隨著Internet的不斷深入應用與發(fā)展，IP over寬帶上的各種新技術(shù)層出不窮，ISP、ICP、ASP等網(wǎng)絡公司不斷涌現(xiàn)，推動著數(shù)據(jù)業(yè)務持續(xù)快速增長，其業(yè)務大有超過普通PSTN業(yè)務的趨勢。IP將成為未來信息通信的主導技術(shù)，各種業(yè)務可由IP包來承載（Everything over IP），而IP信息流又可以在各種傳輸媒體中傳送（IP over Everything），并以IP網(wǎng)為基礎(chǔ)，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、圖像業(yè)務整合和網(wǎng)絡融合。采用NGN來構(gòu)建新一代信息網(wǎng)絡，以提供話音、數(shù)據(jù)和圖像等綜合服務，將成為人們追求的目標，代表著21世紀新一代通信網(wǎng)絡的發(fā)展方向。寬帶IP電話（注：文中所提的寬帶IP電話泛指普通IP電話和IP可視電話）是在這一新網(wǎng)絡時代發(fā)展起來的具有代表性的應用技術(shù)之一。
1 寬帶IP電話的關(guān)鍵技術(shù)
寬帶IP電話是建立在IP技術(shù)上的分組化、數(shù)字化傳輸技術(shù)，簡單的說也就是：通過語音或/和圖像壓縮算法對語音或/和圖像數(shù)據(jù)按相關(guān)標準協(xié)議進行壓縮編碼處理，然后把這些語音數(shù)據(jù)按IP等相關(guān)通信協(xié)議進行打包，經(jīng)過寬帶IP網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮盏?，再把這些語音或/和圖像數(shù)據(jù)包進行解碼解壓處理后，恢復成原來的語音或/和圖像信號，從而達到由IP網(wǎng)絡傳送語音或/和圖像的目的。寬帶IP電話極大的改進了網(wǎng)絡帶寬的利用率，大大降低了通信的費用，它的廣泛應用也促進了寬帶多媒體應用的發(fā)展。其最大的優(yōu)勢是能廣泛地采用Internet和全球IP互連的環(huán)境，提供比傳統(tǒng)業(yè)務更多、更好的服務。
寬帶IP電話的關(guān)鍵技術(shù)包括：信令技術(shù)、編碼技術(shù)、實時傳輸技術(shù)、服務質(zhì)量（QoS）保證技術(shù)、以及網(wǎng)絡傳輸技術(shù)、集成電路發(fā)展技術(shù)等。
（1）信令技術(shù)，信令技術(shù)保證電話呼叫的順利實現(xiàn)和語音或/和圖像質(zhì)量，目前廣泛使用的信令體系包括ITU-T的H.323系列和IETF的會話初始化協(xié)議STP及媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議MGCP/H.248。
?。?）編解碼技術(shù)，編解碼技術(shù)是IP電話技術(shù)的一個重要組成部分。目前語音編解碼所使用的主要技術(shù)有ITU-T G.729、G.723(G.723.1)等，圖像編解碼技術(shù)有ITU-T H.263/H.261。
?。?）實時傳輸技術(shù)，實時傳輸技術(shù)主要是采用實時傳輸協(xié)議RTP。RTP是提供端到的包括音視頻在內(nèi)的實時數(shù)據(jù)傳送的協(xié)議。RTP提供了時間戳和控制不同數(shù)據(jù)流同步特性的機制，可以讓接收端重組發(fā)送端的數(shù)據(jù)包，可以提供接收端到多點發(fā)送組的服務質(zhì)量反饋。
（4）服務質(zhì)量（QoS）保證技術(shù)，IP電話中主要采用資源預留協(xié)議（RSVP）以及進行服務質(zhì)量監(jiān)控的實時傳輸控制協(xié)議RTCP來避免網(wǎng)絡擁塞，保障網(wǎng)絡的傳輸質(zhì)量。
?。?）網(wǎng)絡傳輸技術(shù)，寬帶IP電話中網(wǎng)絡傳輸技術(shù)主要是IP、TCP和UDP，此外還包括網(wǎng)關(guān)互聯(lián)技術(shù)、路由選擇技術(shù)、網(wǎng)絡管理技術(shù)以及安全認證和計費技術(shù)等。
