IP电话技术及展望(一)

在当今信息时代,信息交流是现代社会的基本需要。科学技术的日益更新和人们需求的增加促进了社会的进步,信息交流的方式也越来越多样化,从最初的电报到固定电话,再到移动通信;从模拟通信到数字通信;从语音通信到图像通信。同时计算机网络技术也在高速度发展,从IPV4~U现在的IPV6。

IP电话就是计算机网络技术和通信技术的大融合。科技是为人类服务的,IP电话更贴近人们的生活,IP电话的发展将会给人们带来新的奇迹。同时,IP电话的多种增值业务和低资费的话费业务,给企业用户和家庭个人用户带来极大的方便。从2O世纪9O年代初期开始,IP电话经历了一个不断发展和完善的过程,目前在长途语音通信业(telecommunication)务中已占有相当的市场份额。IP电话不但支持语音传输,而且能够提供图像、数据以及传真等多种服务,是NGN(下一代网络)中最具发展前途的应用一。因其价格低廉和对网络的高效利用等优点对传统的PSTN电话提出了强大的挑战,成为未来通信领域的一种重要技术。

IP电话,也称网络电话或者VoIP(作用:将模拟信号数字化),是一种利用Internet或者其它基于IP的网络(如Intranet、帧中继或ATM)作为传输载体实现普通电话与普通电话、PC与PC、PC与普通电话之间语音通信的技术,是一种通过数据网络、采用分组交换技术来实现语音传输业务的技术。IP电话是建立在IP技术上的分组化、数字化传输技术,其基本原理是:把普通电话的模拟信号转变为数字语音信号,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(related)协议进行打包,通过IP网络把数据包传输到目的接收端,再把这些语音数据包重新装配,经过解码解压处理后,恢复成原来的模拟语音信号,从而达到用IP网络进行语音通信的目的。整个过程(guò chéng)可以通过图1表示出来。经过IP电话系统的转换及压缩处理,每路普通电话传输速率约占用8—11kbps带宽,传统电信网每路电话所使用的64kbps传输带宽可承载5—8路IP电话。因此,能够最大限度地利用网络资源,避免资源的浪费。同时,又使整个网络的运营成本大幅度降低,从而使得用户承受的通信费用大大减少。

IP电话系统IP电话终端(Termina1)、IP电话网关(Gateway)、网守(Gatekeeper)、网管服务器和计费服务器组成。

基本模型中各部分的主要功能如下:   ①IP网络:用于传送IP电话的承载网,可以是公网,也可以是专网。   ②IP电话网关:完成对来自PSTN的语音业务流的编解码功能,并将压缩编码后的语音业务流打成包,通过IP承载网传给目的网关。它跨接在电路交换网和IP网之间,负责电路交换到分组交换以及分组交换到电路交换的转换,相当于协议转换器和数据格式转换器。   ③ 传统电路交换网的接人部分:包括电话网、ISDN和数字移动通信网,它们构成了IP电话的主要接人部分。   ④IP电话网络的管理层面:主要由网守和用户数据(data)库、结算系统组成,负责用户的接人认证、地址解析、计费和结算等工作。网守相当于网络中的智能集线器,它把各个终端(Terminal)及网关智能地结合在一起,进行统一的管理、维护、配置和开发。在IP电话系统中,网守处于高层,用来管理IP电话网关,其功能包括RAS功能f实现用户认证、地址解析、带宽管理、安全性管理、区域管理)、呼叫处理功能、用户界面和参数设置完成路由表、网关数据表、网关组数据表、本网守数据设定等数据的输入、修改、保存和调试信息、日志信息、告警信息的管理和用户权限管理、网管功能×通过运行SNMP代理,与网管中心建立联系)。   ⑤IP电话终端(Terminal):不但具有模拟语音信号的处理的能力,同时具有IP网络语音数据(data)包的收/发转换和处理能力。其最基本的功能是实现语音通信,如专用IP电话机、ISDN终端、多媒体PC、IP电话语音卡、IP语音会议终端等。同时,IP电话也可以具有可视功能,IP可视电话、视频多媒体会议终端等。

虽然IP电话技术已经在运用中,但到目前为止,其标准并不统一,主要有ITU—T制定的H.32协议集和IETF定的信令协议会话初始协议SIP和MGCP 。目前个人用户主要使用基于SIP协议和H.323协议的IP电话系统。除了这几个主要协议外,还要一些网络协议作为支撑。

IP电话是基于IP网络发展起来的语音传输应用,而IP网络是一种面向无连接的应用,其数据(data)传输遵循一种“尽力而为” 的原则。网络时延和时延抖动随着网络状况的好坏而变化,具有不可预测性和不确定性。而且,网络传输受到带宽的限制,如果网络丢包数量达到某一极限,也将引起语音质量的下降,无法保证稳定可靠的语音服务(fú wù)质量。服务质量是IP电话技术中存在的主要问题(Emerson),直接制约了IP电话使用的用户数量。

IP电话技术的应用现状及前景(三)

