VOIP培训资料之基础知识和技术演进篇

　　
　　
　　
　　
　　IP电话技术的演进
　　统一融合。
　　
　　数字信号只有“1”和“0”两种状态，易于同噪声区分开，而且不易发生畸变。因此，全球的通信系统已转换为数字传输格式，称为脉冲编码调制（PCM），PCM将模拟语音转换为数字格式。标准电话PCM使用8位代码和8000／秒采样频率，所以每一路电话占用64kb／s信道带宽，另一种称为自适应微分P CM（ADPCM）的电话语音标准将语音转换为4位代码，因此仅占用32kb／s， ADPCM通常用于长途线路。
　　正是基于这样的技术，人们研制成功了第一代IP电话设备，利用计算机上的声卡语音采集原理，将64kb／s的模拟语音转换为ADPCM数字信号，在I nternet上实现计算机到计算机的初级 IP电话功能。这种系统由于主要是利用计算机来完成语音的压缩和控制，所以，一般只能实现一路话音的实时通信。例如，在PII233的计算机系统上最多只能完成4 个话路的语音通信。在这灰系统中，比较实用的IP电话系统有很多，如Vocaltec的IPhone、Microsoft的Netmeeting系统等。第一代IP系统的研制成功，激起了人们对I P电话系统的极大兴趣，从而，推动了IP电话技术的应用研究，人们希望像一般电话系统一样来使用IP电话系统。
　　

语音压缩和数据编码处理

用户信息管理

　　这类系统仍是组建在计算机系统上的，但它不是终端用户设备。所以，对一般用户来说，只需要一个电话机，即可实现IP通信。下面我们来研究各部分的功能及实现方法。
　　B端的Capitel根据被叫号码，将纯数字信号转化为PCM信号送到B端的PSTN上，接通被叫用户。被叫用户摘机应答，并将摘机信号送到B 端的Capitel上，再由B端Capitel转发给A端 Capitel，双方开始通话。当通话结束时，若A端用户先挂机，则主叫用户向Capitel送复原或拆线信号，并由B端Capitel将此信号发送给B 端的PSTN；若B端用户先挂机，则B向A端Capitel送复原或拆线信号，一切复原。
　　具体的协议标准包括：H.255.0（呼叫处理协议），H.245（控制处理协议），H.261和 H.263（视频处理协议），T.12O（数据处理协议）。在IP电话系统中，这部分工作主要完成如下任务：

控制协议

1. 网关支持G.729A和G.723的多媒体数字信号编解码器协议。G.729A优先支持，其次，支持 G.723.1


2. 关口支持与交换中心的关口的互通


3. 关口和网关之间可以传递端到端的信息记录代码


4. 呼叫详细记录可以实时产生并实时传递到结算中心


5. 对于结算中心的呼叫，通过结算中心和终端的信号，iNOW！平台提供兼容能力


6. 可以传送关口路由呼叫信令和终端路由呼叫信令


7. 利用下列算法，可以在结算系统CDR中生成终端源代码：H.323+1000 Q.931


8. 有关结算系统呼叫，关口将保证信息的完整性

　　针对目前无通用国际标准的情况，在1999年1月由Lucent、Itexc和Vocaltec三家公司联合制定了IP电话工业标准－iNow!协议，该协议主要包括五个方面的内容：

Gatekeeper到Gatekeeper的互通要求

Gatekeeper到结算中心的互通要求

Phone到Phone的服务要求

FAX到FAX的服务要求

　　在满足上述要求的同时，信息交互处理过程必须在结算中心的控制下完成。不同区域的 IP电话运营商，可通过结算中心完成各种认证和交换工作。在iNow!协议中，接续和拆线的处理过程也有严格的定义，从而保证了不同厂家的产品在接续和拆线的处理上, 可以相互兼容。iNow!协议在规定算法和信息交换规范的同时，也规定了各种详细的报文格式。这样不同厂家应用该协议的时候，不会产生异议，使各I P电话生产厂家的产品可以相互兼容。
　　然而，美好的愿望不等于现实，INOW!协议自从其诞生以来，就存在着许多问题。首先它是对H.323协议的补充，它没有定义新的协议，它仍然局限在H.323协议的范围内。H.323协议在网络层的不完整性和对传输的无保证性等方面的不足，iNOW!协议也不可能解决。其次，iNOW!协议为行业标准，目前还没有得到I TU的支持。所以，尽管iNOW!协议推出一年多来，有许多厂家支持该协议，但声称支持该协议的厂家的产品也不相互兼容。
　　中国IP电话系统，经过半年多的试运营，针对目前IP电话系统存在的问题，在信息产业部的组织下，结合我国的网络情况和用户反映的问题，制订出了中国的I P电话兼容性标准和性能要求，并在有关单位的配合下，进行了IP电话设备的入网测试和认证工作，取得了良好的效果。
　　
　　网络的发展正向宽带化、智能化方向演进，目前电路交换和分组交换的相互融合，正是这种趋势发展的必然结果，由于分组交换传输效率高、费用低，它将逐步代替目前的电路交换网络。多种接入网络（无线、x DSL、Cable、光接入等）将成为一个统一包交换的骨干网络。在未来的网络架构中，7号信令系统将和IP网络并存一定的时间，它将在IP网络中扮演重要的角色。在各种网络融合的趋势中，一个明显的变化就是，过去电路交换机强大的功能，正在不断地分解，而且接口正在标准化。M GCP（Media Gateway Control Protocol）协议使IP网络和PSTN网络之间的接口口有了统一的规范，IPST（Internet Protocol Standard Transmit）协议使电路交换的信令在IN网络中有了统一的实施方法。这就使在IP电话领域中的分布式呼叫处理结构成为可能，为 IP电话系统在目前和未来的应用奠定了坚实的网络基础。这一阶段发展起来的IP电话系统我们称为“统 一阶段”的IP电话系统。
　　
　　统一阶段IP电话最显著的特点就是：各种IP电话设备相互兼容，将电路交换思想延伸到整个网络中，运营商可以在整个IP网络上进行无障碍的交换。以M GCP和IPST为代表的协议，统一了H.323和iNOW！协议的规范，并对IP网络和PSTN网络之间的接口信令进行了标准化（IPST协议）。我们知道，I P电话系统一般分为三层结构，即：连接层、控制层和业务管理层。
　　
　　连接层负责建立和实现物理层的连接，它在IP网络和PSTN网络之间完成信息交换的同时，负责将编码后的语音信号传送到控制系统。控制层完成呼叫请求连接。该层的相关协议有： H.323、H.GCP和SIP等，这些协议的主要任务是完成对语音信号的封装，并建立适当的承载连接。业务管理层主要完成运营商的业务控制，例如用户管理、计费、结算和用户授权等功能。该层必须支持A 接口（智能网络接口），所以，该层也与H.GCP（MGCP）协议密切相关。
　　
　　MGCP是为所有介于PSTN和IP网络之间的各种网关所定义的协议标准。最为典型的应用就是IP电话网关和拨号接入服务器。因此，IP电话网关与拨号接入服务器未来的结构有着很大的相似性。所不同的是，I P电话网关完成对PSTN话路资源和RTP会话资源的捆绑，而拨号接入服务器则完成对PSTN话路资源和IP会话的捆绑。因此，未来的拨号接入服务器将能够自动识别I P接入、IP 电话（或传真）接入，做到按需动态实现通道分配和资源捆绑。

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