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VoIP基本原理與常見設(shè)備
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1995年以色列VocalTec公司所推出的Internet Phone,，不但是VoIP網(wǎng)絡(luò)電話的開端,，也揭開了電信IP化的序幕。人們從此不但可以享受到更便宜、甚至完全免費(fèi)的通話及多媒體增值服務(wù),，電信業(yè)的服務(wù)內(nèi)容及面貌也為之劇變,。
一開始的網(wǎng)絡(luò)電話是以軟件的形式呈現(xiàn)，同時(shí)僅限于PC to PC間的通話，換句話說(shuō),，人們只要分別在兩端不同的PC上，安裝網(wǎng)絡(luò)電話軟件,，即可經(jīng)由IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)話,。隨著寬頻普及與相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)電話也由單純PC to PC的通話形式,，發(fā)展出IP to PSTN(公共開關(guān)電話網(wǎng)絡(luò)),、PSTN to IP、PSTN to PSTN及IP to IP等各種形式,，當(dāng)然他們的共通點(diǎn),，就是以IP網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，如此一來(lái),，電信業(yè)長(zhǎng)久以PSTN電路交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介的慣例及獨(dú)占性也逐漸被打破,。
VoIP的原理、架構(gòu)及要求：
由Voice over IP的字面意義,，可以直譯為透過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼Z(yǔ)音訊號(hào)或影像訊號(hào),，所以VoIP就是一種可以在IP網(wǎng)絡(luò)上互傳模擬音訊或視訊的一種技術(shù)。簡(jiǎn)單地說(shuō),，它是藉由一連串的轉(zhuǎn)碼,、編碼,、壓縮,、打包等程序，好讓該語(yǔ)音數(shù)據(jù)可以在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)侥康亩�,，然后再�?jīng)由相反的程序,，還原成原來(lái)的語(yǔ)音訊號(hào)以供接聽者接收。
進(jìn)一步來(lái)說(shuō),，VoIP大致透過(guò)5道程序來(lái)互傳語(yǔ)音訊號(hào),，首先是將發(fā)話端的模擬語(yǔ)音訊號(hào)進(jìn)行編碼的動(dòng)作，目前主要是采用ITU-T G.711語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)來(lái)轉(zhuǎn)換,。第二道程序則是將語(yǔ)音封包加以壓縮,，同時(shí)并添加址及控制信息，如此便可以在第三階段中,，也就是傳輸IP封包階段,，在浩瀚的IP網(wǎng)絡(luò)中尋找到傳送的目的端。到了目的端,，IP封包會(huì)進(jìn)行譯碼還原的作業(yè),，最后并轉(zhuǎn)換成喇叭、聽筒或耳機(jī)能播放的模擬音訊,。
在一個(gè)基本的VoIP架構(gòu)之中,，大致包含4個(gè)基本元素：
(1)媒體網(wǎng)關(guān)器(Media Gateway)：主要扮演將語(yǔ)音訊號(hào)轉(zhuǎn)換成為IP封包的角色,。
(2)媒體網(wǎng)關(guān)控制器(Media Gateway Controller)：又稱為Gate Keeper或Call Server。主要負(fù)責(zé)管理訊號(hào)傳輸與轉(zhuǎn)換的工作,。
(3)語(yǔ)音服務(wù)器：主要提供電話不通,、占線或忙線時(shí)的語(yǔ)音響應(yīng)服務(wù)。
(4)信號(hào)網(wǎng)關(guān)器(Signaling Gateway)：主要工作是在交換過(guò)程中進(jìn)行相關(guān)控制,，以決定通話建立與否,，以及提供相關(guān)應(yīng)用的增值服務(wù)。
