VoIP技术范文（精选12篇）
VoIP技术 第1篇
1.1 简介
VoIP (Voice over Internet Protocol) 是指把模拟语音信号通过压缩、封包之后, 在IP网络环境以数据封包的形式进行语音讯号传输, 也就是我们所说的互联网电话、网络电话或者简称IP电话。
1.2 VOIP构成
VoIP系统主要是由四部分构成:媒体服务器 (MS) 、媒体网关 (MG) 、媒体网关控制器 (MGC) 。而媒体网关 (MG) 分为:AG (接入网关) 、TG (中继网关) 和SG (信令网关) 。
1.3 VOIP业务实现
VOIP是通过五道程序来互传语音信号的:第一, 将发话端的模拟语音信号进行编码, 现时模拟语音信号的转换主要是采用ITU-T G.711语音编码标准;第二, 把语音封包压缩, 同时添加目的地址和控制信息;第三, 传输IP封包阶段, 将数据封包传送到目的端;第四, 数据封包在目的端进行译码还原;第五, 还原后的信号转换成喇叭、听筒或耳机能播放的模拟音频进行播放, 从而实现了语音的互传。
2 VOIP信令协议介绍
2.1 信令协议介绍
VOIP信令协议分为对等和非对等两大类, 其中对等协议主要有H323、SIP;非对等协议主要有MGCP、H.248。非对等协议的核心思想是将业务和控制相分离、控制和承载相分离, 按其功能可分为两部分, 分别是MG (负责资源管理以及媒体处理的媒体网关) 和MGC (负责呼叫控制的媒体网关控制器) , 实现了业务的集中化和终端的简单化。而对等协议却把业务和控制都移向终端, 实现终端的智能化。
2.2 H.248协议
H.248又称之为Megaco, 是由ITU和IETF合力发展出来的, IYU-T把它称为H.248, 而IETF却把它称为Megaco。H.248协议是在MGCP协议的基础上, 融合了其他不同媒体网关控制协议的特性而发展起来的一种新型协议。MGCP协议因为在描述能力上有所不足, 制约它在大型网关上的使用, MGCP在数据传输方面只能单一的依靠IP网的UDP包, 而这些问题H.248协议却得到了解决。
H.248协议的连接模型是终端和关联域两个部分组成的, 拥有两种注册方式, 分别是IP地址注册方式和域名注册方式。通常来说一个MG中可以有很多关联域, 它们用不同的ContextID来区分, 在每一个关联域中都应该最少含有一个终端, 不然该关联域只能被删除, 而任何一个终端在一个时刻内也只能够存在于一个关联域中。
终端 (Termination) 是指媒体流的源和宿。一个终端可以终结一个或多个媒体流。终端一般有两种, 一种是半永久终端, 就是物理终端, 例如IAD上网络侧的一个IP接口, 这种终端是一直存在的, 另外一种是临时性终端, 也就是信息流, 就像RTP流, 只有在需要的时候才会创建, 用完之后立刻删除。
关联域 (Context) 代表一组终端之间的相互关系。Null Context顾名思义就是指一个空关联域, 表示一个没有与其他终端发生关联的终端, 就像是空闲的用户线。
2.3 H.248和MGCP协议的区别
H.248与MGCP在结构和协议方面的, 有许多相同之处, 但二者也存在较大的区别。H.248是MGCP的升级版本, 能够在呼叫控制层面建立多个分区网关, 且有良好的扩展功能, 协议较为简单、扩展性好等特点;而MGCP在扩展功能和灵活性等方面都比H.248差一些。在多方会议的运用方面, H.248更容易实现多媒体功能, 应用范围更为广泛。另一方面, H.248的消息编码基于文本和二进制, H.248基于传输控制协议 (TCP) 、UDP, H.248支持IP和域名两种注册方式;而MGCP的消息编码基于文本, MGCP基于UDP传输, MGCP只能采用域名方式注册。
2.4 SIP协议介绍
SIP (Session Initiation Protocol会话发起协议) 可以对IP网上多方、双方多媒体会进行修改、终止、建立, 同时SIP是独立于底层协议, 基于文本的应用层控制协议, 也是IETF制定的多媒体通信系统框架协议之一。
SIP协议规定的信令中, INVITE和ACK是用在呼叫建立阶段, INVITE提成呼叫申请, 对方应答ACK就进行确认, 这期间要进行三次握手, 整个呼叫建立的过程就是:INVITE200okACK;CANCEL是用来取消客户端发起的前个请求, 作用是用来取消需要服务器长时间处理的请求;OPTIONS是查询proxy服务器的能力, 用来查询服务端支持的方法, 内容类型, 扩展, codecs等等;BYE是用来释放呼叫;REGISTER的作用是提供地址解析的映射, 使服务器学习到其它用户的位置。
3 结论
在技术和市场的推动下, 电信技术发展可谓是一日千里, 将模拟语音信号转化成IP包进行传输的VOIP技术变得更为实用、方便, 在这种形式下, VOIP技术互用性, 安全性和可扩展性的优势都得到充分的发挥, 从而使VOIP网络电话业务迅速发展起来, 从而为电信企业的发展带来机遇, 帮助企业创造更多的利润, 减少成本投入, 也为用户大大节省了花费, 享受到更多功能的服务, 所以, VOIP技术是电信技术发展的趋势, 具备广泛的应用前景。
摘要：随着光网络技术的迅速发展和数字传输技术的广泛应用, 早期被视为应用“瓶颈”的带宽和服务质量等问题都得到完善的解决, 这也直接推动了IP技术的加速发展, 而电信公司也在这基础上进行了各种技术改革, VOIP电话 (网络电话或者IP电话) 业务就是其中一个典型的例子。本文通过对VOIP技术的介绍和对VOIP信令协议的分析研究。
关键词：VOIP,H.248协议,SIP协议
参考文献
[1]袁碧宇, 赵问道.浅谈VoIP在中国的发展[J].现代电信科技, 2005 (9) .
[2]胡萍.我国下一代互联网中VoIP应用发展前景[J].商场现代化, 2008 (19)
VoIP技术 第2篇
VoIP技术和网关技术是实现高质量语音通信的关键所在。内置语音压缩技术为节点间的相互连接提供了一套新的解决方案，并且可以减少企业专网的通信费用。语音压缩方案可以在不改变现有的网络构造条件下，增加交换节点间的话务通过能力。 语音压缩能用于租用线就象语音和数据多路复用器。通挂惶酰叮矗耄猓椋簦s租用线连接两个语音交换节点，64kbit／s带宽其间可传输多个语音通道和1个专网信令数据通道。
在最先进的组网方案中，可以无需永久专网信令通道而实现行真正具有压缩功能的VPN方案，专网信令可在B信道传送，而这B信道仅在两节点间有话务时按需建立，即按需建立专网网络，提供全部专网业务。 语音压缩的另一个应用是可降低两个高话务量公司间的通信费用。这一功能又称为第二呼叫免费业务。这免费的第二呼叫也是按需建立的。凭借内置语音压缩平台及语音网关，语音交换节点可以在IP网上传送语音VoIP
一、语音压缩平台技术
目前先进的语音交换机中内置的语音压缩平台是由系统内的链路优化功能模块实现的。具体选择哪种功能板是由交换节点之间如何连接组网决定的。交换节点之间的连接可以是租用线，ISDN交换网络，帧中继及IP网络等。 所谓压缩平台实际上是一个语音、数据的多路复用器。在一个复用器上总是涉及三项内容：语音接入；专网信令及数据；通过广域网络（也称混合通道）组网。
1．语音接入部分 先进的内置语音压缩平台使用的压缩算法为G723．1，压缩率约为6．4 kbit／s，这也是低速VoIP的默认压缩标准，微软公司的通信应用软件网络会议netmeeting也采用该标准
G723．1的质量由M．O．S平酒琅械梅量定。5表示质量最好＃牵罚保64k语音被量定危矗2，G723．1算法被量定约为3．9，8kbit／s时的G729也为3．9，GSM为3．5。因为压缩会引起延时，故内置回声消除技术。第三类传真支持的最大速率为9600bit／s，传真将被解调和再调制以避免使用广域网的64kbit／s带宽。Modem呼叫不经过压缩设备。MFQ23代码的翻译，编码及重建也在另一端完成。这样就避免了信号的失真Q23接受器非常敏感。遗失帧的修补功能可避免语音帧的妒А8霉δ茉谥≈屑掏中非常有用，帧中继网会在网络饱和情况下丢弃帧。语音检测，静音压制及静音再生仅在发生时发送，这就意味着带宽为动态分布，50％的时间被节约下来，可重新分配给其他话务如数据。为了损失尽量少的语音，即使语音是在几个交换节点间传送，也仅仅是执行一次压缩和解压缩。
2．数据部分 对语音压缩平台来说数据支持是非常重要的，这样专网信令可在节点间交换。同时低速率HDLC数据也被支持。专网信令事实上也是HDLC数据，其不仅包括呼叫处理信号，同时包括对话务的管理，路由选择，监视等信息。先进的语音压缩平台采用动态带宽管理，如果没有语音信号，则带宽被用作传送专网信令和数据。
3．广域网（WAN）部分 WAN的连接可以是租用线，ISDN通道，帧中继永久虚拟电路或IP网络。在WAN网传送之前，语音及数据被复用。有两种复用和管理WAN带宽的方法：时分复用、帧／信元或包。
TDM方式为每个通道预定一个固定的带宽。其优点为延时及延时抖动很小。但缺点是浪费带宽，这对于使用低速接入64Kbit＃ 128Kbit／s时是不能接受的R蛭当通道未被使用或没有语音话务，带宽不能被其他话务如数据使用。在交换节点的内置语音压缩平台，使用帧模式。这意着带宽的分配是动态的。当有一个或更多的语音通道没有建立或处于通话的间隙阶段，带宽可被专网信令或数据所用。这意味着例如在夜间，没有语音话务，计费话单可以使用绝大多数的带宽传送。
帧模式复用带来的问题是延时和如何管理话务的优先级，为了克服这些问题，先进的交换节点可采取以下措施： 数据帧分割，用户的数据帧可能很长，当有一个很长的帧发送时，为避免长的延时，该长帧被分割成小段；帧被有规律的以最小延时及延时变化方式发送；语音优先，帧内首先安排语音信息送入WAN，带宽内剩余部分发送专网信令和用户数据。 网络中的时延：两个节点端到端的音呼叫时延为40～90 ms，每次传送增加10～40ms。
4．链路优化语音压缩功能模块 以阿尔卡特OmniPCX 4400综合业务宽带多媒体交换平台为例，语音压缩平台的实现由LIOx系列模块实现：LIOP， LIOB， LIOX。每板都有6个语音压缩模块，每个模块动态处理一个语音或传真。不同之处在于外部接口：LIOP带有一个PRA接口，LIOB带有一个串行口及4个BRA网络接口，LIOX没有外部接口。 LIOP耦合板。LIOP是2合1板，LIOX加PRA板。PRA接口可连接至公共ISDN网。专网话务按需搅⑼ǖ和雇话务采用相同接口。PRA也可连接至G703／G704的部分速率E1租用线。适用于两地间高话务量要求。
