Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告

Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告1/2Iphone原理分析及性能分析概述Internet電話技術(shù)是目前Internet應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)熱門話題。它主要指在Internet中實(shí)時(shí)傳送聲音，從廣義上講，它包括在Internet中實(shí)時(shí)傳送多媒體信息。Internet電話技術(shù)是非常年輕的技術(shù)，最早的產(chǎn)品也只能追溯到1995年。當(dāng)時(shí)Internet電話技術(shù)的開發(fā)商們推出了一些基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的軟件產(chǎn)品。如VocalTec的Iphone（即InternetPhone）、NetSpeak公司的的WebPhone，以及后來Netscape的CoolTalk等。即使到現(xiàn)在，Internet電話技術(shù)仍然有許多沒有解決的問題，例如如何保證話音質(zhì)量、如何減少傳送時(shí)延、如何有效地進(jìn)行呼叫和連接等。然而，由于其潛在市場的巨大吸引力，在經(jīng)過近5年的發(fā)展后，Iphone已作為一種新型電話業(yè)務(wù)在全世界開展，并對(duì)傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)形成越來越大的威脅；Iphone已從當(dāng)初的PC到PC發(fā)展到PC到電話、電話到電話等多種業(yè)務(wù)形式，但無論是現(xiàn)在還是將來，電話到電話的應(yīng)用都擁有最大的市場Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第1頁。Iphone的發(fā)展歷程Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第1頁。第一代Internet電話軟件基于PC客戶機(jī)，在PC到PC之間建立呼叫1995年第二代IP電話網(wǎng)關(guān)提供PC到電話、電話到PC和電話到電話之間的呼叫1996年第三代IP與話音網(wǎng)絡(luò)綜合形成綜合的話音／數(shù)據(jù)／視頻網(wǎng)絡(luò)10～15年Iphone的發(fā)展與現(xiàn)狀I(lǐng)p電話的基本概念2、Ip電話的產(chǎn)生與發(fā)展Iphone與普通電話的比較基本概念1.1定義Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第2頁。Iphone也稱為網(wǎng)絡(luò)電話、IP電話、VoIP、InternetTelphone等等，它是建立在Internet基礎(chǔ)上的新型數(shù)字化傳輸技術(shù)，是IP網(wǎng)上通過TCP／IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的一種電話應(yīng)用。這種應(yīng)用包括PC對(duì)PC連接、PC對(duì)電話連接、電話對(duì)電話的連接，其業(yè)務(wù)主要有Internet或Intranet上的語音業(yè)務(wù)、傳真業(yè)務(wù)（實(shí)時(shí)和存儲(chǔ)／轉(zhuǎn)發(fā)）、web上實(shí)現(xiàn)的IVR（交互式語音應(yīng)答）業(yè)務(wù)等等，另外還包括E-mail、實(shí)時(shí)電話、實(shí)時(shí)傳真等多種通信業(yè)務(wù)。

1.2基本原理Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第2頁。棗Iphone是通過Internet／Intranet等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來傳遞語音信息的，該系統(tǒng)包括終端設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)接入控制單元（MCU）和網(wǎng)絡(luò)管理者等部分。其基本原理是：通過語音壓縮算法對(duì)語音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理，然后把這些語音數(shù)據(jù)按TCP／IP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包送至接收地，再把這些語音數(shù)據(jù)包串起來，經(jīng)過解碼解壓處理后，恢復(fù)成原來的語音信號(hào)，從而達(dá)到由互聯(lián)網(wǎng)傳送語音的目的。Iphone的核心與關(guān)鍵設(shè)備是IP網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)具有路由管理功能，它把各地區(qū)電話區(qū)號(hào)映射為相應(yīng)的地區(qū)網(wǎng)關(guān)IP地址。這些信息存放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)接續(xù)處理軟件將完成呼叫處理、數(shù)字語音打包、路由管理等功能。在用戶撥打長途電話時(shí)，網(wǎng)關(guān)根據(jù)電話區(qū)號(hào)數(shù)據(jù)庫資料，確定相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的IP地址，并將此IP地址加入IP數(shù)據(jù)包中，同時(shí)選擇最佳路由，以減少傳輸時(shí)延，IP數(shù)據(jù)包經(jīng)Internet到達(dá)目的地的網(wǎng)關(guān)。在一些Internet尚未延伸到或暫時(shí)未設(shè)立網(wǎng)關(guān)的地區(qū)，可設(shè)置路由，由最近的網(wǎng)關(guān)通過長途電話網(wǎng)轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)通信業(yè)務(wù)。1.3主要特點(diǎn)Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第3頁。1.3.1優(yōu)點(diǎn)Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第3頁。棗運(yùn)用Iphone交換信息具有以下主要優(yōu)點(diǎn)。棗（1）符合三網(wǎng)合一發(fā)展方向

