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1、VoIP的定义,网络电话，即VoIP(VoiceoverInternetProtoco1)，是一种数字电话，通过对语音信号的模数转换、压缩编码和打包分组，以Internet作为传输媒介，从而实现语音通信业务。,VoIP关键技术,IP是一种无连接的技术，只能提供尽力而为的服务，无法保证服务质量。同时，语音属于实时业务，对时序、时延等有严格的要求，因此IP网络中传输语音可能会出现分组丢失、错序到达、延时抖动的情况。必须采取特殊的措施以保证一定的服务质量。IP电话的关键技术有：信令技术、语音编码技术、实时传输技术、服务质量保证技术、以及网络管理和安全技术等。,VoIP关键技术,(1)信令技术SIP是
2、一种应用层协议,可以用UDP或TCP作为其传输协议。SIP是一种基于文本的协议,用SIP规则资源定位语言描述（SIPUniformResourceLocators）,这样易于实现和调试,更重要的是灵活性和扩展性好。由于SIP仅作于初始化呼叫,而不是传输媒体数据,因而造成的附加传输代价也不大。,VoIP关键技术,(2)编码技术带宽是影响语音质量的关键因素。要解决这个问题：一是提高网络带宽；二是尽量降低语音传输所需要的带宽。这就要求系统终端能够将语音数据进行压缩，以低比特率发送到网络上。语音编码的基本策略是提取最能表示语音特征的参数，而尽量去掉冗余或者人耳不敏感的信息。具体策略有：尽量减少语音信号
3、中的冗余度；充分利用人耳的听觉特性减少编码信息：静音压缩。目前，主要编码技术有ITU-T的G.711、G.7231、G.729a等。其技术特性比较如下表：,VoIP关键技术,VoIP关键技术,(3)实时传输技术采用RTP。RTP是提供端到端的包括音频在内的实时数据传送协议。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。(4)QoS保障技术RTCP协议虽可提供QoS(0ualityofService，服务质量)的监视手段，但要确保通信实时性还需要IP网络增强能力。目前主要有两类技术：一是RSVP(ResourceR
4、eSerVationProtocol，资源预留协议)，根据用户需要和网络资源可用性为每个呼叫保留所需带宽；另一个是业务区分技术，根据类别对业务流提供不同等级服务。,VoIP关键技术,(5)网络管理和安全技术首先是直接跟呼叫有关的管理功能，如带宽管理、用户登记和状态管理等。其次是网络运营管理，包括计费、话务统计、运营商之间的互操作等。安全管理是IP电话有别于传统电话的一个重要特点。由于IP网络是一个开放式的网络，因此必须防止用户受到恶意攻击以及用户资料信息被泄漏等。其功能应包括用户鉴权、授权、信息加密等。,VoIP信令协议,对于诸如语音、视频等多媒体实时数据的传送，往往要求承载这些业务的网络有一
5、定的机制来控制传输时延、减少抖动及降低数据丢失率。为了使语音信号在这种网络下传输，就必须使用其他一系列的协议在高层上对语音的实时性进行保证。这些协议协同工作，便构成了VoIP网络的协议体系，如下图所示（VoIP协议栈）：,VoIP信令协议,VoIP信令协议,由上图可见，VoIP协议栈中，信令控制协议主要包括H323协议和SIP协议两种，媒体控制协议主要有RTP、RTCP和RTSP。信令控制协议类的传输层承载协议可以是TCP协议或UDP协议。通常情况下，使用可靠性较高的TCP协议来承载信令控制协议。媒体控制协议的主要作用是对实时媒体数据进行封装然后交由下层进行传输。一般以UDP协议作为实时媒体数
6、据的载体。其中，语音数据所用到的传输协议为RTP和RTCP。,SIP的网络结构,SIP是一个客户服务器协议，呼叫控制请求发出方称为客户，请求接受并处理方称为服务器。SIP端系统包括一个客户协议程序和一个服务器协议程序，分别称为用户代理客户(UAC)和用户代理服务器(UAS)。在网络中有两类服务器：(1)代理服务器(ProxyServer)SIP请求可以经过多个代理服务器，每一个代理服务器接收请求后转发给下一跳服务器，下一跳服务器可能是代理服务器，也可能是最终的用户代理服务器。(2)重定向服务器(RedirectServer)其功能是通过响应告诉客户下一跳服务器的地址，然后由客户根据此地址向下一
7、跳服务器重新发送请求。下图是Iptel(IETF的工作组)采用的CS网络结构。实际上，代理服务器和重定向服务器在确定下一跳服务器时都可能向定位服务器,SIP的网络结构,VoIP的数据处理流程,数据处理的几个阶段：(1)模数转换(AD)对模拟语音信号进行PCM编码，然后 把PCM码流送到缓冲存储区中。(2)数据到IP包的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。编码后，将压缩的帧合成一个压缩的语音包进入网络处理器。网络处理器为语音包添加IP包头、级别和其它信息后，通过IP网络一站一站地转发到目的地。,VoIP的数据处理流程,(3)IP包到数据的转换本地接收到IP语音包后，在网络层提供一个可变长度的缓冲器，来调节网络产生的抖动。该缓冲器可包容许多语音包，具体太小可由用户调节。编码器将接收的压缩包解压，然后分帧后送入解码缓冲器中。在这个处理过程中，主要进行包拆分，去IP包头，保留原始语音信息，然后把语音数据提供给语音编码器。(4)数模转换(DA)语音解码器将输入的PCM数据转换成模拟信号，然后接上电话机或者扬声器就可以听到声音了。,VoIP的数据处理流程,
