吉林红鹰消防培训网:全方位讲解VoIP的原理及技术知识

2006-10-25 10:39:12
通过因特网进行语音通信是一个非常复杂的系统工程，其应用面很广，因此涉及的技术也特别多，其中最根本的技术是VoIP (Voice over IP)技术，可以说，因特网语音通信是VoIP技术的一个最典型的、也是最有前景的应用领域。因此在讨论用因特网进行语音通信之前，有必要首先分析VoIP的基本原理，以及VoIP中的相关技术问题。
一、 VoIP的基本传输过程
传统的电话网是以电路交换方式传输语音，所要求的传输宽带为64kbit/s。而所谓的VoIP是以IP分组交换网络为传输平台，对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理，使之可以采用无连接的UDP协议进行传输。
为了在一个IP网络上传输语音信号，要求几个元素和功能。最简单形式的网络由两个或多个具有VoIP功能的设备组成，这一设备通过一个IP网络连接。VoIP模型的基本结构图如图下图所示。从图中可以发现VoIP设备是如何把语音信号转换为IP数据流，并把这些数据流转发到IP目的地，IP目的地又把它们转换回到语音信号。两者之音的网络必须支持IP传输，且可以是IP路由器和网络链路的任意组合。因此可以简单地将VoIP的传输过程分为下列几个阶段。
1、 语音-数据转换
语音信号是模拟波形，通过IP方式来传输语音，不管是实时应用业务还是非实时应用业务，道貌岸首先要对语音信号进行模拟数据转换，也就是对模拟语音信号进行8位或6位的量化，然后送入到缓冲存储区中，缓冲器的大小可以根据延迟和编码的要求选择。许多低比特率的编码器是采取以帧为单位进行编码。典型帧长为10~30ms。考虑传输过程中的代价，语间包通常由60、120或240m s的语音数据组成。数字化可以使用各种语音编码方案来实现，目前采用的语音编码标准主要有ITU-T G.711。源和目的地的语音编码器必须实现相同的算法，这样目的地的语音设备帮可以还原模拟语音信号。
2、 原数据到IP转换
一旦语音信号进行数字编码，下一步就是对语音包以特定的帧长进行压缩编码。大部份的编码器都有特定的帧长，若一个编码器使用15ms的帧，则把从第一来的60ms的包分成4帧，并按顺序进行编码。每个帧合120个语音样点（抽样率为8kHz）。编码后，将4个压缩的帧合成一个压缩的语音包送入网络处理器。网络处理器为语音添加包头、时标和其它信息后通过网络传送到另一端点。语音网络简单地建立通信端点之间的物理连接（一条线路），并在端点之间传输编码的信号。IP网络不像电路交换网络，它不形成连接，它要求把数据放在可变长的数据报或分组中，然后给每个数据报附带寻址和控制信息，并通过网络发送，一站一站地转发到目的地。
3、 传送
在这个通道中，全部网络被看成一个从输入端接收语音包，然后在一定时间（t）内将其传送到网络输出端。t可以在某全范围内变化，反映了网络传输中的抖动。网络中的同间节点检查每个IP数据附带的寻址信息，并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站。网络链路可以是支持IP数据流的任何拓结构或访问方法。
4、 IP包-数据的转换
目的地VoIP设备接收这个IP数据并开始处理。网络级提供一个可变长度的缓冲器，用来调节网络产生的抖动。该缓冲器可容纳许多语音包，用户可以选择缓冲器的大小。小的缓冲器产生延迟较小，但不能调节大的抖动。其次，解码器将经编码的语音包解压缩后产生新的语音包，这个模块也可以按帧进行操作，完全和解码器的长度相同。若帧长度为15ms，，是60ms的语音包被分成4帧，然后它们被解码还原成60ms的语音数据流送入解码缓冲器。在数据报的处理过程中，去掉寻址和控制信息，保留原始的原数据，然后把这个原数据提供给解码器。
5、 数字语音转换为模拟语音
播放驱动器将缓冲器中的语音样点（480个）取出送入声卡，通过扬声器按预定的频率（例如8kHz）播出。 简而言之，语音信号在IP网络上的传送要经过从模拟信号到数字信号的转换、数字语音封装成IP分组、IP分组通过网络的传送、IP分组的解包和数字语音还原到模拟信号等过程。