棗IP技術(shù)是通信領(lǐng)域的新潮流，它符合未來三網(wǎng)合一（電話網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)）的發(fā)展方向，因而其市場潛力十分可觀。棗（2）充分利用網(wǎng)絡(luò)資源棗Iphone采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以將原64kb／s的話音信號(hào)壓縮成8kb/s或更低碼速率的數(shù)據(jù)流，能夠在同一條線路上傳輸比采用模擬技術(shù)時(shí)更多的呼叫，大大提高了效率。并且Iphone采用的是分組交換技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)信道的統(tǒng)計(jì)復(fù)用，使得網(wǎng)絡(luò)資源的利用率更好，大大降低運(yùn)營商的投入成本。

棗（3）低廉價(jià)格的服務(wù)棗Iphone的最大優(yōu)勢(shì)就是價(jià)廉。通過Internet打長途電話的成本僅相當(dāng)于傳統(tǒng)電話的1／5，最多不到5O％。

1.3.2缺點(diǎn)棗Iphone仍存在不足，其主要缺點(diǎn)有以下幾方面：Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第4頁。棗（1）通話質(zhì)量不高

棗由于Internet是為數(shù)據(jù)通信目的而設(shè)計(jì)的，其通信方式是通過打包傳輸方式實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)語音包在一個(gè)無服務(wù)質(zhì)量保證的網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生包到達(dá)順序的錯(cuò)位，從而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)，產(chǎn)生語音變形和語音包丟失。所以用IPPhone通話時(shí)，斷斷續(xù)續(xù)的現(xiàn)象是不可避免的，在音質(zhì)、流暢度和時(shí)延方面都存在問題。

