VoIP电话的原理

传统的电话网是以电路交换方式传输语音,所要求的传输宽带为64kbit/s.
而VoIP是以IP分组交换网络为传输平台,对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理,使之可以采用无连接的UDP协议进行传输.

VoIP模型的基本结构图可以发现VoIP设备是如何把语音信号转换为IP数据流,并把这些数据流转发到IP目的地,IP目的地又把它们转换回到语音信号.
两者之间的网络必须支持IP传输,且可以是IP路由器和网络链路的任意组合.

我们可以简单地将VoIP的传输过程分为下列几个阶段.
1.
语音-数据转换语音信号是模拟波形,通过IP方式来传输语音,不管是实时应用业务还是非实时应用业务,首先要对语音信号进行模拟数据转换.
数字化可以使用各种语音编码方案来实现,目前采用的语音编码标准主要有ITU-TG.
711.
2.
原数据到IP转换IP网络不像电路交换网络,它不形成连接,它要求把数据放在可变长的数据包或分组中,然后给每个数据包附带寻址和控制信息,并通过网络发送,一站一站地转发到目的地.

3.
传送在这个通道中,全部网络被看成一个从输入端接收语音包,然后在一定时间(t)内将其传送到网络输出端.
网络中的同间节点检查每个IP数据附带的寻址信息,并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站.
网络链路可以是支持IP数据流的任何拓扑结构或访问方法.

4.
IP包-数据的转换目的地VoIP设备接收这个IP数据并开始处理.
在数据报的处理过程中,去掉寻址和控制信息,保留原始的原数据,然后把这个原数据提供给解码器.

5.
数字语音转换为模拟语音语音信号在IP网络上的传送要经过从模拟信号到数字信号的转换、数字语音封装成IP分组、IP分组通过网络的传送、IP分组的解包和数字语音还原到模拟信号等过程.

VoIP的技术基础由于相关的硬件、软件、协议和标准中的许多发展和技术突破,使得VoIP的广泛使用很快就会变成现实.
这些领域中的技术进步和发展为创建一个更有效、功能和互操作性更强的VoIP网络起着推波助澜的作用.

推动VoIP飞速发展乃至广泛应用的技术因素可以归纳为如下几个方面.
1.
数字信号处理器先进的数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)执行语音和数据集成所要求的计算密集的任各.
DSP处理数字信号主要用于执行复杂的计算,否则这些计算可能必须由通用CPU执行.
它们的专门化的处理能力与低成本的结合使DSP很好地适合于执行VoIP系统中的信号处理功能.

2.
高级专用集成电路专用集成电路(Application-SpecificIntegratedCircait,ASIC)发展产生了更快、更复杂、功能更强的ASIC.
ASIC是执行单一应用或很小的一组功能专门的应用芯片.
ASIC的使用使设备的性能更高,而成本更低.
它们为网络提供增加的宽带和更好的QoS支持.

3.
IP传输技术宽带IP网络通信对QoS和延迟特性提出了苟刻的要求.
目前,除已问世的新一代IP协议--IPV6外,世界因特网工程任务组(IETF)提出了多协议标记交换技术(MPLS),这是一种基于网络层选路的各种标记/标签的交换,能提高选路的灵活性,扩展网络层选路能力,简化路由器和基于信元交换的集成,提高网络性能.
MPLS既可以作为独立的选路协议工作,又能与现有的网络选路协议兼容,支持IP网络的各种操作、管理和维护功能,使IP网络通信的QoS、路由、信令等性能大大提高,达到或接近统计复用定长分组交换(ATM)的水平,而又比ATM简单、高效、便宜、适用.

4.
宽带接入技术IP网络的用户接入已成为制约全网发展的瓶颈.
从长期发展看,用户接入的终极目标是光纤到户(FTTH).
光接入网从广义上讲包括光数字环路载波系统和无源光网络两类.
前者主要在美国,结合开放口V5.
1/V5.
2,在光纤上传送其综合系统,显示了很大的生命力.
后者主要在日本和德国.
日本坚持不懈攻关十多年,采取一系列措施,将无源光网络成本降低至与铜缆和金属双绞线相近的水平,并大量使用.
特别是近年ITU提出以ATM为基础的无源光网络(APON),将ATM与无源光网络优势互补,接入速率可达622Mbit/s,对宽带IP多媒体业务发展十分有利,且能减少故障率和节点数目,扩大覆盖范围.
目前ITU已完成了标准化工作,各厂家正在积极研制,不久会有商品上市,将成为面向21世纪的宽带接入技术的主要发展方向.

