【文章內(nèi)容簡介】 網(wǎng)絡(luò)作為專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，它具有封閉式結(jié)構(gòu)的協(xié)議，而 IP 電話網(wǎng)絡(luò)則不同，它會在一個開放的環(huán)境中逐步成熟。開放的環(huán)境引來眾多廠商大顯身手，尋求商機(jī)。目前，各廠商的 IP電話還不能完全互能，如不能解決這個問題， IP電話的發(fā)展必將大打折扣。有鑒于此，國際電信組織下促進(jìn)各廠商使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，不僅要使 IP電話產(chǎn)品的互通，還要使 IP 電話能與現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話很好地 合作 。此外，使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議還有利于各廠商開發(fā)設(shè)計(jì)出開放的應(yīng)用程序，服務(wù) IP電話系統(tǒng)。由于 IP電話網(wǎng)絡(luò)的開放性，用戶今后可以隨時買到最先進(jìn)的程序或者自己編寫需要的程序，而不是必須依賴于某些廠商，增大了用戶應(yīng)用的自由度。當(dāng)然，開放、靈活的同時會給 IP 網(wǎng)絡(luò)的管理、集成測試、驗(yàn)證等帶來非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，作為開放的環(huán)境必然會帶來開放的競爭推動技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造?？梢哉f，在網(wǎng)絡(luò)開放的原則下， IP 電話技術(shù)發(fā)展會有一個相當(dāng)快的步伐，為廣大用戶提供一個很好的環(huán)境。 后臺管理的保存障 原則 在 LAN、 WAN 和 Inter 數(shù)據(jù)領(lǐng)域中，后方管理不用過多考慮，計(jì)費(fèi)是按統(tǒng)一費(fèi)率進(jìn)行的。網(wǎng)絡(luò)管理在企業(yè)網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行。隨著數(shù)據(jù)和語音的綜合，從數(shù)據(jù)領(lǐng)域遺留下來的這一問題便會成為不利的包袱，并且成為運(yùn)營商環(huán)境中的長期障礙。大規(guī)模的語音業(yè)務(wù)需要后方管理工具和措施以支撐其商業(yè)運(yùn)作，其服務(wù)，內(nèi)容包括用戶管理、認(rèn)證授權(quán)，異地漫游、精確到秒或字節(jié)的可靠計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理和大規(guī)模的業(yè)務(wù)管理、管理安全性、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)配置和監(jiān)控等，都是運(yùn)商必須具備的條件，才能提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營效率。實(shí)現(xiàn)這些管理的難點(diǎn)在于，骨干網(wǎng)技術(shù)基于分組而 不是電路。在網(wǎng)絡(luò)管理與安全方面的矛盾將日益突出，成為今后需要重點(diǎn)研究的課題之一。 VoIP 基本概念 (5): 協(xié)議簡介 在傳統(tǒng)電話系統(tǒng)中，一次通話從建立系統(tǒng)連接到拆除連接都需要一定的信令來配合完成。同樣，在 IP 電話中，如何尋找被叫方、如何建立應(yīng)答、如何按照彼此的數(shù)據(jù)處理能力發(fā)送數(shù)據(jù)，也需要相應(yīng)的信令系統(tǒng)，一般稱為協(xié)議。目前在國際上，比較有景響的 IP 電話方面的協(xié)議包括 ITUT 提出的 協(xié)議和 IETE提出的 SIP協(xié)議，本節(jié)主要介紹目前用得最廣泛 協(xié)議。 一、 的體系結(jié)構(gòu) 為了能在不保證 QoS的分組交換網(wǎng)絡(luò)上展開多媒體會議，由 ITU 的第 15研究組 SG15于 1996 年通過 建議的第一版，并在 1998 年提出了 的第二版。 