《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 通信與網(wǎng)絡(luò) > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > 寬帶IP電話技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

寬帶IP電話技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

2008-07-28
作者:馬 嵐,于進(jìn)才
??? 隨著Internet的不斷深入應(yīng)用與發(fā)展,IP over寬帶上的各種新技術(shù)層出不窮,ISP、ICP、ASP等網(wǎng)絡(luò)公司不斷涌現(xiàn),推動(dòng)著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)持續(xù)快速增長,其業(yè)務(wù)大有超過普通PSTN業(yè)務(wù)的趨勢。IP將成為未來信息通信的主導(dǎo)技術(shù),各種業(yè)務(wù)可由IP包來承載(Everything over IP),而IP信息流又可以在各種傳輸媒體中傳送(IP over Everything),并以IP網(wǎng)為基礎(chǔ),最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、圖像業(yè)務(wù)融合和網(wǎng)絡(luò)融合。采用NGN來構(gòu)建新一代信息網(wǎng)絡(luò),以提供話音、數(shù)據(jù)和圖像等綜合服務(wù),將成為人們追求的目標(biāo),代表著21世紀(jì)新一代通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。寬帶IP電話(注:文中所提的寬帶IP電話泛指普通IP電話和IP可視電話)是在這一新網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)展起來的具有代表性的應(yīng)用技術(shù)之一。
1 寬帶IP電話的關(guān)鍵技術(shù)
??? 寬帶IP電話是建立在IP技術(shù)上的分組化、數(shù)字化傳輸技術(shù)" title="傳輸技術(shù)">傳輸技術(shù),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(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行壓縮編碼處理,然后把這些語音數(shù)據(jù)按IP等相關(guān)通信協(xié)議進(jìn)行打包,經(jīng)過寬帶IP網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行解碼解壓處理后,恢復(fù)成原來的語音或/和圖像信號,從而達(dá)到由IP網(wǎng)絡(luò)傳送語音或/和圖像的目的。寬帶IP電話極大的改進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率,大大降低了通信的費(fèi)用,它的廣泛應(yīng)用也促進(jìn)了寬帶多媒體應(yīng)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(wù)更多、更好的服務(wù)。
??? 寬帶IP電話的關(guān)鍵技術(shù)包括:信令" title="信令">信令技術(shù)、編碼技術(shù)、實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)、服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證技術(shù)、以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、集成電路發(fā)展技術(shù)等。
??? (1)信令技術(shù) 信令技術(shù)保證電話呼叫的順利實(shí)現(xiàn)和話音或/和圖像質(zhì)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(huì)話初始化協(xié)議SIP及媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議MGCP/H.248。
??? (2)編解碼技術(shù)? 編解碼技術(shù)是IP電話技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。目前語音編解碼所使用的主要技術(shù)有ITU-T G.729、G.723(G.723.1)等,圖像編解碼技術(shù)有ITU-T? H.263/H.261。
??? (3)實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)? 實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)主要是采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP。RTP是提供端到端的包括音視頻在內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送的協(xié)議。RTP提供了時(shí)間戳和控制不同數(shù)據(jù)流同步特性的機(jī)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(diǎn)發(fā)送組的服務(wù)質(zhì)量反饋。
??? (4)服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證技術(shù)? IP電話中主要采用資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)以及進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞,保障網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量。
??? (5)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)?? 寬帶IP電話中網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)主要是IP、TCP和UDP,此外還包括網(wǎng)關(guān)互聯(lián)技術(shù)、路由選擇技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)以及安全認(rèn)證和計(jì)費(fèi)技術(shù)等。
??? (6)集成電路發(fā)展技術(shù)? 集成電路技術(shù)發(fā)展的如何也直接影響著寬帶IP電話的發(fā)展。由于需要進(jìn)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?qū)S眉呻娐分С郑挥捎谛枰喙δ艿目刂?、任?wù)的協(xié)調(diào),因此必須有更快、更復(fù)雜、功能更強(qiáng)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(wù)和寬帶接入的迅猛發(fā)展,各大運(yùn)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(tái),其發(fā)展十分迅速。國內(nèi)外許多公司、大學(xué)、研究所紛紛加入其行列,其高、中、低檔方案、產(chǎn)品的分類也特別突出。對于普通IP電話,低端產(chǎn)品的方案主要有美國的Centrality Communications、MamaKall Communication Inc.、高端產(chǎn)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(chǎn)品的方案主要有韓國C&S、PHILIPS、ADI、華邦等,高端產(chǎn)品的方案主要有美國的Polycom、挪威的TANDBERG。國內(nèi)外許多廠家大部分都是采用他們的方案進(jìn)行二次開發(fā),進(jìn)而形成自己的產(chǎn)品。