二、推动VoIP发展的动力
由于相关的硬件、软件、协议和标准中的许多发展和技术突破，使得VoIP的广泛使用很快就会变成现实。
这些领域中的技术进步和发展为创建一个更有效、功能和互操作性更强的VoIP网络起着推波助澜的作用。推动VoIP飞速发展乃至广泛应用的技术因素可以归纳为如下几个方面。
1、 数字信号处理器 先进的数字信号处理器（Digital Signal Processor ,DSP）执行语音和数据集成所要求的计算密集的任各。DSP处理数字信号主要用于执行复杂的计算，否则这些计算可能必须由通用CPU执行。它们的专门化的处理能力与低成本的结合使DSP很好地适合于执行VoIP系统中的信号处理功能。
 
单个语音流上G.729语音压缩的计算开销开常大，要求达到20MIPS，如果要求一个中央CPU在处理多个语音流的同时，还执行路由和系统管理功能，这是不现实的，因此，使用一个或多个DSP可以从中央CPU卸载其中的复杂语音压缩算法的计算任务。另外，DSP还适合于语音的活动检测和回声取消这样的功能，困为它们实时处理语音数据流，并能快速访问板上内存，因此。在本章节中，比较详细地介绍如何在TMS320C6201DSP平台来实现语音编码和回声抵消的功能。
2、 高级专用集成电路 专用集成电路（Application-Specific Integrated Circait, ASIC）发展产生了更快、更复杂、功能更强的ASIC。ASIC是执行单一应用或很小的一组功能专门的应用芯片。由于集中于很窄的应用目标，故它们可以对特定的功能进行高度的优化，通常双通用CPU快一个或几个数量级。就像精简指令集计算机（RSIC）芯片集中于快速执行扔限数目的操作一样，ASIC被预先编程、使其能更快地执行有限数目的功能。一旦开发完成，ASIC批量生产的成本并不高，被用于包括路由器和交换机这样的网络设备，执行路由查表、分组转发、分组分类和检查以及排队等功能。ASIC的使用使设备的性能更高，而成本更低。它们为网络提供增加的宽带和更好的QoS支持，所以对VoIP发展起着很大的促进作用。
3、 IP传输持术 传输电信网大多采用时分多路复用方式，因特网须采用的是统计复用变长分组交换方式，二者相比，后者对网络资源利用率高，互连互通简便有效、对数据业务十分适用，这是因特网得以飞速发展的重要原因之一。但是，宽带IP网络通信对QoS和延迟特性提出了苟刻的要求，因此，统计复用变长分组交换的技术发展为人们所关注。目前，除已问世的新一代IP协议--IPV6外，世界因特网工程任务组（IETF）提出了多协议标记交换技术（MPLS），这是一种基于网络层选路的各种标记/标签的交换，能提高选路的灵活性，扩展网络层选路能力，简化路由器和基于信元交换的集成，提高网络性能。MPLS既可以作为独立的选路协议工作，又能与现有的网络选路协议兼容，支持IP网络的各种操作、管理和维护功能，使IP网络通信的QoS、路由、信令等性能大大提高，达到或接近统计复用定长分组交换（ATM）的水平，而又比ATM简单、高效、便宜、适用。IETF还地抓紧新的分组理理持术，以便实现QoS选路。其中正在研究"隧道技术"就是为了实现单向链路的宽带传送。 另外，如何选择IP网络传输平台也是近年来研究的一个重要领域，先后出现了IP over ATM、IP over SDH、IP over DWDM等技术，目前公认的宽带网络分析模型如图所示。
第一层是基层础，提供高速的数据传输骨干。IP层向IP用户提供高质量的，具有一定服务保证的IP接入服务。用户层提供接入形式（IP接入和宽带接入）和服务内容形式。在基础层，以太网作为IP网络的物理层，是理所当然的事情，但是IP overDWDM却上最新技术，并具有很大的发展潜力。
密集波分多路复用（Dense Wave Division MultipLexing,DWDM）为光纤网络注入新的活力，并在电信公司铺设新的光纤主干网中提供惊人的带宽。DWDM技术利用光纤的能力和先进的光传输设备。波分多路复用的名称是从单股光纤上传送多个波长的光（LASER）而得来的。目前的系统能够发送和识别16个波长，而将来的系统能够支持40~96全波长。这具有重要意义，因为每增加一个波长，就增加了一个信息流。因此可以将2.6Gbit/s（OC-48）网络扩大16倍，而不必铺设新的光纤。
