第16章 IP电话技术.ppt

第16章 IP电话技术 第第16章章 IP电话技术电话技术 16.1 IP电话概述电话概述 16.2 IP电话基本工作原理电话基本工作原理 16.3 IP电话的相关技术标准电话的相关技术标准 16.4 IP电话的服务质量及发展前景电话的服务质量及发展前景 第16章 IP电话技术 16.1 IP电话概述电话概述 简单地说，所谓所谓IP电话就是利用计算机互联网进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，行的一种语音传输业务，或者更通俗形象地说，IP电电话就是网络电话。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收费便宜。第16章 IP电话技术 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，因此通常有人称之为Internet电话。另外，还有Iphone和VoIP（VoiceoverIP）的称谓，其实都是一个意思。不过，“IP电话”是现在使用最广、也最科学的提法。第16章 IP电话技术 *IP电话的萌芽期电话的萌芽期 （利用计算机终端、及安装的软件、硬件）最初，最初，IP电话的应用研究实验是在两台多媒体计算机电话的应用研究实验是在两台多媒体计算机上进行的，通过在计算机上安装相应的软件和硬件，由计上进行的，通过在计算机上安装相应的软件和硬件，由计算机完成对话音的采集、数算机完成对话音的采集、数/模转换、压缩模转换、压缩/解压缩等的处解压缩等的处理，通话双方在约定的时间同时上网，建立连接后，通过理，通话双方在约定的时间同时上网，建立连接后，通过全双工的声卡，打包后通过全双工的声卡，打包后通过Internet传送话音。传送话音。这一阶段，是IP电话的萌芽期，使用者仅限于业余爱好者，用户必须利用PC机上网，并使用专用的Internet电话软件（如Internet Phone软件）才能实现。第16章 IP电话技术 这时也出现了一大批客户端软件开发商和相应的软件，比较有名的除了Vocal Tec开发的Internet Phone以外，还有微软的NetMeeting、IDT的Net2Phone、Netspeak的Web Phone和英特尔的Internet Video Phone等。但是，这种通信应用和公用电话通信有很大的差异，并且限定在Internet网内，所以有很大的局限性。第16章 IP电话技术 人们对它的认识也很肤浅，众多的公司都处于研究、跟踪和观望阶段。这种初级应用存在以下缺点：(1)话音质量较差；(2)不同公司开发的软件不兼容，双方必须使用同一种软件；(3)由于属于联机应用，双方在通话前要预约；(4)用户只限于PC机用户，不利于IP电话作为一项业务开展。第16章 IP电话技术*IP电话呼叫盒的出现电话呼叫盒的出现 随着人们对IP电话认识的加深，很多电信公司对此有了兴趣，并加入到研究和开发队伍之中，而且将目光投向众多的PSTN电话用户，于是出现了采用在普通电话机端加装IP电话呼叫盒的工作方式。该方式通话时，呼叫方首先利用公用电话网连通到对方的呼叫盒（与打电话类似，属于线路连接），在获得对方的Internet所需的地址等信息后，呼叫盒自动拆线（即拆除连接线路），然后呼叫方根据被呼叫方的IP地址等信息经Internet重新建立双方的网络连接（IP连接），至此，通话双方开始通话。第16章 IP电话技术*IP电话网关的出现电话网关的出现 上述方式虽然完成了电话到电话的通信，但由于没有标准，通话双方需要用同一个厂家的产品，这样，用户既要增加终端的投资，又受到呼叫盒型号不兼容的限制。为了克服这些缺点，出现了IP电话网关，它电话网关，它将将PSTN与与IP网连接起来，也就是说在普通电话和网连接起来，也就是说在普通电话和IP电电话之间架起了一座桥梁话之间架起了一座桥梁，这样，普通的电话用户也可以打IP电话，而费用仅为本地电话费加上很少的服务费。IP网关的出现使IP电话进入迅速发展的阶段，第16章 IP电话技术 IP电话的软件、硬件新产品不断更新，功能也越来越强，业务提供商争相建立网络提供业务，IP电话业务已经在全球很多地方开展起来。在这一时期出现了一种新的业务提供商，被称作被称作Internet电话业务提供商电话业务提供商（ITSP）。）。这些ITSP主要来自ISP、电信公司甚至有线电视公司。1997年7月，提供Internet上长途电话业务的美国Global Exchange Carrier公司和11个ISP宣布要建立一个全球的网络，提供全球的网络，提供IP电话业务电话业务。第16章 IP电话技术 这个网络覆盖很多个国家，包括美国、英国、瑞士、德国、澳大利亚、新西兰、日本、韩国和以色列等。同时，在1997年7月，为ITSP提供服务的Internet电话交换运营公司（ITXC）在美国成立，ITXC将建立自己的Internet，允许IP电话网关通过专用线与它连接。来自网关的话音信号经分组并通过ITXC的IP网络发送到距离被叫方最近的一个网关。由于话音在ITXC专门传送IP话音业务的专用IP网络上传输，而不是在公共Internet上传输，因此话音信号的质量相对要好一些。第16章 IP电话技术 这一阶段IP电话发展的主要特点是：(1)网关出现；(2)IP电话产品市场和业务市场迅速发展；(3)话音质量不断改善；(4)大多数传统电话运营公司尚未涉足IP电话业务；(5)没有统一的标准，大部分厂商之间的产品不能兼容。第16章 IP电话技术*IP电话逐渐进入成熟期（电话逐渐进入成熟期（PSTN和Internet的互通）随着市场需求的不断增长和技术的飞速发展，今天的IP电话已经发展到：采用IP电话网关实现PSTN和Internet的互通，进而实现电话到电话、PC机到电话的实时通信。由于IP电话网络以PSTN作为用户端的连接，用IP网络代替传统的长途传输网络，大大降低了通信费用。