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SIP相對于H.323來說年輕而有活力，該協議是由互聯網工程特別任務組（IETF）制定的，并且我個人認為這是一種主流，是一種趨勢，因為SIP完全擺脫了傳統電信的束縛，獨立出電信網而和數據網緊密結合。它將VoIP設計為一種互聯網的應 用，它包括網絡電話交換機（俗稱語音網關），地址路由管理器兩個部分。 和H.323的區別在于1、用戶終端智能化，完全分布式的架構。2、協議簡單、效率高，建立呼叫快。3、組網靈活，沒有強制性的管理，用戶可像創建網頁一樣地創建自己的“電信局”，這一 點亦即意味著傳統電信運營商的地位受到了嚴重的威脅。我們可以來看一下SIP的協議棧。 在和H.323的比較中，SIP在我的眼里是具有優勢的，首先最重要的一點，H.323有個中心管理器——網守，一旦網守失效，全系統則會完全癱瘓，這一問題對于SIP協議的產品是不存在的，SIP采用分布式架構，每個點都是一個網關、網守結合的部分，不 會出現單點失效，可靠性高。其次在語音技術中，傳輸效率和聲音質量是非常重要的，從上面的比較中就可以看到，SIP的語音傳輸效率遠遠高于H.323，H.323一個呼叫過程的回路時延大于3個，而SIP的只有1.5個回路時延，結果一目了然。再從技術發 展趨勢說，H.323的出發點只是傳輸方式改變的傳統電話，而SIP則是全新的一個Intelnet應用。由上面的說法，大家應該可以看出來，我個人是非常推崇SIP的，所以以上觀點僅代表個人，歡迎大家批判。另外，上面還提到過MGCP，這個協議雖不是 主流，但其一個重要的特點就是具有其它協議都不具有NAT穿透能力，所以常有VoIP廠商將其作為附加協議解決產品的NAT問題（我現在做的產品就是SIP＋MGCP＋少許專有安全協議）。至于H.248，不提也罷了。 1.VoIP的語音壓縮標準 既然是語音技術，自然語音壓縮標準是必不可少的。現有主流語音壓縮標準包括：1、G.711，由ITU-T于1998年頒布了G.711標準，它是對語音進行64kbit/s的PCM編碼標準 。2、G.729原是8kb/s的話音編碼標準，現在經進一步擴展至6.4～11.8kb/s，即使是6.4kb/s，話音質量也還不錯，很適合在VoIP系統中使用。3、G723.1采用5.3/6.3kb/s雙速率話音編碼，其話音質量好，但是處理延時較大，是目前已標準化的最低速率的話音編碼算法。 而在這些語音壓縮標準中，目前采用較多的是G.729ab，PCM是12kbit/s，既能保證傳輸質量，又可保證傳輸速率，在我看來是目前最優的編碼標準了。 2.VoIP的軟件實現 VoIP的發展經歷了三個階段：PC to PC——＞PC to Phone——＞phone to phone，現有各大VoIP廠商仍然堅持著自己的方針，所以現在的VoIP產品這三種方式都是存在的。 PC to PC的典型代表是Avaya，當然它也有其它方式的VoIP產品，但需要注意的是Avaya在桌面視頻音頻通信軟件的開發上擁有極高的地位，包括其現在與寶利通合力推出的基于個人電腦的IP視頻通信解決方案，它使不同地點的員工簡單方便地實現面對面的協作 。例如，在辦公室的員工和在家辦公的員工，以及遠程、移動的工作人員，可以輕松地登錄企業的網絡，像打普通電話那樣使用視頻通信，可以轉接、靜音或保持視頻電話。要召開桌面視頻會議，用戶只需要一位同事的電話號碼，而不是像常用的桌面視頻設備那樣還需要知 道IP地址或單獨的視頻呼叫號碼。視頻會議可以通過寬帶網或無線局域網進行。 