經(jīng)過數(shù)十年的快速發(fā)展，Internet已經(jīng)發(fā)展成足以和電信網(wǎng)抗衡的全球性大網(wǎng)。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的成功及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的迅速擴(kuò)大和成熟，電信業(yè)務(wù)很快成為Internet力求發(fā)展的業(yè)務(wù)，電信業(yè)務(wù)中的最大贏利點(diǎn)———電話業(yè)務(wù)，更成為Internet力求發(fā)展的重中之重的業(yè)務(wù)。自1995年以色列的VocalTec公司推出的客戶端軟件IP電話“Internet Phone”以來，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中開始出現(xiàn)以IP為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議進(jìn)行語(yǔ)音傳送的業(yè)務(wù)。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也稱為IP網(wǎng)，因此這項(xiàng)技術(shù)被稱為VoIP技術(shù)。用戶只要在多媒體PC機(jī)上安裝該軟件，就可以通過Internet網(wǎng)和任何地方安裝同樣軟件的聯(lián)機(jī)用戶進(jìn)行通話，人們把這種在Internet上實(shí)現(xiàn)電話業(yè)務(wù)稱為IP電話。這項(xiàng)技術(shù)上的突破引起全世界的矚目，其背后的無(wú)限商機(jī)也使許多公司進(jìn)行此項(xiàng)技術(shù)的研究，各式各樣的VoIP設(shè)備被迅速制造出來，并立刻進(jìn)入了商用。

　　隨著VoIP技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，網(wǎng)絡(luò)電話在各種電話話務(wù)量中占據(jù)著越來越大的比重。VoIP電話占全球國(guó)際電話話務(wù)量的比例關(guān)系，從中可以看出從1998年到2004年VoIP話務(wù)量快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)：

　　VoIP電話系統(tǒng)

　　VoIP電話技術(shù)實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音在IP網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)時(shí)傳送。其基本原理是：通過IP電話網(wǎng)關(guān)或IP電話終端對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)編碼進(jìn)行壓縮處理，然后將壓縮后的語(yǔ)音數(shù)據(jù)按TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包送至接收端，再通過IP電話網(wǎng)關(guān)將這些語(yǔ)音數(shù)據(jù)包進(jìn)行解壓，恢復(fù)成原來的語(yǔ)音信號(hào)，從而達(dá)到由Internet傳送語(yǔ)音的目的。一個(gè)完整的VoIP電話系統(tǒng)可以由4個(gè)基本單元組成：IP電話終端、網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)控制單元和網(wǎng)守。

　　終端設(shè)備是一個(gè)IP電話客戶終端，可以是軟件，比如VocalTec公司的IP Phone，Microsoft公司的Netmeeting，或者是專用的硬件IP電話機(jī)，IP電話終端可以直接連接在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行實(shí)時(shí)語(yǔ)音或多媒體通信；網(wǎng)關(guān)是通過IP網(wǎng)絡(luò)提供PC-to-Phone、Phone-to-PC、Phone-to-Phone和PC-to-PC語(yǔ)音或多媒體通信的關(guān)鍵設(shè)備，目前的IP網(wǎng)關(guān)是IP網(wǎng)絡(luò)和PSTN/ISDN/PBX網(wǎng)絡(luò)之間的接口和轉(zhuǎn)換設(shè)備，未來有可能轉(zhuǎn)變?yōu)橹粠P網(wǎng)絡(luò)接口的接入和交換設(shè)備；多點(diǎn)控制單元的功能在于利用IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)通信，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)電話會(huì)議或多媒體會(huì)議這樣的應(yīng)用；網(wǎng)守可以對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行管理，并負(fù)責(zé)用戶的注冊(cè)和管理，主要完成地址映射、呼叫認(rèn)證、日志和網(wǎng)關(guān)管理等功能。

