l、VOIP的基本原理

VOIP(Voice Over Interact Protoco1)，是一種利用IP技術實現語音在互聯網上實時傳送的技術。一個完整的VOIP系統通常包括：(1)IP通信終端，如IP電話機，或者是安裝有IP通信軟件的計算機。(2)媒體網關，在IP網絡和傳統的公共電話交換網(Public SwitchedTelephoneNetwork，PSTN)之間或采用不同編碼格式的IP網絡之間對需要傳送的語音數據進行轉換處理。(3)信令網關，在異構網絡之間，轉換信令操作，監控語音信號，以判定通話連接是否成功建立。(4)媒體網關控制器， 也叫網守，協調媒體網關和信令網關之間的操作，控制IP通信的整體過程。

VOIP通信在應用過程中的基本原理是：先運用語音壓縮算法對原始語音數據進行壓縮、編碼，以保證語音傳輸的質量，合理利用IP帶寬資源，并把這些壓縮過的語音數據按照IP協議標準進行分組打包。然后使用實時傳輸協議/實時傳輸控制協議RTP/rCP(Realtime Transport Protocol/Realtime Trans-port Control Protoco1)協議對壓縮數據進行處理，并使用無連接的UDP方式然后將語音數據通過IP網絡進行傳送。最后接收端將收到語音數據包按時間順序進行串接處理，并將語音數據進行解碼以及解壓縮處理，使其恢復出原始語音信號，進而實現通過互聯網進行實時語音通信的目的。

作為實時業務，VOIP對時序、時延等有嚴格要求，為保證話務質量，在研究VOIP時，主要的關鍵技術有控制信令技術、媒體編碼技術、實時傳輸技術、QOS保障技術、網絡傳輸技術等。

2、VOIP中的關鍵技術

2.1控制信令技術

信令技術的主要功能是保證話音質量和電話呼叫的順利 實現。當前被廣泛接受的VOIP控制信令體系包括國際電信聯盟(ITU)的H.323系列和因特網工程任務組(IETF)的會話初始化協議(SIP)。

(1)H.323

H.323是ITU制定的IP網絡上進行音頻、視頻和數據等多媒體信息通信的協議標準，它的主要功能是為局域網、廣域網、企業內部網和互聯網上的多媒體通信提供技術基礎支持。 它在各種設備之間、上層應用之間和供應商之間進行交互操作。另外，它支持組播、帶寬管理和多點功能，不受操作系統、 網絡結構和硬件平臺的束縛，能支持不同功能節點之間的會議、不同網絡之間的會議，靈活性強。

(2)SIP

SIP協議是一個會話層的信令控制協議。它只能提供建立、維護及結束進程信息的功能，但是它沒有媒體控制。SIP提供的建立和結束會話的功能有用戶定位、用戶能力、用戶可用性、呼叫建立和呼叫處理。只要通過這五種SIP功能就可以完成一次會話。

2.2 媒體編碼技術

眾所周知，媒體編碼技術是VOIP技術的一個重要的組成部分。為了在節省網絡帶寬，同時，為了在突發傳輸、鏈路產生誤碼和網絡抖動時，語音仍具有很強的健壯性。通常情況下采用64kbpsPCM數據壓縮編碼成比特較小的語音幀的方法。目前，應用于VOIP通信中的編碼技術主要是由國際點聯盟ITU建議的應用于低速率多媒體服務中語音信號的壓縮算法，常見的有G.723.1，G.729、G.729.A等。其中，G.723.1有兩種速率：5.3kbps和6.3kbps，其話音質量好，是目前已標準化的最低速率的話音編碼算法。G.729采用的是8kbps基于CELP壓縮技術的語音編碼算法，G.729.A主要是在G.729基礎上降低了運算復雜度。

2.3 實時傳輸技術

實時傳輸技術在使用過程中主要采用的是實時傳輸協議RTP。PTP主要包括兩個部分，分別是數據和控制。其中，后者被稱作實時傳輸控制協議RTCP。RTP在分組中提供三項內容，一是序列號，允許接收端將進入的分組按照正確的方式排列，同時檢測出丟失的分組；二是一個時間戳，允許接收方按媒體流中正確的時間播放正確的分組；三是一系列源標識符，這一功能是使對方知道數據的來源。

