Voip技术定义概述
发布时间：2014/01/14
VoIP即Voice Over IP，是把话音或传真转换成数据，然后与数据一起共享同一个IP网络（Internet互联网）。简而言之就是将模拟声音讯号(Voice)数字化，以数据封包(Data Packet)的型式在 IP 数据网络 (IP Network)上做实时传递。VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。
VoIP可以在IP网络上便宜的传送语音、传真、视频、和数据等业务，如统一消息、虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电视会议、电子商务、传真存储转发和各种信息的存储转发等。
1995年以色列VocalTec公司所推出的Internet Phone，不但是VoIP网络电话的开端，也揭开了电信IP化的序幕。人们从此不但可以享受到更便宜、甚至完全免费的通话及多媒体增值服务，电信业的服务内容及面貌也为之剧变。
实现形式
一开始的网络电话是以软件的形式呈现，同时仅限于PC to PC间的通话，换句话说，人们只要分别在两端不同的PC上，安装网络电话软件，即可经由IP网络进行对话。随着宽频普及与相关网络技术的演进，网络电话也由单纯PC to PC的通话形式，发展出IP to PSTN（公共开关电话网络）、PSTN to IP、PSTN to PSTN及IP to IP等各种形式，当然他们的共通点，就是以IP网络为传输媒介，如此一来，电信业长久以PSTN电路交换网网络为传输媒介的惯例及独占性也逐渐被打破。
VoIP的原理、架构及要求
由Voice over IP的字面意义，可以直译为透过IP网络传输的语音讯号或影像讯号，所以VoIP就是一种可以在IP网络上互传模拟音讯或视讯的一种技术；是藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，好让该语音数据可以在IP网络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原来的语音讯号以供接听者接收。
VoIP大致透过5道程序来互传语音讯号
（1）语音—数据转换。
语音信号是模拟波形，通过IP 方式来传输语音，不管是实时应用业务还是非实时应用业务，首先要对语音信号进行模拟数据转换，也就是对模拟语音信号进行 8位或6位的量化，然后送入到缓冲存储区中，缓冲器的大小可以根据延迟和编码的要求选择。许多低比特率的编码器是采取以帧为单位进行编码。
（2）原数据到IP 转换。一旦语音信号进行数字编码，下一步就是对语音包以特定的帧长进行压缩编码。IP 网络不像电路交换网络，它不形成连接，它要求把数据放在可变长的数据报或分组中，然后给每个数据报附带寻址和控制信息，并通过网络发送，一站一站地转发到目的地。
（3）传送。在这个通道中，全部网络被看成一个从输入端接收语音包，然后在一定时间t内将其传送到网络输出端。t可以在某个范围内变化，反映了网络传输中的抖动。网络中的每个节点检查每个IP 数据附带的寻址信息，并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站。网络链路可以是支持 IP 数据流的任何拓扑结构或访问方法。
（4）IP 包—数据的转换。目的地VoIP 设备接收这个 IP 数据并开始处理。网络级提供一个可变长度的缓冲器，用来调节网络产生的抖动。该缓冲器可容纳许多语音包，用户可以选择缓冲器的大小。小的缓冲器产生延迟较小，但不能调节大的抖动。其次，解码器将经编码的语音包解压缩后产生新的语音包，这个模块也可以按帧进行操作，完全和解码器的长度相同。若帧长度为 15ms，60ms 的语音包被分成4 帧，然后它们被解码后还原成60ms的语音数据流送入解码缓冲器。在数据报的处理过程中，去掉寻址和控制信息，保留原始的数据，然后把这个数据提供给解码器。
（5）数字语音转换为模拟语音。播放驱动器将缓冲器中的语音样点（480 个）取出送入声卡，通过扬声器按预定的频率（例如 8kHz）播出。
在一个基本的VoIP架构之中，大致包含4个基本元素：
媒体网关器（Media Gateway）：主要扮演将语音讯号转换成为IP封包的角色。
媒体网关控制器（Media Gateway Controller）：又称为Gate Keeper或Call Server。主要负责管理讯号传输与转换的工作。
