寬帶IP電話技術的現(xiàn)狀與發(fā)展
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1 寬帶IP電話的關鍵技術
寬帶IP電話是建立在IP技術上的分組化、數(shù)字化傳輸技術，簡單的說也就是：通過語音或/和圖像壓縮算法對語音或/和圖像數(shù)據(jù)按相關標準協(xié)議進行壓縮編碼處理，然后把這些語音數(shù)據(jù)按IP等相關通信協(xié)議進行打包，經(jīng)過寬帶IP網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮盏?，再把這些語音或/和圖像數(shù)據(jù)包進行解碼解壓處理后，恢復成原來的語音或/和圖像信號，從而達到由IP網(wǎng)絡傳送語音或/和圖像的目的。寬帶IP電話極大的改進了網(wǎng)絡帶寬的利用率，大大降低了通信的費用，它的廣泛應用也促進了寬帶多媒體應用的發(fā)展。其最大的優(yōu)勢是能廣泛地采用Internet和全球IP互連的環(huán)境，提供比傳統(tǒng)業(yè)務更多、更好的服務。
寬帶IP電話的關鍵技術包括：信令技術、編碼技術、實時傳輸技術、服務質量（QoS）保證技術、以及網(wǎng)絡傳輸技術、集成電路發(fā)展技術等。
（1）信令技術，信令技術保證電話呼叫的順利實現(xiàn)和語音或/和圖像質量，目前廣泛使用的信令體系包括ITU-T的H.323系列和IETF的會話初始化協(xié)議STP及媒體網(wǎng)關控制協(xié)議MGCP/H.248。
（2）編解碼技術，編解碼技術是IP電話技術的一個重要組成部分。目前語音編解碼所使用的主要技術有ITU-T G.729、G.723(G.723.1)等，圖像編解碼技術有ITU-T H.263/H.261。
?。?）實時傳輸技術，實時傳輸技術主要是采用實時傳輸協(xié)議RTP。RTP是提供端到的包括音視頻在內的實時數(shù)據(jù)傳送的協(xié)議。RTP提供了時間戳和控制不同數(shù)據(jù)流同步特性的機制，可以讓接收端重組發(fā)送端的數(shù)據(jù)包，可以提供接收端到多點發(fā)送組的服務質量反饋。
?。?）服務質量（QoS）保證技術，IP電話中主要采用資源預留協(xié)議（RSVP）以及進行服務質量監(jiān)控的實時傳輸控制協(xié)議RTCP來避免網(wǎng)絡擁塞，保障網(wǎng)絡的傳輸質量。
（5）網(wǎng)絡傳輸技術，寬帶IP電話中網(wǎng)絡傳輸技術主要是IP、TCP和UDP，此外還包括網(wǎng)關互聯(lián)技術、路由選擇技術、網(wǎng)絡管理技術以及安全認證和計費技術等。
?。?）集成電路發(fā)展技術，集成電路技術發(fā)展的如何也直接影響寬帶IP電話的發(fā)展。由于需要進行語音或/和圖像的數(shù)據(jù)壓縮，因此必須有高速度、大容量的DSP或專用集成電路支持；由于需要更多功能的控制、任務的協(xié)調，因此必須有更快、更復雜、功能更強的CPU支持。
2 寬帶IP電話的現(xiàn)狀
近幾年，隨著電信增值業(yè)務和寬帶接入的迅猛發(fā)展，各大運營商都建成自己全國范圍的IP電話網(wǎng)，為寬帶IP電話提供了發(fā)展平臺，其發(fā)展十分迅速。國內外許多公司、大學、研究所紛紛加入其行列，其高、中、低檔方案、產品的分類也特別突出。對于普通IP電話，低端產品的方案主要有美國的Centrality Communications、MamaKall Communication Inc.、高端產品的方案主要有美國的Polycom、TI、思科、挪威的TANDBERG。對于IP可視電話，中低端產品的方案主要有韓國C&S、PHILIPS、ADI、華邦等，高端產品的方案主要有美國的Polycom、挪威的TANDBERG。國內外許多廠家大部分都是采用他們的方案進行二次開發(fā)，進而形成自己的產品。
