1、IP電話的工作原理和過程52091306袁廣春ip電話基本原理通過語音壓縮算法對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼處理，然后把這些語音數(shù)據(jù)按TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打包，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包發(fā)送到接收地；接收端把這些語音數(shù)據(jù)包串起來，經(jīng)過解碼解壓縮處理后恢復(fù)成原來的語音信號(hào)，從而達(dá)到由互聯(lián)網(wǎng)傳送語音的目的。IP電話系統(tǒng)有四個(gè)基本組件：終端設(shè)備（Terminal）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）、多點(diǎn)接入控制單元MCU（MultipointControlUnit）和網(wǎng)閘（Gatekeeper）。（1）終端設(shè)備是一個(gè)IP電話客戶終端，可以是軟件（如VocalTec公司的IPPhone、Microsoft公司的Netmeetin

2、g）或是硬件（如專用的InternetPhone），可以直接連接在IP網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)時(shí)的語音或多煤體通信。（2）網(wǎng)關(guān)是通過IP網(wǎng)絡(luò)提供PC-to-Phone、Phone-to-PC、Phone-to-Phone語音通信的關(guān)鍵設(shè)備，是IP網(wǎng)絡(luò)和PSTN/ISDN/PBX網(wǎng)絡(luò)之間的接口設(shè)備，應(yīng)具有下列功能：a具有IP網(wǎng)絡(luò)接口和與PSTN/ISDN/PBX交換機(jī)互聯(lián)的接口；b完成實(shí)時(shí)語音壓縮，將64kbit/s的語音信號(hào)壓縮成低碼率語音信號(hào)；c完成尋址和呼叫控制。（3）網(wǎng)閘負(fù)責(zé)用戶注冊(cè)和管理，主要完成以下功能：a地址映射：將電話網(wǎng)的E.165地址映射成相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的IP地址；b呼叫認(rèn)證和管理：對(duì)接入用戶的身

3、份進(jìn)行認(rèn)證，訪止非法用戶的接入；c呼叫記錄：使得運(yùn)營(yíng)商有詳細(xì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收費(fèi)；d區(qū)域管理：多個(gè)網(wǎng)關(guān)可以由一個(gè)網(wǎng)閘來進(jìn)行管理。（4）多點(diǎn)接入控制單元（MCU）的功能在于利用IP的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)通信，使得IP電話能夠支持諸如網(wǎng)絡(luò)會(huì)議這樣一些多點(diǎn)應(yīng)用。IP電話采用網(wǎng)關(guān)技術(shù)，網(wǎng)關(guān)的一邊連接到傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)，如PSTN可與外部的任意一臺(tái)電話機(jī)通信；網(wǎng)關(guān)的另一邊連接到包交換網(wǎng)，女口Internet、Intranet、Extranet等。在整個(gè)IP電話系統(tǒng)中，網(wǎng)關(guān)設(shè)立在世界上各個(gè)地區(qū)，完成當(dāng)?shù)仉娫捑W(wǎng)與Internet的接入與轉(zhuǎn)換處理等功能。網(wǎng)關(guān)接收到了標(biāo)準(zhǔn)電話信號(hào)以后，經(jīng)數(shù)字化、編碼、壓縮處理，按IP協(xié)議打包

4、到Internet上，根據(jù)傳輸路由，通過Internet發(fā)送到對(duì)端網(wǎng)關(guān)；反之，網(wǎng)關(guān)接收到了Internet傳來的IP包，經(jīng)解壓處理后還原成模擬語音信號(hào)再轉(zhuǎn)到電話網(wǎng)系統(tǒng)。網(wǎng)關(guān)可同時(shí)接入和轉(zhuǎn)出電話語音信號(hào)，實(shí)現(xiàn)全雙工通信。網(wǎng)關(guān)因其生產(chǎn)廠商不同而有所不同，但基本的組成模塊是一樣的，包括數(shù)據(jù)處理主機(jī)、語音模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)接續(xù)模塊和管理軟件模塊等。網(wǎng)關(guān)具有路由管理功能，它把各地區(qū)電話區(qū)號(hào)映射為相應(yīng)地區(qū)網(wǎng)關(guān)的IP地址，這些信息存放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)接續(xù)處理軟件將完成呼叫處理、數(shù)字語音打包、路由管理等功能。在用戶撥打長(zhǎng)途電話時(shí)，網(wǎng)關(guān)根據(jù)電話區(qū)號(hào)數(shù)據(jù)庫資料，確定相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的IP地址，并將此IP地址加入

5、IP數(shù)據(jù)包中,同時(shí)選擇最佳路由，以減少傳輸時(shí)延，IP數(shù)據(jù)包經(jīng)Internet到達(dá)目的地的網(wǎng)關(guān)。在一些Internet尚未延伸到或未設(shè)立網(wǎng)關(guān)的地區(qū)，可設(shè)置路由，由距離最近的網(wǎng)關(guān)通過長(zhǎng)途電話網(wǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)接。IP電話的工作過程IP電話結(jié)構(gòu)及處理過程電話結(jié)構(gòu)及處理過程電話結(jié)構(gòu)及處理過程電話結(jié)構(gòu)及處理過程采用電路交換的傳統(tǒng)語音電話（PSTN廣泛使用的是PCM語音編碼技術(shù)，即用戶側(cè)傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，而局間傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，從模擬信號(hào)到局間數(shù)字信號(hào)采用PCM編碼方式,即脈沖編碼調(diào)制。PCM包括采樣、量化、編碼三個(gè)過程，比特率為64kbps，而且每次通話的時(shí)候都要在局端建立一個(gè)獨(dú)享的64K信道，在通話過程中始終占

