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1、IP电话的技术实现因特网的普及改变了我们生活的方方面面 ，IP电话作为语音技术和INTERNET相结合的产物，以其低廉的花费和改进的声音质量，深受人们的喜爱。现在，几乎所有电信运营商都推出了自己的IP电话业务，国内外有些公司还推出了自己的IP电话机，通过这些电话机，用户无需输入烦琐的帐号、密码就能直接使用价格便宜的IP电话业务了。所以，IP电话已不再是是一个时髦的名词，而和普通电话一样，成为一种非常实用、方便的通信工具。1IP电话的三种通话方式1.1 PC到PC（电脑到电脑）方式：要求通话双方都有上网的电脑并装有相同的客户端软件，而且都能熟练操作电脑并同时打开电脑连接网络。通话费用相当于上网的
2、费用，但操作能力较为复杂，在用户中较难普及。1.2 PC到电话方式：要求主叫方拥有并能够熟练操作上网电脑。由被叫方所在地的网关服务器将数字信号 转换成模拟信号，再通过市话线路传送到接收方的普通话机上。这种方式一般网络服务商交付一定的费用。1.3 电话到电话方式：也叫网关，双方都通过普通话机通话，只需购买一张IP电话卡，除了按照卡上的操作提示拨号外，几乎就和普通电话没有任何区别。这三种方式中，前两种通话方式的通话质量都取决于PC与ISP连接的速度。传统的家庭拨号方式还不能完全满足网络电话的要求，通话质量或多或少都受到一些影响，但可以一极低的价格甚至是免费的形式进行通话。第三种方式能够直接接入互联
3、网的骨干网中，带宽值较高，通话质量能够得到保障，但它的费用较前两种方式高一些。2IP电话实现机理和特点2.1 IP电话的实现机理。传统的电话网采用基于连接的电路方式来传输语音信息。话音电路是电话机和电话交换机等通信设备之间通过信令建立起来的，电话交换机必须为每一次呼叫建立一条专用的通信线路，直到通话结束才交还电路使用权。利用IP网络传送话音信息的方式是不存在专用线路的。在IP网络传输语音信息时，声音从主叫结点通过IP网络（如LAN，WAN或INTERNET）进行传输。IP电话是对模拟语音信号进行A/D（模拟/数字）变换，再对数字编码进行压缩，然后按一定的打包规则将压缩的数字语音转换成为IP数字
4、包，通过数字网进行传输。被叫方经过数据解压，D/A（数字/模拟）变换恢复成语音信号，从而实现语音的通信的目的。在IP网络通话过程中，由于数据网采用分组交换的方式分配、使用网络资源，通话不会独占某一信道，所以分组语音可以个提高网络资源的利用率，降低运营成本。基本过程如图所示。2.2 IP电话的特点低廉的通话费用。用IP数据网络完成所有数据及话音的传送，极大的降低了跨区域、跨国界的电话通信成本。无论身处何处，只需支付本地通话费用和上网费用。节省设备投资。使用原有的数据通信网络上就能获得增值的语音服务，而无需单独投资上马新的传送话音设备或线路。通过IP网络传送话音，可以节省相当大一笔设备的购买和维护
5、费用。由于内部通信包括语言通信和数据传输都通过同一个网络传输，IP网络能够从所有的终端同时进行扩展，而不需要中央管理和组织。而且，一个IP子网甚至可以拥有路由能力，IP数据包可以根据目的地址进行自动寻址。高的带宽利用率。传统的电话每次成功的呼叫都要占用64Kbps的固定信道，且只要用户不挂机就始终占用着。而IP电话的语音传输不存在占用固定信道的情况，有信息是才传送。但应该注意的是，IP语音传送采用IP数据包分组交换的方式，各个数据包分别寻找各自的路由。由于每个网络路由器只负责对下一个路由器的选择，所以从整个网络的角度来看，由于IP网络千差万别，计算最佳路由需要进行大量的计算，IP网络不能保证语
6、音IP数据包的传输速率和达到顺序，甚至不能保证数据包的完整性。同时，由于IP数据包可能的丢失，IP网络语音传输的最佳效率具有不确定性。3IP电话的相关标准IP电话的技术应用涉及硬件、软件等众多领域，相关标准的制定是IP电话技术协调发展和大规模推广应用的保障。3.1 H.323H.323 标准由ITU（国际电信联盟）推荐，主要包含：A影像的压缩/解压；B语音的压缩/解压；C共享应用（T.120）；D呼叫控制；E系统控制。H.323原来是为局域网设计的，所以对不同带宽、不同延迟的INTERNET而言需要进一步完善、发展。如在H.323中规定缺省的电话语音压缩解压缩标准是G.711标准，其编码标准速
