VoIP又稱IP電話或IP網絡電話,是Voice over Internet Protocol的縮寫,這種技術通過對語音信號進行編碼數字化、壓縮處理成壓縮幀,然后轉換為IP數據包在IP網絡上進行傳輸,從而達到了在IP網絡上進行語音通信的目的。IP電話極大地改進了網絡帶寬的利用率,大大降低了通信的費用,它的廣泛應用也促進了寬帶多媒體應用的發展。VoIP最大的優勢是能廣泛地利用Internet和全球IP互連的環境,提供比傳統業務更多、更好的服務。VoIP可以在IP網絡上便宜地傳送語音、傳真等業務。VoIP是利用IP技術,用寬帶去傳送話音,實現與外地辦事處或機構、客戶的通話,以節省大量的市話和長途費用。

1 VoIP基本原理
VoIP是一種可以在IP網絡上互傳模擬信號的技術,其基本原理是通過語音的壓縮算法對語音數據編碼進行壓縮處理,然后將這些語音數據按TCP/IP標準進行打包,經過IP網絡將數據包送至目的端,再將這些語音數據包串起來,經過解壓處理后,還原成原來的語音信號以供接聽者接收,從而達到由互聯網傳送語音的目的。進一步來說,VoIP大致透過5道程序來互傳語音訊號,首先是將發話端的模擬語音訊號進行編碼的動作,目前主要是采用ITh -TG.711語音編碼標準來轉換。第二道程序則是將語音封包加以壓縮,同時并添加址及控制信息,如此便可以在第三階段中,也就是傳輸IP封包階段,在浩瀚的IP網絡中尋找到傳送的目的端。到了目的端,IP封包會進行譯碼還原的作業,最后轉換成喇叭、聽筒或耳機能播放的模擬音訊。

2　VoIP關鍵技術
由于VoIP完全建立在分組交換的基礎上,而分組交換固有的時延、丟包等弱點使VoIP的通話質量無法得到保證。因此在VoIP系統中必須采取特殊措施來保證一定的業務質量.VoIP的關鍵技術如下:

2.1　信令技術
信令技術是電話呼叫的順利實現和話音質量的保證,目前主要的信令體系包括國際電信聯盟遠程通信標準化組(ITU -T)的H.323系列和互聯網工程任務組(IETF)的SIP。H.323制定了無服務質量保證的分組網絡(PBN)上的多媒體通信標準,已經比較成熟并已在VoIP領域廣泛應用。通訊設備之間任何實際應用信息的傳送總是伴隨著一些控制信息的傳遞,它們按照既定的通訊協議工作,將應用信息安全、可靠、高效地傳送到目的地.這些信息在計算機網絡中叫做協議控制信息,而在電信網中叫做信令( Signal) 。英文資料還經常使用“Signalling”(信令過程)一詞,但大部分中文技術資料只使用“信令”一詞,即“信令”既包括“Signal”又包括“Signalling”兩重含義。信令實際上就是一種用于控制的信號。信令按其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)和電話局的交換機之間,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,隨路信令就是說信令網就附在計算機網絡或是電話網絡上,不需要重新建一個網絡,而共路信令則是需要重新建設一個信令網(主要是在局端之間) ,例如打電話:當我們開始打電話的時候,拿起電話機時就有信號傳到當地的電信局端,一系列交換后,本局端就先在網絡上發送信令,等對端收到信令后回應一個信令同意通話,此時網絡上傳輸信令功能就算完成了,開始傳輸語音信號,就可以通話了。等電話結束的時候,同樣需要通過信令來控制電路拆除。

2. 2　語音處理技術
話音壓縮處理技術是Vo IP技術的核心,目前,主要有國際電信聯盟遠程通信標準化組( ITU – T)定義的G. 729、G. 723/G. 723. 1等. 由于在分組交換網絡中無服務質量保證,因而需要話音的編碼具有一定的靈活性,即編碼速率、編碼尺度適應性。 G. 729可以僅用8kbit / s的帶寬傳輸語音,所用的算法為對生結構代數碼激勵線性預測編碼(CS – ACELP) ,這種算法構成了G. 729標準的基礎. G. 723. 1采用5. 3/6. 3kbit / s的雙速率話音編碼,話音質量好,但是處理時延較大,是目前已標準化的最低速率的話音編碼算法。

