1 引言
在當今信息時代，信息交流是現代社會的基本需要?？茖W技術的日益更新和人們需求的增加促進了社會的進步，信息交流的方式也越來越多樣化，從最初的電報到固定電話，再到移動通信；從模擬通信到數字通信；從語音通信到圖像通信。同時計算機網絡技術也在高速度發展，從IPV4~U現在的IPV6。IP電話就是計算機網絡技術和通信技術的大融合?？萍际菫槿祟惙盏?，IP電話更貼近人們的生活，IP電話的發展將會給人們帶來新的奇跡。同時，IP電話的多種增值業務和低資費的話費業務，給企業用戶和家庭個人用戶帶來極大的方便。從2O世紀9O年代初期開始，IP電話經歷了一個不斷發展和完善的過程，目前在長途語音通信業務中已占有相當的市場份額。IP電話不但支持語音傳輸，而且能夠提供圖像、數據以及傳真等多種服務，是NGN(下一代網絡)中最具發展前途的應用一。因其價格低廉和對網絡的高效利用等優點對傳統的PSTN電話提出了強大的挑戰，成為未來通信領域的一種重要技術。

2 IP電話基本原理
IP電話，也稱網絡電話或者VoIP，是一種利用Internet或者其它基于IP的網絡(如Intranet、幀中繼或ATM)作為傳輸載體實現普通電話與普通電話、PC與PC、PC與普通電話之間語音通信的技術，是一種通過數據網絡、采用分組交換技術來實現語音傳輸業務的技術。IP電話是建立在IP技術上的分組化、數字化傳輸技術，其基本原理是：把普通電話的模擬信號轉變為數字語音信號，通過語音壓縮算法對語音數據進行壓縮編碼處理，然后把這些語音數據按IP等相關協議進行打包，通過IP網絡把數據包傳輸到目的接收端，再把這些語音數據包重新裝配，經過解碼解壓處理后，恢復成原來的模擬語音信號，從而達到用IP網絡進行語音通信的目的。整個過程可以通過圖1表示出來。經過IP電話系統的轉換及壓縮處理，每路普通電話傳輸速率約占用8—11kbps帶寬，傳統電信網每路電話所使用的64kbps傳輸帶寬可承載5—8路IP電話。因此，能夠最大限度地利用網絡資源，避免資源的浪費。同時，又使整個網絡的運營成本大幅度降低，從而使得用戶承受的通信費用大大減少。

3 IP電話系統結構
IP電話系統由IP電話終端(Termina1)、IP電話網關(Gateway)、網守(Gatekeeper)、網管服務器和計費服務器組成。IP電話網的基本模型如圖2 。

基本模型中各部分的主要功能如下：①IP網絡：用于傳送IP電話的承載網，可以是公網，也可以是專網。②IP電話網關：完成對來自PSTN的語音業務流的編解碼功能，并將壓縮編碼后的語音業務流打成包，通過IP承載網傳給目的網關。它跨接在電路交換網和IP網之間，負責電路交換到分組交換以及分組交換到電路交換的轉換，相當于協議轉換器和數據格式轉換器。③ 傳統電路交換網的接人部分：包括電話網、ISDN和數字移動通信網，它們構成了IP電話的主要接人部分。④IP電話網絡的管理層面：主要由網守和用戶數據庫、結算系統組成，負責用戶的接人認證、地址解析、計費和結算等工作。網守相當于網絡中的智能集線器，它把各個終端及網關智能地結合在一起，進行統一的管理、維護、配置和開發。在IP電話系統中，網守處于高層，用來管理IP電話網關，其功能包括RAS功能f實現用戶認證、地址解析、帶寬管理、安全性管理、區域管理)、呼叫處理功能、用戶界面和參數設置完成路由表、網關數據表、網關組數據表、本網守數據設定等數據的輸入、修改、保存和調試信息、日志信息、告警信息的管理和用戶權限管理、網管功能×通過運行SNMP代理，與網管中心建立聯系)。⑤IP電話終端：不但具有模擬語音信號的處理的能力，同時具有IP網絡語音數據包的收／發轉換和處理能力。其最基本的功能是實現語音通信，如專用IP電話機、ISDN終端、多媒體PC、IP電話語音卡、IP語音會議終端等。同時，IP電話也可以具有可視功能，IP可視電話、視頻多媒體會議終端等。