LIOB耦合板。LIOB是LIOX加4个BRA网络接口加1个串行接口。LIOB可适用于新系统或已安装的基于串行口要求的系统。LIOB板上的串行口可以是X24／V11或V36。可以连接小容量的租用线64bit＃螅128kbit／s或帧中继吐纾唬蹋桑希碌拇行接口不能被用作连接终端。该接口连接至网络。并且在串口上的压缩只能是使用LIOB，而不可以是LIOX加同步终端适配器；BRA可连接至ISDN网上的T0接口。该接口可用作传送专用和公用话务；BRA接口不能连接S0分机或S0 PC板，BRA接口只能接T0，不能接S0。 LIOX耦合板。LIOX板没有外部接口，LIOX可以用作LIOP或LIOB板的扩展板用户不腋多的外部接口，只需要附加的语音压缩资源；LIOX可以安装在已装有PRA或BRA板的OmniPC 4400系统上。在语音压缩资源的集中，语音压缩资源在一节点内集中，可被各个方向共享。优点为：安全，某些压缩资源发生故障不会影响全局；在中心节点压缩资源的需要量大于远端节点的需要量。损失率应该非常低。
二、在租用线上
使用内置语音压缩技术 内置语音压缩可使用在租用专线上。这可使用户减小实际租用线的带宽，从而达到节省通信费用的目的。阿尔卡特OmniPCX 4400可以通过各种不同的接口连接：可以是X24／V11或V36或G703／G704E1
1．内置语音压缩平台以租用线连接。 串口连接Serial link leased line；OmniPCX 4400可通过串口连接网络；物理接口为X24／V11或V36。需使用LIOB板；接口速率为64kbit／s或128kbit／s；一个64kbit／s接口可支持最多6个语音通道和专网信令；一个128kbit／s接口可支持最多12个语音通道和专网信令；如果需更多语音通道，需使用G703／G7 04租用线。 G703／G704 E1租用线。如所需的语音通道超过12，可使用部分速率租用线；物理接口为PRA，
可使用LIOP板；使用256kbit／s E1租用线可实现最多24个语音通道和专网信令。 2．针对租用线饱和溢出时的处理。
如果2节点间所有的语音通道都忙如64kbit＃笞庥孟呱希陡鐾ǖ5谄吒龊艚幸绯鲋凉网，由于使用专网VPN，用户得到的仍是专网层的业务。
3．多方向租用线的语音压缩通信 使用租用线构造了一个星形网，租用线点对点形式，一般情况下有多少远端节点就需要在中心配置多少接口：如10个以64kbit／s租用线连接的节点，在中心节点需配置10个串口链路，需加上大量硬件。一些运营商可提供多方向租用线：这意味着在中心节点的租用线为多方向的G703／G704 E1 接口。在E1中有些B通道指定去向方向A，有些去向方向B。远端可以E1或64kbit／s串联链路连接依据运由
4．语音及数据集成通信 下游的OmniPCX 4400连接至TDM复用器，替代通常在复用器上进行的语音压缩功能。在OmniPCX 4400内部本身可以合成内部语音压缩，在TDM复用器上只需简单集成语音及数据流可采用Newbridge复用器
如果用户不认可由复用器提供语音压缩，他可使用OmniPCX 4400完成内置的语音压缩，这样仍保留TDM复用器完成复用。LIOB板的串联输出可连接至复用器的同步串联链路输入端。由LAN网来的数据被一起复用，复用器接在OmniPCX 4400后端。若在OmniPCX 4400前端连接高速数据2Mbit＃。可以使用N64功能模块板两勇酚善鳎提供E1或部分速率E1可使带宽最大为2Mbit／s。租用线带宽在TDM模式下可由语音加专网信令和数据一起共享：B通道一些给语音，一些给数据。 OmniPCX 4400的内置语音压缩将减少语音通信的带宽。节约下来的带宽可被数据传送使用，以便为数据用户提供更好的服务。
在上游的OmniPCX 4400连接低速数据最大64kbit＃。内置语音压缩平台是语音示莞从闷鳎它处理特殊数据专网信令。它还可以复用低速HDLC数据流，如连接一个小的分局路由器到总部的大路由器。使用64K租用线最极端情况，具有6个语音通道，专网信令和数据可使用64－6×7＝22kbit／s。但由于可对带宽实现动态分配和静声抑制，当6个通道忙时，数据可使用64－6×35＝36kbit＃蟆T谝辜涿挥杏镆敉ㄐ诺那榭鱿拢整个64K可被数据传输使用。数据设备必须连接至同步64kbit／s终端适配器。数据交换必须是HDLC，如果从路由器来的数据流量为PPP或是帧中继，数据流量必须遵从HDLC规范，OmniPCX 4400对HDLC规范透明。语音的优先级高于专网信令和HDLC数据。而专网信令又高于HDLC数据。注：当租用线为128K并提供串联链路连接，需使用TDM复用器。其中64K用作数据，64K用作压缩语音。
该种语音数据集成模式仅工作在租用线。当WAN的链路是ISDN或帧中继时，就不可能集成语音和数据。对于用ISDN组网方式，路由器间的数据链路永久连接与按需建立专网网络不相容。 对于采用帧中继组网方式，OmniPCX 4400不是FRAD，因此OmniPCX 4400不能复用不同的FR数据流，数据被集成在OmniPCX 4400之外。
三、基于IP网络的语音压缩技术及其VoIP
所谓IP电话，就是在IP网上通过TCP／IP协议实时传送语音信息的应用。IP电话发展迅速、受到人们关注的主要原因是IP电话能大量节省打长途电话的费用，尤其是打国际长途电话时更为显著。IP电话可以比普通的长途电话节省很多费用是因为普通的长途电话是通过电话网传送的，而IP电话是利用因特网传送的。 电话网和因特网的传送有很大的区别。电话网是采用电路交换方式，即电话通信的电路一旦接通后，电话用户就占用了一个信道，无论用户是否在讲话，只要用户不挂断，信道就一直被占用着。一般情况下，通话双方总是一方在讲话、另一方在听，听的一方没有讲话也占用着信道，而且讲话过程中也总会有停顿的时间。因此用电路交换方式时线路利用率很低，至少有50％以上的时间被浪费掉。而因特网的信息传送是采用分组交换方式，所谓分组交换，是把数字化的信息，按一定的长?quot;分组“、打”包“，每个”包“加上地址标识和控制信息，在网络中以”存储-转发“的方式传送，即遇到电路有空就传送，并不占用固定的电路或信道，因此被称为是”无连接“的方式。这种方式可以在一个信道上提供多条信息通路，此外在因特网上传送信息通常还采用数据压缩技术，被压缩的语音信息分组在到达目的地后再复原、合成为原来的语音信号送到接收端的用户。因此，利用因特网传送语音信息要比电话网传送语音的线路利用率提高许多倍，这也是电话费用大大降低的重要原因。
VoIP是建立在IP技术上的分组化、数字化传输技术，其基本原理是：通过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理，然后把这些语音数据按IP等相关协议进行打包，经过IP网络把数据包传输到接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解码解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由IP网络传送语音的目的。(☆ 编程入门网 ☆)
IP电话系统把普通电话的模拟信号转换成计算机可联入因特网传送的IP数据包，同时也将收到的IP数据包转换成声音的模拟电信号。
要使企业语音交换机上的普通电话机或企业局域网IP电话机利用IP网进行通话或实现交换机组网，网关及语音压缩技术尤为重要。所谓网关，是一个H．323标准实体，它能够提供在不保证质量的网络上的H．323终端之间实现实时双向通信，网关起到连接IP网络与PSTN／ISDN网络的关闸作用。它将来自语音交换机的话音信号经数字化和压缩处理后转化成IP网络上传送的IP包，并将它送到IP网上，在对端的网关上又将这些IP包还原成话音信号并传送到语音网上。
话音网关是把因特网（或IP专网）和电话网这两种不同特性的网络互联起来的设备，它的作用就好比是IP网和电话网之间的桥梁。任务是解决电话呼叫接续过程在这两种网络之间的各种转换问题，包括把用户拨号的电话号码转换成IP地址，把模拟话音信号转换为数据信号，把数据信号分段打包成为分组，选择路由发送分组，以及在接收时把发来的话音分组按次序合并、解码恢复成原来的模拟信号等工作，因此网关设备需要具备话音信号处理、信令转换、呼应答、选择路由等多种功能，它是因特网电话技术中的主要设备。
VoIP技术 第3篇
关键词：供电所；VoIP ； 网络； 拓扑
1.技术参数
光纤收发器：光接口波长1310、 发光功率 ≥-10dBm；以太网交换机：8~24个10/100M自适应、1~2个千兆端口；网关和关守：支持语音编码方案、支持E1中继接口、支持中国1号信令。
2.组网原理
组网原理见图1。采用基于通信软交換技术的IP电话系统对数据网络进行了有效的扩展。发送端的IP电话终端通过多种语音压缩算法完成对电话语音的编码、压缩、打包等处理后发送出去，接收端IP电话终端（奥科IP网关）完成相反的功能，将语音数据还原成语音信号。局端SUN软交换平台提供用户认证、呼叫控制、路由管理、地址解析、协议转换等功能，控制IP电话终端完整的IP电话业务及其他业务应用。由于采用IP方式接入，语音和数据都是以以太网数据包方式传输。供电所和接入变电所采用一对光缆连接，通过光传输设备传输以太网数据。光传输设备使用光收发器，它具有E/O（电/光）转换与O/E反转换、编（解）码和光信号传输功能。
3.组网方案
局端的8540 思科ATM 交换机置配1个多模光口模块，该模块通过多模光纤与S300网络交换机相连，营销中心的三层以太网交换机连接该交换机以太网口,传送供电所端的的各种业务数据；同时S300网络交换机10/100M以太网口连接语音中继网关、SUN软交换机（关守设备）等网络设备。局端配置的关守，类似于一个小型软交换机，统一管理供电所的VoIP电话端口设置、话务流量控制等业务。中继网关通过一块E1板和中国一号信令与局端程控交换机（PBX）互相连接在一起，使得IP网络与局行政交换网络之间可以互联互通。它完成各种网络间信号、语音及数据的转换，并配合软交换控制部分完成整个通话过程。图2为网络拓扑结构。
变电所端的8510 ATM交换机与局端一样需配置一块多模光接口模块。该模块的155M多模光口上连变电所网元8510 ATM交换机，下连的以太网接口通过中兴通讯公司ZXB10-S300以太网交换机（经光纤收发器）连接一个或多个供电所的小型局域网。ZXB10-S300以太网交换机不仅可以完成24个10/100Base-T以太网端口之间的数据，同时还可以将以太网数据适配成ATM信元，经155MbpsATM端口传送至远端的以太网交换机，便于进行组网。
