cisco voip

1、VoIP,IP Phone,IP （Internet Protocol）電話是一種數(shù)字電話，是技術創(chuàng)新的一種通信服務業(yè)務。它把語音、壓縮編碼、打包分組、分配路由、存儲交換、解包解壓等交換處理在IP網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)語音通信。它促進了網(wǎng)絡資源利用，降低語音業(yè)務成本。因此在全球范圍內得到了迅速的發(fā)展，可以說是當仿世界上發(fā)展最快、普及最快的一門應用服務技術之一，也是計算機網(wǎng)絡界關注的熱點之一。,IP電話迅速發(fā)展的背景,從最初的Intern

2、et聯(lián)應用到可以利普通電話實現(xiàn)通話，IP電話在短短的幾年間得到了非常迅速的發(fā)展。IP電話為什么會在這樣短的時間里引起全球電信界的關注，并且正在或將要對傳統(tǒng)的通信方式產(chǎn)生巨大的沖擊？這除了IP電話采用語音壓縮和統(tǒng)計復用技術節(jié)約寬帶從而造成運營成本降低外，還有以下兩個原因。,,第一， 電話業(yè)務歷來都是各國管制最為嚴格的業(yè)務，但對于IP電話各國大多采取寬容甚至是扶植的態(tài)度。第二，各國國際長途電話費存在著嚴重的不平衡性，且國際長途電話業(yè)務在很

3、多國家都是壟斷經(jīng)營的。這樣，國際話費低的國家電信運營者可以利用各國對IP電話的政策優(yōu)惠，通過IP電話向國際話費高的國家滲透，直接或間接進入電信市場中尚未開放國家的國際長途業(yè)務經(jīng)營領域 。,IP電話在技術上大致經(jīng)歷這樣的幾個階段,技術突破期（1995-1996）IP電話最早是作為Internet上的聯(lián)機應用出現(xiàn)的，那時只要通放雙方擁有同樣的客戶端應用軟件就可以在Internet上進行實時通話了，當然語音質量存在很多問題。 發(fā)展期（199

4、6-1999）逐漸地，電信公司開始認識到利用Internet實現(xiàn)語音業(yè)務的巨大潛在市場，他們開始考慮如何將Internet和已有的PSTN結合起來，從而更加廣泛的普通電話用戶提供業(yè)務。,IP電話在技術上大致經(jīng)歷這樣的幾個階段（cont.）,成熟期（2000~）也許再過幾年，IP電話將步入成熟期，屆時IP電話將具有以下特點：　　1） 技術成熟?！　?） 統(tǒng)一標準?！　?） 全球網(wǎng)絡實現(xiàn)互通?！　?） 語音質量良好?！　?/p>

5、5） 大部份傳統(tǒng)電信運營公司開始提供IP電話業(yè)務。 　　6） 向IP傳輸多媒體業(yè)務過渡。目前，IP電話正處于發(fā)展期，各個設備制造商紛紛推出IP電話網(wǎng)關產(chǎn)品，眾多電信運營公司開始經(jīng)營IP電話業(yè)務，IP電話正以強大的吸引力吸引著傳統(tǒng)和新型的電信公司。,VoIP的原理及技術,通過因特網(wǎng)進行語音通信是一個非常復雜的系統(tǒng)工程，其應用面很廣，因此涉及的技術也特別多，其中最根本的技術是VoIP (Voice over IP)技術，可以說，因特網(wǎng)語

6、音通信是VoIP技術的一個最典型的、也是最有前景的應用領域。因此在討論用因特網(wǎng)進行語音通信之前，有必要首先分析VoIP的基本原理，以及VoIP中的相關技術問題。,1、 VoIP的基本傳輸過程,傳統(tǒng)的電話網(wǎng)是以電路交換方式傳輸語音，所要求的傳輸寬帶為64kbit/s。而所謂的VoIP是以IP分組交換網(wǎng)絡為傳輸平臺，對模擬的語音信號進行壓縮、打包等一系列的特殊處理，使之可以采用無連接的UDP協(xié)議進行傳輸。,,為了在一個IP網(wǎng)絡上傳輸語音信號

7、，要求幾個元素和功能。 VoIP設備是如何把語音信號轉換為IP數(shù)據(jù)流，并把這些數(shù)據(jù)流轉發(fā)到IP目的地，IP目的地又把它們轉換回到語音信號。,1、1 語音-數(shù)據(jù)轉換,語音信號是模擬波形，通過IP方式來傳輸語音，不管是實時應用業(yè)務還是非實時應用業(yè)務，都要首先要對語音信號進行模擬數(shù)據(jù)轉換，也就是對模擬語音信號進行8位或6位的量化，然后送入到緩沖存儲區(qū)中，緩沖器的大小可以根據(jù)延遲和編碼的要求選擇。,1、2 原數(shù)據(jù)到IP轉換,一旦語音信號進行數(shù)