制定了無 QoS（服務(wù)質(zhì)量）保證的分組網(wǎng)絡(luò) PBN（ packet Based Networks）上的多媒體通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，這些分組網(wǎng)絡(luò)主宰了當(dāng)今的桌面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括基于 TCP/IP、 IPX分組交換的以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、 FDDI 技術(shù)。因此， 標(biāo)準(zhǔn)為 LAN、 WAN、 Inter、因特網(wǎng)上的多媒體通信應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)和保 障。 是 ITU多媒體通信系列標(biāo)準(zhǔn) ，該系列標(biāo)準(zhǔn)使得在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行視頻會議成為可能，其中， 是在 NISDN上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)： BISDN上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)： 是在有服務(wù)質(zhì)量保證的 LAN上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)： 是在 GSTN和無線網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)。 PBN（如 IP 網(wǎng)絡(luò)）提供多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)。若和其它的 IP技術(shù)如 IETF 的資源預(yù)留協(xié)議 RSVP 相結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn) IP 網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信?；?IP 的 LAN 正變得越來越強(qiáng)大，如 IP over SDH/SONET、 IP over ATM技術(shù)正在快速發(fā)展以及 LAN 寬帶正在不斷的提高。由于能提供設(shè)備與設(shè)備、應(yīng)用與應(yīng)用、供應(yīng)商與供應(yīng)商之間的互操作能力，因此， 兼容設(shè)備的互操作性。更高速率的處理器、日益增強(qiáng)的圖形器件和強(qiáng)大的多媒體加速芯片使提 PC成為一個越來越強(qiáng)大的多媒體平臺。 可提供 PBN與別的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行多媒體通信的互連互通標(biāo)準(zhǔn)。許多計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信公司，如 Inter、 Microsoft 和 Netscape都支持 標(biāo) 準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)包括在無 QoS 保證的分組網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行多媒體通信所需的技術(shù)要求。這些分組網(wǎng)絡(luò)包括 LAN、 WAN、 Inter/因特網(wǎng)以及使用 PPP等分組協(xié)議通過 GSTN或 ISDN的撥號連接或點(diǎn)對點(diǎn)連接。 從整體上來說， 是一個框架性建設(shè)，它涉及到終端設(shè)備、視頻、音頻和數(shù)據(jù)傳輸、通信控制、網(wǎng)絡(luò)接口方面的內(nèi)容，還包括了組成多點(diǎn)會議的多點(diǎn)控制單元（ MCU）、多點(diǎn)控制器（ MC）、多點(diǎn)處理器（ MP）、網(wǎng)關(guān)以及關(guān)守等設(shè)備。