供电所端的以太网业务，包括4路IP电话及计算机数据终端经一个小型网络交换机（D-Link），用光纤收发器E/O转换后传输到接入变电所，经变电所侧的光电转换器与ATM通信网相连，完成供电所至局端的以太网业务接入。传输带宽≦10Mb/s。供电所端的以太网交换机用户侧提供24个10M以太网接口，组成供电所的电话、计算机局域网。供电所电话的传输采用VoIP(Voice over IP)方案。供电所使用普通电话机,通过奥科公司的IP语音网关,以完成语音的模数转换、压缩和分组（或上述逆过程）以及信令转换建立通信连接。各供电所的语音数据包传输，与供电所的以太网数据传输使用同一通道（争用），也是经变电所传送到局端以太网交换机。
通过利用现有ATM网络资源，对每一个网络节点分配相应的IP地址后进行调试，目前供电所端配置4路IP语音电话及数据业务终端，这样既节省了租用邮电电话的费用，同时也便利各乡镇供电所的业务及时上传至营销中心，大大提高了工作效率。
在现有ATM电力信息网络的基础上通过各种IP语音设备构建VoIP业务系统，将IP数据网络提升为集数据业务与语音业务于一体的综合网络。电力系统供电所VOIP系统的接入对客户用电业务申请、用户档案管理、电费结算、表计管理和低压维护等工作都有很大的作用。此外，VoIP网络还与现有的语音通信网实现互连互通，配合电话呼叫业务的实现，该方案同时提供了完备的管理维护功能。具有很好的推广性与应用前景。
参考文献
[1] 黄永峰. 因特网语音通信技术及其应用[M] 北京：人民邮电出版社.2002.01
[2] 孙家蔚．计算机电话一体化技术在调度交换机中的应用[J]中国科教期刊学会. http://www.ccclw.cn/book/class/?142.html.2002.02
构建企业VOIP的关键技术 第4篇
为了降低企业成本支出,提高企业办公效率,VOIP网络电话被企业广泛采用。互联网已在企业中普及,借助互联网实现VOIP网络电话,确保企业通话不占用通讯服务商资源。
1 VOIP概述
所谓VOIP(Voice over Internet Protocol)就是一种以IP电话为主,并推出相应的增值业务的技术。它通过IP包发送实现的话音业务,是建立在IP技术上的分组化、数字化传输技术。其基本原理是:通过语音压缩算法对话音进行压缩编码处理,然后把这些语音数据按IP等相关协议进行打包。通过IP网络把数据包传输到目的地,再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IP网络传送话音的目的。
VOIP采用了基于传统时分复用的IP网络为基础进行话音业务传送,采用先进的数据信号处理技术进行语音编码、语音压缩、静音监测、舒适噪音生成等技术可以提供与电路交换方式的传统PSTN网络语音品质媲美的语音服务。技术发展到今天,目前主要有两种VOIP实施标准:ITU-T标准和IETF标准。
2 VOIP的关键技术
媒体编码技术:包括流行的G.723.1、G.729、G.729A话音压缩编码算法和MPEG-II多媒体压缩技术。
控制信令技术:包括ITU-T H.323和IETF会话初始化协议SIP(Session Initiation Protocol)两套标准体系,还涉及到进行实时同步连续媒体流传输控制的实时流协议TRSP。
分组传输技术:主要采用实时传输协议RTP。
业务质量保障技术:采用资源预留协议RSVP、服务质量QoS和用于业务质量监控的实时传输控制协议RTCP来避免网络拥塞,保障通话质量。
网络传输技术:主要是TCP和UDP。
此外还涉及到分组重建技术和时延抖动平滑技术、动态路由平衡传输技术、网关互联技术(包括媒体互通和控制信令互通)、网络管理技术(SNMP)、安全认证和计费技术、IVR交互式语音响应技术等等。
VOIP关键技术中我们重点强调的是解决语音质量方面的技术。因为语音质量是实现VOIP的基础,关系到VOIP网络的建设成败。影响VOIP语音质量的主要因素有:时延与时延抖动、语音编码技术、包丢失率、回声、语音电平等。
要提高IP电话的语音质量主要应从两方面着手。一是选用合适的语音编码压缩技术,选用高质量的语音网关及适当地网守控制方式;二是提高IP网络的服务质量(QoS),使网络时延、时延抖动及包丢失率控制在一定限度以内。
2.1 网关保证语音质量的措施
时延与抖动是影响语音质量至关重要的因素,网关通过下列技术可以在这两个因素上进行较好的控制:
静音抑制技术:静音抑制,又称活动语音检测(Voice Activity Detection)。它是根据人们日常谈话的语音和静默特性,检测到静音(Silence)时加以抑制,使其不占用或极少占用信道带宽,检测到突发的活动语音时才将其进行压缩编码与传输。研究表明运用VAD技术能使信道带宽的有效利用率提高约一倍。
抖动抑制缓冲技术:抖动抑制缓冲区用于接收端,目的是平滑延迟抖动,并兼顾解码和压缩操作。
回声消除:在IP电话设备中通常都必须采取消除回声的措施,在网关设备中通常采用业界的G.165实现回波抑制。
2.2 网守保证语音质量的措施
网守具有带宽管理的功能,利用这个功能可以通过设定某条线路上语音的带宽来控制IP电话的呼叫过程,从而保证通话质量。
利用网守的带宽管理功能,在网守上配置该线路峰值呼叫时需要的带宽,并对每一路呼叫进行监控。当第六路发起呼叫时,网守根据配置拒绝其建立连接,以确保其它5路的通话质量,同时也保证了视频和数据业务的开展。在系统IP电话网的设计中,我们可以根据不同情况在线路上确定通话数的峰值,通过网守来保证语音质量。
2.3 VOIP的QOS要求
2.3.1 VOIP中的时延
话音在分组网络中传输时会受到分组丢失、时延和时延抖动等因素的影响,造成话音的不连贯甚至中断现象。传输时延与其引入的回声在相当程度上决定了话音的可懂度和可交互性,对话音呼叫质量有很大影响,这一点在VOIP环境中尤为明显。
优化选择话音分组载荷长度和去抖动时延的大小以及回声抑制的程度,从而获得最佳的话音呼叫质量。由于当前IP分组网的固有特性和低比特话音编解码器的使用,使得VOIP话音分组的端到端时延要比电路交换网中的时延大得多,组成部分也更为复杂。同时,VOIP应用中网络通信结构和底层传输协议的多样性,决定了时延成分的多样性。
话音信号在端到端传输过程中受到的时延迟滞通常包括:编解码器引入的时延、分组打包时延、去抖动时延、承载网上的传输、节点中排队、服务处理时延等。这些时延累计的总和将影响话质,导致回声干扰和交互性的劣化。
端到端的时延可以分成两个部分:固定时延和可变时延。固定时延包括编解码器引入的时延和打包时延。固定时延是和采用的压缩算法,打包的语音数据量相关的。这部分的时延优化的可能性不大,通过选择合适的压缩算法,减少打包数据量,合理分配DSP的负荷,采用设计良好的Pipeline处理流程等方法可以改进这部分的时延。
可变时延包括:承载网上的传输、节点中排队、服务处理时延,去抖动时延。这些和设备的端口速率、网络的负载情况、经过的网络路径、设备对QOS的支持方式、实现的QOS算法等密切相关。特别是去抖时延与承载网络的抖动指标密切相关,通过采用合适的网络技术可以显著降低语音通过网络时引入的抖动,从而减少抖动时延。
2.3.2 对IP承载网时延的具体要求
语音编码动态切换时间小于60ms,IP网络时延小于80ms时,不发生语音断续和抖动。语音的客观判定标准依据ITU-T P.861。(1)网络条件很好:PSQM的平均值小于1.5;(2)网络条件较差(丢包率=1%,网络抖动=20ms,时延=100ms):PSQM的平均值小于1.8;(3)最恶劣的环境(丢包率=5%,网络抖动=60ms,时延=400ms):PSQM平均值小于2.0。
一般来说,网关设备的时延(环回),包括编解码时延、收端输入缓冲时延、内部队列时延等。
IP网中话音分组的端到端时延:150ms以下的时延,对于大多数应用来说是可接受的;150ms到400ms之间的时延,在用户预知时延状况的前提下,是可以接受的;大于400ms的时延是不可接受的。
因此对IP承载网的要求(消息包经过的最大跳数、每一跳的转发时延要求)要满足以下条件:(1)跳数过多,时延会变大,建议端到端的跳数小于16,并且越少越好;(2)每一跳的转发时延要求,小于10ms;(3)满足以上端到端时延的基本要求(最差<400ms,一般要求<150ms)。
考虑到网关设备的时延(环回),建议数据承载网:在G729时IP承载网的时延最差要小于250ms,一般要求小于75ms;在G.723时IP承载网的时延最差要小于200ms,一般要求小于50ms;在G.711时IP承载网的时延最差要小于280ms,一般要求小于90ms。
2.3.3 抖动
抖动会引起端到端的时延的增加,会引起语音质量的降低。
影响抖动的因素一般和网络的拥塞程度相关。由于语音同数据在同一条物理线路上传输,语音数据通常会由于数据报文占用了物理线路而导致阻塞。
在局域网环境中,仅考虑抖动的影响,采用G.711,如表1所示:
可见,抖动大于500ms是不可接收的,而抖动达到300ms时是可以接收的。但此时为了消除抖动会引起较大的时延,综合时延对语音质量的影响来考虑,要求承载网的抖动小于80ms。
解决抖动的通常采用下列措施:(1)采用缓冲队列来解决(在网关、IAD上均有JitterBuff来消除抖动);(2)需要IP承载网采用QoS策略,保证语音数据的最高优先级,得到最先发送和获得高带宽是解决抖动问题的主要手段。
2.3.4 丢包率
丢包对VOIP语音质量的影响较大,在局域网环境中,采用G.711时,如果仅考虑丢包的影响,如表2所示:
可见,当丢包率大于10%时,已不能接收,而在丢包率为5%时,基本还可以接收。因此,要求IP承载网的丢包率小于5%。
2.3.5 网络带宽
业务流量通常包括以下几个方面,需要提供高带宽保证下列流量:(1)话音流量、视频流量(如RTP流);(2)信令流量,包括H.248、MGCP、SIP、H.323、ISUP、TCAP等;(3)网管流量等。足够的带宽是保障业务QoS的重要手段。
3 结束语
随着企业网络基础建设逐步的完善,VOIP电话将会越来越广泛地得到应用,给企业带来更大的利益。而其它各种业务应用系统逐步增多,在设计时要充分地考虑到VOIP的技术以及对网络的要求。
参考文献
[1][美]戴维森.VoIP技术架构(第二版)[M].高艳,译.北京:人民邮电出版社,2008.
