
voip
基于IP的语音传输(英语:Voice over Internet Protocol,缩写为VoIP)是一种语音通话技术,经由网际协定(IP)来达成语音通话与多媒体会议,也就是经由网际网路来进行通信。其他非正式的名称有IP电话(IP telephony)、网际网路电话(Internet telephony)、宽频电话(broadband telephony)以及宽频电话服务(broadband phone service)。
VoIP可用于包括VoIP电话、智慧型手机、个人计算机在内的诸多网际网路接入设备,通过蜂窝网路、Wi-Fi进行通话及传送简讯。
基本介绍
- 中文名:网路电话
- 外文名:Voice over Internet Protocol
- 简称:VoIP
- 作用:将模拟信号(Voice)数位化
原理
很多朋友都喜欢使用网路聊天工具来进行语音聊天,这种语音并不是通过电信运营商的传统电话网路进行传输,而是通过网际网路进行传输。这种将语音转化为IP数据包,部分或全部基于IP网路传输的技术就是VoIP (Voice over IP,IP承载语音)技术。
VoIP的基本原理是通过语音的压缩算法对语音数据编码进行压缩处理,然后把这些语音数据按 TCP/IP 标準进行打包,经过 IP 网路把数据包送至接收地,再把这些语音数据包串起来,经过解压处理后,恢复成原来的语音信号,从而达到由网际网路传送语音的目的。 IP 电话的核心与关键设备是 IP 网关,它把各地区电话区号映射为相应的地区网关 IP 地址。这些信息存放在一个资料库中,数据接续处理软体将完成呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能。 在用户拨打长途电话时,网关根据电话区号资料库资料,确定相应网关的 IP 地址,并将此 IP 地址加入 IP 数据包中,同时选择最佳路由,以减少传输延时, IP 数据包经 Internet 到达目的地的网关。在一些 Internet 尚未延伸到或暂时未设立网关的地区,可设定路由,由最近的网关通过长途电话网转接,实现通信业务。
VoIP原理

VoIP是一种以IP电话为主,并推出相应的增值业务的技术。
VoIP主要有以下三种方式:
- 网路电话:完全基于Internet传输实现的语音通话方式,一般是PC和PC之间进行通话。
- 与公众电话网互联的IP电话:通过宽频或专用的IP网路,实现语音传输。终端可以是PC或者专用的IP话机。
- 传统电信运营商的VoIP业务:通过电信运营商的骨干IP网路传输语音。提供的业务仍然是传统的电话业务,使用传统的话机终端。通过使用IP电话卡,或者在拨打的电话号码之前加上IP拨号前缀,这就使用了电信运营商提供的VoIP业务。
VoIP相对比较便宜。这是因为VoIP电话不过是网际网路上的一种套用。从本质上说,VoIP电话与电子邮件,即时讯息或者网页没有什幺不同,它们均能在经过了网际网路连线的机器间进行传输。这些机器可以是电脑,或者无线设备,比如手机或者掌上设备等等。
为什幺VoIP服务有些要收钱,有些却免费? VoIP服务不仅能够沟通VoIP用户,而且也可以和电话用户通话,比如使用传统固话网路以及无线手机网路的用户。对这部分通话,VoIP服务商必须要给固话网路运营商以及无线通讯运营商支付通话费用。这部分的收费就会转到VoIP用户头上。网上的VoIP用户之间的通话可以是免费的。
使用VoIP,需要具备哪些条件? 首先需要连线网际网路,这可以是最基本的拨接,也可以是更理想的宽频服务。网路连线速度越快,VoIP的通话质量就越好。例如,高速宽频连线能够令你一面打电话,一面上网冲浪。其次需要VoIP软体。用户可以选择一种VoIP软体安装至桌上型电脑或笔记本电脑上。这样电脑就可以进行网上通话了。如果用户想要将自己的家庭电话转化为VoIP拨号系统,则需要适配器的帮助。VoIP软体可以单独预装在一种名为“模拟电话适配器”(analog telephone adapter)的硬体设备中,模拟电话适配器主要安装于家庭电话与宽频数据机之间。
话音编码
世界多个标準组织和工业实体提出了很多话音编码方案。其中包括国际电信联盟的G.711(速率64kbps),G.723.1(速率5.3kbps或者6.3kbps),G.729A(速率8kbps)编码方案。