6、據(jù)此信道，信道的數(shù)量決定了通話的路數(shù)，鑒于此PCM編碼雖然語音質(zhì)量高，但由于效率低，設(shè)備價(jià)格較昂貴，所以不符合未來電話技術(shù)的發(fā)展方向。而網(wǎng)絡(luò)電話則是在基于IP的分組網(wǎng)絡(luò)上傳輸語音，將模擬的語音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字語音分組，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方法，以分組的形式在面向無連接的分組網(wǎng)絡(luò)上傳輸，這就是分組語音技術(shù)，它的特點(diǎn)是占用帶寬小，最小的采用G723編碼的帶寬才5.3/6.3kbps，網(wǎng)絡(luò)利用率高，雖然話音質(zhì)量較PCM編碼差些，但通過一些技術(shù)手段也會(huì)使語音質(zhì)量有較大的提升，滿足客戶的需求。網(wǎng)絡(luò)電話對(duì)語音的處理流程是在發(fā)送端首先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換需要采用一定的語音編碼算法對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行處理，如G7

7、29、G723、G711等。在接收端，首先利用緩沖器來調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的抖動(dòng)，然后經(jīng)過解碼器將語音分組解壓縮后，解碼還原為模擬語音信號(hào)。網(wǎng)絡(luò)電話語音處理流程當(dāng)兩端的用戶端需要通過互聯(lián)網(wǎng)相互撥打時(shí)，首先由主叫端撥打IP電話的接入服務(wù)號(hào)碼（如中國(guó)聯(lián)通的接入服務(wù)號(hào)碼為17910）到發(fā)話端的IP電話網(wǎng)關(guān)（或軟交換平臺(tái)）；待連通后,再撥被叫端的電話號(hào)碼。主叫端的IP電話網(wǎng)關(guān)（或軟交換平臺(tái)）根據(jù)該號(hào)碼查到被叫端IP電話網(wǎng)關(guān)（或軟交換平臺(tái)）的IP地址，通過互聯(lián)網(wǎng)與被叫端的IP電話網(wǎng)關(guān)（或軟交換平臺(tái)）建立連接，然后告訴被叫端IP電話網(wǎng)關(guān)被叫用戶的電話號(hào)碼，被叫端的IP電話網(wǎng)關(guān)（或軟交換平臺(tái)）則根據(jù)該號(hào)碼呼叫被叫用

8、戶；如果該用戶摘機(jī)，則電話接通。在通話過程中，從技術(shù)的角度看，IP電話的工作過程包括以下幾個(gè)步驟:(1) 語音的數(shù)字化：發(fā)話端的模擬信號(hào)經(jīng)過PSTN送到發(fā)端的IP網(wǎng)關(guān)上，然后利用數(shù)字處理(如PCM)設(shè)備對(duì)語音進(jìn)行數(shù)字化；(2) 數(shù)據(jù)壓縮：數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)分析數(shù)字化后的信號(hào)，判斷信號(hào)里包含的是語音、噪音還是語音空隙，然后丟掉噪音和語音空隙信信號(hào)進(jìn)行壓縮；(3) 數(shù)據(jù)打包：由于收集語音數(shù)據(jù)及壓縮過程需要一些時(shí)間(時(shí)間延遲)，為了能保障數(shù)據(jù)分塊傳輸，則必須進(jìn)行打包，且打包時(shí)加進(jìn)一些協(xié)議信息，如每個(gè)數(shù)據(jù)包中應(yīng)包含一個(gè)目的地址、包順序號(hào)，以及數(shù)據(jù)校驗(yàn)信息等；(4) 解包及解壓縮：當(dāng)每個(gè)包到達(dá)目的地主機(jī)(網(wǎng)關(guān)

9、、服務(wù)器或用戶)時(shí)，檢查該包的序號(hào)并將其放到正確位置，然后利用一解壓縮算法來盡量恢復(fù)原始信號(hào)數(shù)據(jù)；(5) 語音恢復(fù)：由于互聯(lián)網(wǎng)的原因，在傳輸過程中.有相當(dāng)一部分包會(huì)被丟失或延遲傳送，它們是導(dǎo)致通話質(zhì)量下降的根本原因。而互聯(lián)網(wǎng)的傳統(tǒng)糾錯(cuò)機(jī)制是當(dāng)接收端收到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包就會(huì)丟棄并請(qǐng)求重傳，由于IP電話業(yè)務(wù)是一種時(shí)間敏感業(yè)務(wù)，不能使用重傳機(jī)制，需要用專用的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)機(jī)制來再造聲音和填補(bǔ)空隙，即要求接收端存貯收到一定數(shù)量的語音數(shù)據(jù)，然后使用一種復(fù)雜算法來“猜測(cè)”丟失內(nèi)容，產(chǎn)生新的語音信息，從而提高通信質(zhì)量.因此接收端聽到的語音有一部分信息是IP電話系統(tǒng)“再造”出來的，所以與發(fā)端講的語音不完全一樣。PHONE-PHONE勺技術(shù)方案比較適合大型骨干型電信語