數字信號處理器的價格在下降，從而使電話費用大大降低，這一點在國際電話通信費用上尤爲明顯，這也是IP電話迅速發展的重要原因。

IP電話（又稱IP PHONE或VoIP）是建立在IP技術上的分組化、數字化傳輸技術,其基本原理是：通過語音壓縮算法對語音數據進行壓縮編碼處理,然後把這些語音數據按 IP等相關協議進行打包,經過IP網絡把數據包傳輸到接收地,再把這些語音數據包串起來,經過解碼解壓處理後,恢復成原來的語音信號,從而達到由IP網絡傳送語音的目的。IP電話系統把普通電話的模擬信號轉換成計算機可聯入因特網傳送的IP數據包,同時也將收到的IP數據包轉換成聲音的模擬電信號。經過 IP電話系統的轉換及壓縮處理,每個普通電話傳輸速率約佔用8～11kbit/s帶寬,因此在與普通電信網同樣使用傳輸速率爲64kbit/s的帶寬時,IP電話數是原來的5～8倍。

IP電話的核心與關鍵設備是IP電話網關。IP電話網關具有路由管理功能,它把各地區電話區號映射爲相應的地區網關IP地址。這些信息存放在一個數據庫中,有關處理軟件完成呼叫處理、數字語音打包、路由管理等功能。在用戶撥打IP電話時,IP電話網關根據電話區號數據庫資料,確定相應網關的IP地址,並將此IP地址加入IP數據包中,同時選擇最佳路由,以減少傳輸時延,IP數據包經因特網到達目的地IP電話網關。對於因特網未延伸到或暫時未設立網關的地區,可設置路由,由最近的網關通過長途電話網轉接,實現通信業務。

IP電話的基本結構由網關（GW）和網守（GK）兩部分構成。網關的主要功能是信令處理、H.323協議處理、語音編解碼和路由協議處理等，對外分別提供與PSTN網連接的中繼接口以及與IP網絡連接的接口。網守的主要功能是用戶認證、地址解析、帶寬管理、路由管理、安全管理和區域管理。一個典型的呼叫過程是：呼叫由PSTN語音交換機發起，通過中繼接口接入到網關，網關獲得用戶希望呼叫的被叫號碼後，向網守發出查詢信息，網守查找被叫網守的IP地址，並根據網絡資源情況來判斷是否應該建立連接。如果可以建立連接，則將被叫網守的IP地址通知給主叫網關，主叫網關在得到被叫網關的IP地址後，通過IP網絡與對方網關建立起呼叫連接，被叫側網關向PSTN網絡發起呼叫並由交換機向被叫用戶振鈴，被叫摘機後，被叫側網關和交換機之間的話音通道被連通，網關之間則開始利用H.245協議進行能力交換，確定通話使用的編解碼，在能力交換完成後，主被叫方即可開始通話。

IP電話是語音數據集成與語音/分組技術進展結合的經濟優勢，從而迎來一個新的網絡環境，這個新環境提供了低成本、高靈活性、高生產率及效率的增強應用等優點。IP電話的這些優點使企業、服務供應商和電信運營商們看到了許多美好的前景，把語音和數據集成在一個分組交換網絡中的契機是由以下因素推動的：

(1)通過統計上的多路複用而提高的效率。

(2)通過語音壓縮和語音活動檢測（安靜抑制）等增強功能而提高的效率。

(3)通過在私有數據網絡上傳送電話呼叫而節省長途費用。

(4)通過聯合基礎設施組件降低管理成本。

(5)利用計算機電話集成的新應用的可能性。

(6)數據應用上的語音連接。

(7)有效使用新的寬帶WAN技術。

分組網絡提高的效率和在統計學上隨數據分組多路複用語音數據流的能力，允許公司最大限度地得到在數據網絡基礎設施上投資的回報。而把語音數據流放到數據網絡上也減少了語音專用線路的數目，這些專用線路的價格往往很高。LAN，MAN和WAN環境中吉位以太網、密集波分多路複用和Packet over SDH等新技術的實現，以更低的價位爲數據網絡提高更多的帶寬。同樣，與標準的TDM連接相比，這些技術提供了更好的性價比。

IP電話就有4種：電話到電話、電話到PC、PC到電話和PC到PC。具體如下：

（1）PC到PC：最初IP電話方式主要是PC到PC,利用IP地址進行呼叫,通過語音壓縮、打包傳送方式,實現因特網上PC機間的實時話音傳送,話音壓縮、編解碼和打包均通過PC上的處理器、聲卡、網卡等硬件資源完成,這種方式和公用電話通信有很大的差異,且限定在因特網內,所以有很大的侷限性。

（2）電話到電話： 電話到電話即普通電話經過電話交換機連到IP電話網關,用電話號碼穿過IP網進行呼叫,發送端網關鑑別主叫用戶,翻譯電話號碼/網關IP地址,發起IP電話呼叫,連接到最靠近被叫的網關,並完成話音編碼和打包,接收端網關實現拆包、解碼和連接被叫。

（3）電話到PC ：電話到PC是由網關來完成IP地址和電話號碼的對應和翻譯,以及話音編解碼和打包。

（4）PC到電話：PC到電話也是由網關來完成IP地址和電話號碼的對應和翻譯,以及話音編解碼和打包。