寬帶網絡中，除了進行傳統數據通訊外，語音電話服務也成為一個趨勢，在此基礎上就有了計算機ip電話的出現和發展。目前，IP電話的所占的比重在語音電話業務中越來越大，發展IP電話已成為勢不可擋的潮流，非凡在廣電寬帶綜合信息網中IP電話是將來必不可少的組成部分。

　　1.1 IP 電話的概念及市場前景

　　IP電話是建立于Internet基礎上的新型數字化傳輸技術，是IP網上通過TCP／IP協議實現的一種電話應用。這種應用包括PC對PC連接、PC對話機連接、話機對話機連接，其業務主要有Internet或Intranet上的語音業務、傳真業務（實時和存儲／轉發）、web上實現的IVR（交互式語音應答）業務等等，另外還包括E-mail、實時電話、實時傳真等多種通信業務。

　　IP電話近幾年來一直保持著其良好的發展勢頭。面對著競爭日趨激烈的全球市場，無論是政府專營的電話公司、ISP還是本地交換業務運營商（CLEC）和PTT都在不斷地尋找提高其服務水平和質量的方法。

　　美國的一家市場研究機構Frost and Sullivan猜測，IP語音通信（Voice over IP，簡稱VOIP），這項新興技術，2001年將發展成為全球價值18.1億美元的設備產業。另一項研究指出，在2002年，VOIP市場，包括電話通信及其衍生服務行業，總值將達到630億美元。此外，業內專家猜測，到2005年，34%的電話將通過分組交換網絡進行。無論你相信哪份報告的真實性，有一點是勿庸置疑的，即VOIP將極具市場潛力。

　　借助于IP電話，服務提供商們可以在Internet上開展各項基本及增強型的語音業務，其中包括Internet呼叫等待、增強型的電話Web交易以及交互式多媒體服務等。這些業務將被與現有的、基于電路交換的網絡（PSTN）無縫地集成在一起，以便在必要時使呼叫能夠在普通電話之上被發起和終結。由于IP協議是一種開放型的協議，VoIP可以使服務商們靈活地定制其現有業務，并可以比以前更快且更為合算地開展新業務。

　　2 VoIP如何工作

　　VoIP將標準的語音信號轉換成經過壓縮的數據包后在數據網絡而非傳統的電話網上進行傳輸。語音信號被封裝進可以在本地IP網絡或由以太網、幀中繼、ATM及SONET承載的IP網絡中傳輸的IP數據包。

　　現在，可以進行互操作的VoIP架構都是基于H.323規范的。H.323定義了網關（電話網與IP網的網間接口）和關守（內部交換組件），并對如何建立、路由和中止一次IP電話呼叫給出了建議。

　　“時延”是從發話人開始講話到受話人聽到講話所經過的時間。時延超過了限度會使人感到不自然，一般來說，時延超過了250ms，就會感到難于忍受。傳統的電話通信通話人是覺察不出時延的。而IP電話要把通話人說話的聲音信號變換為數字的編碼信號，要把數字化的信號“分組”、打“包”，還要用“存儲—轉發”的方式傳送；在接收端還要解碼、合成、復原等等，因此增加了很多時延（例如編、解碼的時延、緩存的時延等）。假如碰到電路擁擠的情況，等待轉發可能導致很長的時延，甚至還會造成數據分組丟失，使收話人聽不清或聽不懂發話人的說話。因此VoIP技術要求盡量減少時延。　

　　IP網絡最初用來處理局域網間的流量，通過網絡的許多數據報都是長達1500字節的信息包。在低速鏈路上（低于T1/E1），語音信息包必須等在這些大型信息包后面，增加的延遲將達數十微秒甚至上百微秒。技術需要分割開這些“大型信息包”，并在其中插入語音流量，從而減少時延和抖動。 2.1 IP語音的幾種方式 目前已有一些成熟的網絡設備提供Voice over IP業務，提供的業務基本有以下幾個類型：

　　話音傳輸方式一：　　　

　　網絡的兩端均有一個支持語音的IP路由設備,可以直接連接普通話機，透過中間的IP網絡實現話音傳輸。　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　

　　話音傳輸方式二：

　　網絡的兩端均有單位的PBX電話交換機，通過語音中繼連接到支持語音的IP路由設備上，用戶可以使用自己目前的話機，通過PBX進行交換，將外出的話音傳輸通過IP傳輸到其他用戶端。