7、率是64Kbps,在IP电话中如果采用G.711标准，语音的延迟是用户无法忍受的，所以在实际应用中发展了G.728，G.723.1，G.729等低带宽编码标准。3.2 VOIPVOIP（Voice Over Internet Protocol）是由思科、微软等公司倡导成立的，主要目的是为了发展、制定Internet 电话标准，是在已有的标准上比如H.323上的进一步深化和发展。3.3 S.100S.100是ECTF（计算机电话企业论坛）采用的计算机电话应用程序的标准API，通过S.100，集成商可以建立统一的通信平台，包括普通电话、数据包式语音和媒体处理。S.100允许厂家应用系统在交换、查询
8、和媒体处理时共享统一资源。4IP电话的核心设备与技术。4.1 网关（gateway）网关构成传统的电话交换网与计算机网络之间的桥梁。一方面它通过电话线与传统的电话网PSTN相连，另一方面与计算机网络相连。网关接收信令，将它数字化、压缩、打包和在计算机网络上对对方进行路由查询；网关的反向操作是从计算机网络上接收数据包，发送到电话网上。在这种连接的基础上可以有多种配置方式，比如PC对电话、电话对PC以及电话对电话（参问题1所述）。前两种方式可以用一个网关完成，电话对电话方式则需要两个网关。IP网关提供了一种可伸缩的、灵活的且可靠的方法来解决电话网与IP网之间的互联。IP网关以 8Kbps的带宽将话
9、音转换成为数字信号，但是IP网络的开销通常会将带宽占用增加到17.5Kbps 。现在已有静音抑制技术保证只在通话双方讲话时才占用带宽。在安静时，话音的带宽被自动释放出来供其他传输使用，这种技术在典型的情况下可将带宽的占用降低到7Kbps。一个优秀的网关还应具备前向纠错功能，以最大限度地减少数字包的损失，同时它还使用高速缓存技术来减少IP网络的延迟。网关具有灵活的可集成性。IP网关支持任何层次的通信系统，从仅有两台电话的小型办公室到复杂、完备的企业网络。将IP网关与公司的电话、PC、操作系统、用户交换机和路由器集成在一起，可使得数据/话音集成起来而不牺牲话音质量或数据性能的效益。从网络层来看，每
10、个IP网关维护一个电话目录数据库，以确定所有目的网关的电话号码及其相应的IP地址。网关将IP电话的优点提供给世界上应用广泛、价格低廉、流动性最大的终端：标准电话机。网关还克服了IP电话的寻址问题。因为要在Internet 上确认一个多媒体计算机的地址，必须知道其IP地址，而有了网关，只需知道它的电话号码就行了。4.2 语音编码器。 语音编码器的作用是通过语音信号处理器取得一组语音采样值，以一组数据表示，这组数据被称作帧。对这些帧数据采用某种算法，利用它们的冗余性及人耳对语音感受的固有特性，对这些数字信号进行压缩处理，以期减少对数据存储和传输的长度。设计编码时要在语音编码、编码的复杂度、比特率等
11、多种相互制约的因素之间寻求平衡。4.3 带宽控制。 为了是使语音质量提高和有效利用带宽，在网络中应该进行拥塞控制。在可用带宽有限的情形下，在网络某点发生过大的网络流量时，可以使用缓冲区对网络流量进行缓冲，这样可以减少数据差错率。但缓冲区越大，时间延迟越长，所以在平抑流量、平滑语音时，应当适度控制每个话路的缓冲大小。4.4 时间延迟和丢包重建。时间延迟是影响IP电话质量的主要原因。据统计，在实时传送中30%以上的打包可能丢失或延误。时延的影响包括时延大小、时延抖动大小、实验抖动频率等。时延影响严重时，话音断断续续，交流不畅。成功的IP电话网关对丢失的包进行重建和恢复。由于网络的多样性，路由的多向
12、性以及不可预见的带宽拥堵等原因，有效的解决方案都需要进行复杂的数据处理和压缩来减少传输的数据量，并保持语音的质量，减小、稳定时间延迟的影响。4.5 回音的消除和静音压缩技术。本地网中的话音延迟很短不会产生明显的回音，但IP电话的业务大部分是长途电话，所以必须要要有回音消除的功能，否则回音会严重干扰交谈。可以采用静音压缩技术把背景声音过滤掉，这样，话路带宽就可以大大减少。但应该考虑的是，由于压缩会引起失真，压缩算法也会产生附加时延，这些都会影响话音质量。5IP电话的发展前景。伴随着网络的长足发展以及相关标准、法律法规的完善和健全，通信系统也向着数字化、综合化、宽带化、智能化、标准化和个人化的方向发展，服务也将更加完善。IP电话作为语音信号传输与网络集成的技术，为网络运营商带来无限商机。IP电话技术的进一步完善，是将含有视频、音频和数据信息向融合的可视电话的推广和普及，电话网与数据网络通过网关相结合，实现网、话的“统一”，IP电话会有更大的发展。IP电话的技术实现通信0701070404005李宜稳