大多数新的光纤网络以（9.6Gbit/s）的速度运行OC-192，在与DWDM结合时，在一对光纤上产生150Gbit/s以上的容量。另外，DWDM提供了接口的协议和速度无关的特征，在一条光纤上可同时支持ATM、SDH和千兆以太网信号的传输，这样和现在已建成的各种网络都可以兼容，因此DWDM既可以保护已有的设资，还可以以其巨大带宽为ISP和电信公司提供了功能更强的主干网，并使宽带成本更低和访问性更强，这对VoIP解决方案的带宽要求提供强有力的支持。增加的传输速率不仅可以提供更粗的管道，使阻塞的机会更少，而且使延时降低了许多，因此可以在很大程度上减少IP网络上的QoS要求。
4、 宽带接入技术
IP网络的用户接入已成为制约全网发展的瓶颈。从长期发展看，用户接入的终极目标是光纤到户（FTTH）。光接入网从广义上讲包括光数字环路载波系统和无源光网络两类。前者主要在美国，结合开放口V5.1/V5.2，在光纤上传送其综合系统，显示了很大的生命力。后者主要在目本和德国。日本坚持不懈攻关十多年，采取一系列措施，将无源光网络成本降低至与铜缆和金属双绞线相近的水平，并大量使用。特别是近年ITU提出以ATM为基础的无源光网络（APON），将ATM与无源光网络优势互补，接入速率可达622M bit/s，对宽带IP多媒体业务发展十分有利，且能减少故障率和节点数目，扩大覆盖范围。目前ITU已完成了标准化工作，各厂家正在积极研制，不久会有商品上市，将成为面向21世纪的宽带接入技术的主要发展方向。
 
目前主要采用的接入技术有:PSTN、IADN、ADSL、CM、DDN、 X.25和 Ethernet以及宽带无线接入系统列等。这些接入技术各有特点，其中发展最快的是ADSL和CM；CM(Cable Modem)采用同轴电缆，传输速率高、抗干扰能力强；但是不能双向传输，无统一标准。ADSL（Asymmetrical Digital Loop）独享接入宽带， 充分利有现有电话网，提供非对称的传输速率，用户侧的下载速率可以达到8 Mbit/s，用户侧的上载速率可以达到1M bit/s。ADSL为企业和各个用户提供必要的宽带，并极大地降低成本。使用较低成本的ADSL地区环路，现在公司能以更高的速度访问因特网和基于因特网服务供应商的VPN，允许更高的VoIP呼叫容量。
5、 中央处理单元技术
中央处理单元（CPU）在功能、功率和速度方面继续发展。这使多媒体PC能够广泛应用，并提高了受CPU功率限制的系统功能的性能。PC处理流式音频和视频数据的能力在用户中期待已久，所以在数据网络上传送语音呼叫理所当然成为下一步的目标。这个计算功能使先进的多媒体桌面应用和网络组件中的先进功能都支持语音应用。
2006年VoIP市场回顾与展望
2007-1-8 10:30:37
一直被形容为“非法业务”的网络电话（VoIP）注定是2006年中国通信行业的热门话题，虽然一直遭受相关政策缺失，但在新技术和实际需求的双重推动下，已经势不可挡地开始向企业级市场蔓延渗透，这种基于互联网的新技术，不仅代表了网络应用的新方向，将来可能会完全居于主导地位。
一、VoIP业务市场增势明显
国内电信运营市场VoIP业务量增长趋势明显。在长途电话市场，目前国内通话时长中VoIP与PSTN基本已经持平，但VoIP业务增长率高于PSTN。截至2006年9月底，电信运营商可统计IP通话时长为1099.31亿分钟，同比增长11.8%，占长途电话通话时长的比重为43.61%。预计VoIP在长途通话市场所占份额在今后的2到3年内将逐渐等于甚至超过PSTN及移动（GSM、CDMA）长途业务的总和。
由于VoIP网络电话的技术优势以及廉价优势，网络电话一直暗流涌动，从各大运营商到各地虚拟运营商也都不同程度地加入了这一潮流。对于各地虚拟运营商来说，运营网络电话用户其可以技术优势以及廉价优势帮助其获得消费者的青睐，从而获取丰厚的利润回报，而对于各大运营商来说，运营网络也是其获取利润新增长点以及争夺其他运营商市场份额，所以各地运营商与代理商达成口头协议，向代理商低价批发“话务量”，同时还针对性地进行“话务量返送”或免费使用设备的优惠活动。因此除了公开的信息产业部统计在册的通话量以外，还存在不少地下运营商精英的VoIP国际长途话务量，根据一定估量方法，赛迪顾问认为到从2003年到2006年，中国“地下”VoIP通话量一直以每年30%的增长率增长，2006年VoIP地下国际话务量达到5.5亿分钟左右，收入为4.9亿元左右。