IP PBX有以下几个部分组成:非常多的SIP电话,一个IP PBX服务(fú wù)器和一个可选VoIP(作用:将模拟信号数字化)网关,这个网关可以连接已有的PHOTOSHOPTN线路。基于下面的描述,可以看出IP PBX服务器与代理服务器很相似:SIP用户端不是软体电话,但是也不是电话设备(shèbèi),只是用IP PBX服务器进行注册,当需要拨打电话的时候,再请求IP PBX进行连接节就可以了,IP PBX中包含了用户目录以及相对应的SIP地址,基于此,一个实现功能是能够接通内部电话,另一个实现功能是通过VOIP网关来接通外部电话。之所以上述的功能能够实现是基于以下几点考虑(consider)的:

  (1)与私有电话比较来说,更方便安装与配置;

  (2)因为是基于网络/ GUI的,所以配置界面方便进行管理;

  (3)VOIP供应商能够借此技术实现成本的节约;

  (4)不再使用电话线,因为软体电话能够直接在电脑上安装;

  (5)可进行升级,IP PBX只用一台电脑来处理电话传输量和扩展,即只需在传输网络中加一个电话就能够实现扩展。

4.结语

综上所述,笔者对IP电话技术的未来应用趋势作一定程度的展望,希望对有关的研究(research)人员有所帮助。网络问卷调查即调查公司通过网络邀请会员参与回答问卷以获取市场信息的一种调查方式,属于在线调查的一种。随着IP电话技术具有的功能日益强大,因特网协议(IP)的语音技术的推广和因特网协议在语音传输技术方面的迅猛发展,这些都会极大地推动IP电话供应商在语音通信上的服务质量,在提高语音服务质量的同时,功能和特性方面也有了很大的突破。未来的IP电话处理(chǔ lǐ)器,关键在于保证处理器在进行强大的实时处理时,也能保持低功耗以及特性高度灵活等功能。

IP电话技术的发展与应用研究(二)

3、IP电话技术的应用实例

3.1 华硕主板上的应用

IP电话技术已成功应用在华硕主板的研发和功能上。华硕推出的2款主板M2N/TeleSky和PSB/TeleSky,对于使用它们的用户来说,可以享受SparkleComm远程电话的拨打时间。

此处的2款主板都分别给出了一个适配器即TeleSkytelecom,使用者可以利用这个适配器对家中的电话和电脑进行连接,建立起数据通信的联系,这样的话,家里的电话就同时具有了一般普通电话和IP电话的双重功能(SparkleComm VoIP)。基于SparkleComVoIP的支持环境下,普通的电话可以实现免费的网络电话通话功能,而且,也能够实现较低价格的拨打网络对普通电话的通话功能,使用者也能够方便的在自己家中,就使用普通电话上进行属于lP电话的多种应用功能。

3.2 联想ThinkPad笔记本电脑中应用

联想和Avaya合作(collaborate)时,把IP电话功能嵌(qiàn)入到了NB中。Avaya再和联想合作时的计划

在联想的ThinkPad笔记本电脑中进行一些改装或者叫做操作,即预装了IP电话技术模块,目的是用来为企业内部专业工作技术人员服务的,提高他们利用计算机拨打和接听远程电话的进行信号传输的通讯能力。这个新模块的加入包括了基于生物思想的身份识别登录系统(system)模块,让联想开发的指纹阅读器和口令管理器兼容了Avaya的lP电话技术模块软件,极大地完善了使用者的身份识别功能。也就是说,这个软件组合的新产品能够阻止利用计算机来拨打非法电话,与此同时,ThinkPad笔记本电脑还能够提供一个信息等待的指示灯功能,进一步把键盘(Keyboard)的照明功能转变成了对语音邮件进行查看操作的可视性警告。

3.3 IP PBX被用来代替旧式的PBX

IP PBX是利用IP数据网络来实现电话拨打的一种技术,所有会话内容将会以数据的方式方法在网络上进行传输,实现的功能很实际,比如,企业不需要改变外部的通讯设施(shè shī),而是利用IP PBX,在不用变更号码的情况下,通过内部数据网络进行转换,即转换本地电话,实现了外部电话共享功能。

IP电话技术的应用现状及前景(一)

IP电话自20世纪90年代产生以来,各种应用形式层出不穷,名称也随之变得多种多样,根据信息产业部对IP电话的官方定义,我们知道,IP电话是指包括电话网络和IP网络在内的,电话到电话或者计算机到电话这种两点之间的电话往来业务,其服务(fú wù)范围跨越国内和国际长途的IP电话业务。IP电话技术在进行信息的传递时,此过程中传输段需要使用IP包的方式方法。基于上述定义的IP电话4种特征分别是:通过(tōng guò)IP电话技术网络来实现话音的通信功能;通过网关与PSTN的互连,完成网络的呼叫控制和认证与管理等功能;其使用标准是SIP协议;网络组织通过“域”来完成。

