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1、IP电话协议及其比较一、IP电话业务发展现状所谓IP电话，是指主要以Internet作为传输媒介的一种新型电话系统。实际上是一种数字电话。从l995年提出到现在，时间虽然不长，但它的发展却非常迅速，原因就是它的物美价廉。从1999年4月开通 IP电话试验网到l999年的9个月中，IP电话话务量总计达到 10387万分钟。 2000年4月中国IP电话开始正式运营，截止到2000年底，IP电话业务量增长到307492万分钟。2O00年IP电话占国内长途比例达到43、港澳台电话比例达到54。 IP电话国际长途通话时长已经占到话务量的20，已经大量分流了中国国际话务量。二、IP电话的组成IP电话系统一
2、般由以下几部分组成：终端、IP电话网关、关守、网管与监控系统、计费系统和数据库等。IP电话的终端可以有多种类型，其中包括传统的语音电话、ISDN终端、 PC，也可以是集语音、数据和图象于一体的多媒体业务终端。由于不同种类终端产生的数据在结构上是不同的，要想在同一个网络上传输，就要通过网关或适配器进行数据转换，形成统一的IP数据包。IP电话网关负责提供IP网络和传统PSTN的接口。网关可以支持各种电话线路，包括模拟电话线、数字电话线和数字中继线，并提供语音编码压缩、呼叫控制、信令转换、动态路由计算等功能。目标搜索、连接管理、IP分组的封装与传输、支持高级信令、认证授权、接入、计费也是其功能。关守
3、是整个系统的服务平台，负责系统的管理配置和维护，充当整个IP电话网的“控制板”。关守的主要功能包括IP电话网关的地址变换、用户认证、带宽控制和区域管理。此外，关守还提供呼叫管理、记帐、类似目录服务等功能，这些服务对那些在IP网络上安装多个电话网关的系统来说十分关键。关守在所管辖的区域范围内，管理所有的IP电话网关，并对IP电话网关发来的查询，以适当的 IP电话网关的IP地址回答。网管与监控系统是为网络管理人员提供的管理工具，用于实现对IP电话网络体系中各种组件的管理和监控工作。它提供良好的用户界面，使网关人员可以方便地控制所有的系统组件，包括网关、关守等。该系统的功能包括：设备的控制及配置、数
4、据配给、拨号方案管理及负载均衡、远程监控等。计费系统实现对呼叫计费、漫游计费、数据计费等，对从不同入口(公话网、数据网)、不同类型用户(拨号用户、专线用户)等实现集中式计费，并提供相应的单据和统计报表。IP电话主要建立在目前公共电话网和 IP网络互联的基础亡。因而解决好不同标准的网络系统的连接，就变得非常重要。经过 IP传送的话音，可能需要经过公共电话网、因特网等不同的网络系统。对此，不同网络系统的运营商可以有不同的解决方案。三、IP电话的标准要使IP电话普及发展，必须建立一个统一的国际标准，使不同厂家的产品实现互通。目前参与IP电话技术标准开发和推广的组织超过20家，其中最具有影响力的国际标
5、准化组织主要有四家：国际电信联盟电信标准部(ITU-T)、欧洲电信标准协会(ETSI)、Internet工程任务组(IETF)和多媒体远程会议集团(IMTC-International Multimedia Teleconferencing Consortium)。其中ITU-T从电信标准的角度，以 H323系列标准构成了一套基于分组网络的多媒体方案；IMTC侧重互操作性，对IP网上的通信设备提出开放式的标准指南，以保证产品的横向兼容和互操作性；IETF是Internet的组织，更多的是从 IP发展的角度来论述与IP电话相关的协议和标准；ETSI则从工程建设的角度，将Internet直接推向商