5.
中央处理单元技术中央处理单元(CPU)在功能、功率和速度方面继续发展.
这使多媒体PC能够广泛应用,并提高了受CPU功率限制的系统功能的性能.
PC处理流式音频和视频数据的能力在用户中期待已久,所以在数据网络上传送语音呼叫理所当然成为下一步的目标.
这个计算功能使先进的多媒体桌面应用和网络组件中的先进功能都支持语音应用.

VoIP典型组网方案及应用优势VoIP技术优势显而易见.
目前,在越来越多的跨国公司、大中型企业、政府机关、金融、证券行业、军队、电力行业、远程教育机构得到广泛应用.

VoIP技术的应用优势还体现在以下几个主要方面:1.
通话费用大大降低.
将企事业单位内部的局域网和电话网合一,实现0话费.

2.
建设成本大大降低.
无需另外布线.
3.
功能强大.
只需加入相应的软件,可以灵活地提供各种服务功能.
4.
独特的网内漫游功能.
网络电话机可以插入网内的任何位置的网口(RJ45),其电话号码保持不变.

5.
具有加密和防窃听功能.
这对保障政府机关,银行和大型企业等重要集团用户的网络语音通信安全有着十分重要的意义.
6.
使用方便.
网络电话机适用广泛的网络环境,与普通电话的使用习惯一致.

7.
VoIP产品支持内建代理服务功能;配合代理服务,可以实现局域网之间和局域网内部IP电话的互通;IP电话可以分配保留的私网IP地址,不占用公网IP资源,使应用和组网更加灵活.

四、VoIP应用产品及最新发展方向1.
赋予普通电话IP功能例如,Aplio公司最近推出的Aplio/Phone2.
0能将普通电话连接至Internet,并能与兼容H.
323标准的IP电话和会议软件结合使用.

2.
赋予呼叫中心网络能力有一些厂商开始推出IP电话产品,这些产品能让用户使用同一条电话线打电话和接入网站,并在呼叫中心向代理商传送为用户服务的在线请求,因此,用户无需断开与Internet的连接就能获得对代理商的实时话音接入.
由于呼叫中心在众多企业中起着为用户提供服务的重要作用,所以网络化的呼叫中心将会得到普遍应用.
这种一体化的消息接入服务现在尽管还不普遍,但是经营IP电话网络的业内人士认为,在今后几年内它将会成为重要的服务方式.
一些IP电话厂商目前正在开发能提供一体化消息服务的产品.

3.
IP可视电话IP电话另一种可能的新应用是改善IP电话呼叫的视频连接.
例如,Netspeak公司的WebPhone4.
0和VocalTec通信公司的InternetPhone5等产品,都能用作实时可视电话.
IP传输视频(VideooverIP)与IP电话一样也需要相当的带宽,这一特点有助于这一技术与IP电话的结合,从而有利于那些经常面对带宽限制的家庭和小企业用户.
、五、CERNETVOIP系统1、CERNETVOIP系统简介CERNET网络语音传输系统,又称CERNET-VOIP系统,是CERNET为向各教育机构以及高等院校广大教职员工和学生提供更广泛的语音服务,基于自己独特的宽带网络环境和IP地址优势,投资建设的基于宽带互联网纯IP技术的语音传输系统.
该系统完全抛弃传统语音交换系统的多级交换结构,基于CERNETIP网的网络基础,根据互联网的结构特点,采用完全无级的体系结构,直接完成端到端寻址,从而大大利用了互联网的独特优势,具有大幅度降低语音成本,功能灵活多样等特点.

该系统具有如下特点和优势:全新的语音沟通环境:采用已经成熟应用的中国教育和科研计算机网的IP语音网,使各级教育主管部门、各类学校以及作为CERNET用户的广大师生联络方便快捷丰富的服务内容目前此系统支持网内通话(IP-IP),拨打国内外普通固定电话和移动电话,以及电话会议,多方通话,语音留言,语音邮件,一号通等多种特色增值服务.

低廉的语音沟通成本将大量通话费用转为CERNET网内通话,只需缴付很少的网内包月费用,就可以不受时间、次数限制的和CERNET语音系统内的用户任意通话.
此外,该网络已经与传统PSTN网成功对接,并通过运营商在全国和全世界范围落地,可以保证该网的用户享受低廉的语音服务.

稳定优良的语音质量VOIP技术不断完善和教育网已经拥有了良好的网络基础,再加上此系统已经针对教育网用户的特点进行了优化,因此能保证极高的语音质量.

全面网络语音解决方案整合硬终端和软终端,对于不同教育机构和个人的特点,提出了一整套有针对性的解决方案.