棗（2）通話條件受限

棗目前Iphone的國際標(biāo)準(zhǔn)還不完善，不同廠家的產(chǎn)品不完全能互連互通。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第4頁。2、IP電話的產(chǎn)生與發(fā)展2.1話音通信技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀I(lǐng)phone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第5頁。從70年代初期以來，公用電話網(wǎng)的話音通信技術(shù)沒有發(fā)生根本的變化。這種技術(shù)的主要特征是：采用面向連接的基于64kb/s信道的電路交換，通過信令來控制連接，傳輸上使用同步傳輸方式（STM）。這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是業(yè)務(wù)質(zhì)量（QoS）有保障；控制相對(duì)簡單。但隨著通信業(yè)務(wù)需求的變化和技術(shù)進(jìn)步，其不足之處日漸突出起來，如呼叫建立需要時(shí)間并占用資源；每個(gè)連接的帶寬固定，不能適應(yīng)非64kb/s速度和可變速度的業(yè)務(wù)需求；在對(duì)話靜音期也占用資源，浪費(fèi)帶寬。另外，64kb/sPCM話音編碼技術(shù)已經(jīng)明顯落后，占用了過多的資源。而與此同時(shí)，分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性和業(yè)務(wù)質(zhì)量控制方面取得了巨大的進(jìn)步和發(fā)展。通過IP、ATM和幀中繼等分組數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行通信，已經(jīng)成為企業(yè)和公共網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者的首選策略。由世界網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)化趨勢(shì)可以預(yù)見，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量將很快超過電話業(yè)務(wù)流量。由于分組交換具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如，采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用，資源利用率高、帶寬靈活可變，用戶可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)通信等，使話音業(yè)務(wù)逐漸和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)綜合在一起，在分組網(wǎng)上進(jìn)行傳送，這就是話音的分組化趨勢(shì)。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第5頁。棗隨著Internet和企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)在全球范圍內(nèi)的快速發(fā)展，越來越多的組織和公司注重到了在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸話音可以減少電話和傳真等傳統(tǒng)電信費(fèi)用，并開展先進(jìn)的多媒體應(yīng)用。在IP網(wǎng)絡(luò)上提供高質(zhì)量的電話是IP網(wǎng)向?qū)崟r(shí)通信業(yè)務(wù)領(lǐng)域拓展的第一步，現(xiàn)在，IP網(wǎng)上的話音業(yè)務(wù)VoIP，已經(jīng)被證明是可行的，目前的競爭在于健全標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)終端和網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，并在全球范圍內(nèi)開展這種業(yè)務(wù)。將話音業(yè)務(wù)加入分組網(wǎng)絡(luò)，首先必須解決的問題是如何保證話音質(zhì)量，以及IP電話系統(tǒng)的互操作性和可管理性。2.2IP電話發(fā)展的幾個(gè)階段和幾種形式棗（1）最初IP電話的應(yīng)用研究是基于Internet網(wǎng)上PC到PC的通話。主要采用語音壓縮、打包傳送的方案，解決了通過Internet的PC機(jī)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送問題。但是這種通信應(yīng)用和公用電話通信有很大的差異，并且限定在Internet網(wǎng)內(nèi)，所以有很大的局限性。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第6頁。棗（2）采用在普通電話機(jī)端加裝IP電話呼叫盒的方式。通話時(shí)，首先利用公用電話網(wǎng)連通到對(duì)端的呼叫盒，在獲得到對(duì)端的經(jīng)Internet所需的地址等信息后，呼叫盒自動(dòng)拆線。然后再經(jīng)Internet完成兩端呼叫盒的連接，至此，通話雙方開始通話。此種方式雖然說完成了電話到電話的通信，但由于沒有標(biāo)準(zhǔn)，通話雙方需要用同一個(gè)廠家的產(chǎn)品，這樣，用戶既要增加終端的投資，又受到了不同型號(hào)呼叫盒的限制。并且，每次通話仍然需要占用電話網(wǎng)。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第6頁。棗（3）市場的驅(qū)動(dòng)使得IP電話發(fā)展到今天：采用IP電話網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)PSTN和Internet的互通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電話到電話、PC機(jī)到電話的實(shí)時(shí)通信。2.3IP話音業(yè)務(wù)的產(chǎn)生眾所周知，當(dāng)前全球Internet已經(jīng)成為僅次于傳統(tǒng)公用電話交換網(wǎng)的第二大通信網(wǎng)絡(luò)。由于Internet本身的技術(shù)先進(jìn)性、網(wǎng)絡(luò)容量的高利用率和極強(qiáng)的可擴(kuò)展性，使其較PSTN更加具有發(fā)展?jié)摿?。IP電話技術(shù)的整體設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目標(biāo)是它能夠以先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制管理手段以及編解碼技術(shù)，以低于傳統(tǒng)PSTN的費(fèi)用成本向用戶提供質(zhì)量較好的電話服務(wù)。棗IP電話的雛形很早就有人在試驗(yàn)和應(yīng)用。到了1995年，這類應(yīng)用基本上還只是計(jì)算機(jī)上的玩具，沒有互操作性，更談不上商業(yè)應(yīng)用性。但I(xiàn)TU-T和IETF很快開始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作。1996年第一個(gè)VoIP標(biāo)準(zhǔn)ITU-TH.323建議體系初步形成。隨之而來的第一代產(chǎn)品多是裝在PC上的應(yīng)用和小容量H.323網(wǎng)關(guān)，但終究有了真正的經(jīng)過Internet的電話到電話的呼叫。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第7頁。棗現(xiàn)在，這方面的標(biāo)準(zhǔn)已逐漸完善，VoIP受到了廣泛關(guān)注，大量產(chǎn)品投入市場。典型的客戶端應(yīng)用包括微軟NetMeeting、NetScapeConference、VoxWareVoxPhone、NetSpeakWebPhone。并且也有了大容量的VoIP業(yè)務(wù)應(yīng)用。如1997年秋天，美國丹佛的Qwest通信公司以每分鐘7.5美分的價(jià)格向用戶提供的基于VoIP技術(shù)的長途電話業(yè)務(wù)。國內(nèi)的大規(guī)模IP電話業(yè)務(wù)目前正在逐步開展，主要的業(yè)務(wù)提供商有中國電信、中國聯(lián)通、中國吉通和中國網(wǎng)通四家公司。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第7頁。2.4IP電話產(chǎn)生的前提由上圖中所示的編碼速率、調(diào)制解調(diào)器速率和PC處理器的發(fā)展曲線可以看出VoIP產(chǎn)生的技術(shù)背景。1995年，話音編解碼速率已經(jīng)低于調(diào)制解調(diào)器速率，而且PC處理器的速度有了巨大提高，使得PC機(jī)有可能對(duì)話音進(jìn)行編碼、打包等處理，并通過調(diào)制解調(diào)器將話音經(jīng)電話線路送到Internet。3、Ip電話與普通電話的比較Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第8頁。3.1IP電話與普通電話的技術(shù)差別Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第8頁。棗IP電話何以能有如此大的吸引力與市場價(jià)值，這是與其技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展背景分不開的。IP電話與傳統(tǒng)電話相比，究竟有哪些主要差別，下表中作了一個(gè)概括的比較。表1IP電話與傳統(tǒng)電話的比較傳統(tǒng)電話IP電話1.采用電路交換。2.采用同步時(shí)分復(fù)用傳輸、信道利用率較低,平均約40％左右,但不存在丟失信息的現(xiàn)象。3.每一通話電路的數(shù)碼率為64kbit/s。4.端到端的傳送延時(shí)除經(jīng)衛(wèi)星電路時(shí)例外,一般在數(shù)十毫秒范圍以內(nèi),且在一次通話過程中固定不變。5.通話質(zhì)量一般有保證。1.采用以IP包（分組）為單位的包交換。2.采用異步時(shí)分復(fù)用傳輸、信道利用率較高,但由打包所帶來的各種協(xié)議開銷使實(shí)際的信道利用率平均在60％左右,傳輸過程中出現(xiàn)包丟失的現(xiàn)象。