6、业运营，提出各种建设方案。由于IP电话技术标准的开发涉及多个领域，这几家开发组织相互之间建立了比较良好的协作关系，而其它机构主要是发展、充实、实现相推广这些标准。目前涉及 IP电话的协议共分四层，网络媒质访问层(PPP、AAL3/4/5）、网络层(IPv4、 IPv6)、传输层(TCP、UDP)、应用层。每一层又由许多子协议构成。有关电话制定的标准主要体现在应用层。而应用层又分为信令控制协议、网关控制协议、媒体编码和传输协议。1 媒体编码和传输协议媒体编码协议包括视频编码H261、H.263和音频编码G.711(64kbit/s)、G.722、G.728(16kbit/s，采用低时延的代数编码
7、激励一线性预测LDACELP数据压缩算法)、G729、G723(53kbits或64kbit/s)。G729使用“可变结构一代数线性预测编码(CS-ACELP)”技术对语音进行编码和压缩，使语音的传输速率为8bit/s。G729B是G729增补版，它对分组大小、优先级、时延抖动缓冲区、实时协议的使用未作任何说明，主要部分描述了实现VAD、DTX、CNG的标准过程。它是对分组化语音技术进行全面标准化工作的开端。传输协议包括实时传输协议、实时传输控制协议、实时流协议和资源预留协议。实时传输协议(RTP)传输具有实时特性的数据。它提供端到端的实时音频和视频传输，但RTP本身不提供任何机制保障媒体数据
8、的及时传递和和丢包的恢复，也不承诺某些特殊应用的带宽要求。RTP和TCP除了有一点不同外，其余的十分相似，即当差错造成分组丢失时，RTP不要求进行重传，它依赖底层协议来提供这些服务。因为H.323系统基于在 IP网络上传输数据，因此RTP通常在UDP上传输数据包。RTP和UDP一起提供传输协议的功能。在 H.323系统中，RTP提供净荷类型、序号和时间戮等指示、进行发送控制、负载标识，可控制不同媒体流的同步，还允许建立点对点的多点语音连接，具有较强的时间性。实时传输控制协议(RTCP-real-Time Control Protocol)检测QoS和传送会议参与者的信息。它是RTP协议的一部分
9、，用于RTP的控制。RTCP负责跟踪监视网络的服务质量、通信带宽和网上传送的信息，并定期将包含服务质量信息的反馈信息分发给所有瑞点。例如，一旦所传输的多媒体信息的带宽发生变化，接收端就通知发送端，发送端根据此信息进行调整，然后继续通信。RTCP还负责把传输等级的指示传送给RTP源点，以便于接收端同步音频和视频流。实时流协议(RTSP-Real-Time Stream Protocol)用于控制具有实时特性的数据传送。该协议用于控制多类型数据传送的会话，提供一种选择传送信道的方法。资源预留协议(RSVP)在实时音频和视频信号的传榆过程中提供资源保障信息。2 信令控制协议信令控制协议主要包括H.3
10、23系列协议和31P系列协议。国际电联的H.323基本上是一种兼顾传统呼叫流程和IP网特点发展而来的成熟的开放标准体制，代表了VoIP的大潮流。它的特别之处是吸取了许多电信网的组网、互联和运营经验，能够与PSTN网，以及其他数据业务和应用网互联互通。采用H.323技术体制，VoIP运营商可以基本上继承传统运营商的管理不口运维模式。SIP协议借助于互联网技术并且在发展初期的实现条件比较简单。SIP技术基本上是基于动态Internet模式来建网的。它的网络不是一个多层次的网络，而是一个扁平的单层次网络，呼叫流程与PSTN网有所不同。但在SIP网上则靠动态数据库的方式来寻址，甚至可以没有长途和短途之
11、分。SIP模式的优点是与Internet紧密结合，适于开发新的、与互联网结合的语音应用；其缺点是在组网、管理、运营、计费方面的考虑还有待成熟，在与传统 PSTN网的互联互通方面对一些非正常情况的处理还有待完善，在组建VoIP大网的实践方面，还有待积累经验。H.323建议是ITU-T第16研究组(SG16)为多媒体会议系统而提出的一个建议书，并不是专门为IP电话提出的，它涉及的范围要远比IP电话更宽。只是IP电话，特别是电话到电话经由网关的这种IP电话工作方式。可以采用H.323建议来实现，因此“借”过来作为IP电话的标准。H.323是ITU多媒体通信系列标准H32x的部分，该系列标准使得在现有
