VoIP

很多朋友都喜歡使用網絡聊天工具來進行語音聊天，這種語音並不是通過電信運營商的傳統電話網絡進行傳輸，而是通過互聯網進行傳輸。這種將語音轉化為IP數據包，部分或全部基於IP網絡傳輸的技術就是VoIP （Voice over IP，IP承載語音）技術。

VoIP的基本原理是通過語音的壓縮算法對語音數據編碼進行壓縮處理，然後把這些語音數據按 TCP/IP 標準進行打包，經過 IP 網絡把數據包送至接收地，再把這些語音數據包串起來，經過解壓處理後，恢復成原來的語音信號，從而達到由互聯網傳送語音的目的。 IP 電話的核心與關鍵設備是 IP 網關，它把各地區電話區號映射為相應的地區網關 IP 地址。這些信息存放在一個數據庫中，數據接續處理軟件將完成呼叫處理、數字語音打包、路由管理等功能。 在用户撥打長途電話時，網關根據電話區號數據庫資料，確定相應網關的 IP 地址，並將此 IP 地址加入 IP 數據包中，同時選擇最佳路由，以減少傳輸延時， IP 數據包經 Internet 到達目的地的網關。在一些 Internet 尚未延伸到或暫時未設立網關的地區，可設置路由，由最近的網關通過長途電話網轉接，實現通信業務。

VoIP是一種以IP電話為主，並推出相應的增值業務的技術。

VoIP主要有以下三種方式：

VoIP相對比較便宜。這是因為VoIP電話不過是互聯網上的一種應用。從本質上説，VoIP電話與電子郵件，即時訊息或者網頁沒有什麼不同，它們均能在經過了互聯網連接的機器間進行傳輸。這些機器可以是電腦，或者無線設備，比如手機或者掌上設備等等。

為什麼VoIP服務有些要收錢，有些卻免費？ VoIP服務不僅能夠溝通VoIP用户，而且也可以和電話用户通話，比如使用傳統固話網絡以及無線手機網絡的用户。對這部分通話，VoIP服務商必須要給固話網絡運營商以及無線通訊運營商支付通話費用。這部分的收費就會轉到VoIP用户頭上。網上的VoIP用户之間的通話可以是免費的。

使用VoIP，需要具備哪些條件？ 首先需要連接互聯網，這可以是最基本的撥號上網，也可以是更理想的寬帶服務。網絡連接速度越快，VoIP的通話質量就越好。例如，高速寬帶連接能夠令你一面打電話，一面上網衝浪。其次需要VoIP軟件。用户可以選擇一種VoIP軟件安裝至台式電腦或筆記本電腦上。這樣電腦就可以進行網上通話了。如果用户想要將自己的家庭電話轉化為VoIP撥號系統，則需要適配器的幫助。VoIP軟件可以單獨預裝在一種名為“模擬電話適配器”（analog telephone adapter）的硬件設備中，模擬電話適配器主要安裝於家庭電話與寬帶調制解調器之間。

世界多個標準組織和工業實體提出了很多話音編碼方案。其中包括國際電信聯盟的G.711（速率64kbps），G.723.1（速率5.3kbps或者6.3kbps），G.729A（速率8kbps）編碼方案。

網絡通信勢不可擋，各種即時通訊軟件衝擊着傳統的電話通信方式，從而也造就了很多網絡新貴，眾投資者企望在網絡通訊中分一杯羹。

網絡電話被企業和個人廣泛應用於國內外長途通話中。一些網絡電話“話吧”在學校、居民住宅區、工業區等迅速興起。與幾年前興起的傳統“IP公話超市”不同的是，網絡電話的運營成本更為低廉，且進入門檻更低。只要一台電腦、一條寬帶、幾台電話機加上一個計費軟件就可以操作，網絡公司向加盟者或者運營商提供技術支持即可。由於像平常打電話一樣方便，網絡“話吧”迅速佔據中低收入和外來打工人員的市場，並對傳統電話業務形成衝擊。

因為成本低廉，市場廣闊， VoIP成為一種“暴利”的投資項目，但由於沒有政策支持，因此仍然存在運營和管理上的漏洞，發展前景尚不明朗，投資需謹慎。

經過幾年的發展，雖然網絡電話被廣泛使用，但網絡電話業務還處於“灰色地帶”，法律沒有限制也沒有允許，而市面上出現的網絡電話“話吧”也並沒有營業執照。專家提醒，由於沒有受到政策的支持和保護，網絡電話業務雖然發展迅速，投資者不要輕率投資。

●通話質量受到網絡好壞的影響

●停電時候無法使用

●清晰度與傳統的固話有差距(網絡正常情況下,通話音質與傳統電話無明顯差距)

