VoIP
IP 電話(簡稱 VoIP,源自英語 Voice over Internet Protocol;又名寬頻電話或網路電話)是一種透過網際網路或其他使用 IP 技術的網路,來實現新型的電話通訊。
過去 IP 電話主要應用在大型公司的內聯網內,技術人員可以復用同一個網路提供數據及語音服務,除了簡化管理,更可提高生產力。隨著網際網路日漸普及,以及跨境通訊數量大幅飈升,IP 電話亦被應用在長途電話業務上。
由於世界各主要大城市的通信公司競爭日劇,以及各國電信相關法令鬆綁,IP 電話也開始應用於固網通信,其低通話成本、低建設成本、易擴充性及日漸優良化的通話質量等主要特點,被目前國際電信企業看成是傳統電信業務的有力競爭者。
 
IP 電話的技術
IP 電話通過把語音信號經過数碼處理、壓縮編碼打包、透過網路傳輸、然後解壓、把数碼信號還原成聲音,讓通話對方聽到。 話音從源端到達目的端的基本過程是:
  1. 聲電轉換:通過壓電陶瓷等類似裝置將聲波變換為電信號
  2. 量化採樣:將模擬電信號按照某種採樣方法(比如脈衝編碼調製,即 PCM)轉換成數字信號
  3. 封包:將一定時長的數字化之後的語音信號組合為一幀,隨後,按照國際電聯(ITU-T)的標準,這些話音幀被封裝到一個 RTP(即實時傳輸協議,Realtime Transport Protocol)報文中,並被進一步封裝到 UDP 報文和IP報文中。
  4. 傳輸:IP 報文在 IP 網路由源端傳遞到目的端
  5. 去抖動:去除因封包在網路中傳輸速度不均勻所造成的抖動音
  6. 拆包
  7. 電聲轉換
一個完整的、可以大規模商用運營的IP電話系統包括如下一些技術(暫不完全):
  1. 定址
  2. 話音編解碼
  3. 回聲消除和回聲抑制
  4. 傳輸
    • IP 報文時延控制功能
  5. 去抖動
    • IP 報文的去抖動(de-jitter)功能
話音編碼方案
目前世界多個標準組織和工業實體提出了很多話音編碼方案。 其中包括國際電信聯盟的 G.711(速率64kbps), G.723.1(速率 5.3kbps 或者 6.3kbps), G.729A(速率 8kbps)編碼方案。
 
VoIP 通訊協定
目前常用的協定如 H.323 、 SIP 、 MEGACO 和 MGCP。
H.323 是常見的 VoIP 標準,由 ITU-T 於 1996 年提出,原本是用於區域網路(LAN)上的視訊會議,後來被應用於 VoIP 網路電話上。 H.323 定義了一個綜合性的規範,使網路上的終端設備遵循這些規範,得以順利進行溝通,包括語音壓縮格式(G.711、G.729、G.723.1)、影像壓縮格式(H.261、H.263)、呼叫信令(H.225)、控制信令(H.245)、註冊與認證等(RAS:Registeration Admission Status)。 H.323架構由 4 個元件所組成,包括終端設備(Terminal)、閘道器(Gateway)、閘道管理員(Gatekeeper)、多點控制單元(MCU:Multipoint Control Unit),可進行單點對單點或單點對多點的通訊。
對於 VoIP 的應用而言,H.323 的子協定多且複雜性高,在許多技術上的問題受限,不容易針對新的應用作擴展。因此, IETF (Internet Engineering Task Force) 分別在 1999 年 8 月提出 MGCP (Media Gateway Control Protocol) 協定與 1999 年 3 月的 SIP (Session Initiation Protocol) 新架構,試圖簡化 H.323 的複雜性,且在語音傳遞功能提供較高的延展性。
 
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