二、企业市场VoIP竞争力突显
VoIP实现优势在于获得更低成本的传统语音与话音服务，同时用户还将受益基于VoIP的、具有突破性的新型服务，如基于web的呼叫中心、远程通信交换以及可提高个人效率的产品（如跟踪服务与统一消息处理）等新型应用。
VoIP早期的应用市场主要来自企业用户，目前这一市场已经比较成熟。VoIP技术的不断成熟，也使传统运营商在这一领域的竞争力进一步下降。2006年VoIP应用于企业市场得到迅速发展。与个人用户市场相比，企业用户更看重的不是低廉的资费，而是VoIP能够真正实现语音与数据应用的融合，以此为基础，企业的信息化真正融合到了企业内部的管理及业务流程中。
2006年企业用户对VoIP系统的需求主要来自以下方面：一是提高企业管理信息化水平，将语音与数据服务紧密结合，拓展业务范围并提升效率；二是大型企业需要在分支机构间形成便于使用管理的联系渠道，VoIP是最佳选择，三是通信成本降低的驱动，企业用户使用VoIP可以更好地节约通信成本和管理成本，也可以更好地利用语音与数据融合的优势推动自己的业务发展，改善内部的管理流程。开放性所带来的灵活性使VoIP能够更深入的渗透到社会生产生活中去，提高通信的效能，提高生产效率，这是IP技术的核心优势所在。
三、移动VoIP方兴未艾
移动通信的飞速发展日益模糊了PDA和手机的边界，在移动通信领域，PC和Phone可以合二为一。3G时代完全可以通过登陆Skype实现手机到海外电话的VoIP，这种趋势在目前的WLAN已经有所体现，在日本，NTT通信通过与NTT DoCoMo合作，已经可以实现用户在WLAN覆盖的范围内，手机网络切换到WLAN，2006年在国内，此类应用发展也很快。
技术的进一步发展使VoIP的优点得到更广泛的体现，与有线网络相比，无线网络拥有更加灵活的接入能力，而无线VoIP结合了无线网络的可移动性、隐蔽性和高扩展性的特点及VoIP的实时性、综合性特点，可以根据所传输的图像质量调节占用的带宽。在多媒体应用需求的趋动下，VoIP不再只是单纯透过网络传输语音，而是将可支持多媒体会议、远程教学及网络电话等多领域应用，加上VoIP不再只是PC to PC，而是透过媒体网关等让更多终端产品可使用VoIP功能，因此众多公司纷纷试水手机VoIP服务。
预计无线VoIP在3到5年内将会大规模应用，尤其是一些企业将对WlAN基础架构进行升级，使之能够支持更多传统网络应用，而基于WLAN架构的新型语音技术的出现，无疑将提高企业服务质量和生产效率，从根本上改变传统的商务处理进程。
无线城域网和VoIP的结合也是一个发展方向，而且会给目前的移动话音通信服务市场造成较大影响。但是，与WLAN方式相比，无线城域网在标准规范等方面还不成熟，它对市场的影响力要慢于WLAN+VoIP方式，因此，VoIP 的移动化将进一步冲击传统电信运营商，包括移动话音运营商的市场空间。
 
GSM/WiFi双模手机成为市场的焦点是IP手机开始进入实质性商业化阶段的重要基础和趋势反映，IP手机用户可以在WLAN覆盖区域内拨打便宜或免费的VoIP，同时WiFi技术提供的高速接入能力可使用户尽享各种丰富多彩的宽带应用。可以预计，随着WiFi网络在国内的快速部署和改善，整合了移动性与VoIP语音的VoIP手机将赢得更多的市场份额。
四、融合智能通信异军突起
伴随三网融合步伐加快，大量新技术伴随新产品的出现使得融合通信将成为可能，其中VoIP技术使得在分组网络(如IP网络)上统一承载数据、语音和多媒体等多种媒体业务成为可能；软交换技术的发展使得多种网络上基于多种协议的实时呼叫的统一控制成为可能；开放业务接口技术和分布式中间件技术的发展使得多种网络业务层面的融合成为可能，并进一步促进了电信领域与IT领域的融合；各种宽带接入、综合接入和无线接入技术(如WLAN、3G、Beyond3G)的发展使得多种网络到核心分组传输网络的综合接入成为可能。这些新技术促进了多种网络在业务层面、控制层面、接入层面和传送层面的融合，更促进了电信领域与IT领域的融合，