它的基本組成單元是 域 ，在 系統(tǒng)中，所謂域是指一個由關(guān)守管理的網(wǎng)關(guān)、多 點(diǎn)控制單元（ MCU）、多點(diǎn)控制器（ MC）、多點(diǎn)處理器（ MP）和所有終端組成的集合。一個域最少包含一個終端，而且必須有且只有一個關(guān)守。 系統(tǒng)中各個邏輯組成部份稱為 的實(shí)體，其種類有：終端、網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)控制單元（ MCU）、多點(diǎn)控制器（ MC）、多點(diǎn)處理器（ MP）。其中終端、網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)控制單元（ MCU）是 中的終端設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)中的邏輯單元。終端設(shè)備是可呼叫的和被呼叫的，而有些實(shí)體是不通被呼叫的，如關(guān)守。 、通過不同網(wǎng)絡(luò)的、端到端的連接。其體系結(jié)構(gòu)如圖 61 所示。 圖 61 的體系結(jié)構(gòu) 二、 終端的組成 為基于網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)定義了四個主要的組件：（ Terminal）、網(wǎng)關(guān)（ Gageway）、關(guān)守（ Gagekeeper）、多點(diǎn)控制單元（ MCU）。終端是分組網(wǎng)絡(luò)中能提供實(shí)時、雙向通信的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，也是一種終端用戶設(shè)備，可以和網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)接入控制單元通信。所有終端都必須支持語音通信，視頻和數(shù)據(jù)通信可選。 、視頻或數(shù)據(jù)終端協(xié)同工作所需的操作模式。它將是下一代因特網(wǎng)電話、音頻會議終端和視頻會議技術(shù)的主 要標(biāo)準(zhǔn)。圖62所示為 ，在發(fā)端，從輸入設(shè)備獲取的視頻和音頻信號，經(jīng)編碼器壓縮后，按照一定格式打包，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，在收端，來自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包首先被解包，獲得的視頻、音頻壓縮數(shù)據(jù)經(jīng)解碼后送入輸出設(shè)備，用戶數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)也得到了相應(yīng)的處理。它所包含的各個功能單元及其標(biāo)準(zhǔn)備或協(xié)議分別是： 視頻編解碼（ ）：完成對視頻碼流的冗余壓縮編碼。 音頻編解碼（ 等）：完成語音信號的編解碼，并在接收端可選擇地加入緩沖延遲以保證語音的連續(xù)性。所采用的標(biāo)準(zhǔn) 為 ITUT 的 ，它提供 兩種碼率，采用線性預(yù)測綜合分析編碼方法，分別使用代數(shù)碼本激勵線性預(yù)測和多脈沖最大似然量化，從而各自獲得編碼復(fù)雜度和質(zhì)量的優(yōu)化。 各種數(shù)據(jù)應(yīng)用：包括電子白板、靜止圖像傳輸、文件交換、數(shù)據(jù)庫共存、數(shù)據(jù)會議、運(yùn)程設(shè)備控制等，可用的標(biāo)準(zhǔn)為 、 、 等。 控制單元（ ）：提供端到端信令，以保證 終端的正常通信。所采用的協(xié)議為 （多媒體通信控制協(xié)議），它定義了請求、應(yīng)答、信令和指示四種 信息，通過各種終端間進(jìn)行通信能力協(xié)商，打開 /關(guān)閉邏輯信道，發(fā)送命令或指示等操作，完成對通信的控制。 z 層：將視頻、音頻、控制等數(shù)據(jù)格式化并發(fā)送，同時從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。另外，還負(fù)責(zé)處理一些諸如邏輯分幀、加序列號、錯誤檢測等功能。 