由于寬帶IP電話是近幾年才發(fā)展起來的新產品，其技術核心使用的是比較成熟的H.323協(xié)議。ITU的H.323系列建議定義了在無業(yè)務質量保證的因特網(wǎng)或其它分組網(wǎng)絡上多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程。H.323標準是局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、INTRANET和Internet上的多媒體提供技術基礎保障，其編碼機制，協(xié)議范圍和基本操作類似于ISDN的Q.931信令協(xié)議的簡化版本，并采用了比較傳統(tǒng)的電話交換的方法。相關的協(xié)議包括用于控制的H.245，用于建立連接的H.225.0，用于大型會議的H.332，用于補充業(yè)務的H.450.1、H.450.2和H.450.3，有關安全的H.235，與電容交換業(yè)務互操作的H.246等。H.323提供設備之間、高層應用之間和操作商之間的互操作性。它不依賴于網(wǎng)絡結構，獨立于操作系統(tǒng)和硬件平臺，支持多點功能、組播和帶寬管理。H.323具備相當?shù)撵`活性，支持包含不同功能的節(jié)點之間的會議和不同網(wǎng)絡之間的會議。H.323建議的多媒體會議系統(tǒng)中的信息流包括音頻、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息。信息流采用H.225.0建議方式來打包和傳送。
由于H.323比較成熟，又有開放的源代碼，因此新產品的開發(fā)速度很快，但是H.323標準是局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、INTRANET和Internet上的多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程，并無QoS保證。依照其開發(fā)出的產品雖然能夠較好地應用在寬帶網(wǎng)上，但具沒有更多地去考慮如何與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡如PSTN等的協(xié)議，也沒有認真的考慮各大運營商之間網(wǎng)絡壁壘，因此目前的寬帶IP電話從技術和使用上來講，都存在著不如人意的地方。
?。?）系統(tǒng)復雜
由于H.323是一個龐大的體系結構，提供了多媒體通信需要的所有子協(xié)議，其控制協(xié)議非常復雜，且建立呼叫的時間比較長，因此程序量很大，造成了需要大規(guī)模集成電路的復雜度，使用、配置很麻煩，且不宜擴展。
（2）互通互連
雖然H.323比較成熟，但各個方案提供商和生產廠家對其理解有一定的差異，因此，不同方案提供商和生產廠家的產品還存在互通性問題。
?。?）平臺的適應性
由于各運營平臺是由不同的公司研究開發(fā)，又各有自己的特色，因此現(xiàn)在也存在同一品牌的產品在相同的配制下甚至不能在不同的運營平臺上工作，給用戶造成沒必要的麻煩。
?。?）融入其它網(wǎng)絡問題
目前寬帶IP電話在設計時雖然考慮到了如何融入PSTN網(wǎng)中，但是其設計思想是為了設計而設計，并沒有真正從使用者的角度去考慮。最典型的是雖然有的寬帶須在帶電的情況下轉換到普通電話功能，雖然，這是決不必要的，PSTN本身就有供電，如果只是撥打普通電話，沒有必要打開本機所帶電源。
?。?）圖像質量問題
這一點主要針對寬帶IP可視電話而言。雖然總的帶寬是夠的，但是每個用戶使用時其帶寬又是動態(tài)分配的，如果僅僅是在中小局域網(wǎng)內部，質量還是可以的，但許多情況是在公網(wǎng)上，帶寬得不到保證，因此面部模糊、馬賽克現(xiàn)象就表現(xiàn)的比較突出。
