想用它,就要瞭解它-網路電話技術面面觀

記者/蔡明孝

VoIP語音傳送可以是以硬體或是軟體為基礎的,最早期的產品則是透過軟體來相互運作。連線兩端的使用者需要一台電腦執行應用軟體、以及網際網路的連線、一張網路卡和一個

麥克風。和傳統電話相較之下,這樣的談話經驗比較像是在講無線電,而非真正的電話。

傳統的網路電話是以電路交換方式傳輸語音,所要求的傳輸寬帶為64kbit/s。而所謂的VoIP是以IP分組交換網路為傳輸平臺,對類比的語音信號進行壓縮、打包等一系列的特殊處

理,使之可以進行傳輸。

為了在網路上傳輸語音信號,要求幾個元素和功能。最簡單形式的網路由兩個或多個具有VoIP功能的設備組成,這一設備通過一個IP網路連接。而VoIP設備是如何把語音信號轉換

為IP資料流程,並把這些資料流轉發到IP目的地,IP目的地又把它們轉換回到語音信號,因此可以簡單地將VoIP的傳輸過程分為下列幾個階段。

1、 語音-資料轉換:語音信號是類比波形,通過IP方式來傳輸語音,首先要對語音信號進行類比資料轉換,也就是對類比語音信號進行8位元或6位的量化,然後送入到緩衝存

儲區中。數位化可以使用各種語音編碼方案來實現,目前採用的語音編碼標準主要有ITU-T G.711。源和目的地的語音編碼器必須實現相同的演算法,這樣目的地的語音設備幫可以

還原類比語音信號。

2、原資料到IP轉換:一旦語音信號進行數位編碼,編碼完之後,將這些資料集合成一個壓縮的語音包,送入網路處理器。網路處理器為語音添加包頭、時標和其他資訊後通過網路

傳送到另一端點。

3、傳送:在這個通道中,全部網路被看成一個從輸入端接收語音包,然後在一定時間內將其傳送到網路輸出端。

4、IP包-資料的轉換:目的地VoIP設備接收這個IP資料並開始處理。解碼器將經編碼的語音包解壓縮後產生新的語音包,在這處理過程中,去掉定址和控制資訊,保留原始的原資

料,然後把這個原資料提供給解碼器。

5、數位語音轉換為類比語音:播放驅動器將緩衝器中的語音樣點取出送入音效卡,通過揚聲器按預定的頻率播出。

簡而言之,語音信號在IP網路上的傳送要經過從類比信號到數位信號的轉換、數位語音封裝成IP分組、IP分組通過網路的傳送、IP分組的解包和數位語音還原到類比信號。

目前VoIP的技術和標準大致可分成以下幾種:

一、H. 323標準:H. 323 是目前最普遍用於 VoIP 的標準,由ITU-T於1996年提出,原本是以區域網路( LAN )為基礎做視訊會議的應用,後來被應用於網路電話, H.323定義了一

個綜合性的規範,使網路上的終端設備遵循這些規範,得以順利進行溝通,包括語音壓縮格式、影像壓縮格式、呼叫信令、控制信令、註冊與認證等。 H.323 架構由4個元件所組

成,包括終端設備 ( Terminal )、閘道器 ( Gateway )、閘道管理員( Gatekeeper )、多點控制單元 ( Multipoint Control Unit;MCU ),可進行點對點或點對多點的通訊。對

於VoIP的應用而言,H.323 的子協定相當多, 複雜性高,因於在許多技術上的問題受限,無法完全符合應用。

二、SIP標準: SIP ( Session initiation protocol ) 則是直接採用文字( text-based )式的通訊協定,能在兩兩或更多的傳送參與者間,發展及控制多媒體傳送( multimedia

sessions ),SIP也規範通話建立與結束所使用的信令方式與訊息傳輸規格的協商機制。簡單講,SIP是針對H.323標準過於龐雜,呼叫建立的速度慢與擴充性低的缺點,由IETF在

1999年提出的通訊協定標準。SIP在網路架構下的協定標準,透過Gateway 達成與傳統 PSTN 互通的目的,完成簡單的網路電話架構。 由於SIP具有Client-Server 的架構,可利用

HTTP 既有的封包資訊,而H.323封包必須保留不少的傳輸訊息,所以SIP適用於廣域網路的傳輸架構。

三、MGCP標準
MGCP (Media Gateway Control Protocol),則是另一種不同於 H.323,SIP的協定,不像H.323,SIP屬於Peer-to-Peer Protocol,MGCP 是屬於Master-slave Protocol,也就是

完全由MGCP Server 控制其Terminal。MGCP Call Agent 控制了Terminal 及Gateway,一旦用戶端拿起電話或是撥了什麼號碼,這些訊息都會一五一十的傳送給 Call Agent ,由

Call Agent決定這些訊息所代表的意義,以產生相對應的動作。相對應於 H.323 或 SIP ,MGCP Terminal 顯得似乎簡單了許多,將所有的功能都由Call Agent控制, Call

Agent相較於H.323 SIP的Server 也都複雜了許多。

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