[2]Bill Douskalis.IP电话技术稳定的VOIP服务集成[M].北京:机械工业出版社,2000.
VOIP学习总结 第5篇
在这个学期的VOIP课程当中，我学到了之前在课堂上没有学到过的知识。我了解到了什么是VOIP，在这个学期的学习中，我主要学到了调试程序的方法，通过自己搜集资料了解了一些Socket技术，C和C++的区别，以及多线程。
VOIP（Voice over Internet Protocol）简而言之就是将模拟声音讯号（Voice）数字化，以数据封包（Data Packet）的形式在 IP 数据网络(IP Network）上做实时传递。VOIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。VoIP可以在IP网络上便宜的传送语音、传真、视频、和数据等业务，如统一消息、虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电视会议、电子商务、传真存储转发和各种信息的存储转发等。在后面的学习中我们还会学到更多VOIP的知识。
大一学习C语言的时候，当编写的程序报错时，我们会根据VC的提示在整个程序查找错误加以修正，这样的方法也行，因为这些程序都比较短。但是，如果是一个很大的程序呢，显然，这种方法是不可行的，因此要学会很重要的一步，就是设置固定断点或临时断点。所谓断点，是指定程序中的某一行，让程序运行至该行后暂停运行，使得程序员可以观察分析程序的运行过程中的情况。还有就是单步执行程序，即让程序被一步一步(行)地执行，观察分析执行过程是否符合预要求等等。
Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。要学Internet上的TCP/IP网络编程，必须理解Socket接口。两个网络程序之间的一个网络连接包括五种信息：通信协议、本地协议地址、本地主机端口、远端主机地址和远端协议端口。Socket数据结构中包含这五种信息。
学习C语言，就不得不提到C++。Ｃ语言是一种结构化编程语言。它层次清晰，便于按模块化方式组织程序，易于调试和维护。Ｃ语言的表现能力和处理能力极强。它不仅具有丰富的运算符和数据类型，便于实现各类复杂的数据结 构。它还可以直接访问内存的物理地址，进行位(bit)一级的操作。由于Ｃ语言实现了对硬件的编程操作，因此Ｃ语言集高级语言和低级语言的功能于一体。既 可用于系统软件的开发，也适合于应用软件的开发。此外，Ｃ语言还具有效率高，可移植性强等特点。因此广泛地移植到了各类各型计算机上，从而形成了多种版本 的Ｃ语言。C++ 是在C的基础上改进后的一种编程语言，主要是增添了许多新的功能，难度也比C大，和C一样侧重于计算机底层操作，也就是系统软件的开发。VC++是一种编程软件，就相当于一个作业本，你学习了C++语言以后，就需要把这种编程语言写在一 个作业本上，也就是写在VC这种编程软件上，来实现你需要的效果。C++是C语言的升级版 C是C++的子集，C是面向过程的，C++是面向对象的。C和C++还有很多区别，不过它们很多地方还是想通的，我们不应该只掌握一种编程语言。
之前使用VC编写程序C语言程序的时候，我还不知道它对编写界面、对话框之类的东西，而在课堂上了解了以后，我知道我学到的只是其实很少，我还有很多不懂得东西，我还应该继续学习继续努力。
美国家庭VoIP使用率上升 第6篇
调查结果显示，今年第一季度时，使用纯VoIP服务（即不包括免费或每通话一次付一次费的VoIP服务）的家庭用户数为220万，到第二季度，这一数字增加到290万。
Telephia新产品副总裁Kanishka Agarwal说：“在这个市场上，真正有赢利潜能的是纯VoIP服务，这种服务的普及率在提高。但并不是说，所有家庭都在用VoIP取代传统电话服务，因为在有些情况下，VoIP是作为辅助电话线使用的。”
在纯VoIP服务市场上，Vonage公司拥有53.9%的市场份额，在市场份额排名上仍位居第一。并列第二的Verizon VoiceWing公司和AT&T CallVantage公司，市场份额均为5.5%，随后的是SunRocket（4%）、Lingo（2.6%）和NetZero Voice（2.5%）。Agarwal说：“Vonage获得这么大的市场份额，部分原因是它在市场营销和广告上投入巨大。”
VoIP技术在企业应用的研究 第7篇
近年来,IP技术及其业务的迅速发展,对传统电信业务造成了很大冲击。同时,IP向传统电信业务的渗透和传统电信技术与IP技术的融合速度也已大大加快。现代企业无论是生产型还是服务型,信息部门必须在技术上给以有力的保障。那么有什么样的技术我们可以考虑采用呢?VoIP技术是目前可以采用的有力手段之一。
1 VoIP技术概述
Vo IP(Voice over Internet Protocol)俗称IP电话,指的是在IP网络上传输语音信号。VoIP最初的英文解释是:承载语音的IP网络通讯解决技术。现在VoIP的含义已经大大超越了它最初所被定义的内容,并且在许多方面都有很大的应用。例如VoIP网已大量部署于企业网中或已作为电信骨干网。但是它的基本作用没有改变,就是利用IP网络技术大幅度地降低企业和个人在进行沟通方面的成本,使之成为便捷、高效的工具。
2 VoIP技术平台
2.1 关键技术
VoIP的关键技术包括信令技术、编码技术、分组传输技术、服务质量(QoS)保证技术、以及网络传输技术等。本文只简述三种最典型技术。
2.1.1 编码技术
目前,话音和图像压缩技术发展十分迅速,已经研究开发出很多高效率的压缩编码技术。如先进的以码本激励线性预测(CELP)原理为基础的G.728、G.729(A)、G.723(1)话音压缩编码技术。其中G.729(A)、G.723(1)为主流算法。图像编码方面有IP网络会议系统采用的H.261(活动图像编码)和H.263(低速率活动图像编码)。
2.1.2 信令技术
信令技术保证电话呼叫的顺利实现和话音质量,目前被广泛接受的VoIP控制信令体系包括ITU.T的H.323系列和IETF的会话初始化协议SIP(Session Initiation Protoco1)。ITU的H.323系列建议定义了在无业务质量保证的因特网或其它分组网络上多媒体通信的协议及其规程。H.323为基于网络的通信系统定义了4个主要的组件:终端(Termina1)、网关(Gateway)、关守(Gatekeeper)、多点控制单元(MCU)。其中终端是分组网络中能提供实时、双向通信的节点设备,也是一种终端用户设备,可以和网关、多点接入控制单元通信。所有终端都必须支持语音通信,视频和数据通信可选。
2.1.3 分组传输技术
在IP网中传输层有两个并列的协议:TCP和UDP。TCP是面向连接的,它提供高可靠性服务;UDP是无连接的,它提供高效率的服务。高可靠性的TCP用于一次传输要交换大量报文的情况,高效率的UDP用于一次交换少量的报文或实时性要求较高的信息。
2.2 试验系统
在该系统投入使用前,采用了先实验后投入的方式,当时使用了华为公司的相关设备与电信运营商互连的方式。通过华为NE80核心路由器利用边界网关路由协议(BGP)进到Internet数据网络,IP电话语音网关IPBX2600_I型和IPBX2600_II型分别位于近端和远端。
从图1所示,IP网络电话的信息流通路有如下3种:
1)从IP虚通道进入到PSTN物理通路,即IP数字电话拨打PSTN固定电话;
2)从IP虚通道到IP虚通道.即IP数字电话拨打IP数字电话;
3)从PSTN物理通路进入到IP虚通道,即PSTN固定电话拨打IP数字电话。如图所示:
3 VoIP技术在企业中应用的难点及解决方案
在企业中应用时,语音交换网主要由生产部门和行政部门两个交换网组成,语音交换网目前主要采用电路交换方式进行组网。目前企业语音交换网的主要问题有组网方式单一。如果组网方式单一,网络的可靠性肯定很差,只要网络任何一处发生故障或者人为操作失误都有可能造成语音中断,严重的甚至会造成整个语音交换网络瘫痪,所以迫切需要新的组网方式来充实传统组网方式,但两种不同的网络如何在一个平台下保持良好互通则是一个应用难点。
VoIP解决方案是以最大限度的利用专网现有的语音、数据网络资源为原则,在尽可能不改变现有网络结构的基础上,以传统电话网络同样的品质和可靠性为目标,提供全方位的话音、数据和多媒体业务,逐步将传统程控交换网承载的通信业务转移到VoIP网络。VoIP解决方案使专用通信网既可以保持原有PSTN网的稳定可靠性,同时又可以享受VoIP软交换系统带来的多种增值业务,提高办公自动化程度,并且语音、数据业务统一由IP网络承载,提高网络利用率,能够保持技术的先进性,在条件成熟时可以快速地过滤到下一代NGN网络。
这个方案中,下面如何保证VoIP网络的QoS服务质量进行了研究,我们具体做法是:
1)QoS采用何算法
采用智能算法中的GAACO_QoS算法
GAACO_QoS基本思想是将遗传算法和蚁群算法融合,利用遗传算法优化解生成信息素初值,利用蚁群算法获取最优解,此算法主要可以分为四个部分:
(1)预处理部分分为两步:A、为了简化问题,将节点上的特性叠加到链路上,只考虑链路而不考虑节点的特性;B、分析链路的多个约束,先过滤掉图G={V,E)中不满足带宽约束的链路。
(2)充分利用遗传算法的全局搜索能力以及快速性、随机性等特点,生成若干组优化解,进而转换成蚁群算法的信息素初值,为蚁群算法部分求取最优路由做好准备。利用蚁群算法的正反馈机制和高效收敛的特点求取满足约束的最优路由。
(3)判断遗传算法和蚁群算法融合的适当时机。结合QoS路由的特殊性,设计了适用于路由问题的融合方法。具体操作是,定义遗传算法控制函数:
其中:为遗传算法第l次迭代后得到的群体费用的平均值,
1lNG;NG为遗传算法的迭代次数;P为常数。通过CGI+1值的变化来动态地控制遗传算法和蚁群算法的融合时机。
2)QoS是如何实现的
为了确保VoIP的质量,重新定义了VoIP的协议栈,该栈分为数据层和信令层:数据层主要面向VoIP业务数据所需的协议,信令层主要包括采用SIP(Session Initiation Proctoco1)协议支撑呼叫控制信令所需的协议。VoIP应用包括两种IP流:语音流和SIP流。语音流的QoS特征是低延迟、低速率,并可容忍一定程度的丢包;SIP流的QoS特征是低延迟、低速率和高可靠性。
3)QoS如何保证的