?。?）穿NAT和防火墻問題
當遠端某寬帶IP電話撥打某一局域網(wǎng)內部的某一寬帶IP電話時，如何穿過NAT和防火墻而透明地連通，目前的寬帶IP電話產品在這方面做的還是很不夠。
?。?）接入和認證方式的適應性問題
目前可以解決常用的接入方式，如ADSL、Cable Modem、LAN等；認證方式適應DHCP、PPPOE等，但WEB認證方式卻都沒有很好地解決，而WEB認證方式的使用越來越廣泛。
?。?）使用問題
當設置完成后，所有的寬帶IP電話的使用總體上來說基本上都是比較方便的，但是，每次更換網(wǎng)絡環(huán)境時，必須由專業(yè)人員設置，很不方便。
3 寬帶IP電話的發(fā)展
隨著寬帶IP電話走向市場，寬帶IP電話運營商為使其服務受用戶青睞，除提供話音郵件、呼叫等待和高速接入服務外，將推出更多新的應用，其技術更加先進，價格更加適合。
?。?）協(xié)議的發(fā)展
H.323體系結構龐大，提供了多媒體通信需要的所有子協(xié)議，但這些協(xié)議之間沒有清晰的界隔；有些業(yè)務需要在多個協(xié)議之間交互才能完成，因此顯得十分復雜且無QoS保證。而隨后發(fā)展起來的SIP協(xié)議繼承了Internet協(xié)議和H.323的一些優(yōu)點，其復雜度要低得多，SIP協(xié)議在設計上充分考慮了協(xié)議的可擴展性，遵循了PEP（Protocol Extersion Protocol）協(xié)議擴展性協(xié)議，SIP協(xié)議可以通過其功能強大的第三方呼叫控制機制很容易地實現(xiàn)新業(yè)務。其本身就實現(xiàn)了主叫和被叫與呼叫發(fā)起者或和呼叫控制者的分離。在這一點上，SIP協(xié)議非常適合于NGN的設計思想：交換與業(yè)務相分離。因此，隨著SIP協(xié)議的不斷完善，寬帶IP電話在協(xié)議方面將會向著SIP協(xié)議的使用而發(fā)展。
（2）互通互連
大家知道，不同協(xié)議的互通是通過網(wǎng)關實現(xiàn)的。現(xiàn)存的電話網(wǎng)絡包括傳統(tǒng)的PSTN、遵循H.323的IP電話網(wǎng)絡和Internet電話網(wǎng)絡，它們內部之間和相互之間都需要進行信令互通，可以相互穿越建立、控制管理及拆除呼叫；需要進行媒體互通互譯，可以對各種編碼格式的媒體類型作轉換；又由于在現(xiàn)有電話網(wǎng)中，主要采用共路信令，信令傳輸與媒體傳輸相分離，還需要溝通媒體網(wǎng)關功能和信令網(wǎng)關的媒體網(wǎng)關控制器。所以總的看來，Internet電話網(wǎng)關至少有三個互相獨立的功能單元，它們是完成信令或協(xié)議轉換的信令網(wǎng)關功能SG（signaling gateway）、配合信令網(wǎng)關的媒體網(wǎng)關控制功能MGC（media gateway controller）和完成媒體轉換的媒體網(wǎng)關功能MG（media gateway）。因此，寬帶IP電話將來的發(fā)展不管是其網(wǎng)絡內部之間，還是不同網(wǎng)絡之間，其互通性將會得到很好的解決。
?。?）賦予呼叫中心網(wǎng)絡能力