1、IP电话基本原理

IP电话技术,又称网络电话或VoIP(作用:将模拟信号数字化),是基于IP技术的分组化和数字化的数据或信息传输新技术,其基本原理如下:首先要对来自普通电话的模拟信号进行处理(chǔ lǐ),运用模数转换模块转变为数字信号;然后再使用语音压缩算法,目的是对数字数据作压缩编码(coding)的处理;接着会把处理后的语音数据打包,但需要按照IP的相关协议来进行;经过IP网络的传输把数据包传到接收端;对语音数据包重新分配,或者说是拆分.IP包;在经过解码解压模块的处理后;接下来经过数模转换模块转变为模拟语音信号。至此,完成了使用IP网络传输语音信号的功能。

2、IP电话的基本组成和优不好的地方

(1)IP电话技术的整体框架一般是由下面3个部分构成:电话和网关;另一个部分是网络管理者,又叫关守。电话会议就是利用电话机作为工具,利用电话线作为载体来开会的新型会议模式。与传统会议相比较,具有会议安排迅速,没有时间、地域限制,费用低廉等特点。当然,具有与IP网络或者一线通ISDN网络之间的互连接口只是作为一个IP电话技术结构最基本的构成而已,而实际中的IP电话技术结构的组成要复杂得多。

(2)IP网络电话的优点目前包括以下几点:1)可以使得网络资源得到高效利用和共享,这种优势超越了以往所有的; 2)提供较之以往成本来说比较廉价(cheap)的服务;3)可以做到和数据(data)业务有十分大的兼容功能。

(3)IP网络电话的缺点目前包括(bāo kuò)下面几点: 1)话音质量没有保证,由信号不太好引起,尤其是在一些偏远的地区,或者由于附近建筑物的影响而造成; 2)互通性差;3)IP网络传输的容量比较小,一次传输往往不能满足较复杂的传输信息,而且还存在延时和信息丢失的不利情况(Condition)。

IP电话的进入对中国长途电话市场的结构效应分析

传统的长途电话市场,是由固定电话高度垄断的市场(Bumstein,2005)。但在近10年来,IP电话以异常迅猛的速度发展,给长途电话市场带来了翻天覆地的变化。IP电话作为一种全新的通信产品,是互联网市场与电信市场之间交互作用的产物,是网络外部性在通信领域的一种具体体现。由于有互联网的强大支撑,IP电话一经产生,就表现出强大的竞争能力,在不长的时间里,就把长途电话市场从以固定电话为主的市场,改变成了以IP电话为主的市场。

IP电话的显著(striking)特征是价格低廉(陈卫华,2005)。这种低廉的价格,正是IP电话迅速取代固定长途电话的主要原因。但是,或许正是由于其价格低廉,IP电话有可能是一种低档产品,如果真是这样,未来IP电话的发展可能会面临巨大的挑战。不过,无论未来将会怎么样,IP电话已经造成了对长途电话市场的深刻影响(influence)。

移动电话逐渐兴起,进入长途电话市场,但是由于移动电话的长途资费过于昂贵,在整个1990年代,长途通信仍然是以固定电话为主,移动电话所占的长途市场份额并不高。随着IP电话的出现,我国长途电话市场的结构开始有了根本性的转变,其原因主要是由于IP电话的低廉价格,对传统长途电话构成了巨大的竞争(competition)。IP电话在长途电话市场的龙头地位被进一步地确立和稳定下来,我国的长途电话市场,形成了由IP电话领头、固定电话为副、移动电话跟随的三足鼎立局面,市场结构显著优化。

由于IP电话的引入,使得由固定电话主宰长途通信的局面终于被打破、长途电话市场的结构终于被优化,从而为我国长途电话市场的效率提升奠定了坚实的基础。

如前所述,IP电话之所以能够替代传统长途电话,主要是因为其低廉的价格。我们知道,新产品(Product)—特别是廉价格的新产品—进入市场,会给消费者带来显著(striking)的福利增加。显然,从对消费者福利的贡献看,长途电话市场中引入IP电话获得了巨大的效率改进,从本质上反映了IP电话的创新价值(Bourreau&Dogan,2001 )。

互联网用户的高速增长,以及通话资费的相对低廉,促成了IP电话在我国长途电话市场的爆炸式发展,IP电话的进入,显著(striking)地改变了我国长途电话市场的结构。基本确立了IP电话在我国长途电话市场中的龙头地位,使得我国长途电话市场的结构成为了由IP电话领头、固定电话为副、移动电话跟随的三足鼎立局面。考察传统长途电话市场的需求关系,显示了IP电话对传统长途电话具有显著的替代效应。

IP电话作为价格低廉的新产品进入到长途电话市场,给消费者带来了显著的福利增加。使得长途电话市场因引入IP电话而获得了巨大的效率(efficiency)改进。

IP电话具有显著(striking)为负的需求收入弹性,表明IP电话确实具有低档产品的特征。但是由于消费者实际收入水平的增长速度较慢,在未来5—10年内,收入增加对IP电话的影响似乎并不大。相反,人们消费时尚的不断变化,以及新一代通信工具的IP化趋势,为IP电话的未来展现了一个更加宽广的市场前景。