在VoIP的呼叫过程中,可以看出主要通过以下技术方案来保证QoS:
(1)IntServ终端采用RSVP协议,请求PDSN建立过滤器,用以指示PDSN将lP包承载在哪条连接上。
(2)DiffServ AN分别为语音和SIP创建独立的服务连接,不同的服务连接被打上不同的标签,这使得VoIP包在核心网上快速转发。
此外,还涉及了以下方式,来保障端到端的QoS:
(1)调度优先级:承载语音和SIP的服务连接被给予最高的调度优先级。
(2)RoHC压缩:VoIP将语音帧被封装在IP包中,由于一个语音帧很小,使得JP包头开销较大,降低了无线移动网络的频谱效率。因此,IP头压缩技术显得至关重要。RoHC(Robust Header Compression)技术,最多可以将RTP/UDP/IP包头压缩至2字节,大大增加了频谱效率
(3)无PPP封装:这可使BSC在发现高空口链路错误率时,丢弃整个IP包,并使BSC可以运用RoHC功能,提高语音数据包的处理效率。基于包的RLP流基于包的RLP流用于承载语音帧,这样可以减少RLP包头的大小。而SIP流则基于字节。
尽管VoIP技术让网络电话得以应用,但目前依然存在很多不足,如就初期的投入成本高、培训员工等高额预算,总体维护和管理费用也很高,导致VoIP在企业应用现状上不够强势。但是它毕竟是在现代通信技术、计算机技术、光传输技术、电视技术等基础上建立并根据当代人与人之间沟通需求发展起来的技术。但它方便、快捷的服务于人类的作用与特性不容忽视,相信随着IP技术和网络体制的完善,VoIP越来越多走向更多的企业。
摘要：本文主要介绍了VoIP发展、关键技术,采用案例分析方式进行研究。在利用VoIP技术与传统交换技术的组网同时,如何提高VoIP网络的安全性、保证QoS服务质量等方面的研究。
关键词：VoIP技术,基本原理,解决方案
参考文献
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[6]陆小铭,杨国良.CDMA向LTE演进过程中语音业务互操作探讨.电信科学,2009,6.
非法VoIP检测技术的应用研究 第8篇
目前, 由于宽带业务的迅速发展, 网上应用业务种类越来越多, 宽带接入方式也越来越灵活, 如ADSL方式、LAN方式、VDSL方式、HomePNA方式等。正因如此, 国内外大量的非法运营商, 利用电信提供的宽带网络来经营非法的VoIP业务。由于其组网方式简单、方便, 价格低廉, 目前已深入到各行业之中, 致使电信的话务量, 特别是国际长途的话务量流失非常严重。据不完全统计, 1G带宽的链路上进行着的VoIP日均话务量达到了198500秒, 全年可达18亿秒, 以国内IP 0.3元/分钟折算, 由于网络电话导致的话费流失每年大约在900万。所以, 对非法VoIP进行有效检测与控制已成当务之急。
1 VoIP技术概述
传统的IP网络主要是用来传输数据业务, 采用的是尽力而为、无连接的技术, 因此没有服务质量保证, 存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况, 数据业务对此要求不高;但话音业务属于实时业务, 对时序、时延等有严格的要求。因此必须采取特殊措施来保障相应的业务质量。VoIP的关键技术包括以下三种:
1.1 信令技术
信令技术保证电话呼叫的顺利实现和话音质量, 目前被广泛接受的VoIP控制信令体系包括ITU-T的H.323系列[4,5]和IETF的会话初始化协议SIP[6,7,8]。
ITU的H.323系列建议定义了在无业务质量保证的因特网或其它分组网络上多媒体通信的协议及其规程。H.323标准是局域网、广域网、Intranet和Internet上的多媒体提供技术基础保障。
H.323呼叫建立过程涉及到三种信令:RAS信令 (R=注册:Registration; A=许可:Admission;S=状态:Status) , 呼叫信令和控制信令。其中RAS信令用来完成终端与网守之间的登记注册、授权许可、带宽改变、状态和脱离解除等过程;呼叫信令用来建立两个终端之间的连接;控制信令用来传送终端到终端的控制消息, 包括主从判别、能力交换、打开和关闭逻辑信道、模式参数请求、流控消息和通用命令与指令等。
虽然H.323提供了窄带多媒体通信所需要的所有子协议, 但H.323的控制协议非常复杂。与H.323相反, SIP是一种比较简单的会话初始化协议, 它不像H.323那样提供所有的通信协议, 它只提供会话或呼叫的建立与控制功能。
1.2 编码技术
话音压缩编码技术是IP电话技术的一个重要组成部分。目前, 主要的编码技术有ITU-T 定义的G.729、G.723 (G.723.1) 等。其中G.729可将经过采样的64kbit/s话音以几乎不失真的质量压缩至8kbit/s。由于在分组交换网络中, 业务质量不能得到很好的保证, 因而需要话音的编码具有一定的灵活性, 即编码速率、编码尺度的可变可适应性。G.729原来是8kbit/s的话音编码标准, 现在的工作范围扩展至6.4～11.8kbit/s, 话音质量也在此范围内有一定的变化, 但即使是6.4kbit/s, 话音质量也还不错, 因而很适合在VoIP系统中使用。G.723采用5.3K/6.3K bit/s双速率话音编码, 其话音质量好, 但是处理时延较大, 它是目前已标准化的最低速率话音编码算法。
1.3 实时传输技术
实时传输技术主要是采用实时传输协议RTP。RTP是提供端到端的包括音频在内的实时数据传送的协议。RTP包括数据和控制两部分, 后者叫RTCP。RTP提供了时间标签和控制不同数据流同步特性的机制, 可以让接收端重组发送端的数据包, 还可提供接收端到多点发送端的数据包传输;RTP本身只保证实时数据的传输, 并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制, 也不提供流量控制或拥塞控制, 它依靠RTCP提供这些服务。
2 系统体系结构
采用探针方式进行VoIP监控的系统体系结构如图1所示。
从图1可知, 探针的作用是实时采集网络流量, 过滤出VoIP报文, 并将报文定时以文件形式发送给报文处理模块;报文分析处理模块分析探针发送的VoIP报文文件, 形成CDR, 并存入数据库, CDR中包含源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口、起始时间、结束时间、IP包总字节数、RTP包总字节数等信息;接着通过认证计费系统接口模块, 根据CDR中的源IP地址、目的IP地址、起始时间等信息, 从认证计费系统中提取用户登录信息及用户业务申请信息;DB数据库中存放CDR信息及用户信息, 并通过Web方式展现, 以图形化方式直观、实时呈现VoIP流量监视情况, 形成统计报表。
3 VoIP流量监测
3.1 流量采集与分析
利用硬件探针方式采集网络流量, 此处的关键在于探针的接入方式, 以浙江金华电信为例, 要求金华市出口与省网节点之间的备份路由启用时, 探针仍能采集到流量数据。流量采集方式如图2所示。
从图2 可知, 金华城域网出口处使用探针采集VoIP流量数据, 进行分析处理。
通过对探针采集到的VoIP流量进行分析, 可以得到本地市所有正在工作的VoIP终端设备的IP地址, 同时, 也可以获得大部分VoIP网关的信息。
在其他地市, 流量采集分析的方式可以选择探针采集或netflow两种方式之一。如果采用硬件探针方式, 配置及使用方法同前;如果采用netflow方式, 则需使用前述地市获得的VoIP网关信息, 通过分析骨干路由器的netflow信息, 发现VoIP终端设备的IP地址。
使用硬件探针和使用netflow方式的区别在于:前者不会对骨干设备的处理性能造成任何影响, 但需要一定的新增投入;而后者所需的新增投入较少, 但会对骨干设备的处理性能造成一定影响。
对于已经找出的经营VoIP业务的用户, 结合用户申请业务的信息, 即可发现非法的VoIP经营者。
3.2 协议分析
不论是H.323, 还是SIP, 媒体流的传送都是通过RTP来实现的, 通过对网络流量中RTP流的捕获和分析, 就可以获取到VoIP流量。IP网中媒体流的承载层次如表1所示。
从表1可知, 使用RTP协议的应用程序运行在RTP之上, 执行RTP的程序运行在UDP的上层, 由多媒体应用程序生成的声音和电视数据块被封装在RTP信息包中, 每个RTP信息包被封装在UDP消息段中, 然后再封装在IP数据包中。
这里RTP承载的媒体流可以是音频, 也可以是视频, 因此, 为了准确监视VoIP流量, 需要从RTP流量中分离出音频流, 以便进行流量分析。
3.3 对非法VoIP的干扰方法
对于已经确定为非法的VoIP经营者, 可采用下述方法对其业务进行封堵或干扰:
(1) 通过在路由器上进行配置, 将非法VoIP终端设备发出或接收的IP包进行过滤或部分丢弃, 以降低其通话质量。
(2) 使用主机向非法VoIP终端设备发送大量的数据包, 以堵塞其出口通道, 从而降低其通话质量。
3.4 实际监测结果
采用上述的VoIP流量监测方法, 做一次VoIP全网应用的分析, 以2006年2月份本地网流量监测为例, 所得结果见表2。
从表2可知, VoIP流量的检测持续时间为120小时, 共检测到53, 471次呼叫, 话务量累计为84, 767分钟, 因考虑到话务主要去向为国际、港澳、国内长话以及移动、联通网, 按照电信目前对不同通话类型所定制的资费不容易计算, 暂按0.5元/分钟计算, 则在120小时的时间内, 非法VoIP所造成的电信长话收入损失为:￥66, 512元。
4 结束语
综上所述, 我们可以得出以下结论:
(1) 采用流量分析和协议分析等方法, 可以建立一套较为完善的非法VoIP检测系统。
(2) 对检测跟踪到的宽带用户通过提取“九七”资料分析后, 可以有针对性的开展产品和业务营销。
(3) 随着宽带业务的发展, 用户在使用网络电话时更加方便, 导致长话业务被宽带分流, 这将会制约公话业务的发展。
(4) 利用监测系统进行适度干扰, 既可以对落地IP地址 (对端口局) 进行有效封堵, 又不会引起宽带用户离网, 它是今后研究的主要方向。
参考文献
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[2]郭廷廷, 等.ILBC编码算法及其在VOIP中的应用[J].电子技术应用, 2006, 3 (7) :45 -53.