话吧
网路通信势不可挡,各种即时通讯软体冲击着传统的电话通信方式,从而也造就了很多网路新贵,众投资者企望在网路通讯中分一杯羹。
网路电话被企业和个人广泛套用于国内外长途通话中。一些网路电话“话吧”在学校、居民住宅区、工业区等迅速兴起。与几年前兴起的传统“IP公话超市”不同的是,网路电话的运营成本更为低廉,且进入门槛更低。只要一台电脑、一条宽频、几台电话机加上一个计费软体就可以操作,网路公司向加盟者或者运营商提供技术支持即可。由于像平常打电话一样方便,网路“话吧”迅速占据中低收入和外来打工人员的市场,并对传统电话业务形成冲击。
法律地位
因为成本低廉,市场广阔, VoIP成为一种“暴利”的投资项目,但由于没有政策支持,因此仍然存在运营和管理上的漏洞,发展前景尚不明朗,投资需谨慎。
经过几年的发展,虽然网路电话被广泛使用,但网路电话业务还处于“灰色地带”,法律没有限制也没有允许,而市面上出现的网路电话“话吧”也并没有营业执照。专家提醒,由于没有受到政策的支持和保护,网路电话业务虽然发展迅速,投资者不要轻率投资。
先天缺陷
●通话质量受到网路好坏的影响
●停电时候无法使用
●清晰度与传统的固话有差距(网路正常情况下,通话音质与传统电话无明显差距)
●存在被偷听偷录的风险
●可以随意改号,容易造成犯罪 (必须经运营商允许,用户自己不可以随意改号)
常用协定
常用的协定(Control Protocol)如H.323、SIP、MEGACO和MGCP。
H.323是一种ITU-T标準,最初用于区域网路(LAN)上的多媒体会议,后来扩展至覆盖VoIP。该标準既包括了点对点通信也包括了多点会议。H.323定义了四种逻辑组成部分:终端、网关、关守及多点控制单元(MCU)。终端、网关和MCU均被视为终端点。
会话发起协定(SIP)是建立VOIP连线的IETF标準。SIP是一种套用层控制协定,用于和一个或多个参与者创建、修改和终止会话。SIP的结构与HTTP(客户-伺服器协定)相似。客户机发出请求,并传送给伺服器,伺服器处理这些请求后给客户机传送一个回响。该请求与回响形成一次事务。
媒体网关控制协定(MGCP)定义了呼叫控制单元(呼叫代理或媒体网关)与电话网关之间的通信服务。MGCP属于控制协定,允许中心控制台监测IP电话和网关事件,并通知它们传送内容至指定地址。在MGCP结构中,智慧型呼叫控制置于网关外部并由呼叫控制单元(呼叫代理)来处理。同时呼叫控制单元互相保持同步,传送一致的命令给网关。
媒体网关控制协定(MEGACO)是IETF和ITU-T(ITU-TH.248建议)共同努力的结果。Megaco/H.248是一种用于控制物理上分开的多媒体网关的协定单元的协定,从而可以从媒体转化中分离呼叫控制。Megaco/H.248说明了用于转换电路交换语音到基于包的通信流量的媒体网关(MG)和用于规定这种流量的服务逻辑的媒介网关控制器之间的联繫。Megaco/H.248通知媒体网关将来自于数据包或单元数据网路之外的数据流连线到数据包或单元数据流上,如实时传输协定(RTP)。从VoIP结构和网关控制的关係来看,Megaco/H.248与MGCP在本质上相当相似,但是Megaco/H.248支持更广泛的网路,如ATM。
VoIP相关技术标準
为了在现有通信网路上进行多媒体套用,国际电信联盟(ITU-T)制定了H.32x多媒体通信系列协定,下面就其中主要几个标準做简单说明:
- H.320,在窄带可视电话系统和终端(N-ISDN) 上进行多媒体通信的标準;
- H.321,在B-ISDN上进行多媒体通信的标準;
- H.322,在有QoS保证的区域网路上进行多媒体通信的标準;
- H.323,在无QoS保证的包交换网路上进行多媒体通信的标準;
- H.324,在低比特率通信终端(PSTN和无线网路)上进行多媒体通信的标準。
上述标準当中,H.323标準定义的网路是目前套用最为广泛的,例如乙太网、令牌网,FDDI网等。基于H.323标準的套用也理所当然成为市场的热点,所以下面我们会重点介绍一下H.323。H.323建议中定义了四个主要的组件:即终端、网关、网关管理软体(也叫关守或网闸)和多点控制单元。