VoIP 与其他IP 通信服务结合，将改变通信服务的市场需求。目前VoIP以能满足企业对语音/数据融合技术需求的姿势正推动通信系统与企业商业流程的整合，从而推动终端用户通信应用模式的改变，VoIP 市场的成熟壮大，是这一趋势发展的开端。不久的将来，企业融合智能通信将覆盖语音通信、声音和视频会议、即时通信、在线状态、联络中心、语音邮件、数据协同、email等。
五、2007年政策出现试探性放松
我国目前对VoIP业务采取的是严格管制的政策，依照信息产业部2003年2月公布的《电信业务分类目录》，只有具有基础电信业务经营资格的6大运营商，才能经营落地的VoIP业务，目前只允许电信和网通在几个城市开展试点PC to Phone方式的网络电话业务，其他任何单位和个人都不得从事这项业务，但这让我们已经看到了政策松动的苗头，开展试点就说明信息产业部已经意识到PC to Phone方式的VoIP巨大生命力。
VoIP P业务目前正处在政策敏感期，QQ、MSN、TOM－skype等通过免费VoIP服务和开辟许多实用工具等方式大量征集用户，一旦VoIP政策松动，虚拟运营商的VoIP业务将对传统电信业务有很大的冲击，因此可能出现人为设置的互通障碍，但无论如何，2007年，中国基础电信业务对外全面开放的WTO要求大限将到，我国VoIP电信管制政策将会有所松动，并且，外资的压力肯定会让未来几年的VoIP市场呈现充分竞争势不可挡的局面，这也将导致市场出现暴发性增长，同时，VoIP终端将从PC或者VoIP电话更加广泛和普遍地延伸到手机，而其所提供的服务将从语音服务到囊括视频服务和数据服务。
VoIP在各应用平台的IC解決方式
2007-1-8 10:21:20
VoIP对业界是一个很好的应用题材，可以增加产品的附加价值。现在大家所面临的最大困境是VoIP所牵涉的整合性问题极为复杂，不是单一业者可以解决。例如Compaq的iPAQ和东芝的GENIO之PDA，都采用高速的CPU，处理VoIP没有什么困难。只是现在所使用的Windows CE操作系统上的若干缺陷，导致Pocket PC在VoIP的处理能力不足。每个应用产品所使用的环境不同，VoIP技术改善的技术就跟着不同，造成业者研发资源的耗损。　至于服务业者一方面对VoIP充满兴趣，另一方面亦忧惧VoIP所开发出的应用能否获得市场的接受，以及技术供货商的能力是否够力。硬件制造商有心大力支持，却难以从服务业者获得足够的市场信息。没有VoIP成功的例证，使得各业界都在摸索，寻找可能的交集，以获取解决方案。在此同时，软件业者则持续埋首探寻潜力性的应用，如Soft Front正开发具备Dolby Digital Surround层次的VoIP，使企业用视讯机会深具临场感，再藉由宽带到家的走向，逐渐迈入家庭市场。这正是VoIP充满想象的无限应用空间的表征，但欲真正使所有环境都发展成熟，利于VoIP铺陈，恐尚需一段时日。　需服务的配合方能营造VoIP商机，幸好VoIP随着通讯基础建设和终端产品应用让环境的逐渐成熟，而显得热络。VoIP可将服务、动态影像、文字数据链路在一起，从事多样化的服务，使业界寄予相当的厚望。可是VoIP的服务和终端产品制造商仍存在相当的隔阂。通常后者由于业者间激烈竞争的结果，而跃跃欲试。无奈服务内容不够明显，无法据此进行产品企划，只能空把调制解调器、Ethernet接口、音效Codec等处理功能支持VoIP，却未必能完全依服务内容打造。由于所支持的拓朴未必相符，VoIP功能的终端产品，并非可以兼容于任何服务提供业者的规格。目前业界正积极克服这些障碍，以使VoIP早日步上轨道。
具强大微处理器之平台倾向使用软件解决方式