[3]胡宏新, 等.浅谈VoIP关键技术及其发展趋势[J].电信快报, 2002, 4 (11) :31 -34.
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浅谈VoIP技术在广州地铁的应用 第9篇
程控交换技术作为一种通信技术, 在广州地铁第一号地铁线路建设时正式引入使用, 至今已有16年。随着程控交换技术的成熟和不断发展, 以及广州地铁员工对程控交换技术的掌握, 程控交换技术在广州地铁内使用得更加广泛, 技术更加先进。
在广州地铁内, 程控交换技术主要应用在公务电话系统和有线调度电话系统中。
公务电话系统主要负责提供日常办公电话通信, 在不同的车辆段、控制中心和车站, 分别安装配置了不同型号的程控交换机, 通过E1传输通道把所有程控交换机以及中国电信局交换机互联起来, 组成广州地铁的公务电话系统网络, 实现互联互通。
而有线调度电话系统主要负责为给各控制中心调度人员提供指挥调度通信手段。一般情况下, 每条线路都配置一套独立有线调度电话系统, 且各系统是独立的。由于有线调度电话系统涉及到行车调度安全, 其对系统通话的实时性、语音的清晰度和系统的稳定性要求比较高。
随着软交换技术不断的发展和成熟, 以及适应未来技术发展趋势, 2012年, 广州地铁正常引用软交换技术, 在建的六号线以及总公司新办公楼首次投入使用, 应用于公务电话系统中, 在有线调度电话系统仍未使用软交换技术。
2 工作原理
程控交换机是存储程序控制交换机的简称。它是利用计算机技术, 将用户的信息和交换机的控制、维护管理功能预先变成程序, 存储到计算机的存储器内。当交换机工作时, 控制部分自动监测用户的状态变化和所拨号码, 并根据要求执行程序, 从而完成各种交换功能。通常这种交换机属于全电子型, 用程序控制方式, 因此称为存储程序控制交换机。
软交换是一种功能实体, 为下一代网络NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能, 是下一代网络呼叫与控制的核心。简单地看, 软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体, 但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的, 不同的业务所需要的呼叫控制功能不同, 而软交换是与业务无关的, 这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。而Vo IP的应用, 则是软件交换技术应用的体现。
Vo IP的基本原理是:通过语音的压缩算法对语音数据编码进行压缩处理, 然后把这些语音数据按TCP/IP标准进行打包, 经过IP网络把数据包送至接收地, 再把这些语音数据包串起来, 经过解压处理后, 恢复成原来的语音信号, 从而达到由互联网传送语音的目的。
Vo IP电话系统的核心与关键设备是IP网关, 它把各局端区域电话区号映射为相应的地区网关IP地址。这些信息存放在一个数据库服务器中, 而数据接续处理软件将完成呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能。用户在拨打电话时, 网关根据电话区号数据库资料, 确定相应网关的IP地址, 并将此IP地址加入IP数据包中, 同时选择最佳路由, 以减少传输时延, IP数据包经Internet到达目的地的网关。
3 Vo IP技术的优缺点
3.1 稳定性、安全性
由于Vo IP技术是基于IP网络进行传输的, 其不可避免地具有IP网络一些天生的缺陷, 如通话质量受到网络好坏的影响, 清晰度与传统的固话有差距, 存在被偷听偷录的风险。
因此, 与基于电子电路进行信息的交换的数字程控交换系统相比, 基于Vo IP技术的电话系统其工作实时性、稳定性、安全性较低。
3.2 经济上的优越性
(1) 交换设备方面。与程控交换相比, Vo IP技术只需要基于一台服务器即可实现所有功能。服务器体积小, 大大减小了占用设备房的面积;用电子器件代替机械部件, 大大减低了能量消耗;成本低, 随着集成电路价格的减低, 可以大幅度减低交换机成本。
(2) 线路设备方面。在终端设备安装及扩容方面, 基于Vo IP技术的电话系统可通过采用远端用户模块方式实现, 大大节省用户线以及硬件设备的增设工作, 大大降低了设备成本。
(3) 维护生产方面。由于检测和诊断故障的自动化, 以及交换机设备数量的减少 (只需要维护一台服务器即可) , 与传统的程控交换机维护相比, 大大减少维护工作量, 降低了人力成本。
4 Vo IP系统与传统程控交换系统互联方式
由于现广州地铁公务电话系统主要使用数字程控交换机, 交换机新旧程度、厂家型号各异, 部分程控交换机根本不兼容Vo IP技术。因此, Vo IP系统与数字程控交换系统的互联互通, 需要借助与兼容Vo IP技术的程控交换机进行过渡, 转发相关数据, 实现互联互通。
现广州地铁内数字程控交换系统与Vo IP系统的互联互通方式是:在两种不同交换机分上分别添加数据网关板, 通过以太传输通道或E1传输通道, 把数字程控交换机和Vo IP系统的两块网关板连接起来, 实现互联互通。而其他不兼容Vo IP技术的程控交换机与Vo IP系统通信时, 则必须经过与Vo IP系统有直连的程控交换机进行数据的转发, 建立通信。
5 Vo IP技术在广州地铁的应用前景
5.1 Vo IP技术在公务电话系统的应用
(1) 由于公务电话系统主要是提供日常办公的通信手段。随着办公电子设备的一体化, 用户对办公电话的功能需求将越来越高, 但传统的数字程控交换技术将无法满足这方面的需求。因此, 随着科学技术的发展以及设备的更新换代, Vo IP技术必将在广州地铁办公领域广泛使用。
(2) 随着广州地铁线网的不断发展, 办公点在地域上的不断扩张, 办公地点之间的距离将越来越长, 这将一定程度上影响日常办公的沟通联系的效率。因此, 先进的通信方式必然会应用到日常办公领域, 弥补地域上的远距离沟通难的问题。Vo IP技术可以轻松实现语音传输、传真、数据传输以及视频会议等功能, 可使用一个分散的团队, 通过网络拉近彼此之间的距离, 实现面对面的沟通交流, 一定程度上提高了工作效率。
(3) 随着广州地铁线网的不断发展, 人员的流动将会变得更加频繁。因此, 电话号码的变更、电话机的新增及迁移方面的工作将越来越频繁。传统的数字程控交换系统, 完成以上的工作会比较繁琐, 需要对数据、硬件设备及线缆进行调整, 工作量比较大。而Vo IP电话系统其扩容性和灵活性较好, 为适应交换机外部条件的变化, 增加的新业务往往只需要简单修改相关数据, 添加远端用户模块方式, 即可轻松实现终端用户的新增工作, 大大节省用户线缆敷设工作及线路设备费用。
5.2 Vo IP技术在有线调度系统的应用
有线调度系统主要给调度指挥人员与各站点生产工作人员沟通使用。由于调度指挥人员与相关的生产工作人员的通话涉及到的信息内容与地铁运营行车安全有重要的关系。因此, 对有线调度系统的系统的稳定性、可靠性、通话的清晰度要求较高。而Vo IP天生的缺陷 (通话质量受到网络好坏的影响, 清晰度与传统的固话有差距, 存在被偷听偷录的风险。) 与有线调度系统本身的使用需求有很大的冲突。因此, 在Vo IP技术这几方面仍未有很好解决方法之前, Vo IP技术在有线调度系统方面的应用仍然不是很合适。
5.3 目前限制Vo IP技术广泛应用的条件
结合广州地铁现有的通信系统状况以及Vo IP技术的应用和发展情况, Vo IP技术的广泛使用仍受以下两方面限制:
(1) 由于Vo IP系统是基本以太网实现语音和视频业务的传输, 对传输网络带宽以及传输网的稳定性有比较高的要求。广州地铁现在有的传输骨干网及各线路的通信专用传输网, 其带宽未能满足Vo IP技术对网络的要求。
(2) 现Vo IP终端话机价格比较昂贵, 一台IP话机价格大概在2000至5000元范围内, 而数字程控交换系统使用的电话价格只需要100元左右。终端话机的价格一定程度上限制了Vo IP技术的广泛使用。不过, 随着Vo IP技术的不断成熟和广泛使用, 终端话机的成本必将会下降。
6 结语
大数据交换网络中VoIP技术浅析 第10篇
自20世纪70年代,学者开始了计算机网络上语音通信的研究工作,当时主要是基于ARPANET网络平台上进行研究和试验。1974年8月首次分组语音通信试验,在美国西海岸南加州大学的信息科学研究所(ISI)和东海岸的林肯研究室(LL)之间进行,语音编码为9.6kbit/s的连续的可变斜率增量调制,并采用静音检测技术降低比特率。1974年12月,线性预测编码(LPC)声码器首次用于分组语音通信实验。80年代的研究主要集中于局域网上的语音通信,美国、英国、意大利等在总线型局域网、令牌环网、3Com以太网上进行了实验,深入研究了分组时延的原因、分组话音通信协议、链路利用率和话音分组同步等问题。国内也开始进行了一些理论研究工作。
真正的快速发展是在90年代以后,IP分组语音话音通信技术获得了突破性的进展和实际应用。1996年,ITU-T通过了著名的H.323协议,这一协议的推出,成为了VoIP的公共规范,极大地推动了VoIP的发展。随后,1999年IETF完成了MGCP协议(RFC2705)和SIP协议(RFC2543);2000年ITU-T和IETF共同推出了H.248/Megaco协议。