4 IP電話的協議標準
雖然IP電話技術已經在運用中，但到目前為止，其標準并不統一，主要有ITU—T制定的H.32協議集和IETF定的信令協議會話初始協議SIP和MGCP 。目前個人用戶主要使用基于SIP協議和H.323協議的IP電話系統。除了這幾個主要協議外，還要一些網絡協議作為支撐。
4．1 網絡協議
(1)IPv4、IPv6、IP組播和各種選路協議一一數據傳送和選路的Internet網絡層標準。
(2)RTP(實時傳送協議)——IETFRFc1889，數據傳送層的實時端到端協議。
(3)RTCP(實時傳送控制協議)一一IETFRFC1890，在會話過程中監視QoS和傳送信息的協議，它可以對整個會話過程中的性能和質量進行反饋以便進行修改。
(4)RSVP(資源預留協議)——IETFRFC 2205—2209，允許對無連接的數據流進行網絡資源預留的信令協議。
(5)SNMP(簡單網絡管理協議)一一管理者和被管理實體問通信的Internet標準

4．2 SIP及相關協議
SIP：是MGCP及其它信令系統的主要支持工具。它與用戶代理和用戶代理器一起提供名字到地址的解析和用戶的位置，允許多個服務器與用戶進行交互，并將這些交叉信息送到多臺服務器上。它的優點在于可同時在無狀態和有狀態下進行操作，可使用任何語法，兼容HTTP(超文本傳輸協議)，用戶可以在Web鏈路上發起呼叫。SIP協議族包括SAP和SDP協議。SIP(會話起始協議)—— 用于單個用戶加入點到點或單播會話的協議；SAP(會話通知協議)—— 組播會話管理者采用該協議向一大組接收者分配組播會話描；SDP(會話描述協議)—— 描述SAP、SIP和RTSP會話的協議。

4．3 H.323及相關協議
H．323：提供了基于分組網絡的傳送音頻、視頻和數據的標準。較SIP協議來說，H．323是一個復雜的協議。在IP電話系統中主要采用H．323協議族。從TCP／IP的分層觀點來看，H．323是一個應用層協議族，它負責IP電話中尋找被叫放，建立應答，并且按照彼此的數據處理能力發送數據，在網絡中進行實時語音傳輸。H．323協議棧如圖3N示，集成了視頻、音頻、控制等多媒體通信信息 。TCP協議用于H．245控制信道、T．120數據信道和呼叫接續信令信道，而將Qos不太好的UDP協議用于IP語音和RAS信道。盡管UDP協議提供的QoS較一般，但時延比TCP／IP要小。

4．4 媒體網關控制協議MGCP(Media Gateway Control Protocol）

MGCP通過呼叫代理或媒體網關控制器(MGC)的呼叫控制單元來控制電話網關，支持點對點或多方的操作。它采用智能模塊用于電話呼叫控制操作并駐留在呼叫代理單元。

5 IP電話面臨的主要問題
5．1 服務質量（QoS)問題
IP電話是基于IP網絡發展起來的語音傳輸應用，而IP網絡是一種面向無連接的應用，其數據傳輸遵循一種“盡力而為” 的原則。網絡時延和時延抖動隨著網絡狀況的好壞而變化，具有不可預測性和不確定性。而且，網絡傳輸受到帶寬的限制，如果網絡丟包數量達到某一極限，也將引起語音質量的下降，無法保證穩定可靠的語音服務質量。服務質量是IP電話技術中存在的主要問題，直接制約了IP電話使用的用戶數量。

5．2 互通性問囊
互通性包括業務互通和產品互通兩個方面。傳統的PSTN電話經過上百年的發展，在電信服務質量、通用業務、全球互通、6個9的(99．9999％)可靠性、內容豐富的服務及收費質量等方面已相當完善，各種產品之間有著良好的互通性。但在以分組交換為基礎的IP電話網絡中實現互通性卻不容易。目前，IP電話還處于成長期，相關的技術和標準還在不斷的變化和發展，要完善需要一個較長的過程。各廠商的產品和服務上的互通性也較差。IP電話業務的擴展，需要各廠商產品良好的互通性支持，產品良好的互通性又會促進業務的擴展。

5．3 承載網絡問囊
IP電話是由互聯網發展而來，語音傳輸主要采用UDP協議。UDP協議是面向無連接的協議，丟失數據包將嚴重影響語音傳輸?？沙休dIP電話的網絡一般選擇電信公網的剩余帶寬或專用的IP網。IP電話的承載網絡應是下一代網絡(NGN)。只有NGN實現后，IP電話所具有的優勢才能得到充分體現。