在众多可运用的平台当中，如PC、TV、电玩、PDA等，何者适合先让VoIP支持是值得探讨的，由此可以厘清各业界在VoIP市场的开发机会。由于PC、电玩和PDA都具有强而有力的微处理器，径可使用软件解决方式引进VoIP能力，故在时机上比其它产品都快。因此专为VoIP设计的芯片在此类产品上几乎派不上用场，欲使VoIP打进PC和PDA之先决条件是Microsoft愿意开路。Microsoft在2001年秋发行下一代操作系统「Windows XP」，标准功能将搭载VoIP，即其Internet讯息软件「Windows Messenger」将利用VoIP来担当语音通讯的工作。 在此之前，Microsoft是在Windows的在线会议软件「Net Meeting」支持VoIP，惟其使用软件的解决方式，使延迟时间拉长而劣化话质。最新的VoIP拓朴SIP（Session Initiation Protocol）则已大幅改善。该公司并为Windows Messenger开设入口网络，为下一代网络服务「Hailstorm」铺路。Hailstorm是Microsoft所积极推动的「NET」网络服务构想的一部份，让使用者经由「Passport」认证系统之后，就可取得应用与服务，如机票的预约和行事历数据库的登录等。若飞机起降时间有所变更，便自动会更正行事历上的数据，服务使用频率的增加，便会使利用型态多样化，于是VoIP嵌入Windows Messenger做为语音通话接口，便视为Windows XP的核心技术。
VoIP可使电玩具有临场感
PDA在角色上和PC形成互补的意味浓厚，结合VoIP之后更易突显其特色。在商业用途上，IP电话系统跨入企业用，可使数据库信息、电子邮件、传真、语音邮件等皆以IP数据做统合性管理。外出时备有VoIP的PDA，可直接接取数据，如文字的讯号可转由语音播出，公司内部的数据库内容亦可直接显示。东芝的PDA「GENIO e550」已使用Pocket PC操作系统，并搭载VoIP软件。电玩配备VoIP的目的和PC、PDA有所不同，其应用在于 网络上对打时，加入语音通话机能，以增加激战时的临场感。日本的ISAO利用Sega的Dreamcast和PC为平台，于2001年7月底，开始IP电话服务「Dream call」，只要下载VoIP专用软件即可。例如打麻将的电玩游戏，彼此的叫喊语音通讯就显得十分重要，可大大增加乐趣。AV产品要和VoIP挂勾，首先要网络化，配备以LAN或Ethernet。但因现阶段可预见的附加价值有限，仍需开发更多的应用。目前Sharp的液晶TV「AQUOS」考虑引进网络，关键应用即锁定IP电话，但仍未有确切的计划。　　TV和AV产品需要
专用VoIP芯片
TV和AV产品不易让人联想到和VoIP的应用有何密切的关系，也和话务扯不上边。此外大部份的AV产品并不具有网络连接功能，以及利用软件变更其功能的能力，加入VoIP会徒增硬件成本。可是若能让这些产品备有VoIP，未来可藉此增加功能。TV平台和PC、电玩硬件架构最大的差异是不具有CPU和网络环境，加入VoIP功能得另外设法。 现行的TV所使用的微控器能力不足以处理VoIP，故必须额外再加上声音压缩/解压缩的DSP和微控器，以及MAC控制芯片、实体层芯片等Mode或Ethernet等的网络接续电路。所以有些IC业者已着手提出解决方案，将上述所需的各个电路整合成单芯片的VoIP，包括了声音压缩处理引擎、TCP/IP堆栈、Ethernet MAC和实体层等，如Broadcom、TI、Agere、Netergy微电子等(表1)。除此之外，处理VoIP用软件的改良，以及嵌入式软件的开发亦积极进行中，以削减延迟时间，改善通话质量。待大部份问题解决之后，就可运用在TV和AV产品上。
 
选用CODEC需考虑应用场合
实现VoIP功能基本上有两大部份，一是语音Codec之压缩和解压缩，经VoIP拓朴的处理之后，二便是予以IP封包化而进行语音数据的传收。语音的压缩和解压缩，将64kbps的数字音讯高效能编码化为8k～16kbps，TIU已在G系列中订定标准。一般常用8Kbps的G.729，5.3kbps～6.3kbps的高压缩率的G.723.1，以及16kbps之低压缩率但维持较高音质的G.728。各制造商必须依据所应用的产品之特性，选择适合的标准（表2）。唯这些技术的拥有者都已申请专利，使用者需支付授权金。如G.723.1的专利持有者包括France Telecom、DSP Group、和Audio Codes；NTT和France Telecom拥有G.729之专利。