　　話音傳輸方式三　 　　　 　　

　　用戶可以使彌С鐘鏌艫腎P路由設備透過IP網絡和PSTN網絡收發傳真。

　　話音傳輸方式四 　　

　　局域網上的用戶可以使用PC機上支持語音電話的軟件通過支持語音的IP路由設備與普通PSTN用戶交談。 　　

　　上面四種方式基本上覆蓋了使用普通電話傳遞IP語音的方式，當然用戶還可以通過其他非普通電話方式傳輸語音，如許多基于PC機的IP 語音軟件直接在兩個不同PC之間進行話音傳輸。

　　2.2 IP語音的結構設計

　　有線總前端是整個網絡的治理中心，配置語音網關，對整個語音網絡提供呼叫地址治理和帶寬治理。配置 Voice Manager(VM)來對網絡上所有的語音網關設備狀態進行監控和治理。同時配置一臺NT服務器安裝VM，作為治理服務器。

　　2.3 IP語音的壓縮設計和QoS保障設計

　　Voice over IP 技術是基于目前語音壓縮技術的發展以及IP網絡技術廣泛應用的基礎上發展起來的。在實際的應用仍然中會有許多因素影響到傳輸話音的質量，因此基于語音傳輸采用以下技術來保障實現語音的低帶寬和高質量。

　　· 配置語音壓縮技術 　　

　　利用已成為標準的語音壓縮技術，此類技術理論上可以將語音壓縮至8K，并保障語音質量。

　　· 配置IP包頭壓縮技術減少數據包對帶寬的需求 　　

　　因為Voice over IP是將語音封裝成IP的包來進行傳輸的，為了保證傳輸的低時延，不可能將語音封裝為大的數據包，因此傳輸語音從包的數量上就會增加。將語音封裝成IP包，IP要在每個包前增加40字節包頭，這樣一來將大大占用傳輸的帶寬。在此進行配置，采用IP包頭壓縮技術將IP的包頭壓縮至2-3個字節，從而可以大大節省帶寬。

　　· 采用IP包分割技術

　　在一個IP網絡中，往往一個數據包會較大，占有整個網絡帶寬，同時時間較長，這樣會導致語音傳輸的時延較大。因此在此需要采用IP包分割技術，將大的IP包分割為較小的包，便于將語音的包插入到線路中，保證語音的低時延。

　　· 配置IP優先級技術減少延遲

　　在IP網絡中，所有的IP數據包會爭用有限的帶寬，這樣將無法保證語音的質量。因此在語音網絡中，將通過配置將語音的優先級設高，從而滿足語音傳輸低延遲的要求。

　　· 配置RSVP和WFQ（加權的公平隊列）保證語音傳輸帶寬

　　當一路語音的IP包在網絡上傳輸，網絡上的帶寬很輕易會被其他數據包占用，因此影響語音質量。在網絡中，將配置RSVP來保障每一路傳輸語音的質量，使其在傳輸時可以在各個路由器上申請出一定資源，建立傳輸有保障的帶寬。

　　· 集中化的語音控制中心

　　設置語音質量控制中心，對整個網絡的語音及編址進行統一治理，同時可以根據網絡狀況決定是否建立語音連接，保證整個網絡的已有語音連接通訊質量。

　　在語音傳輸中，預備采用以上的技術通過配置來實現VOIP并保障語音傳輸的質量。

　　2.4 VOIP的帶寬設計

　　從目前所采用的壓縮模式和算法來看，理論上每路語音占10-12K帶寬，也就是說，12路電話需要128K的帶寬，然而語音的傳輸不同于數據的傳輸，語音對傳送的時延有著較高的要求，而傳輸時延的大小受多方因素的影響： 　　

　?。?）壓縮語音雖然減少了語音傳輸的數據量，但它也會導致一定時延。 　　

　?。?）傳輸距離會產生的固定時延。 　　

　?。?）把語音數據放到傳輸串行線路上的時延，這一時延與帶寬有密切的關系，帶寬小時延大，帶寬大時延小。 　　

　?。?）多路隊列（queue）時延，也與帶寬相關，仍然是帶寬大，時延小。一般來說，延時在200ms以內被認為是優質語音，在200ms～400ms之間被認為是可以接受的，400ms以上被認為是不可接受的語音質量。而從上述影響時延的因素看，帶寬是影響時延的一個重要因素。雖然每路電話不管線路帶寬大小所占帶寬基本一樣，但帶寬越大，語音包放到網絡上的速度越快，時延會越小，所以在為其設計帶寬時，要作周密的考慮。為了獲得較好的話音效果，每路話音占14-16K 左右的帶寬是較好的選擇,因為有線網絡的是一個寬帶網絡，因此在語音傳輸的帶寬上相應是有很大保障的，同時在中心配置了語音控制中心，對每路話音帶寬進行申請控制，因此可以在網絡負載較大的情況下也可以保證話音的傳輸帶寬。