2.4 QOS保障技術

VOIP作為一種實時應用，對服務質量QOS要求很高，它在延遲和抖動的控制、分組丟失等方面的作用將影響網絡提供更高優先服務的能力。目前廣泛采用的提高QOS的方法有資源預留協議(Resource Reservation Protocol，RSVP)以及進行服務質量監控的實時傳輸控制協議。RSVP具有減少時延的作用，它要求每臺設備在參與VOIP業務時都必須預留必要的資源空間來保障業務質量；抖動問題一般是在接收端增加抖動緩沖區來解決的：前向糾錯法(Forward Error Correction， FEC)用來解決分組丟失問題。

2.5 網絡傳輸技術

VOIP中網絡傳輸技術主要有傳輸控制協議TCP和用戶數據報協議UDP，另外還包括網關互聯技術、網絡管理技術、 安全認證和計費技術、路由選擇技術等。在實際應用中，VOIP通常采用UDP和RTP相結合的方式傳輸語音數據，確保語音數據實時穩定地傳輸，通常用UDP分組來承載RTP協議報單元。在RTP報頭中包含裝載數據的序列號、標識符、時間戳以 及傳送監視信息等，另外為減少時延，話音數據凈荷一般來說都很短，RTP、UDP和IP報頭都按最小長度計算。采用RT協議將多路話音插入話音數據段中，可有效解決VOIP話音分組開銷大的問題，提高了傳輸效率。

3、VOIP在企業中的應用

3.1 方案應用背景

企業為了擴展業務，需要建立許多分支機構，各分支機構之間的語音通信，企業人員外出與各分支機構的語音通信占據了企業總話費開支的絕大部分，傳統的本地及長途電話業務使得企業要為此支付高昂的電話費。如何在保證正常辦公的前提下，節省不必要開支，是一個企業管理者不得不考慮的問題。

3.2 方案論述

當前國內外相當大比重的企業總部和各分支機構都建有自行管理專用電話交換機(PBx)系統，這個可幫助企業內部實 現話音通信。另外，總部和各分支機構還建有各自的局域網(LAN)，進行數據交換和信息共享，通過各種IP接入方式接入互聯網，獲取其它更多的服務。同時，PBX系統通過El接口或者FXO接口與當地的電信運營商的公共交換電話網PsTN相連，進而實現與公共網的通信，本地市話和長途通話中都采用電信運營商的線路。

VOIP系統設計方案是在PBX系統和IP網絡之間增設媒 體網關和網守，將PBX接入互聯網，實現語音信號和IP數據信號之間的相互轉換。這一方案有兩大優勢：一方面，保留企業原有通信系統，大大降低成本：另一方面，可以以互聯網為依托，將長途語音信號通過互聯網傳遞，進而大大降低企業日常語音通話成本，其如圖1所示。

在VOIP技術出現之前，各企業總部與其分支機構之間通話是通過公共交換電話網PSTN，通信費用比較高，引入VOIP 技術后，總部分機和分支機構分機之間通話在經過PBX后，接入媒體網關，把語音信號進行壓縮編碼打包，形成統一的IP數據包，經過互聯網把數據包送至接收端。接收端媒體網關把這些數據包按照時間順序串接起來，經過解碼解壓縮后恢復成原始的語音信號，送至PBX和分機，從而達到通過互聯網傳送語音的目的。

通過以上組網方案構建的VOIP通信網絡可以實現如下功能：

(1)總部和各分支機構，不論是否同處于一個城市，相互間的通信免費，例如A市、B市分機之間、VOIP電話機或者裝有VOIP軟件的計算機之間的通信免費。

(2)用VOIP電話機或者裝有VOIP軟件的計算機撥打總部和各分支機構的分機免費。例如用VOIP電話機撥打A市、B市的分機通信免費。

(3)將VOIP電話與本地公共交換電話網相結合，只收取當地市話費用，例如A市分機與B市市話通信，只收取B市當地的市話費用。

4、結束語

由于VOIP技術的靈活性，企業級VOIP具有多種可自由選擇的組網方案，企業管理者可根據自身實際情況，在保證所需功能及服務質量的前提下，選擇最適合的組網方案。同時，VOIP的增值業務有著巨大的發展潛力，特別在企業應用中，當前已出現多種產品業務。隨著VOIP技術的不斷發展和完善，它在未來的企業通信業務中必將得到更加廣泛的應用