3.通常采用語音壓縮編碼、壓縮后的每一話路的數(shù)碼率為32、16、8、6.3/5.3kbit/s可選。4.端到端的IP包傳送延時(shí)一般較長,達(dá)數(shù)百毫秒,且不固定。5.如不采取特殊措施,在現(xiàn)Internet上通話質(zhì)量無保證,在Intranet上可加以控制。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第9頁。棗從比較可以看出，IP電話在節(jié)省帶寬、提高信道利用率上較傳統(tǒng)電話具有優(yōu)越性。這主要來自語音壓縮及異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)。但后者給話音業(yè)務(wù)帶來的好處并不象數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)那樣明顯，原因是它們的性質(zhì)有所不同。話音業(yè)務(wù)是一種相對(duì)平穩(wěn)的過程，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則是一種突發(fā)性很強(qiáng)的業(yè)務(wù)。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，從電路交換到包交換的轉(zhuǎn)變可使信道利用率獲得數(shù)倍的效益，這是早已被證實(shí)的，而話音業(yè)務(wù)卻不可能產(chǎn)生同樣高的效益。相反，采用包交換后卻可能出現(xiàn)包的丟失現(xiàn)象，并帶來實(shí)現(xiàn)上的復(fù)雜性。此外IP電話采用了語音壓縮編碼技術(shù)，但這一技術(shù)同樣也可用于電路交換網(wǎng)上。事實(shí)上，在衛(wèi)星通信中早已采用了的數(shù)字電路倍增設(shè)備（DCME）即是將語音壓縮編碼（采用32kbit/s的ADPCM編碼）與數(shù)字話音插空（DSI）技術(shù)結(jié)合在一起，從而使信道利用率提高3倍（4：1）。只不過當(dāng)時(shí)的語音壓縮及數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)尚未達(dá)到今日的地步，因此壓縮比只有2：1，而不是8:1-10:1。當(dāng)然，如需將語音壓縮技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的電路交換長途電話網(wǎng)中，則必需改變現(xiàn)有的交換機(jī)結(jié)構(gòu)，或者在現(xiàn)有交換機(jī)之外另加單獨(dú)的適配裝置（類似于在IP電話中加設(shè)網(wǎng)關(guān)）。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第9頁。3.3.2IP電話與傳統(tǒng)長途電話比較Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第10頁。棗IP電話與傳統(tǒng)的長途電話相比，在經(jīng)濟(jì)上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。一方面是由于IP電話所具有的上述技術(shù)特點(diǎn)，另一方面也是由于資費(fèi)政策的不同。當(dāng)前，因特網(wǎng)的資費(fèi)政策主要是基于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的考慮，而網(wǎng)上數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)是用戶通信時(shí)間較長、傳送的業(yè)務(wù)量大、突發(fā)性強(qiáng)。另外，IP協(xié)議屬于無連接通信方式，沒有復(fù)雜的信令開銷，也不保證服務(wù)質(zhì)量（QOS），因此計(jì)費(fèi)率比現(xiàn)有長途電話低得多，這是十分合理的。但也應(yīng)該看到，目前有關(guān)因特網(wǎng)的資費(fèi)仍然是一個(gè)值得研究的問題，根據(jù)國內(nèi)外許多ISP的經(jīng)驗(yàn)，如果主要依靠提供因特網(wǎng)接入服務(wù)，則多數(shù)不能盈利，只有兼作ICP（提供信息內(nèi)容服務(wù)）或者提供IP電話業(yè)務(wù)，才能真有利可圖。另一方面，對(duì)于國內(nèi)外的電信運(yùn)營企業(yè)來說，雖然IP網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量增長迅速，占用的帶寬資源也愈來愈大，但其收入來源仍要依賴于傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，這也說明了存在一個(gè)資費(fèi)政策上的問題。應(yīng)該說，IP電話的真正的重要價(jià)值在于：它是未來IP網(wǎng)上作為實(shí)時(shí)多媒體應(yīng)用的一個(gè)重要組成部分，而不在于單純地用它來替代現(xiàn)有的傳統(tǒng)的長途電話。事實(shí)上，目前在發(fā)展IP電話中還存在一些尚未解決的問題，因此如果說想要替代的話，也還有相當(dāng)?shù)木嚯x。但是，隨著IP電話的發(fā)展，對(duì)長途電信業(yè)務(wù)的沖擊將越來越大，如何合理制訂兩種不同長途電話方式的資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，則有待認(rèn)真研究。目前，IP電話與普通長途電話暫行標(biāo)準(zhǔn)比較如下：Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第10頁。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第11頁。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第11頁。普通電話IP電話國內(nèi)長途0.8-1.2元/分鐘國內(nèi)長途0.3元/分鐘加收本地電話通話費(fèi)國際長途（歐、美、非等地）15元/分鐘國際長途4.8元/分鐘港、澳、臺(tái)5.0元/分鐘港、澳、臺(tái)2.5元/分鐘3.3IP電話的優(yōu)點(diǎn)通過與傳統(tǒng)電話的比較，可以得出IP電話具有如下優(yōu)點(diǎn)（1）、節(jié)省帶寬。電路交換電話消耗的帶寬為64kbit/s，而IP電話只需6-8kbit/s（甚至低于2.4kbit/s），從而節(jié)省了帶寬，降低了成本。（2）、通話費(fèi)用低。成本的降低，使通話費(fèi)用隨之下降，尤其是長距離通信。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第12頁。（3）、可以方便地集成智能。IP電話網(wǎng)繼承了計(jì)算機(jī)網(wǎng)的智能模塊，可以靈活地控制信令和連接，有利于各種增殖業(yè)務(wù)的開發(fā)。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第12頁。（4）、開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)。IP電話的協(xié)議體系是開放式的，有利于各個(gè)廠商產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和之間的互相連通。