2. 3　計算機電信集成(CTI)技術
CTI是英文“Computer Telecommunication Integration”的簡寫形式,翻譯為“計算機電信集成”,是呼叫中心(Call Center)系統的核心技術. 隨著計算機技術對電信領域越來越多的影響,部分專家將CTI視為“Com2puter Teleommunication Integration”,即“計算機電信集成”。CTI技術是從傳統的計算機電話集成(Computer Telephony Integration)技術發展而來的,最初是想將計算機技術應用到電話系統中,能夠自動地對電話中的信令信息進行識別處理,并通過建立有關的話路連接,而向用戶傳送預定的錄音文件、轉接來話等。而到現在, CTI技術已經發展成“計算機電信集成”技術( Computer Telecommunication Integration) ,即其中的“T”已經發展成“Telecommunication”,這意味著目前的CTI技術不僅要處理傳統的電話語音,而且要處理包括傳真、電子郵件等其它形式的信息媒體。 CTI技術跨越計算機技術和電信技術兩大領域,目前提供的一些典型業務主要有基于用戶設備(CPE)的消息系統、交互語音應答、呼叫中心系統、增值業務、IP電話等.CTI技術的特點: 1、充分利用計算機的信息處理能力; 2、組網方便,操作靈活; 3、提高通信線路的利用率; 4、系統接口豐富,成本低; 5、與電信網和計算機網絡的無縫連接; 6、節省人力資源,提高指揮效能.

2. 4　QoS保障技術
QoS (Quality of Service) ,中文名為“服務質量”. 它是指網絡提供更高優先服務的一種能力,包括專用帶寬、抖動控制和延遲(用于實時和交互式流量情形)、丟包率的改進以及不同WAN、LAN和MAN技術下的指定網絡流量等,同時確保為每種流量提供的優先權不會阻礙其它流量的進程. QoS是網絡的一種安全機制,是用來解決網絡延遲和阻塞等問題的一種技術. 在正常情況下,如果網絡只用于特定的無時間限制的應用系統,并不需要QoS,比如Web應用,或E – mail設置等. 但是對關鍵應用和多媒體應用就十分必要. 當網絡過載或擁塞時,QoS能確保重要業務量不受延遲或丟棄,同時保證網絡的高效運行。VoIP網絡中QoS保障的途徑有:過度建設、優先級、隊列、避免擁塞和傳輸整形等。VoIP 中主要采用資源預留協議(RSVP)來保證IP優先級,并采用隨機早起檢測技術和加權技術來避免網絡擁塞,保障通話質量。

2. 5　網絡管理技術
網絡管理技術是IP電話走向運營的保障. IP電話網絡管理系統主要包括呼叫管理系統(CMS) 、流量分析系統( TAS) 、網絡管理系統(NMS) 、網絡監視系統. 對一個實時性要求很高的通信系統來說,其網絡質量直接影響通信質量. 通過網絡管理技術,可以迅速處理網絡故障,保證網絡及各個節點穩定、高效運行。

3　網絡電話若要走向符合企業級營運標準,必須達到以下幾個基本要求：
服務品質(Q S)之保證這是由STN過渡到VI 、IBX取代BX的最基本要求所謂Q S就是要保證達到語音傳輸的最低延遲率(400毫秒)及封包遺失率( 528% ) ,如此通話品質才能達到現今PSTN的基本要求及水準,否則VoIP的推行將成問題。99. 9999%的高可用性(High Available;簡寫為HA) :雖然網絡電話已成今后的必然趨勢,但與發展已久的PSTN相比較,其成熟度、穩定度、可用性、可管理性,乃至可擴充性等方面,仍有待加強. 尤其在電信級的高可用性上,Vo IP必須像現今PSTN一樣,達到6個9 (99. 9999%)的基本標準。目前Vo IP是以負載平衡、路由備份等技術來解決這方面的要求及問題,總而言之, HA是VoIP必須達到的目標之一。開放性及兼容性:傳統PSTN是屬封閉式架構,但IP網絡則屬開放式架構,如今Vo IP的最大課題之一就是如何在開放架構下,而能達到各家廠商VoIP產品或建設的互通與兼容,同時地造成各家產品在整合測試及驗證上的困難度。目前的解決方法是透過國際電信組織不斷擬定及修改的標準協議,來達到不同產品間的兼容性問題,以及IP電話與傳統電話的互通性?？晒芾硇耘c安全性問題:電信服務包羅萬象,包括用戶管理、異地漫游、可靠計費系統、認證授權等等,所以管理上非常復雜,VoIP營運商必須要有良好的管理工具及設備才能因應。 同時IP網絡架構技術完全不同于過去的PSTN電路網,而且長久以來具開放性的IP網絡一直有著極其嚴重的安全性問題,所以這也形成網絡電話今后發展上的重大障礙與首要解決的目標。多媒體應用:與傳統PSTN相比,網絡電話今后發展上的最大特色及區別,恐怕就在多媒體的應用上。在可預見的未來,VoIP將可提供交互式電子商務、呼叫中心、企業傳真、多媒體視訊會議、智能代理等應用及服務。過去,VoIP因為價格低廉而受到歡迎及注目,但多媒體應用才是VoIP今后蓬勃發展的最大促因,也是各家積極參與的最大動力。

4　結束語
在不久的將來, IP電話將逐步取代傳統電話并最終完全IP化。我們有理由相信,隨VoIP技術標準的不斷發展和完善,VoIP系統必將在新一代電信網絡中得到成功應用。