第10章IP电话第10章IP电话.docxVIP

本章提要：IP电话是建立在Internet基础上的新型数字化传输语音的技术。其基本原理是通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标准进行封装打包，经过IP网络把数据包送至接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解码解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由互联网传送语音的目的。IP电话通常使用RTP,RTCP和RSVP等协议来保证语音对传输实时性的要求。IP电话系统由终端、网关、关守、网管服务器和计费服务器等组成。在路由器上配置IP电话的基本步骤是：完成拨号号码规划及IP电话网络拓扑图；配置语音端口；配置Voice over IP的有关参数。10.1 IP电话的基本原理与技术随着Internet的深入应用与发展，各种数据业务持续快速增长。可以预见，目前数据通信的主导技术IP将成为未来信息通信的基础。各种业务可由IP包来承载（Everything over IP），而IP信息流又可以在各种传输媒体中传送（IP over Everything），并以IP网为基础，最终实现数据、话音、图像业务融合和网络融合。传统的电话网络采用模拟技术，专网专用，呼叫建立后通话双方之间的线路被独占。所以传统电话业务的成本较高，且用户费用随距离增加而增多。VoIP (Voice over Internet Protocol)也称为网络电话，IP电话，IP Phone，Internet Telphone等等，它是建立在Internet基础上的新型数字化传输技术，是Internet网上通过TCP／IP协议实现的一种电话应用。这种应用包括PC对PC连接、PC对电话连接、电话对电话的连接，其业务主要有Internet或Intranet上的语音业务、传真业务（实时和存储／转发）、Web上实现的IVR（交互式语音应答）业务等等，另外还包括Email、实时电话、实时传真等多种通信业务。本章主要介绍IP电话的基本原理，并举例说明Cisco路由器在构建IP电话系统方面的应用。10.1.1基本原理IP电话的基本原理是：通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，经过IP网络把数据包送至接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解码解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由互联网传送语音的目的。VoIP的核心与关键设备是IP网关。网关具有路由管理功能，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，以减少传输时延，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。IP电话充分利用了数据业务交换成本低的优势，降低了每次呼叫和通话的成本。通过数据业务网络，使用语音压缩和静音抑制技术，能够提供廉价的、通话质量也还不错的电话业务。10.1.2 IP电话的工作过程和关键技术无论哪种形式的IP电话，其工作过程都是在源端把语音信号转换成数字信号，然后在IP网络上传输，再在目标端接收。1. IP电话的实现过程IP电话的实现过程涉及下列阶段,如图10.1所示：图10.1 IP电话的工作过程语音到数据信号的转换－数据的IP封装打包－传送－IP数据包的拆封－数字语音转换为模拟语音。其中数字信号与模拟信号之间的转换过程，在本书中不做讨论。对数字信号进行压缩编码，IP打包的过程以及对IP包进行解压还原成原始数据信号的过程，为IP电话的关键技术之一─—媒体编码技术。而IP包在IP网中的数据传输过程，就是IP电话的另一项关键技术——话音分组传输技术。在IP电话中要使摘机、拨号、通话等等传统电话的基本业务乃至其他增值业务能够顺利实现，则需要第三项关键技术─—控制信令技术。IP网络与电路交换网络不同，它不形成连接，它要求把数据放在可变长的数据报或分组中，然后给每个数据报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。所以IP电话相对于传统PSTN网络电话的缺点就在于它的实时性，怎样保证语音信号的清晰、连贯和话音的质量成为要解决的技术难点。控制信令技术中的媒体实时传输技术和业务质量保障技术为此提供了有效的保障。2. 实现IP电话的关键技术1）媒体编码技术为了节约带宽，保证话音质量，对原始语音数据必须进行高效率的压缩编码。通常采用以码本激励线性预测（CELP）原理为基础的G.729、G.723（G.723.1）话音压缩编码技术。话音压缩编码技术是IP电话技术的重要组成部分。2）话音分组传输技术在IP网络