（5）、多媒體業(yè)務(wù)的集成。IP電話網(wǎng)絡(luò)同時(shí)支持語音、數(shù)據(jù)、圖象的傳輸，為將來全面提供多媒體業(yè)務(wù)打下了基礎(chǔ)Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第13頁。Iphone的實(shí)現(xiàn)方式與關(guān)鍵技術(shù)Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第13頁。1、Ip電話的實(shí)現(xiàn)方式2、Ip電話的基本結(jié)構(gòu)與組件3、Ip電話的關(guān)鍵技術(shù)1、IP電話的實(shí)現(xiàn)方式棗由于傳統(tǒng)PSTN的廣泛存在性等歷史淵源，在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，新興的IP電話系統(tǒng)要充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，就必須考慮與PSTN的互通問題。這就要在IP網(wǎng)與PSTN交換機(jī)之間配置IP電話網(wǎng)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)媒體流與控制信令的互連互通。這樣IP電話就有了4種方式：電話到電話、電話到PC、PC到電話和PC到PC，如下圖所示。a.電話到電話即普通電話經(jīng)過電話交換機(jī)連到IP電話網(wǎng)關(guān)，用電話號(hào)碼穿過IP網(wǎng)進(jìn)行呼叫。發(fā)端網(wǎng)關(guān)鑒別主叫用戶，翻譯電話號(hào)碼/網(wǎng)關(guān)IP地址，發(fā)起IP電話呼叫，連接到最靠近被叫的網(wǎng)關(guān)，并完成話音編碼和打包。收端的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)拆包、解碼和連接被叫。b.對(duì)于電話到PC或是PC到電話的情況，是由網(wǎng)關(guān)來完成IP地址和電話號(hào)碼的對(duì)應(yīng)和翻譯，以及話音編解碼和打包。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第14頁。c.PC到PC方式下，多媒體PC經(jīng)過電話線或局域網(wǎng)連接到Internet上，利用IP地址進(jìn)行呼叫。話音壓縮、編解碼和打包均通過PC上的處理器、聲卡、網(wǎng)卡等硬件資源完成。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第14頁。2、IP電話系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型2.1系統(tǒng)簡介IP電話系統(tǒng)把來自普通電話的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可聯(lián)入Internet傳送的數(shù)據(jù)包，同時(shí)也將收到的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成聲音的模擬電信號(hào)。經(jīng)過IP電話系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換及壓縮處理，每個(gè)普通電話傳輸速率約占用8-11kbit/s，因此在與普通電信網(wǎng)同樣使用傳輸速率為64kbit/s的路由時(shí)，IP電話數(shù)是原來的5-8倍。2.2Iphone系統(tǒng)的基本組成IP電話系統(tǒng)是由一系列組件構(gòu)成的，其中包括：終端、網(wǎng)關(guān)、關(guān)守、網(wǎng)管服務(wù)器、記帳服務(wù)器等。IP電話系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如下圖所示。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第15頁。在上圖中，Internet網(wǎng)關(guān)提供Internet網(wǎng)和電話網(wǎng)之間的接口，用戶通過PSTN本地環(huán)路連接到Internet的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并壓縮打包，成為可以在Internet上傳輸?shù)姆纸M語音信號(hào)，然后通過Internet傳送到被叫用戶的網(wǎng)關(guān)端，由被叫端的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行分組數(shù)據(jù)的解包、解壓和解碼，還原為可被識(shí)別的模擬語音信號(hào)，再通過PSTN傳到被叫方的終端。這樣，就完成了一個(gè)完整的電話到電話的IP電話的通信過程。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第15頁。2.3Iphone系統(tǒng)的基本組件棗Iphone系統(tǒng)的基本組件：終端、網(wǎng)關(guān)、關(guān)守、網(wǎng)管服務(wù)器、記帳服務(wù)器等,下面介紹一下各個(gè)組件的功能（1）、終端（Terminal）IP電話的終端可以有多種類型，其中包括傳統(tǒng)的語音電話、ISDN終端、PC，也可以是集語音、數(shù)據(jù)和圖象于一體的多媒體業(yè)務(wù)終端。由于不同種類的終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)源結(jié)構(gòu)是不同的，要在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上傳輸，這就要由網(wǎng)關(guān)或者是通過一個(gè)適配器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，形成統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)包。在未來，終端的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)是標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格統(tǒng)一的，以減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換帶來的開銷。（2）、網(wǎng)關(guān)(Gateway)網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)提供IP網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的PSTN接口，從而提供廉價(jià)的長途通信業(yè)務(wù)。網(wǎng)關(guān)可以支持多種電話線路，包括模擬電話線、數(shù)字中繼線和PBX連接線路，并提供語音編碼壓縮、呼叫控制、信令轉(zhuǎn)換、動(dòng)態(tài)路由計(jì)算等功能。（3）、關(guān)守（Gatekeeper）關(guān)守實(shí)際上是IP電話網(wǎng)的智能集線器，是整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)平臺(tái)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、配置和維護(hù)。