三、 是國際電信聯(lián)盟（ ITU）的一個標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧，該協(xié)議棧是一個有機(jī)的整體，根據(jù)功能可以將其分為四類協(xié)議，也就是說該協(xié)議從系統(tǒng)的總體框架（ ）、視頻編解碼（ ）、音頻編解碼（ ）、系統(tǒng)控制（ ）、 數(shù)據(jù)流的復(fù)用（ ）等各方面作了比較祥細(xì)的規(guī)定。為網(wǎng)絡(luò)電話和可視電話會議系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展和系統(tǒng)的兼容性提供了良好的條件。其中系統(tǒng)控制協(xié)議包括 、 、和 ， 和 RTP/RTCP 是 。系統(tǒng)控制是 。整個系統(tǒng)控制由 、 呼叫信令信道和 RAS（注冊、許可、狀態(tài)）信道提供，音頻編解碼協(xié)議包括 （必選）、 、 、 、 等協(xié)議。編碼器使用的音頻標(biāo)準(zhǔn)必須由 。 終端應(yīng)由對本身所具有的音頻編解碼能力進(jìn)行非對稱操作。如以 發(fā)送，以 接收。視頻編解碼協(xié)議主要包括 協(xié)議（必選）和 協(xié)議。 。數(shù)據(jù)會議功能也是可選的，其標(biāo)準(zhǔn)是多媒體會議數(shù)據(jù)協(xié)議 。其結(jié)構(gòu)如圖 63 所示。 圖 63 協(xié)議棧 組件 終端是 定義的最基本組件。所有的 終端也必須支持 標(biāo)準(zhǔn)， 標(biāo)準(zhǔn)用于控制信道使用情況和信道性能。在 終端中 的其它可選組件是圖像編解碼器、 數(shù)據(jù)會議協(xié)議以及 MCU 功能。 網(wǎng)關(guān)也是 會議系統(tǒng)的一個可選組件。網(wǎng)關(guān)提供很多服務(wù)，其中包含 會議節(jié)點(diǎn)設(shè)備與其它 ITU標(biāo)準(zhǔn)相兼容的終端之間的轉(zhuǎn)換功能。這種功能包括傳輸格式（如 到 ）和通信規(guī)程的轉(zhuǎn)換（如 到 ）。另外，在分組網(wǎng)絡(luò)端和電路交換網(wǎng)絡(luò)端之間，網(wǎng)關(guān)還執(zhí)行語音和圖像編解碼器轉(zhuǎn)換工作，以及呼叫建立和拆除工作。終端使用 和 。采用適當(dāng)?shù)慕獯a器， 、 以及 標(biāo)準(zhǔn)終端。 關(guān)守是 系統(tǒng)的一個可組選件，其功能是向 節(jié)點(diǎn)提供呼叫控制服務(wù)。當(dāng)系統(tǒng)中存在 關(guān)守時，其必須提供以下四種服務(wù)地址：地址翻譯、帶寬控制、許可控制與區(qū)域管理功能。帶寬管理、呼叫鑒權(quán)、呼叫控制信令和呼叫管理等為關(guān)守的可選功能。雖然從邏輯上，關(guān)守和 節(jié)點(diǎn)設(shè)備上分離的，但是生產(chǎn)商可以將關(guān)守的功能融入 終端、網(wǎng)關(guān)和多點(diǎn)控制單元等物理設(shè)備中。由單一關(guān)守管理的所有終端、網(wǎng)關(guān)和多點(diǎn)控制單元的集合稱之為 。 多點(diǎn)控制單 元支持三個以上節(jié)點(diǎn)設(shè)備的會議，在 ，一個多點(diǎn)控制單元由一個多點(diǎn)控制器 MC和幾個多點(diǎn)處理器 MP 組成，但可以不包含 MP。MC處理端點(diǎn)間的 ，從而決定它對視頻和音頻的通常處理能力。在必要的情況下， MC 還可以通過判斷哪些視頻流和音頻流需要多播來控制會議資源。 MC 并不直接處理任何媒體信息流，而將它留給 MP來處理。 MP 對音頻、視頻或數(shù)據(jù)信息進(jìn)行混合、切換和處理。 MC和 MP可能存在于一臺專用設(shè)備中或作為其它的 組件的一部份。 音頻編碼器對從麥克風(fēng)輸入的音頻信息進(jìn)行編碼傳輸，在接收端進(jìn)行解碼以便輸出到揚(yáng)聲器，音頻信號包含數(shù)字化且壓縮的語音。 ITU標(biāo)準(zhǔn)。為進(jìn)行語音壓縮， 終端必須支持 語音標(biāo)準(zhǔn)，傳送和接收 A 律和 u 律。其它音頻編解碼器標(biāo)準(zhǔn)如 、 、 、 MPEG1 音頻則可選擇支持。編碼器使用的音頻算法必須由 。 終端應(yīng)能對本身所具有的音頻編解碼能力進(jìn)行非對稱操作，如以 發(fā)送，以 接收。 