VoIP对IC业者是个棘手不讨好的技术
VoIP虽尚在萌芽的阶段，各业界已明显感受到其必要性。如PDA为随身携带的信息工具，在人潮紧集之处，若能接续到无线Internet服务，就可利用VoIP通话，真正落实PDA多元化信息服务平台的角色。几乎所有的PDA制造商莫不积极进行VoIP软件装设的验证工作。Cable业者更视VoIP为跨入话务服务的绝佳武器。九0年代初期。Cable业者急欲找寻可能供给的技术解决方案，以使在电信自由化之后，可攻掠Baby Bell的版图。未料欲符合规范，Cable业者必须加装包括备用电源等多个硬设备，实不敷成本。如今只要在Cable Modem上加上支持VoIP的功能，就可使客户端拥有使用话务能力。同理其对手ADSL亦需要VoIP功能的加入。对IC制造商而言，VoIP是一个十分棘手的技术。由以上的分析，可知VoIP布设在各应用平台并设有标准性的作法，且依赖软件支持的比重很大。IC业者必须针对各个不同平台特性，开发出专用的解决方式，十分耗费资源。偏偏VoIP只是各个平台的附加功能，并非主轴技术，所能获取的实质营收并不大。或可索性不予支持，可是若对手推出VoIP，则反而会落居下风，故还是得要硬干。所以部份IC制造商选择了并购VoIP专业技术开发业者的方式，以减轻负担并可较对手早进入市场。有些VoIP专业业者则专门对各IC公司提供IP及相关的技术支持。VoIP的价值或许不是创造营收，而是增加产品附加价值，提高进入门坎的最佳技术。
VoIP技术两大方向和发展现状介绍
2007-1-8 10:19:14
VoIP技术的发展有两大方向，一是遵循国际电联H.323标准，二是遵循IETF的SIP协议。
国际电联的H.323基本上是一种兼顾传统呼叫流程和IP网特点发展而来的成熟的开放标准体制，代表了VoIP的大潮流。它的特别之处是吸取了许多电信网的组网、互联和运营经验，能够与PSTN网，以及其他数据业务和应用网互联互通。这正是自1995年以来，H.323标准在全世界广泛使用的一个重要原因。采用H.323技术体制,VoIP运营商可以基本上继承传统运营商的管理和运维模式--这对中国以及东南亚国家组建VoIP大网特别重要。在中国，运营商组建的VoIP网都是全国性大网，而且对网络的扩展性和稳定性要求极高，组网必须多层多域，覆盖城市多达400个，每月的话务量在几亿分钟以上。组建这样的大网，采用H.323技术是合适的选择。一些新技术可能在数据与语音的结合上做得比较好,但是它们对于如何组网、运营、管理却考虑得比较少。
VoIP技术的另一个发展趋势是遵循IETF倡导的SIP协议。SIP协议在美国十分热门，近来发展很快。这是因为：
①美国的互联网技术发展很快。
②SIP技术发展初期的实现条件比较简单。
在美国充分开放的电信环境下，"简单"能带来巨大的创新诱惑和想像空间，并由此吸引了美国国内一批设备制造商和新兴运营商、服务商投入大量财力和精力。SIP技术基本上是基于动态Internet模式来建网的，它的网络不是一个多层次的网络，而是一个扁平的单层次网络，呼叫流程与PSTN网有所不同。例如，用户呼叫上海地区号码021，那么在以H.323标准组建的VoIP网上，它首先考虑如何将这个呼叫送到上海，然后再送达目的地。其寻址、组网方式与传统电话网极其相似。但在SIP网上则靠动态数据库的方式来寻址，甚至可以没有长途和短途之分。SIP模式的优点是与Internet紧密结合，适于开发新的、与互联网结合的语音应用；其缺点是在组网、管理、运营、计费方面的考虑还有待成熟，在与传统PSTN网的互联互通方面对一些非正常情况的处理还有待完善，在组建VoIP大网的实践方面，还有待积累经验。
应该说，在中国和东南亚国家选用H.323技术标准来组建VoIP网是适宜的。这是因为，这些国家的电话普及率并不高，基本通话业务的需求还在快速增长。这就意味着在相当长的一段时间内，话音业务仍会按传统的运营和管理体制来运行，这就需要VoIP网具有与传统电信网接近的呼叫流程和处理机制，具有很好的扩容性、可管理性、可运营性，与现有的PSTN网有着较好的互通性。美国国情与中国不同，美国的电话普及率已达90%，互联网发展十分迅速，因此在VoIP上的策略是更注重作为互联网的增值应用。要知道，组建一个互联网增值业务网和一个电信级VoIP大网的概念是有所不同的。目前，最大的基本业务VoIP网络在中国。