●存在被偷聽偷錄的風險

●可以隨意改號，容易造成犯罪 (必須經運營商允許,用户自己不可以隨意改號)

常用的協議（Control Protocol）如H.323、SIP、MEGACO和MGCP。

H.323是一種ITU-T標準，最初用於局域網（LAN）上的多媒體會議，後來擴展至覆蓋VoIP。該標準既包括了點對點通信也包括了多點會議。H.323定義了四種邏輯組成部分：終端、網關、關守及多點控制單元（MCU）。終端、網關和MCU均被視為終端點。

會話發起協議（SIP）是建立VOIP連接的IETF標準。SIP是一種應用層控制協議，用於和一個或多個參與者創建、修改和終止會話。SIP的結構與HTTP（客户－服務器協議）相似。客户機發出請求，併發送給服務器，服務器處理這些請求後給客户機發送一個響應。該請求與響應形成一次事務。

媒體網關控制協議（MGCP）定義了呼叫控制單元（呼叫代理或媒體網關）與電話網關之間的通信服務。MGCP屬於控制協議，允許中心控制枱監測IP電話和網關事件，並通知它們發送內容至指定地址。在MGCP結構中，智能呼叫控制置於網關外部並由呼叫控制單元（呼叫代理）來處理。同時呼叫控制單元互相保持同步，發送一致的命令給網關。

媒體網關控制協議（MEGACO）是IETF和ITU-T（ITU-TH.248建議）共同努力的結果。Megaco/H.248是一種用於控制物理上分開的多媒體網關的協議單元的協議，從而可以從媒體轉化中分離呼叫控制。Megaco/H.248説明了用於轉換電路交換語音到基於包的通信流量的媒體網關（MG）和用於規定這種流量的服務邏輯的媒介網關控制器之間的聯繫。Megaco/H.248通知媒體網關將來自於數據包或單元數據網絡之外的數據流連接到數據包或單元數據流上，如實時傳輸協議（RTP）。從VoIP結構和網關控制的關係來看，Megaco/H.248與MGCP在本質上相當相似，但是Megaco/H.248支持更廣泛的網絡，如ATM。

為了在現有通信網絡上進行多媒體應用，國際電信聯盟（ITU－T）制定了H.32x多媒體通信系列協議，下面就其中主要幾個標準做簡單説明：

上述標準當中，H.323標準定義的網絡是應用最為廣泛的，例如以太網、令牌網，FDDI網等。基於H.323標準的應用也理所當然成為市場的熱點，所以下面我們會重點介紹一下H.323。H.323建議中定義了四個主要的組件：即終端、網關、網關管理軟件（也叫關守或網閘）和多點控制單元。

（1）終端（Terminal)--所有的終端都必須支持語音通信，視頻和數據通信能力是可選的。所有的H.323終端也必須支持H.245標準，H.245標準用於控制信道使用情況和信道性能。H.323對語音通信中的語音編解碼器主要參數做如下規定：ITU建議 語音帶寬/KHz 傳輸比特率/Kb/s 壓縮算法 註釋 G.711 3.4 56,64 PCM 簡單壓縮，應用於PSTN中 G.728 3.4 16 LD-CELP 語音質量同G.711，應用於低比特速率傳輸 G.722 7 48,56,64 ADPCM 語音質量高於G.711，應用於高比特速率傳輸 G.723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ 語音質量可以接受，G.723.1為VOIP論壇採用 G.729G.729A 3.4 8 CS-ACELP 時延低於G.723.1，語音質量高於G.723.1。

（2）網關（Gateway)--這是H.323系統的一個可選件。網關能把不同系統所用的協議、音頻、視頻編碼算法以及控制信號進行變換以適應系統終端互通。如基於PSTN的H.324系統和基於窄帶ISDN的H.320系統與H.323系統進行通信，就需要配置網關；

（3）關守（Gatekeeper)--這是H.323系統的一個可選組件，是由軟件來完成管理功能。它主要有兩個功能：第一是對H.323應用的管理；第二是對終端通過網關通信（如呼叫建立、拆除等）的管理。管理員可以通過關守，進行地址轉換、帶寬控制、呼叫認證、呼叫記錄、用户註冊、通信域管理等功能。一個H.323通信域可以有多個網關，但只能有一個關守工作。

（4）多點控制單元（Multipoint Control Unit)--MCU實現了在IP網絡上進行多點通信，點到點的通信並不需要。通過MCU使整個系統形成一個星型的拓撲結構。MCU包含兩個主要部件：多點控制器MC 和多點處理器MP，也可以不包含MP。MC處理終端間的H.245控制信息，建立一個音頻和視頻處理的最小公共命名器。MC並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、視頻或數據信息進行混合、切換和處理。

