通信原理与通信技术(第三版)张卫钢 第16章.pptVIP

第16章　IP电话技术 16.1　IP电话概述 　　简单地说，所谓IP电话，就是利用计算机互联网进行的一种语音传输业务，或者更通俗形象地说，IP电话就是网络电话。其最大的特点就是比我们所熟悉的普通电话便宜，换句话说，IP电话在通信经济性方面为人们提供了一个不错的选择。　　1995年2月，以色列的VocalTec公司推出了客户端Internet电话软件──InternetPhone，率先成功地将IP电话推向市场，此后，IP电话便在全球范围得到迅速发展。 　　IP电话（IPPhone）是利用IP网（互联网）进行的一种通信服务。最初它是在Internet上实现的，因此通常有人称它为Internet电话。IPPhone和VoIP（VoiceoverInternetProtocal）的称法，其实都是一个意思。不过，“IP电话”是现在使用最广、最科学的提法。IP电话具有以下特点：　　（1）产品采用统一的标准，全球网络实现互通。　　（2）话音质量近似于现有电话的质量。　　（3）大部分传统的电话运营公司提供IP电话业务。IP电话与公共电话网（PSTN，PublicSwitchedTelephoneNetwork）的电话成犄角之势，甚至有人估计可能在适当的时候取代PSTN电话。 　　16.2　IP电话基本工作原理　　IP电话是利用Internet作为传输媒体实现计算机与计算机、普通电话与普通电话、计算机与普通电话之间进行语音通信的一种技术。 　　IP电话的原理是采用VoiceoverIP技术，先将PSTN电话传来的模拟话音转换为数字信号，经过语音压缩算法对语音数据进行压缩、编码处理，然后把这些语音数据按TCP／IP标准进行打包，通过TCP/IP协议网络（包括Internet、Intranet、ATM、帧中继等）和其他种类的数据包（如数据、Email、视频、图片等）一同传送，在收信端重组这些语音数据包、再经解压、解码，转换为正常的实时语音，通过PSTN送到最终接收方。简言之，IP电话是一种数字型电话，其工作流程示意图如图16－1所示。 16.2.1　IP电话的系统组成 　　（1）终端设备是指IP电话的客户终端，可以是软件（如Microsoft的Netmeeting）或硬件（如电话机），它们直接连接在IP网上进行实时语音和多媒体通信。　　（2）网关是一台专门的机器运行编码软件用于控制语音呼叫的打包、压缩和解压缩。它具备与PSTN或者PBX相连的电路接口，以及配有与LAN相连的网络接口卡。此外还有专门的软件负责进程管理，网关与网关、网关与网闸（关守）之间的通信。网关应具有下列功能： 　　①具有IP网络接口和与PSTN/ISDN/PBX交换机互连的接口；　　②完成实时语音压缩，将64kb/s的语音信号压缩成低码率语音信号；　　③完成寻址和呼叫控制。 　　网关通过模拟一个典型的电话网来“欺骗”PBX。当用户拨完号码开始呼叫时，信号被送到PBX，PBX将信息送到本地网关。本地网关查表得到远端网关的IP地址，两个网关建立一个连接，而接收端的网关请求当地的PBX来完成这个呼叫，然后电话振铃，受话方摘机。随着电话接通，开始发话的网关将来话流量送入编码系统编码之后将这些包通过Intranet或者Internet发送到接收的网关，接收的网关执行逆向的过程，重新排列并解压、封包，再将它们传送到接收者那里。 　　网关具有路由管理功能，完成寻址和呼叫控制。它把各地区电话区号映射为相应的地区网关IP地址，这些信息存放在一个数据库中，数据接续处理软件将完成呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能。在用户拨打长途电话时，网关根据电话区号数据库资料，确定相应网关的IP地址，并将此IP地址加入IP数据包中，同时选择最佳路由，减少传输时延，IP数据包经Internet到达目的地的网关。在一些Internet尚未延伸到或暂时未设立网关的地区，可设置路由，由最近的网关通过长途电话网转接，实现通信业务。 　　因此，网关是通过IP网络提供电话到电话、PC到电话的话音通信核心与关键设备，是IP网络与PSTN/ISDN/PBX网络之间的接口设备。电话进入Internet前是模拟信号，不能直接在Internet中传输，因此必须经过话音网关转换，将模拟信号转换成数字信号，然后压缩、打包，最终转变成适合Internet传输的IP报文数据；在接收端，话音网关则完成逆过程。网关可同时接入和转出电话语音信号，实现全双工通信。 　　决定IP电话质量的主要因素是时延和语音质量。时延指传输延时，它影响电话交谈的节奏。较长的时延会产生很强的回波，使网关回波消除电路的功能复杂化。目前，IP长途电话时延为235ms。但随着Internet数据信道的改善，IP电话数据包的传送