(1)终端(Terminal)--所有的终端都必须支持语音通信,视频和数据通信能力是可选的。所有的H.323终端也必须支持H.245标準,H.245标準用于控制信道使用情况和信道性能。H.323对语音通信中的语音编解码器主要参数做如下规定:ITU建议 语音频宽/KHz 传输比特率/Kb/s 压缩算法 注释 G.711 3.4 56,64 PCM 简单压缩,套用于PSTN中 G.728 3.4 16 LD-CELP 语音质量同G.711,套用于低比特速率传输 G.722 7 48,56,64 ADPCM 语音质量高于G.711,套用于高比特速率传输 G.723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ 语音质量可以接受,G.723.1为VOIP论坛採用 G.729G.729A 3.4 8 CS-ACELP 时延低于G.723.1,语音质量高于G.723.1。
(2)网关(Gateway)--这是H.323系统的一个可选件。网关能把不同系统所用的协定、音频、视频编码算法以及控制信号进行变换以适应系统终端互通。如基于PSTN的H.324系统和基于窄带ISDN的H.320系统与H.323系统进行通信,就需要配置网关;
(3)关守(Gatekeeper)--这是H.323系统的一个可选组件,是由软体来完成管理功能。它主要有两个功能:第一是对H.323套用的管理;第二是对终端通过网关通信(如呼叫建立、拆除等)的管理。管理员可以通过关守,进行地址转换、频宽控制、呼叫认证、呼叫记录、用户注册、通信域管理等功能。一个H.323通信域可以有多个网关,但只能有一个关守工作。
(4)多点控制单元(Multipoint Control Unit)--MCU实现了在IP网路上进行多点通信,点到点的通信并不需要。通过MCU使整个系统形成一个星型的拓扑结构。MCU包含两个主要部件:多点控制器MC 和多点处理器MP,也可以不包含MP。MC处理终端间的H.245控制信息,建立一个音频和视频处理的最小公共命名器。MC并不直接处理任何媒体信息流,而将它留给MP来处理。MP对音频、视频或数据信息进行混合、切换和处理。
在业界IP电话有两种并列的体系结构,一种是以上介绍的ITU-TH.323协定,另一种是由网际网路工程任务组(IETF)提出的SIP协定(RFC2543),SIP协定更适用于智慧型化终端。
voip手机
VoIP手机也叫VoIP双模手机或者简称IP手机,它完美融合GSM和WiFi,双模同时待机,共享用户资料。作为普通手机,有了它,用户可以在没有WiFi环境的时候使用传统的G网服务,包括打电话、发简讯彩信、GPRS上网等;在任何有无线网路的地方用户可以用它享受高速网上冲浪、IM聊天、收发电子邮件等新潮移动技术,更重要的是,人们利用voip双模手机可以通过网路,以超低的价格拨打普通电话和手机,voip手机之间通过网路互相通话更是免费的,且无需运营商的支持,同时简单通过手机终端就能实现3方通话。作为PDA手机,voip双模手机在使用上有很多智慧型化的贴心设计,包括手写输入、个人信息管理、常用文档格式阅读和编辑、以及拍摄高象素的数码图片等等。
发展历程
在享受VoIP技术给我们的生活带来各种便利时,让我们也了解一下VoIP的发展历程:
- 早期的VoIP是通过个人电脑上的软体实现的。当时的VoIP电话只能在PC和PC之间进行通话,通话质量也不好,仅仅被看作是网际网路的一种套用。
- 2000年 - 2002年间,VoIP技术开始向电信领域渗透。出现了基于IP网路的电话服务。这时候的VoIP发展非常迅速,VoIP已经可以在PC-电话、PC-PC、电话-电话之间实现。这时出现了很多的VoIP电话服务商,VoIP的语音质量也在不断提高。
- 2003年以来,VoIP发展为宽频电话。VoIP作为一种商用业务,与传统的固定电话开始进行竞争。VoIP的语音质量已经近似、甚至高于传统的固定电话。
随着移动网际网路的发展,VoIP技术也有了新的发展趋势:
- 出现了VoIP技术和无线网路的融合。无线网路主要包括3G(The 3rd Generation Mobile Communications,第三代移动通信)、LTE(Long Term Evolution,长期演进)和WLAN(Wireless Local Area Network,无线区域网路)。