關(guān)守提供的功能有撥號(hào)方案管理、安全性管理、集中帳務(wù)管理、數(shù)據(jù)庫管理和備份、網(wǎng)絡(luò)管理等等。（4）、管理服務(wù)器Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第16頁。管理服務(wù)器是為網(wǎng)絡(luò)管理人員提供的管理工具，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)IP電話網(wǎng)絡(luò)體系中各種組件的管理工作。網(wǎng)管服務(wù)器提供良好的用戶界面，使網(wǎng)管人員可以方便地控制所有的系統(tǒng)組件，包括網(wǎng)關(guān)、關(guān)守等。網(wǎng)管服務(wù)器的功能包括，設(shè)備的控制及配置，數(shù)據(jù)配給，撥號(hào)方案管理及負(fù)載均衡、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第16頁。（5）、記帳服務(wù)器記帳服務(wù)器的功能是對(duì)用戶的呼叫進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算，并提供相應(yīng)的單據(jù)和統(tǒng)計(jì)報(bào)表。記帳服務(wù)器可以由IP電話的制造提供，也可以由第三方廠商制作，前提是IP制造商開放其軟件的數(shù)據(jù)接口。3、Iphone的關(guān)鍵技術(shù)包括：對(duì)于Internet這樣的無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是沒有業(yè)務(wù)質(zhì)量保障的，必然會(huì)存在分組丟失、失序到達(dá)和時(shí)延抖動(dòng)的情況。這樣，就必須采取特殊的步驟來保障一定的業(yè)務(wù)質(zhì)量。例如，高層協(xié)議TCP提供了流控和差錯(cuò)恢復(fù)，但會(huì)產(chǎn)生顯著的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)，因而在此環(huán)境中，TCP就不可用作第三層協(xié)議。基于多媒體數(shù)據(jù)與一般計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)不同，它能容忍一定程度的差錯(cuò)，而不會(huì)明顯地影響通話或圖像質(zhì)量。因此，多媒體數(shù)據(jù)傳輸都采用UDP傳輸協(xié)議。由于UDP只是提供了一個(gè)基本的傳輸手段，而多媒體傳輸應(yīng)用需要多媒體編碼類型、同步時(shí)標(biāo)、分組序列號(hào)等參數(shù)，以及一定程度的業(yè)務(wù)質(zhì)量保障，因而提出了實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP和實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議TRCP。主要的技術(shù)分5類：棗（1）信令技術(shù)，包括ITU-TH.323和IETF會(huì)話初始化協(xié)議SIP[4]（SessionInitationProtocol）兩套標(biāo)準(zhǔn)體系，還涉及到進(jìn)行實(shí)時(shí)同步連續(xù)媒體流傳輸控制的實(shí)時(shí)流協(xié)議TRSP。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第17頁。棗（2）媒體編碼技術(shù)，包括流行的G.723.1、G.729，G.729A話音壓縮編碼算法和MPEG-II多媒體壓縮技術(shù)。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第17頁。棗（3）媒體實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)，主要采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP。棗（4）業(yè)務(wù)質(zhì)量保障技術(shù)，采用資源預(yù)留協(xié)議RSVP和用于業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保障通話質(zhì)量。棗（5）網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，主要是TCP和UDP。棗此外還涉及到分組重建技術(shù)和時(shí)延抖動(dòng)平滑技術(shù)、動(dòng)態(tài)路由平衡傳輸技術(shù)、網(wǎng)關(guān)互聯(lián)技術(shù)（包括媒體互通和控制信令互通）、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)（SNMP）以及安全認(rèn)證和計(jì)費(fèi)技術(shù)等等。3.1媒體編碼技術(shù)棗目前，話音和圖像壓縮技術(shù)發(fā)展十分迅速，已經(jīng)研究開發(fā)出很多高效率的壓縮編碼技術(shù)。如先進(jìn)的以碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（CELP）原理為基礎(chǔ)的G.729、G.723（G.723.1）話音壓縮編碼技術(shù)。以G.729為例，它可將經(jīng)過采樣的64kb/s話音以幾乎不失真的質(zhì)量壓縮至8kb/s。話音壓縮編碼技術(shù)是IP電話技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。圖像編碼方面有IP網(wǎng)絡(luò)會(huì)議系統(tǒng)采用的H.261（活動(dòng)圖像編碼）和H.263（低速率活動(dòng)圖像編碼）。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第18頁。棗由于在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)質(zhì)量不能得到很好保證，因而需要話音和圖像的編碼具有一定的靈活性，也就是說編碼速率、編碼尺度的可變可適應(yīng)性。在圖像編碼方面，H.263采取了多種方式使得圖像編碼的尺度可變（分層編碼、多精度編碼），即根據(jù)不同的信道質(zhì)量可以對(duì)碼流進(jìn)行調(diào)整，以保證所需的業(yè)務(wù)質(zhì)量。在話音編碼方面，近年來的研究得出G.729中一種很好的算法。G.729原來是8kb/s的話音編碼標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在經(jīng)進(jìn)一步的研究和實(shí)踐將其工作范圍擴(kuò)展至6.4～11.8kb/s，話音質(zhì)量也在此范圍內(nèi)有一定的變化，但即使是6.4kb/s，話音質(zhì)量也還不錯(cuò)，因而很適合在VoIP系統(tǒng)中使用。G723.1采用5.3/6.3kb/s雙速率話音編碼，其話音質(zhì)量好，但是處理時(shí)延較大，它是目前已標(biāo)準(zhǔn)化的最低速率的話音編碼算法。在目前接入網(wǎng)速度普遍較低的情況下，G.723.1話音編碼也大量運(yùn)用于H.323會(huì)議系統(tǒng)中。下表給出了G.723.1、G.729和G.729A的部分性能比較。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第18頁。