新的IP視頻通信解決方案結合了Avaya公司的IP Softphone（一種在計算機上運行的辦公電話軟件）以及寶利通公司的 ViaVideo 攝像頭和擴音器，從而為企業提供了融語音、視頻、即時通信和在線狀態多種功能的通訊解決方案。這種解決方案的視頻分辨度更高，以每秒30幀的速度提供廣播級的畫面，顯著地減少許多網絡視頻會議解決方案經常出現的圖象抖動和延遲問題。方案使用寶利通公司（N ASDAQ: PLCM）的ViaVideo II型攝像頭，其特點是內置處理器和采用壓縮算法，在傳輸連續、清晰視頻圖象的同時不影響電腦的運行。這樣用戶可以同時使用多個應用程序，并保持高質量的視頻會議。 在軟件實現VoIP上，Avaya所做出的貢獻令人矚目，實現了最低成本的VoIP，但是軟件實現的VoIP終究在大規模應用和運營商級應用上有它的局限性。 3.VoIP的硬件技術 網絡產品的大頭是硬件，在網絡中，路由器、交換機的作用不可替代，相應的，VoIP的發展光靠軟件實現是沒有多大意義的，硬件產品的地位是軟件產品所不能取代的。所以VoIP的真正曙光在于實現這些技術的語音網關產品，其最為人所熟知的代 表是思科、華為， 至于北電之類，大多和這兩家技術類似。而在我個人的看法里，思科、華為的產品又不完全符合中國的國情，關于這兩家產品我在這里就不多說了（因為這兩家的產品技術之類在網上比比皆是，多說反而成了畫蛇添足了，呵呵），這里我只大致說一下VoIP產品的技術實現，討論一下其它廠商的杰作。 VoIP產品硬件主要是語音網關，也有叫IP語音交換機，即IP PBX。通常語音網關的內部包括四個功能模塊：語音包處理模塊(Voice Package Module)、電話信令網關模塊(Telephone Signaling Gateway Module)、網絡協議模塊(Network Protocol Module)、網絡管理模塊(Network Management Module)。 我們可以簡單地將VoIP的傳輸過程分為下列幾個階段：1. 語音-數據轉換。語音信號是模擬波形，通過IP方式來傳輸語音，不管是實時應用業務還是非實時應用業務，首先要對語音信號進行模擬數據轉換。數字化可以使用各種語音編碼方案來實現，目前采用的語音編碼標準主要有ITU-T G.711。2. 原數據到IP轉換。IP網絡不像電路交換網絡，它不形成連接，它要求把數據放在可變長的數據包或分組中，然后給每個數據包附帶尋址和控制信息，并通過網絡發送，一站一站地轉發到目的地。3. 傳送。在這個通道中，全部網絡被看成一個從輸入端接收語音包，然后在一定時間(t)內將其傳送到網絡輸出端。網絡中的同間節點檢查每個IP數據附帶的尋址信息，并使用這個信息把該數據報轉發到目的地路徑上的下一站。網絡鏈路可以是支持IP數據流的任何拓撲 結構或訪問方法。4. IP包-數據的轉換。目的地VoIP設備接收這個IP數據并開始處理。在數據報的處理過程中，去掉尋址和控制信息，保留原始的原數據，然后把這個原數據提供給解碼器。5. 數字語音轉換為模擬語音。語音信號在IP網絡上的傳送要經過從模擬信號到數字信號的轉換、數字語音封裝成IP分組、IP分組通過網絡的傳送、IP分組的解包和數字語音還原到模擬信號等過程。 4.VoIP的關鍵技術 VoIP發展的迅速離不開其它領域技術的發展，而推動VoIP飛速發展乃至廣泛應用的技術因素可以歸納為如下幾個方面： a. 數字信號處理器。先進的數字信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)執行語音和數據集成所要求的計算密集的任各。DSP處理數字信號主要用于執行復雜的計算，否則這些計算可能必須由通用CPU執行。它們的專門化的處理能力與低成本的結合使DSP很好地適合于執行VoIP系統中的信號處理功能。 