雖然VoIP擁有許多優(yōu)點(diǎn),，但絕不可能在短期內(nèi)完全取代已有悠久歷史并發(fā)展成熟的PSTN電路交換網(wǎng),，所以現(xiàn)階段兩者勢(shì)必會(huì)共存一段時(shí)間。為了要讓兩者間能相互溝通,，勢(shì)必要建立一個(gè)互通的接口及管道,，而媒體網(wǎng)關(guān)器與網(wǎng)關(guān)管理器即扮演了中介的色角，因?yàn)樗麄兙邆鋵⒚襟w數(shù)據(jù)流及IP封包轉(zhuǎn)譯成不同網(wǎng)絡(luò)所支持的各類協(xié)議,。
其運(yùn)作原理是,，媒體網(wǎng)關(guān)器先將語(yǔ)音轉(zhuǎn)換為IP封包，然后交由媒體網(wǎng)關(guān)控制器加以控制管理,，并決定IP封包在網(wǎng)絡(luò)中的傳送路徑,。至于信號(hào)網(wǎng)關(guān)器則負(fù)責(zé)將SS7信號(hào)格式轉(zhuǎn)換為IP封包。
網(wǎng)絡(luò)電話若要走向符合企業(yè)級(jí)營(yíng)運(yùn)標(biāo)準(zhǔn),，必須達(dá)到以下幾個(gè)基本要求：
1.服務(wù)品質(zhì)(QoS)之保證：這是由PSTN過(guò)渡到VoIP,、IP PBX取代PBX的最基本要求。所謂QoS就是要保證達(dá)到語(yǔ)音傳輸?shù)淖畹脱舆t率(400毫秒)及封包遺失率(5-8%),，如此通話品質(zhì)才能達(dá)到現(xiàn)今PSTN的基本要求及水準(zhǔn),，否則VoIP的推行將成問(wèn)題。
2.99.9999%的高可用性(High Available;HA)：雖然網(wǎng)絡(luò)電話已成今后的必然趨勢(shì),，但與發(fā)展已久的PSTN相較,，其成熟度、穩(wěn)定度,、可用性,、可管理性，乃至可擴(kuò)充性等方面,，仍有待加強(qiáng),。尤其在電信級(jí)的高可用性上，VoIP必須像現(xiàn)今PSTN一樣,，達(dá)到6個(gè)9(99.9999%)的基本標(biāo)準(zhǔn),。目前VoIP是以負(fù)載平衡、路由備份等技術(shù)來(lái)解決這方面的要求及問(wèn)題，總而言之,，HA是VoIP必須達(dá)到的目標(biāo)之一,。
3.開放性及兼容性：傳統(tǒng)PSTN是屬封閉式架構(gòu)，但I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)則屬開放式架構(gòu),，如今VoIP的最大課題之一就是如何在開放架構(gòu)下,，而能達(dá)到各家廠商VoIP產(chǎn)品或建設(shè)的互通與兼容，同時(shí)地造成各家產(chǎn)品在整合測(cè)試及驗(yàn)證上的困難度,。目前的解決方法是透過(guò)國(guó)際電信組織不斷擬定及修改的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,，來(lái)達(dá)到不同產(chǎn)品間的兼容性問(wèn)題，以及IP電話與傳統(tǒng)電話的互通性,。
4.可管理性與安全性問(wèn)題：電信服務(wù)包羅萬(wàn)象,，包括用戶管理、異地漫游,、可靠計(jì)費(fèi)系統(tǒng),、認(rèn)證授權(quán)等等，所以管理上非常復(fù)雜,，VoIP營(yíng)運(yùn)商必須要有良好的管理工具及設(shè)備才能因應(yīng),。同時(shí)IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)完全不同于過(guò)去的PSTN電路網(wǎng)，而且長(zhǎng)久以來(lái)具開放性的IP網(wǎng)絡(luò)一直有著極其嚴(yán)重的安全性問(wèn)題,，所以這也形成網(wǎng)絡(luò)電話今后發(fā)展上的重大障礙與首要解決的目標(biāo),。
5.多媒體應(yīng)用：與傳統(tǒng)PSTN相比，網(wǎng)絡(luò)電話今后發(fā)展上的最大特色及區(qū)別,，恐怕就在多媒體的應(yīng)用上,。在可預(yù)見的未來(lái)，VoIP將可提供交互式電子商務(wù),、呼叫中心,、企業(yè)傳真、多媒體視訊會(huì)議,、智能代理等應(yīng)用及服務(wù)。過(guò)去,，VoIP因?yàn)閮r(jià)格低廉而受到歡迎及注目,，但多媒體應(yīng)用才是VoIP今后蓬勃發(fā)展的最大促因，也是各家積極參與的最大動(dòng)力,。