幾種話音編解碼方法的性能對(duì)比編碼方法G.723.1G.729G.729A比特率5.3/6.3kb/s8kb/s8kb/s幀長度30ms10ms10ms處理時(shí)延30ms10ms10ms觀看時(shí)延7.5ms5ms5ms幀字節(jié)數(shù)20/241010DSPMIP162010.5RAM220030002000棗相關(guān)的話音技術(shù)還包括靜音檢測(cè)技術(shù)和回聲消除技術(shù)。有研究結(jié)果表明，人們?cè)诖螂娫挄r(shí)約有50％為聆聽對(duì)方講話的靜默時(shí)間，10％為講話時(shí)短暫停頓的靜默時(shí)間。靜音檢測(cè)技術(shù)可以有效剔除靜默信號(hào)，從而使話音信號(hào)占用的帶寬要求進(jìn)一步降低到3.5kb/s左右；回聲消除技術(shù)利用數(shù)字濾波器技術(shù)來消除對(duì)通話質(zhì)量影響很大回聲干擾，保證通話質(zhì)量。這點(diǎn)在時(shí)延相對(duì)較大的分組網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中尤為重要。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第19頁。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第19頁。3.2Internet話音分組傳輸技術(shù)棗在IP網(wǎng)中傳輸層有兩個(gè)并列的協(xié)議：TCP和UDP。TCP是面向連接的，它提供高可靠性服務(wù)；UDP是無連接的，它提供高效率的服務(wù)。高可靠性的TCP用于一次傳輸要交換大量報(bào)文的情況，高效率的UDP用于一次交換少量的報(bào)文或?qū)崟r(shí)性要求較高的信息。棗實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP提供具有實(shí)時(shí)特征的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，可以用來傳送聲音和活動(dòng)圖像數(shù)據(jù)，在這項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)中包含了裝載數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)符、序列號(hào)、時(shí)戳以及傳送監(jiān)視。通常RTP的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是用UDP分組來承載的。而且為了盡量減少時(shí)延，話音凈荷通常都很短。圖3表示一個(gè)IP話音分組的結(jié)構(gòu)，圖中IP，UDP和RTP的控制頭都按最小長度計(jì)算。棗由圖3以可看出，這種IP話音分組的開銷很大，約為66％～80％。于是有人提出了組合RTP分組的概念，如圖4所示。棗采用這種組合復(fù)用方法的確可以大大提高傳輸效率，但是目前尚無標(biāo)準(zhǔn)。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第20頁。棗如果支持RTP的網(wǎng)絡(luò)能提供組播功能，則它也可用組播方式將數(shù)據(jù)送給多個(gè)目的用戶。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第20頁。棗RTP本身沒有提供任何確保及時(shí)傳送的機(jī)制，也沒有提供任何傳輸質(zhì)量保證的機(jī)制，因而業(yè)務(wù)質(zhì)量完全由下層網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量來決定。同時(shí)，RTP不保證數(shù)據(jù)包按序號(hào)傳送，即使下層網(wǎng)絡(luò)提供可靠性傳送，也不能保證數(shù)據(jù)包的順序到達(dá)。包含在RTP中的序列號(hào)就是供接收方重新對(duì)數(shù)據(jù)包排序之用。棗與RTP相配套的另一個(gè)協(xié)議是RTCP協(xié)議。RTCP是RTP的控制協(xié)議，它用于監(jiān)視業(yè)務(wù)質(zhì)量并與正在進(jìn)行的會(huì)話者傳送信息。3.3控制信令技術(shù)棗媒體的傳輸技術(shù)保證了話音的傳輸，而控制信令技術(shù)保證電話呼叫的順利實(shí)現(xiàn)和話音質(zhì)量，并且可以實(shí)現(xiàn)各種高級(jí)的電話業(yè)務(wù)，如類似PSTN上的智能網(wǎng)（IN）業(yè)務(wù)，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）上的補(bǔ)充業(yè)務(wù)。目前被廣泛接受的VoIP控制信令體系包括ITU的H.323系列和IETF的會(huì)話初始化協(xié)議SIP。3.3.1H.323棗ITU的H.323系列建議定義了在無業(yè)務(wù)質(zhì)量保證的Internet或其它分組網(wǎng)絡(luò)上多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程。這些分組網(wǎng)絡(luò)主宰了當(dāng)今的桌面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此，H.323標(biāo)準(zhǔn)為局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、Intranet和Internet上的多媒體提供技術(shù)基礎(chǔ)保障。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第21頁。棗H.323很大程度上是建筑在ITU以前有關(guān)多媒體協(xié)議的基礎(chǔ)上，包括用于ISDN的H.320，用于B-ISDN的H.321和用于GSTN終端的H.324等建議。其編碼機(jī)制，協(xié)議范圍和基本操作類似于ISDN的Q.931信令協(xié)議的簡化版本，并采用了比較傳統(tǒng)的電路交換的方法。相關(guān)的協(xié)議包括用于控制的H.245，用于建立連接的H.225.0，用于大型會(huì)議的H.332，用于補(bǔ)充業(yè)務(wù)的H.450.1、H.450.2和H.450.3，有關(guān)安全的H.235，與電路交換業(yè)務(wù)互操作的H.246。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第21頁。棗H.323提供設(shè)備之間、高層應(yīng)用之間和提供商之間的互操作性。它不依賴于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，獨(dú)立于操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)，支持多點(diǎn)功能、組播和帶寬管理。H.323具備相當(dāng)?shù)撵`活性，支持包含不同功能的節(jié)點(diǎn)之間的會(huì)議和不同網(wǎng)絡(luò)之間的會(huì)議。H.323建議的多媒體會(huì)議系統(tǒng)中的信息流包括音頻、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息。信息流采用H.225.0建議方式來打包和傳送。-其協(xié)議組包括以下子協(xié)議：