语音服务器：主要提供电话不通、占线或忙线时的语音响应服务。
信号网关器（Signaling Gateway）：主要工作是在交换过程中进行相关控制，以决定通话建立与否，以及提供相关应用的增值服务。
VoIP系统协议
在VoIP 系统中，主要包括提供会话建立的信令协议和提供数据流传输的传输协议两类协议。 在浩瀚的IP网络中要如何正确的寻找到要通话的对方并建立对答，同时也能依照彼此资料的处理能力来传送语音数据，这中间必须藉由国际电信组织所拟定的标准协议才能达到。如今，市面上的网络电话大致都会遵循H.323、MGCP及SIP等3种标准协议。虽然目前产品仍以支持H.323为多，但SIP的支持将会成为今后主流。
VOIP的关键技术
传统的IP网络主要是用来传输数据业务，采用的是尽力而为的、无连接的技术，因此没有服务质量保证，存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。数据业务对此要求不高，但话音属于实时业务，对时序、时延等有严格的要求。因此必须采取特殊措施来保障一定的业务质量。VOIP的关键技术包括信令技术、编码技术、实时传输技术、服务质量（QOS）保证技术、以及网络传输技术等。
VoIP各项产品及设备的类型
1、VoIP软件
VoIP软件不但是网络电话的原始形态，更是开启免费通话新世纪到来的开路先锋。对于熟悉计算机及网络操作的人而言，只要发收双方计算机上安装VoIP软件，即可穿越因特网相互通话。
2、VoIP网络电话
一般而言VoIP网络电话的又分成有线、无线VoIP网络电话，以及提供影像输出的VoIP视讯会议设备等不同类型的产品。由于VoIP网络电话机上具备RJ45网络接口端口，所以不需藉由计算机主机，即可透过宽频、连结IP网络进行通话，同时使用习性上与传统电话一样，一般人很难分辨出其中的差异。
3、VoIP网关器
除了VoIP软件之外，VoIP网关器可说是最普遍常见的网络电话设备。不论是家用或商用领域中，VoIP网关器可说扮演了由传统PSTN网络转输到IP网络的接口，换句话说，透过它即可用传统的电话设备（乃至PBX交换系统）来打网络电话。
4、VoIP PBX
在电信级的网络电话架构中，IP PBX语音交换机扮演了相当重要的角色，其不但需要接手传统语音交换机的位置及功能，还要居中成为语音与信息整合的媒介。IP PBX功能强大且多样化，能透过Web-Based接口提供使用者一个简单容易的操作环境。
VoIP可以在IP网络上便宜的传送语音、传真、视频、和数据等业务，如统一消息、虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电视会议、电子商务、传真存储转发和各种信息的存储转发等。
1995年以色列VocalTec公司所推出的Internet Phone，不但是VoIP网络电话的开端，也揭开了电信IP化的序幕。人们从此不但可以享受到更便宜、甚至完全免费的通话及多媒体增值服务，电信业的服务内容及面貌也为之剧变。
实现形式
一开始的网络电话是以软件的形式呈现，同时仅限于PC to PC间的通话，换句话说，人们只要分别在两端不同的PC上，安装网络电话软件，即可经由IP网络进行对话。随着宽频普及与相关网络技术的演进，网络电话也由单纯PC to PC的通话形式，发展出IP to PSTN（公共开关电话网络）、PSTN to IP、PSTN to PSTN及IP to IP等各种形式，当然他们的共通点，就是以IP网络为传输媒介，如此一来，电信业长久以PSTN电路交换网网络为传输媒介的惯例及独占性也逐渐被打破。
VoIP的原理、架构及要求
由Voice over IP的字面意义，可以直译为透过IP网络传输的语音讯号或影像讯号，所以VoIP就是一种可以在IP网络上互传模拟音讯或视讯的一种技术；是藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，好让该语音数据可以在IP网络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原来的语音讯号以供接听者接收。
VoIP大致透过5道程序来互传语音讯号
（1）语音—数据转换。
语音信号是模拟波形，通过IP 方式来传输语音，不管是实时应用业务还是非实时应用业务，首先要对语音信号进行模拟数据转换，也就是对模拟语音信号进行 8位或6位的量化，然后送入到缓冲存储区中，缓冲器的大小可以根据延迟和编码的要求选择。许多低比特率的编码器是采取以帧为单位进行编码。
