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IP電話技術及電信級VOIP網絡構成

以色列VocalTec公司于1995年研制出可以通過Internet打長途電話的軟件產品Internet Phone。實現了只要在具有多媒體功能的PC上安裝該軟件,我們就可以通過互聯網和在世界上任何地方安裝同樣軟件的聯機用戶進行通話。這一技術上的突破引起全球通信界的矚目,其發展前景看好得到共識,未來的商機促使越來越多的研究機構、國際標準化組織、產品制造公司開始進行此項技術的研究, IP電話技術得以迅速發展。　　一、VoIP的基本原理與實現形式　　VoIP是建立在IP技術上的分組化、數字化傳輸技術,其基本原理是：通過語音壓縮算法對語音數據進行壓縮編碼處理,然后把這些語音數據按IP等相關協議進行打包,經過IP網絡把數據包傳輸到接收地,再把這些語音數據包串起來,經過解碼解壓處理后,恢復成原來的語音信號,從而達到由IP網絡傳送語音的目的。IP電話系統把普通電話的模擬信號轉換成計算機可聯入因特網傳送的IP數據包,同時也將收到的IP數據包轉換成聲音的模擬電信號。經過IP電話系統的轉換及壓縮處理,每個普通電話傳輸速率約占用8～11kbit/s帶寬,因此在與普通電信網同樣使用傳輸速率為64kbit/s的帶寬時,IP電話數是原來的5～8倍。　　VoIP的核心與關鍵設備是IP電話網關。IP電話網關具有路由管理功能,它把各地區電話區號映射為相應的地區網關IP地址。這些信息存放在一個數據庫中,有關處理軟件完成呼叫處理、數字語音打包、路由管理等功能。在用戶撥打IP電話時,IP電話網關根據電話區號數據庫資料,確定相應網關的IP地址,并將此IP地址加入IP數據包中,同時選擇最佳路由,以減少傳輸時延,IP數據包經因特網到達目的地IP電話網關。對于因特網未延伸到或暫時未設立網關的地區,可設置路由,由最近的網關通過長途電話網轉接,實現通信業務。　　二、IP電話的四種方式：　　由于傳統PSTN的廣泛存在性等歷史淵源,在相當長一段時間內,新興的IP電話系統要充分發揮其優勢,就必須考慮與PSTN的互通問題。這就要在IP網與PSTN交換機之間配置IP電話網關,以實現媒體流與控制信令的互連互通。這樣IP電話就有了4種方式：電話到電話、電話到PC、PC到電話和PC到PC。　　1、PC到PC 　　最初VoIP方式主要是PC到PC,利用IP地址進行呼叫,通過語音壓縮、打包傳送方式,實現因特網上PC機間的實時話音傳送,話音壓縮、編解碼和打包均通過PC上的處理器、聲卡、網卡等硬件資源完成,這種方式和公用電話通信有很大的差異,且限定在因特網內,所以有很大的局限性。　　2、電話到電話　　電話到電話即普通電話經過電話交換機連到IP電話網關,用電話號碼穿過IP網進行呼叫,發送端網關鑒別主叫用戶,翻譯電話號碼/網關IP地址,發起IP電話呼叫,連接到最靠近被叫的網關,并完成話音編碼和打包,接收端網關實現拆包、解碼和連接被叫。　　3、電話到PC;PC到電話　　對于電話到PC或是PC到電話的情況,是由網關來完成IP地址和電話號碼的對應和翻譯,以及話音編解碼和打包。　　三、IP電話網絡構成　　目前電信級VoIP系統一般由IP電話終端、IP接入網關、網關(Gateway)、網守(Gatekeeper)、網管系統、認證計費系統等幾部分組成。　　1、終端：IP電話終端包括傳統的語音電話機、PC、IP電話機,也可以是集語音、數據和圖象于一體的多媒體業務終端。　　2、接入網關：接入網關即前置交換機,它的作用是與PSTN網、移動網、專網PBX實現互聯互通及信令轉換、話務收斂、呼叫分配。接入網關與網關相連可采用PRI信令,與PSTN測可采用NO.7號信令或R2好信令,優選NO.7號信令。　　3、網關：由于不同種類的終端產生的數據源結構是不同的,要在同一個網絡上傳輸,這就要由網關或者是通過一個適配器進行數據轉換,形成統一的IP數據包。IP電話網關提供IP網絡和電話網之間的接口,用戶通過PSTN本地環路連接到IP網絡的網關,網關負責把模擬信號轉換為數字信號并壓縮打包,成為可以在因特網上傳輸的IP分組語音信號,然后通過因特網傳送到被叫用戶的網關端,由被叫端的網關對IP數據包進行解包、解壓和解碼,還原為可被識別的模擬語音信號,再通過PSTN傳到被叫方的終端。這樣,就完成了一個完整的電話到電話的IP電話的通信過程。網關負責完成PRI信令至H.323協議的轉換。　　4、關守：關守實際上是IP電話網的智能集線器,是整個系統的服務平臺,負責系統的管理、配置和維護。關守提供的功能有撥號方案管理、安全性管理、集中帳務管理、數據庫管理和備份、網絡管理等等。關守按管理作用的不同又可分為目錄關守、區域關守,整網通過目錄關守同其他IP電話運營網絡實現互通。　　5、網管系統：網管系統的功能是管理整個IP電話系統,包括設備的控制及配置,數據配給,撥號方案管理及負載均衡、遠程監控等。

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