視頻編解碼器在視頻源處將 視頻信息進(jìn)行解碼傳輸，在接收端進(jìn)行解碼顯示。雖然視頻功能可選，但任何具有視頻功能的 ；支持 它格式以及可選支持 標(biāo)準(zhǔn)。在分組網(wǎng)絡(luò)上，使用 、 編解碼無需 BCH 糾錯和糾錯幀。數(shù)據(jù)會議 是可選功能。當(dāng)支持?jǐn)?shù)據(jù)會議時，數(shù)據(jù)會議可出現(xiàn)協(xié)同工作，如白板、應(yīng)用共享、文件傳輸、靜態(tài)圖像傳輸、數(shù)據(jù)庫訪問、音頻圖像會議等。通過 處理后也可以使用其它的數(shù)據(jù)應(yīng)用和協(xié)議。 、 等協(xié)議 系統(tǒng)中的通信可 以看成是視頻、音頻、控制信息的混合。系統(tǒng)控制功能是 終端的核心，它提供了 終端正確操作的信令。這些功能包括呼叫控制（建立與拆除）、通力切換、命令和指示信令以及用于開放和描述邏輯信道內(nèi)容的報文等。整個系統(tǒng)的控制由 控制信道、 呼叫信令信道以及 RAS 信道提供。 標(biāo)準(zhǔn)描述了無 QoS保證的 LAN上媒體流的打包分組與同步傳輸機(jī)制。 對傳輸?shù)目刂屏鬟M(jìn)行格式化，以便輸出到網(wǎng)絡(luò)接口，同時從網(wǎng)絡(luò)接口輸入報文中檢索出接收到控制流。另外，它還完成邏輯幀、順序編號、糾錯與 檢錯功能。 在 多媒體通信系統(tǒng)中，控制信令和數(shù)據(jù)流的傳送利用了面向連接的傳輸機(jī)制。在 IP游戲棧中， IP與 TCP 協(xié)作，共同完成面向連接的傳輸?？煽康膫鬏敱ＷC了數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包傳輸時的流量控制、連續(xù)性以及正確性，但也可能引起傳輸時延以及占用網(wǎng)絡(luò)寬帶。 將可靠的 TCP用于 控制信道、 數(shù)據(jù)信道，呼叫信令信道。而視頻和音頻信息采用不可靠的、面向非連接的傳輸方式，即利用用戶數(shù)據(jù)協(xié)議 UDP（ User Datagram Protocol）。UDP 無法提供很好的 QoS，只提供最少的控制信息 ，因此傳輸時延較 TCP小。 在有多個視頻流和音頻流的多媒體通信系統(tǒng)中，基于 UDP 和不可靠傳輸利用 IP多點(diǎn)廣播和由 IETF 實(shí)時傳輸協(xié)議 RTP 處理視頻和音頻信息。 IP多播是以 UDP 方式進(jìn)行不可靠多點(diǎn)廣播傳輸?shù)膮f(xié)議。 RTP 工作于 IP多播的頂層，用于處理 IP 網(wǎng)上的視頻和音頻流，每個 UDP 包均加上一個包含時間戳和序號的報頭。若接收端配以適當(dāng)?shù)木彌_，那么它就可以種用時間戳和序號信息 復(fù)原，再生 數(shù)據(jù)包、記錄失序包、同步語音、圖像和數(shù)據(jù)以及改善邊接重放效果。實(shí)時控制協(xié)議 RTCP 用于 RTP 的控制。 RTCP 監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量以及網(wǎng) 上傳送的信息，并定期將包含服務(wù)質(zhì)量信息的控制信息包發(fā)分給所有通信節(jié)點(diǎn)。 在大型分組網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)中，為一個多媒體呼叫保留點(diǎn)足夠的寬帶是很重要的，也是很困難的。另一個 IETF 協(xié)議 資源預(yù)流協(xié)議 RSVP 允許接收端為某一特殊的數(shù)據(jù)流申請一定數(shù)量的寬帶，并得到一個答復(fù)，確認(rèn)申請是否被許可。雖然 RSVP 不是 成部份，但大多數(shù) ，因?yàn)閷拵У念A(yù)流對 IP網(wǎng)絡(luò)上多媒體通信的成功至關(guān)重要， RSVP 需要得到終端、網(wǎng)關(guān)、裝有多點(diǎn)處理器的 MCU 以及中間路由器或交換機(jī)的支持。 適用于不同類型的網(wǎng)絡(luò)，其中包括以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等。 被定義在諸如 TCP/IP， SPX/IPX傳輸層。 ，并且是在同一個網(wǎng)上，使用同一種傳輸協(xié)議。如果在整個因特網(wǎng)上使用 ，通信性能