（2）原数据到IP 转换。一旦语音信号进行数字编码，下一步就是对语音包以特定的帧长进行压缩编码。IP 网络不像电路交换网络，它不形成连接，它要求把数据放在可变长的数据报或分组中，然后给每个数据报附带寻址和控制信息，并通过网络发送，一站一站地转发到目的地。
（3）传送。在这个通道中，全部网络被看成一个从输入端接收语音包，然后在一定时间t内将其传送到网络输出端。t可以在某个范围内变化，反映了网络传输中的抖动。网络中的每个节点检查每个IP 数据附带的寻址信息，并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站。网络链路可以是支持 IP 数据流的任何拓扑结构或访问方法。
（4）IP 包—数据的转换。目的地VoIP 设备接收这个 IP 数据并开始处理。网络级提供一个可变长度的缓冲器，用来调节网络产生的抖动。该缓冲器可容纳许多语音包，用户可以选择缓冲器的大小。小的缓冲器产生延迟较小，但不能调节大的抖动。其次，解码器将经编码的语音包解压缩后产生新的语音包，这个模块也可以按帧进行操作，完全和解码器的长度相同。若帧长度为 15ms，60ms 的语音包被分成4 帧，然后它们被解码后还原成60ms的语音数据流送入解码缓冲器。在数据报的处理过程中，去掉寻址和控制信息，保留原始的数据，然后把这个数据提供给解码器。
（5）数字语音转换为模拟语音。播放驱动器将缓冲器中的语音样点（480 个）取出送入声卡，通过扬声器按预定的频率（例如 8kHz）播出。
在一个基本的VoIP架构之中，大致包含4个基本元素：
媒体网关器（Media Gateway）：主要扮演将语音讯号转换成为IP封包的角色。
媒体网关控制器（Media Gateway Controller）：又称为Gate Keeper或Call Server。主要负责管理讯号传输与转换的工作。
语音服务器：主要提供电话不通、占线或忙线时的语音响应服务。
信号网关器（Signaling Gateway）：主要工作是在交换过程中进行相关控制，以决定通话建立与否，以及提供相关应用的增值服务。
VoIP系统协议
在VoIP 系统中，主要包括提供会话建立的信令协议和提供数据流传输的传输协议两类协议。 在浩瀚的IP网络中要如何正确的寻找到要通话的对方并建立对答，同时也能依照彼此资料的处理能力来传送语音数据，这中间必须藉由国际电信组织所拟定的标准协议才能达到。如今，市面上的网络电话大致都会遵循H.323、MGCP及SIP等3种标准协议。虽然目前产品仍以支持H.323为多，但SIP的支持将会成为今后主流。
VOIP的关键技术
传统的IP网络主要是用来传输数据业务，采用的是尽力而为的、无连接的技术，因此没有服务质量保证，存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。数据业务对此要求不高，但话音属于实时业务，对时序、时延等有严格的要求。因此必须采取特殊措施来保障一定的业务质量。VOIP的关键技术包括信令技术、编码技术、实时传输技术、服务质量（QOS）保证技术、以及网络传输技术等。
VoIP各项产品及设备的类型
1、VoIP软件
VoIP软件不但是网络电话的原始形态，更是开启免费通话新世纪到来的开路先锋。对于熟悉计算机及网络操作的人而言，只要发收双方计算机上安装VoIP软件，即可穿越因特网相互通话。
2、VoIP网络电话
一般而言VoIP网络电话的又分成有线、无线VoIP网络电话，以及提供影像输出的VoIP视讯会议设备等不同类型的产品。由于VoIP网络电话机上具备RJ45网络接口端口，所以不需藉由计算机主机，即可透过宽频、连结IP网络进行通话，同时使用习性上与传统电话一样，一般人很难分辨出其中的差异。
3、VoIP网关器
除了VoIP软件之外，VoIP网关器可说是最普遍常见的网络电话设备。不论是家用或商用领域中，VoIP网关器可说扮演了由传统PSTN网络转输到IP网络的接口，换句话说，透过它即可用传统的电话设备（乃至PBX交换系统）来打网络电话。
4、VoIP PBX
在电信级的网络电话架构中，IP PBX语音交换机扮演了相当重要的角色，其不但需要接手传统语音交换机的位置及功能，还要居中成为语音与信息整合的媒介。IP PBX功能强大且多样化，能透过Web-Based接口提供使用者一个简单容易的操作环境。
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