IP电话及VoIP技术应用

IP电话是利用互联网作为传输媒介，实现语音通信的一种通信技术。IP电话是一种数字电话，其原理是将普通电话的模拟信号进行压缩打包处理，通过Internet传输，到达对方后再进行解压，还原成模拟信号，对方用普通电话机等设备就可以实现两个远在异地的朋友的通话。IP电话不仅促进了Internet网络资源的利用，也降低了语音通信建设和业务的成本。因此，IP电话在全球范围内得到了迅速的发展，可以说是当今世界上发展最快、普及最快的一门Internet应用服务技术。

1.IP电话产生的背景

IP电话产生于Internet商业化以后，首先在世界发达国家迅速发展起来。IP电话的出现最初的原因是，在一些国家（如美国）采用包月制接入Internet，不限时不限量，因此Internet是近乎免费的，从而人们希望能通过这近乎免费的网络进行传统的电话和传真服务。1995年2月，以色列Vocal Tec公司首先研制出可以通过Internet网打长途电话的软件产品“Internet Phone”。

Internet上的任意两个用户只要在自己的多媒体PC上安装相应的软件，就能通过Internet进行通话。这项技术上的突破引起全世界的瞩目，其背后的无限商机也使许多公司进行此项技术的研究，从而使IP电话技术得到迅速发展，人们把这种在Internet上实现的电话业务称为Internet电话，这就是IP电话的雏形。

自IP电话出现以来得到了非常迅速的发展，IP电话已经成为一项新型电话业务在世界各国轰轰烈烈地展开，并对传统电话业务形成越来越大的威胁。IP电话从当初的仅PC到PC发展到今天的PC到PC、PC到电话、电话到电话等多种形式的IP电话，但不论是现在还是将来，电话到电话的应用将拥有最大的市场。IP电话承载网络可以是Internet，更多的是遵循TCP/IP协议的专用网或Intranet。把在计算机网络中实现的语音通信技术统称为VoIP（Voice over Internet Protocol）技术。上述经典的IP电话属于VoIP的一个应用。在现代计算机网络的规划设计中，更关注的是VoIP。

2.IP电话的基本原理

IP电话基本原理与传统电话原理有很大的不同，IP电话通过语音压缩算法对语音信号进行压缩编码处理，然后把这些语音数据按TCP/IP标准进行打包，经过网络把数据包发送到接收端，接收端把这些语音数据包串起来，经过解码解压缩处理后恢复成原来的语音信号，从而达到由Internet网（IP网）传送语音的目的。

IP电话系统有以下四个基本组件。

1）终端设备（Terminal）。终端设备是一个IP电话客户终端，可以是软件（如Microsoft公司的Netmeeting）或是硬件（如专用的Internet电话），无论哪一种形式终端都能够直接连接在IP网上。

2）网关（Gateway）。网关是通过IP网络提供PCtoPhone、PhonetoPC、PhonetoPhone语音通信的关键设备，它是IP网络与PSTN/ISDN/PBX网络之间的接口设备。

3）关守（Gatekeeper）。关守负责对IP电话用户注册和管理。(www.xing528.com)

4）多点控制单元（Multipoint Control Unit，MCU）。MCU的功能在于利用IP的网络实现多点通信，使得IP电话能够支持诸如网络会议这样一些多点应用。

在IP电话诸组件中，网关是关键。网关的一边连接到传统的电路交换网，如PSTN，可与外部的任意一台电话机通信，网关的另一边连接到包交换网，如Internet、Intranet、Extranet等。在整个IP电话系统中，网关设立在世界上各个地区，完成当地电话网与Internet的接入与转换处理等功能。网关接收到了标准电话信号以后，经数字化、编码、压缩处理，按IP协议打包到Internet上，根据传输路由，通过Internet发送到对端网关；反之，网关接收到Internet传来的IP包，经解压处理后还原成模拟语音信号再转到电话网系统。网关可同时接入和转出电话语音信号，实现全双工通信。

3.IP电话及VoIP技术解决方案

IP电话及VoIP解决方案的技术路线有多种选择，随着网络技术的不断发展，许多设备厂商也从自身产品出发，提供了多种IP电话及其VoIP的解决方案，不仅应用于大众的电话业务，并可以应用于企业内部网。总的来说，IP电话及其VoIP的技术解决方案主要有以下几种。

1）数据路由器及交换机平台解决方案。传统的数据通信设备厂商，在自己的数据路由器和高端交换机产品中添加全系列的VoIP应用模块，提供了在局域网内部乃至Internet和整个电话网络实现语音通信的全面解决方案。如美国思科公司的中高端路由器和交换机都提供有完整的IP电话解决方案，它们可选配类似的FXS、FXO、E&M模块以及E1接口卡等，使得路由器和交换机在提供数据通信功能的同时，支持电话应用。利用思科这类增强路由器和交换机，便可以很方便地利用计算机网络直接架构内部IP电话网。

2）IP PBX平台解决方案。这种方案在保持旧有电路交换PBX的成本结构不变条件下，采用在PBX系统中添加IP技术的策略，在语音组两侧（电路交换或IP）添加IP电话服务模块，把支持IP电话技术的PBX称为IP PBX。

3）VoIP网关。VoIP网关主要应用于企业分支机构之间的IP电话通信，可以提供传统的语音接口，与企业现有的电话交换机（PBX）或集团电话连接，而将长途电话旁路到IP网络（Internet/Intranet）。VoIP网关应用的主要特点是充分利用现有的网络资源，节省用户的长途话费，并与企业现有的传统电话交换机（PBX）或集团电话相结合，可以逐渐将传统语音业务转移到IP网络上。VoIP网关产品在电信领域已经大面积推广使用，作为一种成熟的IP电话解决方案，并在各类企业中得到了普及，用于把企业分支机构的电话交换机或集团电话通过IP网络连接起来。

4）计算机电话集成（Computer Telephony Integration，CTI）服务器平台解决方案。该方案是一种非PBX的IP电话解决方案。在CTI系统中，每个PC不仅具有呼叫控制功能，同时带有基于电路交换的话音信道和基于IP处理的话音信道，能够自动地对电话中的信令信息进行识别处理，并通过建立有关的话路连接，向用户传送预定的录音文件、转接来电等。近年来，CTI系统还具备了数据交换、电子会议、文本—语音转换以及语音识别功能，CTI技术已经发展成为“计算机电信集成”（Computer Telecommunication Integration）技术，意味着目前的CTI技术不仅要处理传统的电话语音，而且要处理包括传真、电子邮件等其他形式的信息媒体等。

尽管目前已经有很多很好的IP电话解决方案，但IP电话的更高级的应用对数据通信网络的要求还有很多挑战。统一通信技术将会代替IP电话成为未来通信技术的主流。