随着VoIP理论研究的深入,技术上也日益成熟,90年代中期开始,许多厂商开始VoIP有关产品的开发工作。1999年,我国正式批准了中国电信、中国联通、吉通和网通四家公司进行IP电话商用试验,并于2000年正式商用。但这种VoIP应用的重点在于替代传统电话的长途网部分,而电话的接入仍然采用传统的基于电路交换的市话网。但近一两年来,随着宽带接入网的迅速发展,VoIP在接入层的也得到了不少的应用,代替了传统的市话网。由于宽带接入网的情况千差万别,VoIP技术在接入层的应用中目前尚存在各种的问题和困难,如系统的安全、网络穿透等。更重要的是,VoIP技术在接入层应用的成功为以后纯VoIP (在核心层和接入层均采用VoIP技术)的应用奠定了基础。
2 大数据交换中VoIP技术发展前景
面对大数据所带来的新挑战,作为数据中心之中承上启下的关键设备——核心交换机也必须随之而变。首先,在架构方面,基于传统的Crossbar架构的核心交换机在2009年之后逐步退出了历史舞台,取而代之的是采用全新CLOS架构的核心交换机。CLOS架构相比传统的Crossbar架构有着本质意义上的提升——CLOS可通过使用较小交换结构作为基础组件来构建大型交换结构,从而简化大型交换结构的构建;并可大幅减少构建无阻塞交换结构所需要的交叉点,从而减少故障点,增强交换结构的可靠性,而且CLOS具有强大的故障抵御能力,第一级交换单元可通过冗余路径绕过第二级交换单元的故障。
而CLOS架构的另一大好处就是,交换单元的交换路径完全独立,不会彼此干扰,从而不需要复杂的集中控制器来协调各交换单元的交换,进一步增强了可靠性和可扩展性。此外,CLOS还支持递归扩展,在网络中间级的交换也可以是一个完整的三级CLOS网络。这可支持构建具有五级、七级或九级的巨大交换架构,在大量数据量输入和输出之间建立严格的无阻塞连接。而特别值得一提的是,由于CLOS网络的递归特性,理论上它具有无限的可扩展性。
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。为了充分地利用网络带宽资源,VoIP通信中通常根据实际使用的要求采用各种压缩算法对原始的语音数据进行压缩处理,常用的有G.711、G.729等。然后,才用网络技术将压缩后的语音数据进行打包处理,在运输层采用无连接的UDP的方式,其主要目的是为了保证语音数据的传输的实时性,然后将UDP数据报交由IP分组网络来进行传送;在将压缩数据传送至UDP之前,先用RTP/RTCP协议对压缩数据进行处理,RTP协议用以传送语音数据,而RTCP协议用以传送语音数据的控制信息。
3 大数据VoIP技术细分
根据上述系统的分析,我们把一个VoIP系统分为网络协议、网络通信、语音的压缩编码和解码三个部分。
H.323协议是一个协议族,包含RAS、Q.931、H.245等一系列的协议,RAS协议用于呼叫接入控制等功能,Q.931协议用于实现呼叫控制,而H.245协议用于媒体信道控制。H.323协议采用的是类似于传统电信系统的层次架构,容易实现系统的分层。协议的体系结构非常完整,但整个系统比较复杂,功能比较强大,但实现呼叫的功能不灵活。
SIP是实现VoIP的另一个重要协议。与H.323协议不同,SIP协议采用的是客户机/服务器(C/S)结构,定义了各种不同的服务器和用户代理,通过和服务器之间的请求和响应来完成呼叫控制。SIP协议的呼叫流程比较简单灵活,系统的可扩展性较好。
RTP封装后语音数据的经由UDP/IP来进行传输。由于UDP提供的是无连接的服务,容易产生网络丢包等问题,并且不能保证包传输的次序,这些问题可以利用RTP/RTCP协议部分得以解决。接着数据包通过数据链路层和物理层封装,并经网络设备送至目的端。目的端接收后进行源端的逆过程,最后输出语音信号。
随着企业规模的不断扩大,通常需要构建园区网与数据中心网络两套系统,虽然这两套系统可以很好地满足各自领域的需求,但势必会带来物理设备的双重投资,同时管理和维护成本也相应提高。而如果想要将二者融合,则面临着不小的挑战,首先,园区网通常采用传统的三层架构,南北纵向流量多(80%外部,20%内部),主要用于连接电脑、移动终端;数据中心网络则一般为二层架构,而且东西横向流量多(80%内部,20%外部),主要用于连接服务器、存储等设备。其次,园区网有着较小的二层、较大的三层表项需求,同时需支持IPv6/MPLS等园区网特性;数据中心网络则有着与之相反的需求(较大的二层,较小的三层表项);同时,需支持TRILL/VEPA等数据中心特性。对此,DCN CloudStone16800系列提供了很好的解决方案,凭借芯片资源虚拟化这一特性,一个“核心”即可满足两套网络,并且不需要再为每台设备进行配置,只需对核心交换机做简单的配置即可,其余设备可自动获取相应配置。网络出现问题的时候,也只需在核心交换机上进行排查,大大提高了效率。
摘要：随着大数据技术的发展,传统的VoIP交换也迎来了新的变革,论文讨论了VoIP在军队大数据交换系统的应用和展望。总体目标是在单位系统现有的内部计算机综合网上建设可管理、可控制、安全的VoIP语音通信网络,为整个部队系统的通讯服务。利用已有的数据通信网络平台,采用当代先进成熟的网络语音通信技术,建成内部网络电话系统大平台。实现各单位之间的语音通信网络化,同时还应该实现通过数据网进行IP传真。条件成熟时,实现各部门之间的语音通信网络化,以大力促进和加强部门系统科学管理,提高数据网的生产效率和服务水平,大幅度降低管理成本,使数据通信网不断产生效益。
关键词：交换网络,大数据,分组数据,话音分组
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VoIP，手机号码黑产业的源头？ 第11篇
随着互联网的发展和通信运营商、银行不断推出新业务，骗子的诈骗手段也在更新换代。据资料统计，近一年来，因个人信息泄露、垃圾信息以及诈骗信息等原因，导致网民总体损失约805亿元人民币，人均124元人民币，其中约4 500万网民近一年遭受的经济损失在1 000元人民币以上。
此前有相关报告列出了网民遭遇到的五类典型诈骗现象，其中“冒充10086、95533等伪基站短信”和“冒充公安机关、卫生局以及社保局等公众机构进行电话诈骗”，占比都超过半数。那么这些通过电话冒充的方式是怎么达成的？
在此前的传统电话网络中，用户拨打电话通过运营商接通被叫，但网络电话兴起以后，之前的呼叫链条前多了一个VoIP，也就是主叫通过VoIP再通过运营商才能呼叫到被叫，这个过程中，主叫的ID可被更改。这也是用户被诈骗前，先被来电显示的10086以及各种机关号码唬到的原因。
“移动”的伪基站
钓鱼网站的流量来源多种多样，包括了IM、搜索引擎、中小站点的广告、社交网络、弹窗以及一些高度近似的地址。但在遭到安全软件的封堵后，群发短信和垃圾邮件又成为重要的流量源，其中前者就高度依赖伪基站。
最初的伪基站体型较大，只能作用于移动联通2G的GSM网络，而现在已经通过压制3G、4G信号升级换代，设备体型也更袖珍，大部分是车载的，甚至有置于背包内的版本。伪基站的开发难度不大，所以一旦有方案流出或者在市面出售，个人或者小作坊都可以生产。2013年以前网络上有大量直接贩卖整机的网站，这些设备以前在淘宝叫做“短信群发器”，被封禁后改名为“900设备”和“1800设备”。
在今年的5月和6月间，国内钓鱼网站的增量达到高峰，现在的钓鱼网站制作越发细致，甚至有非常接近真实的交互逻辑。过去很多钓鱼网站只是简单填写一些银行卡信息，现在很多新站会在交互设计里让用户迅速完成转账。
国内钓鱼网站有一些比较集中的开发上游，大部分站点用的是同一套后台系统，而成熟的钓鱼团队会购买多个域名指向同一个站点。由于后台系统被广泛使用，有时这些团队甚至比运营钓鱼网站还要挣钱。
据不完全统计，每天新增的钓鱼网站数量有50～150个，每天新增受害人数可能是上千人，这些站点的存活周期不会太长，很多不超过3天且很可能把服务器架设到国外。在钓鱼链条上，除了贩卖模板和源码，还有专门的团队负责分发（比如开车拉着伪基站到处跑）。从受害人的地域分布来看，不少伪基站经常一天更换一个城市。
永远的新注册用户—黑卡
最近的两个例子是苏宁和专车被刷单事件，前者据传单人最高曾刷1.7万单，苏宁损失达5 000～7 000万元人民币，后者通过补贴漏洞，刷单人一次获利30元人民币。这两个过程，其主角都是“黑卡”。
这些黑卡在线上以短信接受平台的形式出现，多数具有完整的多平台客户端（iOS、Android和Windows等），更重要的是其中多数有提供自动化API。
目前国内大概有5～6家大型短信接收平台，每家将近20万的号码，也就是至少上百万张的黑卡。这些黑卡通过一种叫“猫池”的专用设备接收信息，当然这些黑卡如果在一个地域并发会造成局部区域的基站瘫痪，所以它们实际上是“分布式”散落在各地的—更准确地说是以每处几百张的数量分散在各个地点。
数以百万计能够正常收发短信，但是没有实名身份的黑卡到底是从哪里来的呢？原因有二：一个是一些行业用的短信卡外流，它们原本只用来控制设备联网，所以通常只开通了流量和短信功能。还有就是来自代理点，代理点冲业务可能会将号码贩售给这些平台，代理点本身掌握了大量实名身份证的信息，甚至可以给卡片们做实名认证。
有了这些黑卡，再来一些“猫池”，就有了无限量的短信平台，也等于有了无限的ID。
小编观点
VoIP技术 第12篇
VOIP是互联网应用领域的一个热门的话题, 同样, 在无线移动通信网络中支持VOIP业务作为一项热门技术近年来越来越受到关注。无线移动通信网络中VoIP传输性能不理想, 主要原因是网络无法提供严格的QoS保障, 时延、时延抖动等因素造成的。但相比于传统的电路交换技术, VOIP仍然有着更高的容量和覆盖率。因此, 如何在移动通信网络中提供更高传输速率和更高质量的VOIP技术成为了一项值得研究的课题。