8、字編碼，下一步就是對語音包以特定的幀長進行壓縮編碼。大部份的編碼器都有特定的幀長，若一個編碼器使用15ms的幀，則把從第一來的60ms的包分成4幀，并按順序進行編碼。每個幀合120個語音樣點（抽樣率為8kHz）。編碼后，將4個壓縮的幀合成一個壓縮的語音包送入網(wǎng)絡處理器。網(wǎng)絡處理器為語音添加包頭、時標和其它信息后通過網(wǎng)絡傳送到另一端點。語音網(wǎng)絡簡單地建立通信端點之間的物理連接（一條線路），并在端點之間傳輸編碼的信號。IP網(wǎng)絡不像電路交換網(wǎng)

9、絡，它不形成連接，它要求把數(shù)據(jù)放在可變長的數(shù)據(jù)報或分組中，然后給每個數(shù)據(jù)報附帶尋址和控制信息，并通過網(wǎng)絡發(fā)送，一站一站地轉發(fā)到目的地。,1、3 傳送,在這個通道中，全部網(wǎng)絡被看成一個從輸入端接收語音包，然后在一定時間（t）內將其傳送到網(wǎng)絡輸出端。t可以在某全范圍內變化，反映了網(wǎng)絡傳輸中的抖動。網(wǎng)絡中的同間節(jié)點檢查每個IP數(shù)據(jù)附帶的尋址信息，并使用這個信息把該數(shù)據(jù)報轉發(fā)到目的地路徑上的下一站。網(wǎng)絡鏈路可以是支持IP數(shù)據(jù)流的任何拓結構或訪問

10、方法。,1、4 IP包-數(shù)據(jù)的轉換,目的地VoIP設備接收這個IP數(shù)據(jù)并開始處理。網(wǎng)絡級提供一個可變長度的緩沖器，用來調節(jié)網(wǎng)絡產(chǎn)生的抖動。該緩沖器可容納許多語音包，用戶可以選擇緩沖器的大小。小的緩沖器產(chǎn)生延遲較小，但不能調節(jié)大的抖動。其次，解碼器將經(jīng)編碼的語音包解壓縮后產(chǎn)生新的語音包，這個模塊也可以按幀進行操作，完全和解碼器的長度相同。 若幀長度為15ms，，是60ms的語音包被分成4幀，然后它們被解碼還原成60ms的語音數(shù)據(jù)流送入

11、解碼緩沖器。在數(shù)據(jù)報的處理過程中，去掉尋址和控制信息，保留原始的原數(shù)據(jù)，然后把這個原數(shù)據(jù)提供給解碼器。,5、 數(shù)字語音轉換為模擬語音,播放驅動器將緩沖器中的語音樣點（480個）取出送入聲卡，通過揚聲器按預定的頻率（例如8kHz）播出。 簡而言之，語音信號在IP網(wǎng)絡上的傳送要經(jīng)過從模擬信號到數(shù)字信號的轉換、數(shù)字語音封裝成IP分組、IP分組通過網(wǎng)絡的傳送、IP分組的解包和數(shù)字語音還原到模擬信號等過程。,推動VoIP的主要技術進展,協(xié)議和標準

12、 軟件 硬件 H.323 加權公平排隊法 DSP MPLS標記交換 加權隨機早期檢測 高級ASIC RTP, RTCP 雙漏斗通用信元速率算法 DWDM RSVP 額定訪問速成率 SONET Diffserv, CAR Cisco快速轉發(fā)

13、 CPU處理功率 G.729, G.729a: CS-ACELP 擴展訪問表 ADSL，RADSL，SDSL FRF.11/FRF.12 令牌桶算法 Multilink PPP 幀中繼數(shù)據(jù)整流形 SIP 基于優(yōu)先級的CoS Packet over SONET IP和ATM QoS/CoS的集成,寬帶接入技術,IP網(wǎng)絡的用戶接入已成為制約全網(wǎng)

14、發(fā)展的瓶頸。從長期發(fā)展看，用戶接入的終極目標是光纖到戶（FTTH）。光接入網(wǎng)從廣義上講包括光數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)和無源光網(wǎng)絡兩類。前者主要在美國，結合開放口V5.1/V5.2，在光纖上傳送其綜合系統(tǒng)，顯示了很大的生命力。后者主要在目本和德國。日本堅持不懈攻關十多年，采取一系列措施，將無源光網(wǎng)絡成本降低至與銅纜和金屬雙絞線相近的水平，并大量使用。,研究IP電話的國際標準化組織,國際電信聯(lián)盟電信標準部（International Telecom

15、munications Union- Telecommunications Standardization section，1TU-T）歐洲電信技術標準所（European Telecommunications Standards Institue，ETSI）因特網(wǎng)工程任務組（Internet Engineer ing Task Force，IETF）、國際多媒體電視會議聯(lián)合會（IMTC）和INOW。,ITU-T,ITU-T 國際

16、電聯(lián)是世界是制定通信標準最具有權威性和影響力的組織，ITU-T第16研究組制定的H.323協(xié)議已經(jīng)提到計算機業(yè)和傳統(tǒng)電信業(yè)的廣泛支持，目前，H.323 v2已經(jīng)完成，并已經(jīng)開始H.323 v2的研究的制定工作。第16組于1999年5月在智利會議上提出H.gcp草案，并開始研究MGCP與H.gcp的進一步融合。,ETSI,ETSI TIPHON項目研究組在業(yè)務互操作、網(wǎng)絡結構、編號和尋址、服務質量等方面研究得比較深入，其目的是結合電信和I