　　從IP電話系統(tǒng)的基本組成中可以看出，普通電話機(jī)通過PSTN網(wǎng)絡(luò)連接到IP網(wǎng)關(guān)上，PSTN網(wǎng)絡(luò)保證話音的傳輸質(zhì)量，IP電話終端通過專用的DSP芯片來實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音壓縮，也可以保證話音的壓縮質(zhì)量。那么，影響VoIP話音質(zhì)量的主要原因是什么呢？其一是網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)守硬件設(shè)備的性能和設(shè)備上運(yùn)行的VoIP協(xié)議和管理軟件的效率，分析表明，這種原因?qū)oIP話音質(zhì)量的影響是固定和可預(yù)見的，并且可以通過升級(jí)硬件和優(yōu)化軟件來保證所需的話音質(zhì)量；其二是Internet網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，而這種原因?qū)oIP話音質(zhì)量的影響是隨機(jī)的，幾乎無(wú)法預(yù)見，實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，只要IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)合理，IP電話的質(zhì)量完全可以達(dá)到傳統(tǒng)電話的質(zhì)量，然而，根據(jù)電信業(yè)務(wù)的要求，當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)質(zhì)量(QoS)及網(wǎng)絡(luò)安全性能方面存在的問題是影響VoIP電話完全取代基于電路交換的傳統(tǒng)數(shù)字電話最關(guān)鍵的原因。

#p#副標(biāo)題#e#

　　從電信運(yùn)營(yíng)的角度來看，目前的電信網(wǎng)是一種過渡型電信網(wǎng)，采用的是TDM電路交換與分組交換相混合的數(shù)字通信技術(shù)，是多業(yè)務(wù)網(wǎng)、多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。隨著VoIP網(wǎng)絡(luò)在未來與PSTN網(wǎng)絡(luò)互通話務(wù)量的增多，話務(wù)模型會(huì)向傳統(tǒng)話務(wù)模型靠近。與傳統(tǒng)電信網(wǎng)承載電話相比，通過IP網(wǎng)絡(luò)承載語(yǔ)音時(shí)如何保證可靠的語(yǔ)音質(zhì)量是VoIP技術(shù)的關(guān)鍵。所謂語(yǔ)音質(zhì)量，是指復(fù)制語(yǔ)音的保真度和可理解性，即從對(duì)話中提取話音信息的能力。在VoIP網(wǎng)絡(luò)中，衡量語(yǔ)音質(zhì)量的參數(shù)主要有以下幾個(gè)：1)清晰度：指從會(huì)話過程中可提取出的信息量，清晰度可通過感知語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)量(PSQM)或平均判分(MOS)等方法來測(cè)量；2)端到端延遲：指可能影響人們感受的會(huì)話延遲；3)DTMF音調(diào)分析：如果使用低比特率語(yǔ)音編解碼器，DTMF音調(diào)就不能正確再現(xiàn)，DTMF重要的失真參數(shù)包括放大和頻移。

　　目前的VoIP電話系統(tǒng)主要采用兩類方法來保證話音質(zhì)量，第一類是在VoIP電話終端上采用相關(guān)技術(shù)：因?yàn)镮P電話是在IP網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)傳輸和交換，對(duì)數(shù)據(jù)的帶寬和時(shí)延有嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)電話網(wǎng)上采用64kb/s的PCM技術(shù)和32kb/s的ADPCM技術(shù)，而IP電話的語(yǔ)音帶寬一般要小于上述數(shù)值，為了不影響通話的質(zhì)量，VoIP系統(tǒng)中采用了語(yǔ)音壓縮、靜噪抑制、回聲消除和抖動(dòng)處理技術(shù)；第二類是在IP網(wǎng)絡(luò)上采用適用于VoIP的QoS技術(shù)，這個(gè)問題是影響VoIP話音質(zhì)量的最根本的原因，也是數(shù)十年來互聯(lián)網(wǎng)研究和應(yīng)用領(lǐng)域的重點(diǎn)。

　　服務(wù)質(zhì)量要求

　　傳統(tǒng)的Internet是一種盡力而為的服務(wù)方式，很難適應(yīng)IP電話等實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求。人們?yōu)榱私鉀QIP網(wǎng)絡(luò)的QoS問題進(jìn)行了十多年的研究，很多解決方案都基于IETF提出的兩種Internet QoS業(yè)務(wù)模型：一種是綜合服務(wù)模型(IntServ)，采用RSVP協(xié)議實(shí)現(xiàn)；另一種是區(qū)分服務(wù)模型(DiffServ)。

　　綜合服務(wù)模型以RSVP協(xié)議為基礎(chǔ)，RSVP協(xié)議是為改善網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)流的控制能力而設(shè)計(jì)的資源預(yù)留協(xié)議，這種協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間交換信息，數(shù)據(jù)發(fā)送端將其服務(wù)請(qǐng)求通過RSVP協(xié)議發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)請(qǐng)求通過網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議傳遞到目的節(jié)點(diǎn)，傳遞過程中RSVP協(xié)議收集各個(gè)節(jié)點(diǎn)的可用資源情況，目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)這些信息以及接受到的QoS請(qǐng)求在返回的信息中在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上申請(qǐng)預(yù)留資源，并在無(wú)法提供足夠的資源預(yù)留時(shí)發(fā)出錯(cuò)誤信息。