1 VOIP概述
VOIP是Voice Over IP的缩写, 它是将声音信号 (voice) 数字化, 以数据封包 (data packet) 的形式在数据网络 (IP network) 上做实时传递的一种语音通信方式。简单的说, 它是将模拟话音转化为可以在网络中传输的数字信号。
VOIP就是通常意义上所讲的Internet网长途电话服务。如果你拥有较理想的网络连接环境, 你完全可以通过你的Internet网连接替代当地电话局提供并实现电话通话服务。一些人只让VOIP来实现他们部分传统的电话服务, 因为VOIP服务只是提供了比传统固话服务更低速率的电话服务, 却不能提供911, 电话查询, 411之类的服务。
2 VOIP系统结构
VOIP的核心与关键设备是IP电话网关。IP电话网关具有路由管理功能, 它把各地区电话区号映射为相应的地区网关IP地址。这些信息存放在一个数据库中, 有关处理软件完成呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能。在用户拨打IP电话时, IP电话网关根据电话区号数据库资料, 确定相应网关的IP地址, 并将此IP地址加入IP数据包中, 同时选择最佳路由, 以减少传输时延, IP数据包经因特网到达目的地IP电话网关。对于因特网未延伸到或暂时未设立网关的地区, 可设置路由, 由最近的网关通过长途电话网转接, 实现通信业务。
目前VOIP系统一般由IP电话终端、网关 (Gateway) 、网 (关) 守 (Gatekeeper) 、网管系统、计费系统等几部分组成。
1) 电话网关提供IP网络和电话网之间的接口, 用户通过PSTN本地环路连接到IP网络的网关, 网关负责把模拟信号转换为数字信号并压缩打包, 成为可以在因特网上传输的IP分组语音信号, 然后通过因特网传送到被叫用户的网关端, 由被叫端的网关对IP数据包进行解包、解压和解码, 还原为可被识别的模拟语音信号, 再通过PSTN传到被叫方的终端。这样, 就完成了一个完整的电话到电话的IP电话的通信过程。
2) 关守实际上是IP电话网的智能集线器, 是整个系统的服务平台, 负责系统的管理、配置和维护。关守提供的功能有拨号方案管理、安全性管理、集中帐务管理、数据库管理和备份、网络管理等等。网管系统的功能是管理整个IP电话系统, 包括设备的控制及配置, 数据配给, 拨号方案管理及负载均衡、远程监控等。计费系统的功能是对用户的呼叫进行费用计算, 并提供相应的单据和统计报表。计费系统可以由IP电话系统制造商提供, 也可以由第三方制作, 但此时需IP电话系统制造商提供其软件数据接口。
3 VOIP关键技术
VOIP的关键技术包括信令技术、编码技术、实时传输技术、服务质量 (QOS) 保证技术、以及网络传输技术等。目前被广泛接受的VOIP控制信令体系包括ITU-T的H.323系列和IETF的会话初始化协议SIP。目前SIP协议更受到业界推崇。
话音压缩编码技术是IP电话技术的一个重要组成部分。目前, 主要的编码技术有ITU-T定义的G.729、G.723 (G.723.1) 等。其中G.729可将经过采样的64kbit/s话音以几乎不失真的质量压缩至8kbit/s。由于在分组交换网络中, 业务质量不能得到很好保证, 因而需要话音的编码具有一定的灵活性, 即编码速率、编码尺度的可变可适应性。G.729原来是8kbit/s的话音编码标准, 现在的工作范围扩展至6.4～11.8kbit/s, 话音质量也在此范围内有一定的变化, 但即使是6.4kbit/s, 话音质量也还不错, 因而很适合在VOIP系统中使用。G723.1采用5.3、6.3kbit/s双速率话音编码, 其话音质量好, 但是处理时延较大, 它是目前已标准化的最低速率的话音编码算法。
静音检测技术和回声消除技术也是VOIP中十分关键的技术。静音检测技术可有效剔除静默信号, 从而使话音信号的占用带宽进一步降低到3.5kbit/s左右;由于在远端混合线圈阻抗不匹配造成回声, 回声消除技术主要利用数字滤波器技术来消除对通话质量影响很大回声干扰, 保证通话质量。这点在时延相对较大的IP分组网络中尤为重要。
实时传输技术主要是采用实时传输协议RTP。RTP是提供端到端的包括音频在内的实时数据传送的协议。RTP包括数据和控制两部分, 后者叫RTCP。RTP提供了时间标签和控制不同数据流同步特性的机制, 可以让接收端重组发送端的数据包, 可以提供接收端到多点发送组的服务质量包馈。
VOIP中主要采用资源预留协议 (RSVP) 以及进行服务质量监控的实时传输控制协议RTCP来避免网络拥塞, 保障通话质量。路由、排队等迟滞, 是造成IP传输时延的主要原因。企业路由器将语音包的优先级在队列中高于普通包, 网关运行RSVP协议。由于DSP的作用, 语音编码的速率低, 并且采用静音抑制技术, 故语音占用的带宽资源很少。但对internet, 这个就比较难以做到了。指标要求:端到端延迟必须在250ms以下、网关延迟小于l00ms、IP网延迟小于150ms。
VOIP中网络传输技术主要是TCP和UDP, 此外还包括网关互联技术、路由选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。由于实时传输协议RTP提供具有实时特征的、端到端的数据传输业务, 因此VOIP中可用RTP来传送话音数据。在RTP报头中包含装载数据的标识符、序列号、时间戳以及传送监视等, 通常RTP协议数据单元是用UDP分组来承载, 而且为了尽量减少时延, 话音净荷通常都很短。IP、UDP和RTP报头都按最小长度计算。VOIP话音分组开销很大, 采用RTP协议的VOIP格式, 在这种方式中将多路话音插入话音数据段中, 这样提高了传输效率。
一项新的VoIP管理协议, RTP控制协议扩展报告 (RTCP XR) , 定义了一套指标, 可以评估VoIP呼叫质量和诊断问题。近期IETF公布了RTCP XR (作为RFC 3611) 。这项协议利用以下关键指标测量VoIP呼叫质量。
1) 丢失/丢弃数据包分布从猝发 (丢失/丢弃率高得足以造成显著的质量下降的一段时间) 和缝隙 (丢失或丢弃的数据包很少发生, 因此质量一般良好的一段时间) 的角度, 描述呼叫。包的丢失主要是由IP网络所引起。为保证通话质量, 一般要求包丢失率应在5%以下。
2) 时延时延会造成通话的困难, 产生明显的回声效应。路由、排队等迟滞, 是造成IP传输进延的主要原因。RTCP XR报告往返时延, 即利用RTCP测量的数据包路径时延和VoIP终端 (由于编解码和抖动缓冲区的原因) 所增加延时的终端系统时延。指标要求:端到端延迟必须在250ms以下, 大于400ms, 就无法接受;网关延迟小于l00ms。IP网延迟小于150ms。
3) 信号、噪音和回声水平如果信号过强、过弱或噪音太大, 呼叫质量都会受到影响。在远端混合线圈阻抗不匹配造成的回声。RTCP XR报告与接收信号相关的信号和噪音水平, 从而使确定信号电平和噪音水平问题更容易。如果IP端点中包含回声消除器, RTCP XR可以报告残余的 (没有消除的) 回声水平, 这可以帮助远程IP端点更精确地计算呼叫质量, 使检测回声问题更容易。
4) 呼叫质量RTCP XR可以根据估计的R因子或平均得分 (MOS) , 直接报告呼叫质量。R因子是一种通话质量指标, 取值范围从0到100。MOS-LQ是收听质量指标, MOS-CQ是通话质量指标, 这两个指标的取值范围为1至5。利用嵌入式软件代理技术可以生成这些指标。
5) 配置数据RTCP XR报告抖动缓冲区大小与配置以及所使用的数据包丢失隐藏算法的类型。
管理人员可以利用SNMP从每台IP网关获得数据, 或利用中途探测器及分析仪以捕获呼叫质量数据来帮助解决问题。RTCP XR使中途探测器和分析仪无需对数据包流进行解码, 就可获得关于信号、噪音和回声水平的信息。如果数据包中的有效载荷采用IETF新的Secure RTP协议进行加密, 这种能力则是不可或缺的。
4 VOIP性能评估方法
VoIP性能评估和监视的两大类主要的技术方法包括以下两种:
1) 通信量模拟在两个节点或者代理之间主动传输合成的VoIP或者类似于VoIP的通信, 分析这些通信产生对网络路径的描述。
2) 通信量监视对网络中一个点的实际VoIP通信进行被动的监视, 以便进行即时的和历史的分析。这些分析将说明通过那个点的性能。
在我们实验室中一般采用第一种方法。对于系统提出的要求主要包括时延的控制, 拥塞时候的处理, 已经Buffer的大小, 丢包率等等。
结束语
VOIP技术在理论上已经逐渐成熟了起来, 近年来发展迅猛, 各种商业模式与产品越来越丰富, 比如Skype, MSN等, 在社会上得到了广泛的应用。目前VOIP的发展正处在一个多样化的阶段, 家庭用户VoIP业务正快速融入数字家庭业务, 企业客户VoIP业务正快速融入企业信息化业务, VoIP市场发展处于关键的变革期。我们有理由相信, 在不远的将来, VOIP将给人们带来全新的通信理念。
摘要：本文简要概述了VOIP技术的定义以及系统架构, 详细阐述了VOIP的几种关键技术, 最后简略介绍了VOIP技术的性能评估标准。
关键词：互联网,关键技术,性能,协议
参考文献
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