17、nternet技術，提出IP網(wǎng)上傳輸語音的標準，TIPHON將研究過程分為四個階段 。并分步實施。,IMTC和IETF,IMTC和IETF 國際多媒體電視會議聯(lián)合會（IMTC）是一個非盈利性組織，由大約140個成員組成。IMTC目前與ETSI TIPHON合作重點研究互通問題，以保證設備的互操作性；IETF中的IPTEL、PINT、MEGACO等研究組正在進行IP電話方面廠家，主要研究IP電話的新協(xié)議（如MGCP、SIP等）、IP電

18、話網(wǎng)與PSTN和IN的互通等。,INOW,INOW是由ITXC發(fā)起的。ITXC是一個IP電話業(yè)務批發(fā)商，它擁有一個覆蓋全球的IP電話網(wǎng)，目前已經(jīng)建立127個網(wǎng)關接入點。ITXC的網(wǎng)絡中采用了朗訊和VocalTec兩定公司的產(chǎn)品。1986年6月，ITXC、朗訊和VocalTec宣布開發(fā)可以在ITXC網(wǎng)絡上互通產(chǎn)品，并于1998年11月向人們公開了產(chǎn)品規(guī)范，目前已經(jīng)公布第二版的規(guī)范書，這一舉動引起了許多廠家，標準化組織的電信公司的關注。

19、,IP電話系統(tǒng)建設應遵循五項基本原則,1、 延遲400毫秒的基本原則 能否將語音業(yè)務集成到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中，關鍵就是如何保證QoS。對于IP電話而言，保證其QoS就怎樣保證語音傳輸?shù)淖畹脱舆t及怎樣減少丟包率。據(jù)專家介紹，只有端到端延遲降低到400毫秒以下，將丟包率降低到5%-8%，才能使IP電話與傳統(tǒng)電話 相媲美，實現(xiàn)"收費質量"的語音業(yè)務，而且必須自始至終保證這兩項指標。,,2、 99.9999%可靠電信原則 IP網(wǎng)絡已

20、成發(fā)展潮流，已成為網(wǎng)絡應用的熱點。在IP有一點非常清晰：IP網(wǎng)絡必須發(fā)展與PSTN同樣的功能甚至超過PSTN，PSTN發(fā)展100年，IP網(wǎng)絡要走的路決不是坦途，電信服務質量、通用業(yè)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，這些要求在PSTN中實現(xiàn)起來也許很容易，但在以包交換為基礎的IP電話網(wǎng)絡中能實現(xiàn)嗎？專家的建議是，實現(xiàn)IP電話網(wǎng)絡的電信質量，在建設電信級的IP電話業(yè)務及承載網(wǎng)絡之外，還需采用負載分

21、擔，路由備份等技術來保障網(wǎng)絡的可靠性、可用性及服務質量，同時還必須保證IP網(wǎng)絡的可管理性、可綜合性、可擴展性?？磥恚ㄓ薪?jīng)過漫長、艱苦的變革，VOIP才能成為下一代電信基礎設施結構的核心。,,3、 多媒體應用發(fā)展原則 IP電話影響深遠、引人注目，因為"三網(wǎng)合一"正式開始，用戶翹首期盼的也是IP電話的更高境界--多媒體應用。IP電話的應用領域應該說是十分廣闊的，它還可提供多媒體功能和呼叫管理功能，如交互式WEB商務、呼

22、叫中心、LAN PBX、協(xié)商計算、企業(yè)傳真等。最終，基于IP的業(yè)務功能將超來PSNT，可提供一體化信息處理，在高速線上提供多條虛擬線路，并提供多媒體會議、智能代理（Intelligent Agent）及信息業(yè)務等。節(jié)省費用只是IP電話眾多優(yōu)點中的一小部份，但在目前IP網(wǎng)絡基礎設施階段，設備成本才基本電話功能的可用性促成了IP電話替代傳統(tǒng)電話的最初應用。,,4、 網(wǎng)絡的開放原則 傳統(tǒng)的盧信網(wǎng)絡作為專用網(wǎng)絡設計，它具有封閉式結構的協(xié)議，而I

23、P電話網(wǎng)絡則不同，它會在一個開放的環(huán)境中逐步成熟。開放的環(huán)境引來眾多廠商大顯身手，尋求商機。目前，各廠商的IP電話還不能完全互能，如不能解決這個問題，IP電話的發(fā)展必將大打折扣。有鑒于此，國際電信組織下促進各廠商使用標準協(xié)議，不僅要使IP電話產(chǎn)品的互通，還要使IP電話能與現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話很好地"合作"。,,5、 后臺管理的保存障原則 在LAN、WAN和Internet 數(shù)據(jù)領域中，后方管理不用過多考慮，計費是按統(tǒng)一費率