1.圖像編碼：H.261，H.263；

2.話音編碼：G.711、G.722、G.728、G.729、G.723；

3.數(shù)據(jù)通信：T.120；

4.呼叫控制：H.225（包括信令、注冊(cè)、媒體同步、分組打包等）；

5.系統(tǒng)控制；H.245（包括打開或關(guān)閉一個(gè)呼叫、功能協(xié)商等）；

6.實(shí)時(shí)傳送協(xié)議：實(shí)時(shí)傳送協(xié)議：RTP、RTCP。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第22頁。棗H.323呼叫建立過程涉及到三種信令：RAS（注冊(cè)：Registration、許可：Admission和狀態(tài)：Status）信令，H.225.0呼叫信令和H.245控制信令。其中RAS信令用來完成終端與網(wǎng)守之間的登記注冊(cè)、授權(quán)許可、帶寬改變、狀態(tài)和脫離解除等過程；H.225.0呼叫信令用來建立兩個(gè)終端之間的連接，這個(gè)信令使用Q.931消息來控制呼叫的建立和拆除，當(dāng)系統(tǒng)中沒有網(wǎng)守時(shí)，呼叫信令信道在呼叫涉及的兩個(gè)終端之間打開；當(dāng)系統(tǒng)中包括一個(gè)網(wǎng)守時(shí)，由網(wǎng)守決定在終端與網(wǎng)守之間或是在兩個(gè)終端之間開辟呼叫信令信道；H.245控制信令用來傳送終端到終端的控制消息，包括主從判別、能力交換、打開和關(guān)閉邏輯信道、模式參數(shù)請(qǐng)求、流控消息和通用命令與指令等。H.245控制信令信道建立于兩個(gè)終端之間，或是一個(gè)終端與一個(gè)網(wǎng)守之間。H.323的基本信令協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖5所示。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第22頁。Iphone原理分析報(bào)告及性能分析報(bào)告全文共26頁，當(dāng)前為第23頁。呼叫建立過程根據(jù)網(wǎng)守的參與程度可分為網(wǎng)守路由的呼叫和端點(diǎn)直接的呼叫。在圖6中，以網(wǎng)守路由的呼叫為例說明了H.323中呼叫的建立過程。Iphone原理分析