5．4 安全問囊
IP電話運行在開放的網絡環境下，同時本身也要求不同廠商的產品、不同運營商的業務實現互通，這必然存在諸如系統的管理權限、用戶數據信息、計費信息的保密、非法入侵的記錄和追查等安全問題。

5．5 與傳統業務競爭的問囊
IP電話目前在我國的應用普遍以免費或低資費作為吸引用戶的賣點，但是，由于VOIP市場沒有得到較大擴張．終端價格貴、品種少，導致部分提供商面臨破產倒閉。2007年7月美國老牌VOIP提供商SunRocket突然宣布倒閉。因此廉價或免費的業務雖然在一定程度上吸引了大批用戶，但是微薄的收益難以維持整個產業鏈有效的運轉，最終會損害終端用戶的利益，如業務質量、售后服務等無法保證。IP電話業務與傳統電話業務的競爭目前還只限于長途業務范圍，對傳統市話業務幾乎沒有什么影響。對于傳統運營商來說，他們也會憑借自身的優勢，降低資費標準，增加與IP電話的競爭力。

6 IP電話的未來及影響
盡管IP電話存在以上問題，但是其良好的發展前景是必然的。在2006中國IP通信大會上，賽迪顧問股份有限公司通信與網絡咨詢事業部總經理張濤說：“VoIP讓中國市場興奮的自然不僅僅是處于產業鏈下游的設備市場，未來五年，中國VoIP市場多種主要業務將逐漸由成長期步人成熟期，行業發展熱點和趨勢逐步清晰” 。他指出， 目前中國VoIP業務中，IP電話卡業務已經轉入成熟期，業務使用量達到高峰；固定IP主叫業務、移動IP電話、企業級VoIP、IP PBX處于成長期，具有較大的利潤增長潛力，市場優勢明顯。IP電話服務一直是由中小同通信商在不斷推動市場的發展，而近來業界巨頭的加入更加速了IP電話市場的發展，IP電話在大企業中的應用將顯著增長。這預示著IP電話將很快成為主流。2006年12月據In—Stat統計，2006年全球用于企業的IP電話銷量達990萬部，而2010年預計可達4580萬部。雖然仍有40％的被訪企業表示沒有部署VoIP的計劃，但是其余60％都表示已經或者計劃部署VoIP。據美國數據調研機構報告，大約有8％的家庭在使用VoIP)]~務， 目前，Vonage和TimeWarner的服務用戶數量分別為170萬和160萬，但仍低于skype的2107Y。在美國，經過對數千家庭用戶的調查顯示， 目前已經使用skype的VoIP)]~務的家庭超過7．9％，而使用完全基于VoIP的軟件客戶端的則有約12％， 比如說skype，yahoo massenger等，另外因為VoIP服務而停止使用傳統的電話業務的已經達到了49％。IP電話最顯著的優勢是低資費，能很快的占領市場，其發展對運營商有深遠的影響。不管是電信，還是移動聯通，IP電話的發展都會給他們帶來影響。這些影響有IP電話資費方面，也有通信融合方面，還有業務辦理方面等等，在這些很多方面中，有有利的，也有不利的。而在電話話費方面IP電話給他們帶來的始終是不利的影響。IP電話的發展促使各大運營商對資費標準做了進一步改革。電信一開始就對IP電話進行封殺，后來低檔不了網絡電話和網絡電話公司的強大力量，也只能用降低話費這個方法。近年來，移動通信資費問題也一直是中國通信行業的熱點問題，而雙向收費向單向收費方式的變革更是熱點中的焦點。雖說3G時代即將到來，而移動單向收費在3G時代是必然會實現的，但IP電話的逐步成熟，也會大大影響到移動單向收費。根據市場調研公司ReportLinker發布的一份報告顯示，中國國內的網絡電話公司發展速度已趕超固話(PSTN)的發展速度。到2006年9月為止，中國的IP電話撥打量約為1100億分鐘，每年的增長速度為11-8％。長途電話中IP電話占了43％。報告認為，在兩到三年內，IP電話在長話市場中的份額將超過固話(PSTN)和移動電話的撥打總量。

7 結語
IP電話與傳統電話相比，采用了分組交換技術，提高了傳輸系統資源的利用率，降低了對交換設備 的要求；基于開放的計算機平臺，能夠更加高效地利用網絡資源，有利于新型業務的推出；可以提供更為廉價的服務，為用戶節省長途電話費用；為企業減少設備投資，降低運營成本。因此，IP電話較傳統電話有廣闊的市場前景。同時，IP電話技術降低人們信息交流的費用，有利于全面提高我國信息化水平，促進社會的發展。