??? 由于寬帶IP電話是近幾年才發(fā)展起來的新產(chǎn)品,其技術(shù)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(wù)質(zhì)量保證的因特網(wǎng)或其它分組網(wǎng)絡(luò)上多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程。H.323標(biāo)準(zhǔn)是局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、INTRANET和Internet上的多媒體提供技術(shù)基礎(chǔ)保障,其編碼機(jī)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)的電路交換的方法。相關(guān)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(huì)議的H.332,用于補(bǔ)充業(yè)務(wù)的H.450.1、H.450.2和H.450.3,有關(guān)安全的H.235,與電路交換業(yè)務(wù)互操作的H.246等。H.323提供設(shè)備之間、高層應(yīng)用之間和提供商之間的互操作性。它不依賴于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),獨(dú)立于操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái),支持多點(diǎn)功能、組播和帶寬管理。H.323具備相當(dāng)?shù)撵`活性,支持包含不同功能的節(jié)點(diǎn)之間的會(huì)議和不同網(wǎng)絡(luò)之間的會(huì)議。H.323建議的多媒體會(huì)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(chǎn)品的開發(fā)速度很快,但是H.323標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)品雖然能夠較好地應(yīng)用在寬帶網(wǎng)上,但其沒有更多地去考慮如何與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)如PSTN等的協(xié)調(diào),也沒有認(rèn)真的考慮各大運(yùn)營商之間網(wǎng)絡(luò)壁壘,因此目前的寬帶IP電話從技術(shù)和使用上來講,都存在著不如人意的地方。
??? (1)系統(tǒng)復(fù)雜
??? 由于H.323是一個(gè)龐大的體系結(jié)構(gòu),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(fù)雜,且建立呼叫的時(shí)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(fù)雜度,使用、配置很麻煩,且不宜擴(kuò)展。
??? (2)互通互連
??? 雖然H.323比較成熟,但各個(gè)方案提供商和生產(chǎn)廠家對其理解有一定的差異,因此,不同方案提供商和生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品還存在互通性問題。
??? (3)平臺(tái)的適應(yīng)性
??? 由于各運(yùn)營商的運(yùn)營平臺(tái)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(chǎn)品在相同的配制下甚至不能在不同的運(yùn)營平臺(tái)上工作,給用戶造成沒必要的麻煩。
??? (4)融入其它網(wǎng)絡(luò)問題
??? 目前寬帶IP電話在設(shè)計(jì)時(shí)雖然考慮到了如何融入PSTN網(wǎng)中,但是其設(shè)計(jì)思想是為了設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì),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IP電話設(shè)計(jì)了PSTN接口(更多的還沒考慮),但是還必須在帶電的情況下轉(zhuǎn)換到普通電話功能,顯然,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(jī)所帶電源。
??? (5)圖像質(zhì)量問題
??? 這一點(diǎn)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(gè)用戶使用時(shí)其帶寬又是動(dòng)態(tài)分配的,如果僅僅是在中小局域網(wǎng)內(nèi)部,質(zhì)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。
??? (6)穿NAT和防火墻問題
??? 當(dāng)遠(yuǎn)端某寬帶IP電話撥打某一局域網(wǎng)內(nèi)部的某一寬帶IP電話時(shí),如何穿過NAT和防火墻而透明地連通,目前的寬帶IP電話產(chǎn)品在這方面做的還是很不夠。
??? (7)接入和認(rèn)證方式" title="認(rèn)證方式">認(rèn)證方式的適應(yīng)性問題
??? 目前可以解決常用的接入方式" title="接入方式">接入方式,如ADSL、Cable Modem、LAN等;認(rèn)證方式適應(yīng)DHCP、PPPOE等,但WEB認(rèn)證方式卻都沒有很好地解決,而WEB認(rèn)證方式的使用越來越廣泛。
??? (8)使用問題
??? 當(dāng)設(shè)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(luò)環(huán)境時(shí),必須由專業(yè)人員設(shè)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(yùn)營商為使其服務(wù)受用戶青睞,除提供話音郵件、呼叫等待和高速接入服務(wù)外,將推出更多新的應(yīng)用,其技術(shù)更加先進(jìn),價(jià)格更加適合。
??? (1)協(xié)議的發(fā)展
??? H.323體系結(jié)構(gòu)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(wù)需要在多個(gè)協(xié)議之間交互才能完成,因此顯得十分復(fù)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(diǎn),其復(fù)雜度要低得多,SIP協(xié)議在設(shè)計(jì)上充分考慮了協(xié)議的可擴(kuò)展性,遵循了PEP(Protocol Extersion Protocol)協(xié)議擴(kuò)展性協(xié)議,SIP協(xié)議可以通過其功能強(qiáng)大的第三方呼叫控制機(jī)制很容易地實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)。其本身就實(shí)現(xiàn)了主叫和被叫與呼叫發(fā)起者或呼叫控制者的分離。在這一點(diǎn)上,SIP協(xié)議非常適合于NGN的設(shè)計(jì)思想:交換與業(yè)務(wù)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(huì)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(guān)實(shí)現(xiàn)的?,F(xiàn)存的電話網(wǎng)絡(luò)" title="電話網(wǎng)絡(luò)">電話網(wǎng)絡(luò)包括傳統(tǒng)的PSTN、遵循H.323的IP 電話網(wǎng)絡(luò)和Internet電話網(wǎng)絡(luò),它們內(nèi)部之間和相互之間都需要進(jìn)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(jìn)行媒體互通互譯,可以對各種編碼格式的媒體類型作轉(zhuǎn)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(guān)功能和信令網(wǎng)關(guān)的媒體網(wǎng)關(guān)控制器。所以總的看來, Internet電話網(wǎng)關(guān)至少有三個(gè)互相獨(dú)立的功能單元,它們是完成信令或協(xié)議轉(zhuǎn)換的信令網(wǎng)關(guān)功能SG(signaling gateway)、配合信令網(wǎng)關(guān)的媒體網(wǎng)關(guān)控制功能MGC(media gateway controller)和完成媒體轉(zhuǎn)換的媒體網(wǎng)關(guān)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(luò)內(nèi)部之間,還是不同網(wǎng)絡(luò)之間,其互通性將會(huì)得到很好的解決。