软交换技术
那么，什么是软交换技术和软交换机呢？从广义上讲，所有基于分组交换(Packet Switching)技术的话音业务电信级解决方案均可归为软交换技术。从技术实现上讲，H.323和SIP均可归为软交换技术。软交换技术和概念是相对于传统TDM的"硬"技术和概念而来的。所以，软交换的概念是伴随着VoIP技术的发展一起成长和成熟的。H.323和SIP技术代表着两种相对独立、平行的发展趋势，是两种相对完善的具有语音业务信令体系的系统。VoIP网关可以分解为单纯的媒体网关MG和媒体网关控制器MGC，以便集中控制和管理。其间的控制协议是MGCP。
MGCP只是设备控制协议,不是一种独立的VoIP信令体系技术。MGCP只是作为H.323和SIP两种系统体系的补充协议而存在。
软交换机是软交换技术的一种具体实现。从狭义上讲，人们开始习惯将把以MGCP为控制手段的媒体网关控制器MGC的功能稍加扩大扩宽后称之为呼叫代理或软交换机。MGCP软交换机在原来的媒体网关控制器的基础上加入了一些新的综合业务，如计费、配置业务管理等，因此MGCP软交换机并没有带来技术上的革命。事实上，这只是软交换技术和实践的一种体现。基于MGCP的软交换机也必须明确支持VoIP"局间"信令体制，以便互联与组网。采用非开放标准的MGCP软交换机是不适合组成电信级的VoIP网的。所以，严格意义上讲，可用的标准MGCP软交换机也可以称为H.323/MGCP软交换机或SIP/MGCP 软交换机。
除此之外，软交换机可采用H.323和SIP来控制带有呼叫智能VoIP网关，从而产生H.323软交换机和SIP软交换机，但由于H.323和SIP的的分布性和多机结构的特性，我们一般称其为软交换系统。而将MGCP软交换机称其为单体(Monolithic)软交换机。
MGCP单体软交换机的优点是，它的设备软件结构趋向于传统的交换机,便于集中式管理。它的弱点是,它不像H.323/SIP那样把智能推向边缘，而是高度集中。高度集中带来的问题就是软交换机的性能，功能和价格会在大网实践中有不小挑战。更值得注意的是其增值业务和组网依赖于软交换机，不适宜于互联网应用。基于此,MGCP软交换机只适宜于应用于局部，如果完全采用MGCP软交换机构建电信级大网，将造成以软交换机为中心来组网的可能，其灵活性、扩展性、业务一致性和性能价格比将难以满足中国运营商的实际要求。为此，思科公司针对中国提出了下一代VoIP网络以分布式软交换网络为核心，以软交换系统和软交换机为辅的组网原则。
软交换网络的实践
目前，世界上最大的VoIP网络-中国联通VoIP网便是以H.323为基础,思科公司独创下一代分布式软交换网络技术组建的。不久前，中国联通正式对外宣布，继续采用思科基于IP技术的VoIP电信级解决方案，将其IP电话网络覆盖面拓展到全国350个城市，中国联通由此成为世界上第一个在数据网上实现在全国范围内提供语音传输服务运营商。扩建中的中国联通三期工程采用了思科GSR、7500系列路由器、电信级语音网关AS5800、AS5300、7200关守、 网络业务功能服务器FS和Catalyst系列交换机及PIX防火墙等设备。中国联通的VoIP网采用了思科公司提出的独特的以多域三层全业务分布式软交换网络为核心的组网思想，构造VoIP的二级管理全国话务体系和多应用增值业务平台。联通VoIP物理网可兼容H.323、MGCP 以及SIP话务。该VoIP解决方案不仅保障了网络具有无限的可扩展性，更从系统机制确保核心应用平台容错、容灾的高度可靠性。更为重要的是，该组网方案融合了软交换技术的特点并跨跃单机软交换机的局限。
思科VoIP电信级解决方案可支持国家级话务量的网络体系，充分满足企业业务发展的需要。该解决方案接口密度高，话音质量好，配置灵活，管理维护方便，特别是在话音质量方面，在国际第三方组织的评测中多次排名第一，在全球许多业务提供商中得到了广泛的应用。