寬帶IP電話一種新的應用是賦予普通電話以寬帶IP能力。例如，Aplio公司最近推出的Aplio/Phone2.0能將普通電話連接至Internet，并能與兼容H.323標準的IP電話和會議軟件結合使用。還有一些廠商（如美國Essl科技公司等）開始推出寬帶IP電話產品，這些產品能讓用戶使用同一條電話線打電話和接入網(wǎng)站，并在呼叫中心向代理商傳送為用戶服務的在線請求，因此，用戶無需斷開與Internet的連接就能獲得對代理商的實時接入。由于呼叫中心在眾多企業(yè)中起著為用戶提供服務的重要作用，所以網(wǎng)絡化的呼叫中心將會得到普遍應用。一體化消息傳送是讓用戶通過一部電話或PC接入E-mail、傳真和尋呼消息。這種一體化的消息接入服務現(xiàn)在盡管還不普遍，但是經(jīng)營IP電話網(wǎng)絡的人士認為，在今后幾年內將會成為重要的服務方式。一些寬帶IP電話廠商正在開發(fā)能提供一體化消息服務的產品。
（4）透明傳輸
隨著Internet的快速發(fā)展，寬帶IP電話等網(wǎng)絡產品的應用迅速普及。隨著這些技術的大規(guī)模應用，要求網(wǎng)絡能夠透明傳輸，因此一些現(xiàn)存網(wǎng)絡的沖突也突顯了出來。比如當前一些網(wǎng)絡實體（如防火墻和NAT）限制端到端的分組（包）通過，無法很好地保證正常通信。因此，寬帶IP電話等網(wǎng)絡產品必須解決好這個問題。
（5）寬帶認證和接入方式的發(fā)展
目前寬帶IP電話可以解決常用的寬帶認證問題，如DHCP、PPPOE等，但對WEB認證方式卻都沒有很好地解決，而WEB認證方式的使用越來越廣泛，也越來越得到更多的設備廠商支持，特別受到運營商的青睞，因此寬帶IP電話認證的發(fā)展將會更多的采用數(shù)據(jù)流和控制流分開的認證方式。
接入方式上，除滿足目前的接入方式外，寬帶IP電話將會向著WLAN和其它新的接入方式發(fā)展。
?。?）圖像質量問題
這一點主要針對寬帶IP可視電話而言。目前影響圖像質量問題的關鍵因素主要有傳輸帶寬和圖像壓縮算法。從帶寬上來說，如果僅僅是在中小局域網(wǎng)內部，帶寬足夠，圖像質量還是可以的；許多情況是在公網(wǎng)上，雖然 總的帶寬是夠的，但是每個用戶使用時其帶寬又是動態(tài)分配的，帶寬得不到保證，因此洗 臉、馬賽克現(xiàn)象就表現(xiàn)的比較突出，因此研究、應用新的圖像壓縮算法就成為必然的發(fā)展趨勢。H.264是ITU新推出的一種圖像壓縮算法，在相同的傳輸帶寬下，圖像質量可以提高一倍，非常適合于寬帶IP可視電話。
?。?）方便使用
從上面寬帶IP電話的現(xiàn)狀現(xiàn)看，無論使用H.323還是使用SIP技術，由于近期開發(fā)、生產速度很快，更多的側重于產品的功能，而沒有更好地考慮用戶的方便使用要求，因此目前的產品其使用性對用戶來說都顯得很復雜，很來在用戶的使用上將會向著智能化、傻瓜型發(fā)展，使用戶使用起來就像目前的普通電話一樣方便。
?。?）網(wǎng)絡統(tǒng)一性
目前運營商的網(wǎng)絡雜亂無章，沒有統(tǒng)一的標準，嚴重影響制約著寬帶IP電話的發(fā)展，有鑒于此，國際國內電信組織促進各廠商使用標準協(xié)議，不僅要使寬帶IP電話產品的互通，還要使寬帶IP電話能與現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話很好地“合作”。此外，使用標準協(xié)議還有利于各廠商開發(fā)設計出開放的應用程序，服務IP電話系統(tǒng)。由于寬帶IP電話網(wǎng)絡的開放性，用戶今后可以隨時買到最選進的程序或者自己編寫需要的程序，而不是必須依賴于霜些廠商，增大了用戶應用的自由度。
目前符合H.323的寬帶IP電話已經(jīng)出現(xiàn)了不少產品，但SIP的簡單、靈活等特點正吸引著越來越多的設備廠商關注和支持，符合SIP的寬帶IP電話并逐漸成為未來發(fā)展的方向，隨著各項技術的不斷改進和網(wǎng)絡標準的進一步統(tǒng)一，寬帶IP電話將逐漸替代現(xiàn)有的PSTN電話，使未來的通信發(fā)生革命性的變化。
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