關(guān)于VOIP關(guān)鍵技術(shù)詳細(xì)解析

VoIP（ Voice over Internet Protocol）是一種新興的電話通信方式，俗稱IP電話、VoIP 網(wǎng)絡(luò)電話或者網(wǎng)絡(luò)IP電話。它是一種把語(yǔ)音技術(shù)集成在IP協(xié)議中，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)囊环N全新的通信方式，其成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)電話PSTN（ Public Switched Telephone Network），目前的通信質(zhì)量遠(yuǎn)沒達(dá)到現(xiàn)有電話水平。

由于VoIP完全建立在IP分組交換的基礎(chǔ)上，Internet采用盡最大努力交付、無(wú)連接的技術(shù)，存在分組丟包、失序到達(dá)和時(shí)延抖動(dòng)等情況，使VoIP的通話質(zhì)量無(wú)法得到保證。因此在VoIP系統(tǒng)中必須采取特殊措施來(lái)保證業(yè)務(wù)質(zhì)量。VoIP的關(guān)鍵技術(shù)包括信令技術(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)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)和話音質(zhì)量。信令是一種用于控制的信號(hào)，按用途分為用戶信令和局間信令兩類。前者作用于用戶終端設(shè)備（如電話機(jī)）和電話機(jī)的交換機(jī)之間，后者作用于兩個(gè)用中繼線連接的交換機(jī)之間。局間信令分類主要有隨路信令和共路信令，隨路信令即信令網(wǎng)依附在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或是電話網(wǎng)絡(luò)上，不需要重新建立網(wǎng)絡(luò)，而共路信令則需要重新建設(shè)一個(gè)信令網(wǎng)（主要是在局端之間）。

目前，已被廣泛接受的VoIP控制信令體系包括國(guó)際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組（TTU- T）的H.323系列和互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（ IETF）的會(huì)話初始化協(xié)議SIP（ Session Initiation Pro-tocol）。H.323制定了無(wú)服務(wù)質(zhì)量保證的分組網(wǎng)絡(luò)（PBN）上的多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)比較成熟并已在VoIP領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但是其協(xié)議版本多，過(guò)于復(fù)雜。SIP是會(huì)話發(fā)起協(xié)議，具有建立呼叫支持傳送電話號(hào)碼的特點(diǎn)，它彌補(bǔ)了H323協(xié)議的不足，是VoIP的發(fā)展方向。

2.編碼技術(shù)

話音壓縮編碼技術(shù)是VoIP電話技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，VoIP電話中的語(yǔ)音處理就是在保證一定話音質(zhì)量的前提下，盡量降低編碼比特率。目前，主要的編碼技術(shù)有ITU-T 定義的G.729 ，G.728，G.723.1三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，它們都采用線性預(yù)測(cè)分析—合成編碼和碼本激勵(lì)矢量量化技術(shù)。其中G.729標(biāo)準(zhǔn)是H323協(xié)議中有關(guān)音頻編碼的標(biāo)準(zhǔn)，可將經(jīng)過(guò)采樣的 64 kbit/s話音以幾乎不失真的質(zhì)量壓縮至8 kbit/s。由于在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)質(zhì)量不能得到很好保證，因而需要話音的編碼具有一定的靈活性，即編碼速率、編碼尺度的可變可適應(yīng)性。G.729原來(lái)是8 kbit/s的話音編碼標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在的工作范圍擴(kuò)展至6. 4~11.8 kbit/s，話音質(zhì)量也在此范圍內(nèi)有一定的變化，但即使是6.4kbit/s，話音質(zhì)量也還不錯(cuò)，因而很適合在VoIP系統(tǒng)中使用。G.723.1采用5.3/6.3kbit/s的雙速率話音編碼，話音質(zhì)量好，但處理時(shí)延較大，它是目前已標(biāo)準(zhǔn)化的最低速率的話音編碼算法。

此外，靜音檢測(cè)技術(shù)和回聲消除技術(shù)也是VoIP中十分關(guān)鍵的技術(shù)。靜音檢測(cè)技術(shù)可有效剔除靜默信號(hào)，使話音信號(hào)的占用帶寬進(jìn)一步降低到3.5 kbit/s 左右，一般的語(yǔ)音會(huì)包含多達(dá)50%的靜音，會(huì)在一定程度上造成網(wǎng)絡(luò)的帶寬浪費(fèi)，語(yǔ)音活動(dòng)及靜音檢測(cè)技術(shù)可以有效地減少靜音時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)包?；芈曄夹g(shù)主要利用數(shù)字濾波器技術(shù)來(lái)消除對(duì)通話質(zhì)量影響較大的回聲干擾，可在時(shí)延相對(duì)較大的IP分組網(wǎng)絡(luò)中保證其通話質(zhì)量。3.實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)。

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（ Real-time Transport Protocol，RTP）提供端到端的包括音頻在內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送的協(xié)議。RTP包括數(shù)據(jù)和控制兩部分，詳細(xì)說(shuō)明了在Inter—net上傳遞音頻和視頻的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包格式，并提供了時(shí)間標(biāo)簽和控制不同數(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，可以提供接收端到發(fā)送端的服務(wù)質(zhì)量反饋。

4.服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證技術(shù)

VoIP中主要采用資源預(yù)留協(xié)議以及進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議來(lái)避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保障通話質(zhì)量。

RSVP最初是IETF為QoS的綜合服務(wù)模型定義的一個(gè)信令協(xié)議， 用于在流（Flow）所經(jīng)過(guò)的路徑上為該流進(jìn)行資源預(yù)留，從而滿足該流的QoS要求。資源預(yù)留的過(guò)程從應(yīng)用程序流的源節(jié)點(diǎn)發(fā)送Path消息開始，該消息會(huì)沿著流所經(jīng)過(guò)的路徑傳到流的目的節(jié)點(diǎn)，沿途建立路徑狀態(tài);目的節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)Path消息后，會(huì)向源節(jié)點(diǎn)回送一個(gè)Resv消息，并沿途建立預(yù)留狀態(tài)，若源節(jié)點(diǎn)成功接收到預(yù)期的Resv消息，則認(rèn)為在整條路徑上資源預(yù)留成功。

5.網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)

VoIP中網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)主要是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。由于RTP提供具有實(shí)時(shí)特征的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，因此VoIP可用RTP來(lái)傳送話音數(shù)據(jù)。在RTP報(bào)頭中包含裝載數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)符、序列號(hào)、時(shí)間戳以及傳送監(jiān)視等，，通常RTP的數(shù)據(jù)單元是用UDP分組來(lái)承載的，而且為了盡量減少時(shí)延，話音凈荷通常都很短。IP，UDP和RTP報(bào)頭都按最小長(zhǎng)度計(jì)算。VoIP話音分組開銷很大，采用RTP協(xié)議的VoIP格式，在這種方式中將多路話音插人話音數(shù)據(jù)段中，這樣提高了傳輸效率。

6.網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)是VoIP電話走向運(yùn)營(yíng)的保障。VoIP電話網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要包括呼叫管理系統(tǒng)（CMS）、流量分析系統(tǒng)（TAS）、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（ NMS）、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視系統(tǒng)。對(duì)一個(gè)實(shí)時(shí)性要求很高的通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量直接影響通信質(zhì)量。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，可以迅速處理網(wǎng)絡(luò)故障，保證網(wǎng)絡(luò)及各個(gè)節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。
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