在業界IP電話有兩種並列的體系結構，一種是以上介紹的ITU－TH.323協議，另一種是由互聯網工程任務組（IETF）提出的SIP協議（RFC2543），SIP協議更適用於智能化終端。

VoIP手機也叫VoIP雙模手機或者簡稱IP手機，它完美融合GSM和WiFi，雙模同時待機，共享用户資料。作為普通手機，有了它，用户可以在沒有WiFi環境的時候使用傳統的G網服務，包括打電話、發短信彩信、GPRS上網等；在任何有無線網絡的地方用户可以用它享受高速網上衝浪、IM聊天、收發電子郵件等新潮移動技術，更重要的是，人們利用voip雙模手機可以通過網絡，以超低的價格撥打普通電話和手機，voip手機之間通過網絡互相通話更是免費的，且無需運營商的支持，同時簡單通過手機終端就能實現3方通話。作為PDA手機，voip雙模手機在使用上有很多智能化的貼心設計，包括手寫輸入、個人信息管理、常用文檔格式閲讀和編輯、以及拍攝高象素的數碼圖片等等。

在享受VoIP技術給我們的生活帶來各種便利時，讓我們也瞭解一下VoIP的發展歷程：

隨着移動互聯網的發展，VoIP技術也有了新的發展趨勢：

VOIP常見編碼的帶寬計算方法與所選用的編碼方法有關，而與哪個廠家的沒有什麼關係，公式如下：

帶寬=包長度×每秒包數

=包長度×（1/打包週期）

=（Ethernet頭+IP頭+UDP頭+RTP頭+有效載荷）×（1/打包週期）

=（208bit +160bit+64bit+96bit +有效載荷）×（1/打包週期）

=（528bit+（打包週期(秒)×每秒的比特數））×（1/打包週期）

=( 528 / 打包週期 ) + 每秒比特數

根據各種編碼方式，得出：

G711：20ms打包，帶寬為 ( 528/20 + 64) Kbit/s=90.4 Kbit/s

G729：20ms打包，帶寬為 ( 528/20 + 8 ) Kbit/s= 34.4 Kbit/s

G723：5.3k，30ms打包，帶寬為 ( 528/30 + 5.3 ) Kbit/s=22.9 Kbit/s

業界一般按照下表提供的IP網帶寬係數和以太網帶寬係數來設計網絡帶寬：

編解碼技術 壓縮速率（Kbps） 打包週期（ms） IP網帶寬係數 以太網帶寬係數

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

備註：採用某種編碼方式時，用64K乘以相應的帶寬係數就可以得出其實際佔用的帶寬。當然如果是中繼接口，還需要考慮信令佔據一定的帶寬，一般按照2.5%來計算。

2012年3月17日工信部發出了《關於做好發放3G牌照後續工作的通知》，通知中明確規定了三家運營商的業務經營範圍。

在這份下發給三大電信運營商的文件中，對於WIFI和VOIP業務依然沒有鬆動的跡象。三家運營商都被允許開展IP電話業務，但是都僅限於Phone--Phone的電話業務。

出於保護運營商語音業務收入的考慮，政府主管部門一直嚴禁WIFI和VOIP的發展。但是隨着3G時代的到來，三大電信運營商都已經在全國部署WIFI熱點，而民間的VOIP業務也是發展的如火如荼。

2013年1月8日，工信部在官方網站登出《移動通信轉售業務試點方案》，開始徵求意見。

5月17日，工信部公佈了《移動通信轉售業務試點方案》，標誌着虛擬運營時代即將到來。

1、無需電腦。不會像電腦一樣，因為中病毒，或者操作系統故障，導致不能正確使用。

2、適合保障長時間在線。內網互打，關鍵是要保持在線。

3、加密通訊。

4、音質清晰。語音處理採用國際先進的語音處理芯片，有效解決迴音消除，數據包丟失、網絡抖動產生的問題。比軟件電話的音質普遍要高。

5、 成本價格低廉，可以隨意改號，顯示號碼。

6、可監控，可錄音，支持三方通、密語、來電轉接等功能。 ^[1] 

VoIP遭受攻擊的例子還少。大部分的VoIP電話系統都安裝於企業當中，VoIP電話的加密技術也都用的是通用技術。

V0IP的安全是通過網絡電話加密，即通過語音數據加密方式實現的，現用的加秘方式分別為TLS和IPSec。

要採用的第一個步驟就是在你的局域網中實現一個認證的機制，這個局域網中包括了設備還有用户。如果你購買了一些類似802.1x的產品，它們並不充分，因為電話、打印機、體檢設備，機器人，以及其他一些設備絕大部分都不支持802.1x的要求。 ^[1]