??? (3)賦予呼叫中心網(wǎng)絡(luò)能力
??? 寬帶IP電話一種新的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)的IP電話和會(huì)議軟件結(jié)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(chǎn)品,這些產(chǎn)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(wù)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(shí)時(shí)接入。由于呼叫中心在眾多企業(yè)中起著為用戶提供服務(wù)的重要作用,所以網(wǎng)絡(luò)化的呼叫中心將會(huì)得到普遍應(yīng)用。一體化消息傳遞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(wù)現(xiàn)在盡管還不普遍,但是經(jīng)營IP電話網(wǎng)絡(luò)的人士認(rèn)為,在今后幾年內(nèi)它將會(huì)成為重要的服務(wù)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(wù)的產(chǎn)品。
??? (4)透明傳輸
??? 隨著Internet的快速發(fā)展,寬帶IP電話等網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的應(yīng)用迅速普及。隨著這些技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用,要求網(wǎng)絡(luò)能夠透明傳輸,因此一些現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)的沖突也突顯了出來。比如當(dāng)前一些網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(luò)產(chǎn)品必須解決好這個(gè)問題。
??? (5)寬帶認(rèn)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(rèn)證問題,如DHCP、PPPOE等,但對WEB認(rèn)證方式卻都沒有很好地解決,而WEB認(rèn)證方式的使用越來越廣泛,也越來越得到更多的設(shè)備廠商支持,特別受到運(yùn)營商的青睞,因此寬帶IP電話認(rèn)證的發(fā)展將會(huì)更多的采用數(shù)據(jù)流和控制流分開的認(rèn)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(huì)向著WLAN和其它新的接入方式發(fā)展。
??? (6)圖像質(zhì)量問題
??? 這一點(diǎn)主要針對寬帶IP可視電話而言。目前影響圖像質(zhì)量問題的關(guān)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(nèi)部,帶寬足夠,圖像質(zhì)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(gè)用戶使用時(shí)其帶寬又是動(dòng)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(yīng)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(zhì)量可以提高一倍,非常適合于寬帶IP可視電話。
??? (7)方便使用
??? 從上面寬帶IP電話的現(xiàn)狀來看,無論使用H.323還是使用SIP技術(shù),由于近期開發(fā)、生產(chǎn)速度很快,更多的側(cè)重于產(chǎn)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(chǎn)品其使用性對用戶來說都顯得很復(fù)雜,將來在用戶的使用上將會(huì)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。
??? (8)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一性
??? 目前運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)雜亂無章,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)重影響制約著寬帶IP電話的發(fā)展,有鑒于此,國際國內(nèi)電信組織促進(jìn)各廠商使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,不僅要使寬帶IP電話產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)協(xié)議還有利于各廠商開發(fā)設(shè)計(jì)出開放的應(yīng)用程序,服務(wù)IP電話系統(tǒng)。由于寬帶IP電話網(wǎng)絡(luò)的開放性,用戶今后可以隨時(shí)買到最先進(jìn)的程序或者自己編寫需要的程序,而不是必須依賴于某些廠商,增大了用戶應(yīng)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(chǎn)品,但SIP的簡單、靈活等特點(diǎn)正吸引著越來越多的設(shè)備廠商關(guān)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(xiàng)技術(shù)的不斷改進(jìn)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)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。
參考文獻(xiàn)
1? 馬 嵐,于進(jìn)才.軟交換技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展.電子技術(shù)應(yīng)用,2003年(6)
2? 蔡 康.IP寬帶業(yè)務(wù)與運(yùn)營.人民郵電大學(xué)出版社,2003年7月
3? 黃永峰.IP網(wǎng)絡(luò)多媒體通信技術(shù).人民郵電大學(xué)出版社,? 2003年1月
4 Packet-Based Multimedia Communications System? ITU-T? Rec.H.323 V3 Geneva 1999
5? SIP Session Initiation Protocol IETF RFC 2543 Mar.1999
6 ?第十四次中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展統(tǒng)計(jì)報(bào)告,2004年7月20日
本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時(shí)通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。