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)絡電話或者網(wǎng)絡IP電話。它是一種把語音技術集成在IP協(xié)議中，通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸?shù)囊环N全新的通信方式，其成本遠低于傳統(tǒng)電話PSTN（ Public Switched Telephone Network），目前的通信質量遠沒達到現(xiàn)有電話水平。

由于VoIP完全建立在IP分組交換的基礎上，Internet采用盡最大努力交付、無連接的技術，存在分組丟包、失序到達和時延抖動等情況，使VoIP的通話質量無法得到保證。因此在VoIP系統(tǒng)中必須采取特殊措施來保證業(yè)務質量。VoIP的關鍵技術包括信令技術、編碼技術、實時傳輸技術、服務質量（QoS）保證技術以及網(wǎng)絡傳輸技術等。

1.信令技術

信令技術保證電話呼叫的順利實現(xiàn)和話音質量。信令是一種用于控制的信號，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備（如電話機）和電話機的交換機之間，后者作用于兩個用中繼線連接的交換機之間。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)依附在計算機網(wǎng)絡或是電話網(wǎng)絡上，不需要重新建立網(wǎng)絡，而共路信令則需要重新建設一個信令網(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際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組（TTU- T）的H.323系列和互聯(lián)網(wǎng)工程任務組（ IETF）的會話初始化協(xié)議SIP（ Session Initiation Pro-tocol）。H.323制定了無服務質量保證的分組網(wǎng)絡（PBN）上的多媒體通信標準，已經(jīng)比較成熟并已在VoIP領域廣泛應用，但是其協(xié)議版本多，過于復雜。SIP是會話發(fā)起協(xié)議，具有建立呼叫支持傳送電話號碼的特點，它彌補了H323協(xié)議的不足，是VoIP的發(fā)展方向。

2.編碼技術

話音壓縮編碼技術是VoIP電話技術的一個重要組成部分，VoIP電話中的語音處理就是在保證一定話音質量的前提下，盡量降低編碼比特率。目前，主要的編碼技術有ITU-T 定義的G.729 ，G.728，G.723.1三個標準，它們都采用線性預測分析—合成編碼和碼本激勵矢量量化技術。其中G.729標準是H323協(xié)議中有關音頻編碼的標準，可將經(jīng)過采樣的 64 kbit/s話音以幾乎不失真的質量壓縮至8 kbit/s。由于在分組交換網(wǎng)絡中，業(yè)務質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性。G.729原來是8 kbit/s的話音編碼標準，現(xiàn)在的工作范圍擴展至6. 4~11.8 kbit/s，話音質量也在此范圍內(nèi)有一定的變化，但即使是6.4kbit/s，話音質量也還不錯，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，話音質量好，但處理時延較大，它是目前已標準化的最低速率的話音編碼算法。

此外，靜音檢測技術和回聲消除技術也是VoIP中十分關鍵的技術。靜音檢測技術可有效剔除靜默信號，使話音信號的占用帶寬進一步降低到3.5 kbit/s 左右，一般的語音會包含多達50%的靜音，會在一定程度上造成網(wǎng)絡的帶寬浪費，語音活動及靜音檢測技術可以有效地減少靜音時發(fā)送的數(shù)據(jù)包。回聲消除技術主要利用數(shù)字濾波器技術來消除對通話質量影響較大的回聲干擾，可在時延相對較大的IP分組網(wǎng)絡中保證其通話質量。3.實時傳輸技術。

3.實時傳輸技術

實時傳輸技術主要是采用實時傳輸協(xié)議（ Real-time Transport Protocol，RTP）提供端到端的包括音頻在內(nèi)的實時數(shù)據(jù)傳送的協(xié)議。RTP包括數(shù)據(jù)和控制兩部分，詳細說明了在Inter—net上傳遞音頻和視頻的標準數(shù)據(jù)包格式，并提供了時間標簽和控制不同數(shù)據(jù)流同步特性的機制，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)送端的服務質量反饋。

4.服務質量（QoS）保證技術

VoIP中主要采用資源預留協(xié)議以及進行服務質量監(jiān)控的實時傳輸控制協(xié)議來避免網(wǎng)絡擁塞，保障通話質量。

RSVP最初是IETF為QoS的綜合服務模型定義的一個信令協(xié)議， 用于在流（Flow）所經(jīng)過的路徑上為該流進行資源預留，從而滿足該流的QoS要求。資源預留的過程從應用程序流的源節(jié)點發(fā)送Path消息開始，該消息會沿著流所經(jīng)過的路徑傳到流的目的節(jié)點，沿途建立路徑狀態(tài);目的節(jié)點收到這個Path消息后，會向源節(jié)點回送一個Resv消息，并沿途建立預留狀態(tài)，若源節(jié)點成功接收到預期的Resv消息，則認為在整條路徑上資源預留成功。

5.網(wǎng)絡傳輸技術

VoIP中網(wǎng)絡傳輸技術主要是TCP和UDP，此外還包括網(wǎng)關互聯(lián)技術、路由選擇技術、網(wǎng)絡管理技術以及安全認證和計費技術等。由于RTP提供具有實時特征的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，因此VoIP可用RTP來傳送話音數(shù)據(jù)。在RTP報頭中包含裝載數(shù)據(jù)的標識符、序列號、時間戳以及傳送監(jiān)視等，，通常RTP的數(shù)據(jù)單元是用UDP分組來承載的，而且為了盡量減少時延，話音凈荷通常都很短。IP，UDP和RTP報頭都按最小長度計算。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)絡管理技術

網(wǎng)絡管理技術是VoIP電話走向運營的保障。VoIP電話網(wǎng)絡管理系統(tǒng)主要包括呼叫管理系統(tǒng)（CMS）、流量分析系統(tǒng)（TAS）、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)（ NMS）、網(wǎng)絡監(jiān)視系統(tǒng)。對一個實時性要求很高的通信系統(tǒng)來說，其網(wǎng)絡質量直接影響通信質量。通過網(wǎng)絡管理技術，可以迅速處理網(wǎng)絡故障，保證網(wǎng)絡及各個節(jié)點穩(wěn)定、高效運行。
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