2、构建CERNETVOIP系统的必要性满足教育机构电子政务和教学科研交流的需要目前大部分教育机构已经利用教育网实现了管理、教学、科研的网络化和电子化,但基本局限于文件资料和数据的传输方面,语音交流主要还是利用中国电信的PSTN网络.
由于PSTN网络的特性和其他方面的因素,使得通讯费用开支庞大.
建立"宽带网络环境下的话音应用系统"不但将大大提升教育网的应用水平,提高网络化和电子化程度,也将大大节约教育机构有限的办公、教育和科研经费.

不同校区实现内部通话,减少通讯费用的需要目前很多学校现有多个校区,由于办公需要,校区之间的通讯费用十分庞大.
构建VoIP系统将实现校区间的办公通讯费用几乎为零.
随着学校的不断发展,校区的不断增多,通讯费用的节约将是一项意义深远的工程.

实现与兄弟教育单位或者直属和上级教育单位的沟通由于CERNET网内通话费用实行包月制,因此,构建VOIP系统后可以不限时间和次数的任意拨打CERNET-VOIP其他用户,很大程度上满足与兄弟教育单位或者直属和上级教育单位沟通的需要,大大节约通讯费用.

与PSTN互连互通,满足用户拨打传统电话用户的需要目前CERNET-VoIP系统已与固定电话/移动电话网络成功实现互连互通,VoIP系统用户可以直接拨打国内固定及移动电话、国际长途.
资费标准不高于其他运营商标准.

3、CERNET-VOIP系统结构CERNET-VOIP系统由控制平台、业务平台、管理平台、计费平台和多协议终端五部分组成,具体结构如下图:图1CERNET-VOIP应用系统结构图1CERNET-VOIP应用系统结构该系统采用二级扁平状的网络结构,完全抛弃了传统TDM交换网络的多级交换方式,采用端到端的简单寻址,除满足基本的话音业务外,还能提供丰富易开发的各种新业务和网络增值业务.

网络设备采用成熟的VOIP设备搭建,其中控制平台部分,所有设备均实现了自动热备份方式,100%保障了系统原因造成的业务中断.
在终端的选用上,赛尔VOIP经过长时间的网上测试,最后选定了性能、质量稳定可靠的系列终端IP话机,软件电话终端和SIP终端等.

在CERNET网内,系统采用分布式两层结构:一级proxy用来进行二级proxy之间,二级proxy与落地网关之间的路由;二级Proxy用来进行用户注册,用户管理,路由功能;为了便于用户的可靠注册,跨域放置二级proxyserver,分别在其它域如美国,香港,china-net放置注册和SIP代理服务器,并在域间放置边界网关(如Cermet与美国指定路由),使任何呼叫可以强制指向指定路由,用来保证通话质量.
采用分布式集中落地,集中计费认证,系统硬件采用单点叠加方式,同一系统采用热备份,保证设备的可靠性.

图2CERNETSIP语音传输系统结构六、硬件VoIP电话使用方法1、IC卡+赛尔增值业务卡IC卡IC卡记录有帐号信息和密码,密码可修改.
购买IC卡后,向赛尔安装的硬终端插卡后即可拨打电话.
同时还可选择是否开通网内语音包月服务(默认状态为未开通网内包月).

如果IC卡不慎遗失,只要记得自己的帐号和密码,拨话机"*"号键,输入IC卡帐号和密码,同样可以拨打电话.

赛尔增值业务卡(充值卡)充值卡用于对IC卡充值.
充值卡面值有30元、50元和100元.
目前两种购买方式:一、在赛尔指定地点购买实物充值卡.
请到所在学校的网络中心/指定代理商处购买.

二、在线购买.
登陆业务站点www.
voc.
edu.
cn直接购买虚拟充值卡.
购买后即可通过话机上的"充值键"、"*"键或业务网站上的"自助服务"通道对IC卡进行充值.

2、拨打方法插入IC卡或拨话机"*"键输入帐号和密码后:网内电话请直拨被叫号码;网外固定电话请加拨区号;手机请加拨"0".
同一接入单位或学校内部的网内通话,直拨短号即可,短号为后4位或5位号码.

3、特别提示目前赛尔IPPBX电话之间可以互相拨打,也可向外拨打固定和移动电话,但目前还不支持从外部的普通座机电话和移动电话打入到赛尔IPPBX电话.
如果使用者在硬终端直接插入IC卡,修改密码,则无需写卡;如果从www.
voc.
edu.
cn站点修改IC卡密码,或通过拨话机"*"号键的方式修改IC卡密码后,必须通过话机进行写卡.