VOIP技術(shù)研究

余 峰

中國電信股份有限公司汕頭分公司，廣東汕頭 515041

1 VOIP原理介紹

1.1 簡介

VoIP（Voice over Internet Protocol）是指把模擬語音信號通過壓縮、封包之后，在IP 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以數(shù)據(jù)封包的形式進行語音訊號傳輸，也就是我們所說的互聯(lián)網(wǎng)電話、網(wǎng)絡(luò)電話或者簡稱IP電話。

1.2 VOIP構(gòu)成

VoIP系統(tǒng)主要是由四部分構(gòu)成：媒體服務(wù)器（MS）、媒體網(wǎng)關(guān)（MG）、媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）。而媒體網(wǎng)關(guān)（MG）分為：AG（接入網(wǎng)關(guān)）、TG（中繼網(wǎng)關(guān)）和 SG（信令網(wǎng)關(guān)）。

1.3 VOIP業(yè)務(wù)實現(xiàn)

VOIP是通過五道程序來互傳語音信號的：第一，將發(fā)話端的模擬語音信號進行編碼，現(xiàn)時模擬語音信號的轉(zhuǎn)換主要是采用ITU-T G.711語音編碼標準；第二，把語音封包壓縮，同時添加目的地址和控制信息；第三，傳輸IP封包階段，將數(shù)據(jù)封包傳送到目的端；第四，數(shù)據(jù)封包在目的端進行譯碼還原；第五，還原后的信號轉(zhuǎn)換成喇叭、聽筒或耳機能播放的模擬音頻進行播放，從而實現(xiàn)了語音的互傳。

2 VOIP信令協(xié)議介紹

2.1 信令協(xié)議介紹

VOIP信令協(xié)議分為對等和非對等兩大類，其中對等協(xié)議主要有H323、SIP；非對等協(xié)議主要有MGCP、H.248。非對等協(xié)議的核心思想是將業(yè)務(wù)和控制相分離、控制和承載相分離，按其功能可分為兩部分，分別是MG(負責(zé)資源管理以及媒體處理的媒體網(wǎng)關(guān))和MGC(負責(zé)呼叫控制的媒體網(wǎng)關(guān)控制器)，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的集中化和終端的簡單化。而對等協(xié)議卻把業(yè)務(wù)和控制都移向終端，實現(xiàn)終端的智能化。

2.2 H.248協(xié)議

H.248又稱之為Megaco，是由ITU和IETF合力發(fā)展出來的，IYU-T把它稱為H.248，而IETF卻把它稱為Megaco。H.248協(xié)議是在MGCP協(xié)議的基礎(chǔ)上，融合了其他不同媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議的特性而發(fā)展起來的一種新型協(xié)議。MGCP協(xié)議因為在描述能力上有所不足，制約它在大型網(wǎng)關(guān)上的使用，MGCP在數(shù)據(jù)傳輸方面只能單一的依靠IP網(wǎng)的UDP包，而這些問題H.248協(xié)議卻得到了解決。

H.248協(xié)議的連接模型是終端和關(guān)聯(lián)域兩個部分組成的，擁有兩種注冊方式，分別是IP地址注冊方式和域名注冊方式。通常來說一個MG中可以有很多關(guān)聯(lián)域，它們用不同的ContextID來區(qū)分，在每一個關(guān)聯(lián)域中都應(yīng)該最少含有一個終端，不然該關(guān)聯(lián)域只能被刪除，而任何一個終端在一個時刻內(nèi)也只能夠存在于一個關(guān)聯(lián)域中。

終端（Termination）是指媒體流的源和宿。一個終端可以終結(jié)一個或多個媒體流。終端一般有兩種，一種是半永久終端，就是物理終端，例如IAD上網(wǎng)絡(luò)側(cè)的一個IP接口，這種終端是一直存在的，另外一種是臨時性終端，也就是信息流，就像RTP流，只有在需要的時候才會創(chuàng)建，用完之后立刻刪除。

關(guān)聯(lián)域（Context）代表一組終端之間的相互關(guān)系。Null Context顧名思義就是指一個空關(guān)聯(lián)域，表示一個沒有與其他終端發(fā)生關(guān)聯(lián)的終端，就像是空閑的用戶線。

2.3 H.248和MGCP協(xié)議的區(qū)別

H.248與MGCP在結(jié)構(gòu)和協(xié)議方面的，有許多相同之處，但二者也存在較大的區(qū)別。H.248是MGCP的升級版本，能夠在呼叫控制層面建立多個分區(qū)網(wǎng)關(guān)，且有良好的擴展功能，協(xié)議較為簡單、擴展性好等特點；而MGCP在擴展功能和靈活性等方面都比H.248差一些。在多方會議的運用方面，H.248更容易實現(xiàn)多媒體功能，應(yīng)用范圍更為廣泛。另一方面，H.248的消息編碼基于文本和二進制，H.248基于傳輸控制協(xié)議（TCP）、UDP，H.248支持IP和域名兩種注冊方式；而MGCP的消息編碼基于文本，MGCP基于UDP傳輸，MGCP只能采用域名方式注冊。

2.4 SIP協(xié)議介紹

SIP（Session Initiation Protocol會話發(fā)起協(xié)議） 可以對IP網(wǎng)上多方、雙方多媒體會進行修改、終止、建立，同時SIP是獨立于底層協(xié)議，基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，也是IETF制定的多媒體通信系統(tǒng)框架協(xié)議之一。

SIP協(xié)議規(guī)定的信令中，INVITE和ACK是用在呼叫建立階段，INVITE提成呼叫申請，對方應(yīng)答ACK就進行確認，這期間要進行三次握手，整個呼叫建立的過程就是：INVITE—200ok—ACK；CANCEL是用來取消客戶端發(fā)起的前個請求，作用是用來取消需要服務(wù)器長時間處理的請求；OPTIONS是查詢proxy服務(wù)器的能力，用來查詢服務(wù)端支持的方法，內(nèi)容類型，擴展，codecs等等；BYE是用來釋放呼叫；REGISTER的作用是提供地址解析的映射，使服務(wù)器學(xué)習(xí)到其它用戶的位置。

3 結(jié)論

在技術(shù)和市場的推動下，電信技術(shù)發(fā)展可謂是一日千里，將模擬語音信號轉(zhuǎn)化成IP 包進行傳輸?shù)腣OIP技術(shù)變得更為實用、方便，在這種形式下，VOIP技術(shù)互用性，安全性和可擴展性的優(yōu)勢都得到充分的發(fā)揮，從而使VOIP 網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)迅速發(fā)展起來，從而為電信企業(yè)的發(fā)展帶來機遇，幫助企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤，減少成本投入，也為用戶大大節(jié)省了花費，享受到更多功能的服務(wù)，所以，VOIP技術(shù)是電信技術(shù)發(fā)展的趨勢，具備廣泛的應(yīng)用前景。

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