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通信原理第十六章IP电话技术REPORTING2023WORKSUMMARY目录CATALOGUEIP电话技术概述IP电话的网络架构IP电话的通信协议IP电话的音频编码技术IP电话的安全技术IP电话的未来发展与挑战PART01IP电话技术概述集成多媒体可集成视频、数据和语音通信。灵活性支持移动和固定通话，可跨地域通话。低成本通过共享带宽和减少基础设施需求，降低通信成本。定义IP电话是一种利用互联网协议（IP）进行语音传输的通信技术。高效利用IP网络的高带宽，实现高质量语音传输。IP电话的定义与特点20世纪90年代初，初步探索利用IP网络传输语音。起步阶段2000s，随着宽带互联网的普及，IP电话技术迅速发展。发展阶段2010s至今，各大运营商推出商用IP电话服务，技术逐渐成熟。成熟阶段IP电话的发展历程编解码技术：将语音信号转换为数字信号，便于在IP网络上传输。网络传输：利用IP网络将语音数据包传输到目的地。实时传输协议（RTP）：用于实时传输语音数据。信令协议：负责建立、维持和终止通话，确保通话的建立和正常进行。IP电话的基本原理PART02IP电话的网络架构基于电路交换，通过电话线或光纤连接，提供稳定的语音传输。基于分组交换，利用IP协议进行语音传输，具有更高的灵活性和可扩展性。通信网络架构IP电话网络传统电话网络IP网络架构客户端-服务器架构IP电话系统中的服务器负责管理用户信息、呼叫建立和释放等任务，客户端负责用户界面和语音通信。分布式架构采用分布式处理方式，将服务器功能分散到多个网络节点，提高系统的可靠性和可扩展性。传输协议用于确保语音数据的实时传输，常用协议包括RTP（实时传输协议）和RTCP（实时传输控制协议）。路由协议用于选择最佳路径，确保语音数据在网络中的高效传输，常用协议包括BGP（边界网关协议）和OSPF（开放最短路径优先协议）。传输协议与路由协议PART03IP电话的通信协议03RTP协议通常与RTCP协议配合使用，RTCP用于监控传输质量和报告网络状况。01实时传输协议（RTP）用于实时传输音频和视频数据流，提供端到端的传输服务。02RTP协议不提供任何服务质量控制（QoS）机制，需要与其他协议配合使用。RTP协议实时传输控制协议（RTCP）用于监控传输质量和报告网络状况。RTCP通过周期性地发送控制包来收集和发送关于音频或视频流的统计信息。RTCP控制包包含关于发送端和接收端网络状况的信息，有助于实现QoS控制和流媒体管理。010203RTCP协议SIP是一种基于文本的协议，使用类似于HTTP的请求/响应交互模式。SIP支持多方通话、呼叫转移、呼叫等待和视频通话等高级功能。会话初始协议（SIP）用于建立、修改和终止多媒体会话，如音频和视频通话。SIP协议123会话描述协议（SDP）用于描述多媒体会话的参数，如媒体类型、编解码器、格式和端口号等。SDP是一种独立于传输层的协议，可以与多种传输协议一起使用，如RTP和RTSP。SDP描述了会话的媒体属性和会话元数据，以便参与者能够正确地建立和配置会话。SDP协议PART04IP电话的音频编码技术音频编码将模拟音频信号转换为数字信号的过程，以便于存储、传输和播放。压缩编码通过去除冗余信息和减少数据量来降低音频文件的大小，同时保持音频质量。编码参数包括采样率、量化精度和声道数等，这些参数决定了音频的质量和文件大小。音频编码的基本概念是一种广泛使用的音频压缩格式，具有较高的压缩比和较好的音质。MP3是一种高效的有损压缩格式，广泛应用于数字音乐和语音通信。AAC是一种常用的音频压缩标准，适用于语音通信，具有较低的压缩比和较好的音质。G.711是一种新的音频压缩格式，具有高音质、低延迟和可变比特率等特点，适用于实时语音通信。Opus常见音频编码格式通过音频编码技术将音乐文件转换为数字格式，便于存储、传输和播放。数字音乐语音通信视频通话通过音频编码技术实现语音信号的数字化传输，提高通信质量和降低成本。通过音频编码技术实现语音和视频信号的同步传输，提高通话质量和降低延迟。030201音频编码技术的应用场景PART05IP电话的安全技术