　　對(duì)于VoIP網(wǎng)絡(luò)而言，目前大部分的商業(yè)網(wǎng)是建立在H.323體系結(jié)構(gòu)下的，要想在H.323體系結(jié)構(gòu)下應(yīng)用RSVP協(xié)議，首先要對(duì)通信雙方的QoS能力進(jìn)行評(píng)估，也就是說，通過H.323協(xié)議建立QoS機(jī)制，實(shí)現(xiàn)方法是通過H.245協(xié)議的交互操作來實(shí)現(xiàn)QoS參數(shù)的交換；其次是通過H.323的呼叫建立過程建立滿足QoS請(qǐng)求的連接，可以通過H.225協(xié)議實(shí)現(xiàn)，當(dāng)H.323終端與網(wǎng)守進(jìn)行呼叫請(qǐng)求時(shí)，必須在H.225協(xié)議消息中提供資源預(yù)留信息，由網(wǎng)守和H.323終端進(jìn)行協(xié)商來確認(rèn)預(yù)留的資源。

　　區(qū)分服務(wù)模型是為了解決綜合服務(wù)模型的擴(kuò)展性差和管理困難等問題而提出的，是一種更簡(jiǎn)單的QoS解決方案。在區(qū)分服務(wù)模型中，作為邊緣路由器的網(wǎng)關(guān)和路由器設(shè)備與Internet上的核心交換設(shè)備被區(qū)別對(duì)待，邊緣路由器將根據(jù)各種狀態(tài)信息確定業(yè)務(wù)的服務(wù)級(jí)別，并在IP數(shù)據(jù)包的TOS字段進(jìn)行標(biāo)記，而Internet上的核心交換設(shè)備則根據(jù)這些信息判斷業(yè)務(wù)的服務(wù)級(jí)別，并進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)處理。對(duì)VoIP話音而言，也就是為VoIP實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)包劃分比較高的等級(jí)，這樣可以保證數(shù)據(jù)包的傳輸特性。

　　我們?cè)贗P網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用QoS策略的目的是為了提供高品質(zhì)的VoIP通話質(zhì)量，其關(guān)鍵特征在于網(wǎng)絡(luò)所能提供的帶寬、延時(shí)和抖動(dòng)特性。

　　從通信網(wǎng)的綜合成本來考慮，VoIP以降低傳輸資源的使用效率達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備復(fù)雜度的方法，也達(dá)到了降低通信網(wǎng)的綜合成本的目的，是一種十分合理的選擇。但是，對(duì)電信商業(yè)網(wǎng)來說，決不能只顧網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的價(jià)格便宜，而不顧作為商業(yè)網(wǎng)必須考慮的問題，VoIP話音的服務(wù)質(zhì)量(QoS)問題、網(wǎng)絡(luò)的安全性和可信任性問題等是必須考慮并予以解決的。

　　多年來，IT界一直在努力改進(jìn)IP網(wǎng)絡(luò)的性能，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)備產(chǎn)品也不斷制造出來，一切努力都沒有使問題發(fā)生本質(zhì)上的改變，反復(fù)研究表明，IP技術(shù)在電信業(yè)務(wù)中遇到的問題不是出在IP技術(shù)本身，而是出在Internet的設(shè)計(jì)理念與電信網(wǎng)設(shè)計(jì)理念之間的差距。Internet是以用戶為核心，以用戶自律為基礎(chǔ)的非贏利性網(wǎng)絡(luò)，沒有中心，無(wú)需管理，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)者不負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的安全，也不負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的贏利。而電信網(wǎng)則一開始就是以商業(yè)經(jīng)營(yíng)為目的的網(wǎng)絡(luò)，它必須具有商業(yè)經(jīng)營(yíng)所必備的全部屬性。這二者的差異決定了從Internet到用于電信目的的IP網(wǎng)絡(luò)，不會(huì)是一個(gè)簡(jiǎn)單的借用過程，在設(shè)計(jì)上必需發(fā)生質(zhì)的改變，建立優(yōu)質(zhì)量的IP網(wǎng)絡(luò)是VoIP電話得以商用、推廣并徹底取代傳統(tǒng)電話的一個(gè)重要前提。