b. 高級專用集成電路。專用集成電路(Application-Specific Integrated Circait, ASIC)發展產生了更快、更復雜、功能更強的ASIC。ASIC是執行單一應用或很小的一組功能專門的應用芯片。ASIC的使用使設備的性能更高，而成本更低。它們為網絡提供增加的寬帶和更好的QoS支持。 c. IP傳輸技術。寬帶IP網絡通信對QoS和延遲特性提出了茍刻的要求。目前，除已問世的新一代IP協議--IPV6外，世界因特網工程任務組(IETF)提出了多協議標記交換技術(MPLS)，這是一種基于網絡層選路的各種標記/標簽的交換，能提高選路的靈活性，擴展網絡層選路能力，簡化路由器和基于信元交換的集成，提高網絡性能。MPLS既可以作為獨立的選路協議工作，又能與現有的網絡選路協議兼容，支持IP網絡的各種操作、管理和維護功能，使IP網絡通信的QoS、路由、信令 等性能大大提高，達到或接近統計復用定長分組交換(ATM)的水平，而又比ATM簡單、高效、便宜、適用。 d. 寬帶接入技術。IP網絡的用戶接入已成為制約全網發展的瓶頸。從長期發展看，用戶接入的終極目標是光纖到戶(FTTH)。光接入網從廣義上講包括光數字環路載波系統和無源光網絡兩類。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，顯示了很大的生命力。后者主要在日本和德國。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。 特別是近年ITU提出以ATM為基礎的無源光網絡(APON)， 將ATM與無源光網絡優勢互補，接入速率可達622M bit/s，對寬帶IP多媒體業務發展十分有利，且能減少故障率和節點數目，擴大覆蓋范圍。目前ITU已完成了標準化工作，各廠家正在積極研制，不久會有商品上市，將成為面向21世紀的寬帶接入技術的主要發展方向。 e. 中央處理單元技術。中央處理單元(CPU)在功能、功率和速度方面繼續發展。這使多媒體PC能夠廣泛應用，并提高了受CPU功率限制的系統功能的性能。PC處理流式音頻和視頻數據的能力在用戶中期待已久，所以在數據網絡上傳送語音呼叫理所當然成為下一步的 目標。這個計算功能使先進的多媒體桌面應用和網絡組件中的先進功能都支持語音應用。 5.VoIP的語音質量問題 目前人們對VoIP的憂慮集中在語音質量和安全機制上，這是理所應當的。在VoIP技術領域，對此也進行了相應的研究，并開發出一系列的技術來解決這些問題。 對于語音質量，主要的手段是語音編碼解碼技術，通過采用合理的壓縮標準來提高語音的質量和傳輸效率是一個重要的手段，另外電話信令網關模塊的技術開發也是提高語音傳輸質量的途徑。有了這些其實并不足夠，眾所周知，國內的網絡環境已經具有相當的規模，但是各種各樣的形式和不合理的應用使得企業、個人所處的網絡環境相當復雜，有些甚至可以說惡劣，非常不利于語音的傳輸，所以對語音網關來說，還需要對這些復雜的網絡環境進行補償。按Internet傳統糾錯機制，接收端如果收到錯誤的數據包就將其丟棄并請求重傳 ，因此用戶最終收到的數據跟原始發送的數據是完全一樣的。由于IP電話業務是一種對時間敏感的業務，不能使用重傳機制，這就需要專用的檢錯和糾錯機制來再造聲音和填補空隙，需要接收端存儲接收到一定數量的語音數據，然后使用一種復雜的算法來“猜測”丟失包 的內容，產生新的語音信息，從而提高通信的質量。因此，接收端聽到的語音并不與發送端講的語音完全一樣，其中一部分信息是由VoIP系統“再造”的。 