大的ISP以及电信公司都纷纷加入提供IP语音业务的行列，如AT&T、VocalTec、Global Exchange Carrier等。第16章 IP电话技术 IP电话是用高速数据网来支持包交换电话替代专用的HFC（混合光纤同轴网）电话设备，使用它可以在低成本构架下建立一个综合的、多功能数字语音传输平台，以代替使用PSTN网传输模拟话音信号，使得利用这一技术进行数字语音通信的IP电话服务方式成为了现实。IP电话将具有以下特点：电话将具有以下特点：(1)产品采用统一的标准，全球网络实现互通；第16章 IP电话技术 (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PSTN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。第16章 IP电话技术 16.2 IP电话基本工作原理电话基本工作原理 IP电话是利用电话是利用Internet作为传输媒体实现计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技术。与普通电话之间进行语音通信的技术。IP电话的实现原理是：电话的实现原理是：先将公共电话先将公共电话 （PSTN，Public Switched Telephone Network）传来的电话语音转换为数字信号，传来的电话语音转换为数字信号，经过语音压经过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理，缩算法对语音数据进行压缩编码处理，第16章 IP电话技术 然后把这些语音数据按然后把这些语音数据按TCPIP标准进标准进行打包，通过行打包，通过TCP/IP协议网络（包括协议网络（包括Internet、Intranet、帧中继等）和其它、帧中继等）和其它种类的数据包（数据、种类的数据包（数据、Email、视像、图、视像、图片等）一同传送，在接收端经过重组把片等）一同传送，在接收端经过重组把这些语音数据包串起来、解压、解码，这些语音数据包串起来、解压、解码，转换为正常的实时语音，通过转换为正常的实时语音，通过PSTN送到送到最终接收方。最终接收方。第16章 IP电话技术 16.2.1 IP电话的系统组成 IP电话系统由终端设备（终端设备（TE）、网网关（关（Gateway）、多点控制单元（）、多点控制单元（MCU）和网闸（和网闸（Gatekeeper）四个基本组件组成（图161）。第16章 IP电话技术 图161 IP电话组成示意图 IP网本 地电信网网闸MCU网关网关LDAP目录服务器(a)P电话系统的基本构成微机微机电话机传真机集线器路由器路由器微机电话机微机集线器传真机微机微机微机微机调制解调器调制解调器调制解调器调制解调器本 地电信网(a)IP电话系统的基本构成第16章 IP电话技术 图161 IP电话组成示意图 Internet/IPPSTNPSTNPSTN1 2 34 5 67 8 9*8#1 2 34 5 67 8 9*8#电话网关1 2 34 5 67 8 9*8#海西 安沈 阳支网闸业务管理中心计费中心网管中心用户认证中心数据库数据支持中心网关网关网关电话机上海电话机西安电话机传真机沈阳(b)我国IP电话系统组网结构第16章 IP电话技术 (1)终端设备终端设备:是指是指IP电话的客户终端，可以电话的客户终端，可以是软件（如是软件（如Microsoft的的Net meeting）或硬件）或硬件（如电话机），它们直接连接在（如电话机），它们直接连接在IP网上进行实网上进行实时语音和多媒体通信。时语音和多媒体通信。(2)网关网关:是一台专门的机器运行是一台专门的机器运行编码软件编码软件用于控制语音呼叫的用于控制语音呼叫的打包打包、压缩和解压缩压缩和解压缩。它。它具备与具备与PSTN或者或者PBX相连的电路接口，以及相连的电路接口，以及配有与配有与LAN相连的网络接口卡。相连的网络接口卡。此外此外还有专门还有专门的软件负责进程管理，网关与网关、网关与网的软件负责进程管理，网关与网关、网关与网闸（守）之间的通信。闸（守）之间的通信。第16章 IP电话技术 网关通过模拟一个典型的电话网来欺骗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，信号被送到当用户拨完号码开始呼叫时，信号被送到PBX，然后然后PBX将开始信息送到本地网关。之后，本将开始信息送到本地网关。之后，本地网关查表得到远端网关的地网关查表得到远端网关的IP地址，两个网关地址，两个网关建立一个连接，而接收端的网关请求当地的建立一个连接，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流量送入编码系统编码之后将这些包通过Intranet或者或者Internet发送到接收的网关发送到接收的网关。第16章 IP电话技术 接收的网关执行逆向的过程，重新排列并解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。压、封包，再将它们传送到接收者那里。*网关完成实时语音压缩，将网关完成实时语音压缩，将64kb/s的语音信号的语音信号压缩成低码率语音信号；压缩成低码率语音信号；*网关具有路由管理功能，完成寻址和呼叫控制网关具有路由管理功能，完成寻址和呼叫控制。它把各地区它把各地区电话区号电话区号映射为相应的地区网关映射为相应的地区网关IP地址地址，这些信息存放在一个数据库中，数据接，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、数字语续处理软件将完成呼叫处理、数字语音打包、音打包、路由管理等功能。路由管理等功能。第16章 IP电话技术 在在用户拨打长途电话用户拨打长途电话时，网关根据电话区号时，网关根据电话区号数据库资料，确定