12、通信网络上进行视频会议成为可能。l996年发布第一版H323协议，2000年l1月，该协议第四版发布。起初H.323协议是为X.25网或ATM网络提出的，现在广泛应用于Internet改网中。H.323很大程度上建筑在 ITU以前的有关多媒体的协议上，包括用于ISDN的H320，用于B-ISDN的H321和用于GSTN终端的H324等建议的基础之上。其编码机制、协议范围和基本操作类似于ISDN的Q93l信令协议的简化版本，并采用了比较传统的电路交换的方法。相关的协议包括用于控制的H245，用于建立连接的H.225，用于大型会议的H332，用于补充业务的H450，有关安全的H235，与电路交换业
13、务互操作的H.246。目前IP电话发展很快，而IP网的多媒体会议系统发展得相对比较慢，为了适应 IP电话的应用，H323也专为H323电话增加了一些新内容(如呼叫的快速建立过程)。对IP电话来说，它用了一系列建议，有H.323、H.225、H.245、H.235、H.450和H.341等。只是H323建议是它的总技术要求，因而通常把这种方式的IP电话称为H.323 IP电话。H323建议是一个较为完备的建议书，它提供了一种集中处理和管理的工作模式，这种工作模式与电信网的管理方式是适配的、这就是为什么电信网中使用的 IP电话几乎无例外地都采用了基于H323的IP电话工作模式。它定义了在无服务质量
14、保证的Internet或其它分组网络上多媒体通信的协议及其规程。Internet标准为局域网、广域网、Intranet和Internet上的多媒体提供技术基础保障，同时又发展成为满足Internet电话技术复杂要求的协议系列。 H323提供设备之间、高层应用之间和提供商之间的互操作性，它不依赖于网络结构，独立于操作系统和硬件平台，支持多点功能、多播和带宽管理。H323具备相当的灵活性，支持包含不同功能的节点之间的会议和不同网络之间的会议。H323系统结构包括五个基本组件：终端(Terminal)、网关(Gateway)、关守(Gatekeeper)、多点控制单元(MCU)和边界单元(Borde
15、r Elements)。其中终端、网关和多点控制单元又统称为H323端点。H322终端是遵守H323协议进行实时通信的端点设备，它可以是一个软件或语音信箱系统，也可以是一个单独的设备，如以太网电话或可视电话。网关用于连接H 323网络和其它网络，如PSTN和ISDN。H323网关由媒体网关控制器和媒体网关组成，它们可以存在一个物理实体中，也可以独立存在。媒体网关控制器主要完成呼叫信令的转换功能。煤体网关则完成媒体编码的转换。多点控制单元用于支持三个以上终端参加的多点会议，并实现多点会议。在H323系统中，一个MCU由一个多点控制器(MC)和几个多点处理器(MP)组成。MC处理终端间的H.245
16、控制信息，从而决定它对视频和音频的处理能力。在必要的情况下，MC还可以通过判断哪些视频流和音频流需要多点广播来控制会议资源。MC并不直接处理任何媒体信息流，而将它留给MP来处理。MP对音频、视频或数据信息进行混合、切换和处理。MC和MP可能存在于一台专用设备中或作为其它的H.323组件的部分。关守的功能是向H.323节点提供呼叫控制服务。当系统中存在H.323关守时，它必须提供以下四种服务：地址翻译、带宽控制、许可控制与区域管理功能。带宽管理、呼叫鉴权、呼叫控制信令和呼叫管理等为关守的可选功能。虽然从逻辑上，关守和 H323各种设备是分离的，但是生产商可以将关守的功能融入H323终端、网关和多点控制单元等物理设备中。关守是H323网络的管理点，一个关守管理的所有终端、网关和MCU的集合称为一个H323管理区，而同属于一个运营机构管辖的H.323实体的集合称为一个H.323