其中,基于WLAN的VoIP发展尤为迅猛。在无线VoIP中,信号的最后接入是採用WLAN,其他部分仍然採用有线网路进行传输。 - 出现了VoIP和P2P(Peer-to-Peer,端到端)的融合。P2P技术综合利用分散的网路资源,使得语音呼叫的接通率、语音质量甚至超过了传统的电话网路。
常见网路电话
国区域网路络电话
- GBPhone
- 飞扬网路电话
- 263ET
- 快门网路电话
- OCALLo
- 网路电话爱好者
- REDVIP
- 群英会,等等
国外网路电话
- skype:
- vbuzzer
- globe7
- wengo
- MINO
- webcall
- freecall
- voipstunt
- sparvoip
- GIzmo5
计算方法
VOIP常见编码的频宽计算方法与所选用的编码方法有关,而与哪个厂家的没有什幺关係,公式如下:
频宽=包长度×每秒包数
=包长度×(1/打包周期)
=(Ethernet头+IP头+UDP头+RTP头+有效载荷)×(1/打包周期)
=(208bit +160bit+64bit+96bit +有效载荷)×(1/打包周期)
=(528bit+(打包周期(秒)×每秒的比特数))×(1/打包周期)
=( 528 / 打包周期 ) + 每秒比特数
根据各种编码方式,得出:
G711:20ms打包,频宽为 ( 528/20 + 64) Kbit/s=90.4 Kbit/s
G729:20ms打包,频宽为 ( 528/20 + 8 ) Kbit/s= 34.4 Kbit/s
G723:5.3k,30ms打包,频宽为 ( 528/30 + 5.3 ) Kbit/s=22.9 Kbit/s
业界一般按照下表提供的IP网频宽係数和乙太网频宽係数来设计网路频宽:
编解码技术 压缩速率(Kbps) 打包周期(ms) IP网频宽係数 乙太网频宽係数
G.711 a/u 64 20 1.25 1.41
G.729 a/b 8 20 0.38 0.54
G.723.1(5.3kbit/s) 5.3 30 0.27 0.37
G.723.1(6.3Kbit/s) 6.3 30 0.25 0.36
H.263(384Kbit/s) ≈384 10 6 6.2
备注:採用某种编码方式时,用64K乘以相应的频宽係数就可以得出其实际占用的频宽。当然如果是中继接口,还需要考虑信令占据一定的频宽,一般按照2.5%来计算。
政策
2012年3月17日工信部发出了《关于做好发放3G牌照后续工作的通知》,通知中明确规定了三家运营商的业务经营範围。

在这份下发给三大电信运营商的档案中,对于WIFI和VOIP业务依然没有鬆动的迹象。三家运营商都被允许开展IP电话业务,但是都仅限于Phone--Phone的电话业务。
出于保护运营商语音业务收入的考虑,政府主管部门一直严禁WIFI和VOIP的发展。但是随着3G时代的到来,三大电信运营商都已经在全国部署WIFI热点,而民间的VOIP业务也是发展的如火如荼。
2013年1月8日,工信部在官方网站登出《移动通信转售业务试点方案》,开始徵求意见。
5月17日,工信部公布了《移动通信转售业务试点方案》,标誌着虚拟运营时代即将到来。
特点
1、无需电脑。不会像电脑一样,因为中病毒,或者作业系统故障,导致不能正确使用。
2、适合保障长时间线上。区域网路互打,关键是要保持线上。
3、加密通讯。
4、音质清晰。语音处理採用国际先进的语音处理晶片,有效解决回音消除,数据包丢失、网路抖动产生的问题。比软体电话的音质普遍要高。
5、 成本价格低廉,可以随意改号,显示号码。
6、可监控,可录音,支持三方通、密语、来电转接等功能。
安全性
VoIP遭受攻击的例子还少。大部分的VoIP电话系统都安装于企业当中,VoIP电话的加密技术也都用的是通用技术。
V0IP的安全是通过网路电话加密,即通过语音数据加密方式实现的,现用的加秘方式分别为TLS和IPSec。
要採用的第一个步骤就是在你的区域网路中实现一个认证的机制,这个区域网路中包括了设备还有用户。如果你购买了一些类似802.1x的产品,它们并不充分,因为电话、印表机、体检设备,机器人,以及其他一些设备绝大部分都不支持802.1x的要求。