6.VoIP的安全機制 對于安全機制，VoIP的安全威脅包括已知的拒絕服務(DoS)攻擊、呼叫截取(call interception)、信令協議篡改(signal protocol tampering)、狀態竊取(presence theft)、資費欺騙(toll fraud)、呼叫處理操作系統(call handling OS)。可以通過以下措施來減少安全威脅：1、在技術上盡量降低網絡暴露以減少DoS攻擊；2、對于信令協議被篡改，可基于執行狀態進行判決，作為DoS進行處理；3、加密VoIP流量可以防止VoIP呼叫受到監聽，這在過去不太容易實現，但是隨著數字信 號處理技術，以及兩個主要VoIP協議——SIP和H.323的迅速發展，未來VoIP可以實現端到端的加密；4、對于狀態竊取所造成的安全威脅，最好的防范措施是采用強認證，如二元認證(two-factor authentication)，IP端點的強認證雖然是一種新技術，但可以很快實施；5、最后也是最重要的，就是呼叫處理軟件的運行平臺，如Microsoft或Linux操作系統，應該確保操作系統沒有運行任何非必需的軟件，并且已經安裝了必要的安全 補丁。此外，服務器、路由器的各種端口，除非必要，一般不要打開。 通常加密措施會使語音產生延遲，這是語音技術的大忌，但為了安全目的，卻又不得不采用加密方式，于是便存在如何在加密的同時降低延遲的問題。此用硬件加密，會將對語音質量的影響降到最低，目前VoIP產品采用的加密協議選用安全的實時傳輸協議(SRTP) ，該協議采用AES標準，而不是IPSec。但所有的措施中，VPN的效果無疑是最好的，VoIP與VPN結合，不僅能保證話音質量，同時令安全性能得到極大的提高。 7.企業VoIP的選購建議 在VoIP的企業級應用中，思科的IP phone是我極不推崇的，IP phone的價格之高，眾所周知，而就現狀而言，IP phone沒有電信運營商合作，不能落地，但給公司的員工的桌上放置兩個電話，一個普通電話，一個IP phone，未免有點成本過高了，所以思科產品至少在現階段難以大規模的占領市場，恐怕只有少數企業可以承受得起那巨額的搭建系統費用。或許我們也可以說思科著眼的是未來20年以后的市場吧，但一切都是未可知的。華為的IP PBX系統可能相比較而言更適合國情，更有可能占據市場，畢竟它的技術實力和資金實力都是不可小覷。但對企業而言，構建一個系統還要多出點錢購置一臺網守，從最低化成本角度是有點問題的，而且網守的價格可是不菲啊。 所以對企業，我的想法還是使用基于SIP的IP PBX比較合適。企業之所以選擇VoIP，內部通話的0話費是最具誘惑力的。一個中型企業每年的內部話費至少在100W左右，花不到100W的資金搭建一套系統（當然華為肯定是不止這個價格的），就可以節省每年的內部話費，如果對外同時也接入了相應的Vo IP運營平臺，連長話都可以大量的節約出來，對一個企業來說，無疑大幅度降低了企業的運作成本，這么一筆巨大的支出可以節約出來，試想想無論任何一個企業都會相當的興奮。 采用IP PBX，對于企業的每一個點只需一臺設備，不用像思科那種大面積鋪下電話機，只需將用戶原有的程控交換機接入語音網關，員工桌上的普通電話機就可以變成網絡電話，無疑這種方便快捷是相當可觀的。基于SIP的IP PBX廠商在國內包括邁普、尚揚等，都有很廣泛的應用，但是這些產品在NAT穿透上有著一定的缺陷，必須使用公網地址的要求使其應用也受到限制，并不是所有的企業都可以提供多余的公網地址的，所以將SIP和MGCP結合起來大的語音網關設備在應用上有著更 為廣闊的市場，這里面的代表就是我現在做的正有interPBX了，應該不能算廣告吧，因為據我所知同類產品在國內并不多見，而且正有interPBX目前已經占據了一定的市場，其前景應該是廣闊的。 |