?。?）集成電路發(fā)展技術(shù)，集成電路技術(shù)發(fā)展的如何也直接影響寬帶IP電話的發(fā)展。由于需要進行語音或/和圖像的數(shù)據(jù)壓縮，因此必須有高速度、大容量的DSP或?qū)Ｓ眉呻娐分С?；由于需要更多功能的控制、任務的協(xié)調(diào)，因此必須有更快、更復雜、功能更強的CPU支持。
2 寬帶IP電話的現(xiàn)狀
近幾年，隨著電信增值業(yè)務和寬帶接入的迅猛發(fā)展，各大運營商都建成自己全國范圍的IP電話網(wǎng)，為寬帶IP電話提供了發(fā)展平臺，其發(fā)展十分迅速。國內(nèi)外許多公司、大學、研究所紛紛加入其行列，其高、中、低檔方案、產(chǎn)品的分類也特別突出。對于普通IP電話，低端產(chǎn)品的方案主要有美國的Centrality Communications、MamaKall Communication Inc.、高端產(chǎn)品的方案主要有美國的Polycom、TI、思科、挪威的TANDBERG。對于IP可視電話，中低端產(chǎn)品的方案主要有韓國C&S、PHILIPS、ADI、華邦等，高端產(chǎn)品的方案主要有美國的Polycom、挪威的TANDBERG。國內(nèi)外許多廠家大部分都是采用他們的方案進行二次開發(fā)，進而形成自己的產(chǎn)品。 由于寬帶IP電話是近幾年才發(fā)展起來的新產(chǎn)品，其技術(shù)核心使用的是比較成熟的H.323協(xié)議。ITU的H.323系列建議定義了在無業(yè)務質(zhì)量保證的因特網(wǎng)或其它分組網(wǎng)絡上多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程。H.323標準是局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、INTRANET和Internet上的多媒體提供技術(shù)基礎(chǔ)保障，其編碼機制，協(xié)議范圍和基本操作類似于ISDN的Q.931信令協(xié)議的簡化版本，并采用了比較傳統(tǒng)的電話交換的方法。相關(guān)的協(xié)議包括用于控制的H.245，用于建立連接的H.225.0，用于大型會議的H.332，用于補充業(yè)務的H.450.1、H.450.2和H.450.3，有關(guān)安全的H.235，與電容交換業(yè)務互操作的H.246等。H.323提供設備之間、高層應用之間和操作商之間的互操作性。它不依賴于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，獨立于操作系統(tǒng)和硬件平臺，支持多點功能、組播和帶寬管理。H.323具備相當?shù)撵`活性，支持包含不同功能的節(jié)點之間的會議和不同網(wǎng)絡之間的會議。H.323建議的多媒體會議系統(tǒng)中的信息流包括音頻、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息。信息流采用H.225.0建議方式來打包和傳送。
由于H.323比較成熟，又有開放的源代碼，因此新產(chǎn)品的開發(fā)速度很快，但是H.323標準是局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、INTRANET和Internet上的多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程，并無QoS保證。依照其開發(fā)出的產(chǎn)品雖然能夠較好地應用在寬帶網(wǎng)上，但具沒有更多地去考慮如何與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡如PSTN等的協(xié)議，也沒有認真的考慮各大運營商之間網(wǎng)絡壁壘，因此目前的寬帶IP電話從技術(shù)和使用上來講，都存在著不如人意的地方。
?。?）系統(tǒng)復雜
由于H.323是一個龐大的體系結(jié)構(gòu)，提供了多媒體通信需要的所有子協(xié)議，其控制協(xié)議非常復雜，且建立呼叫的時間比較長，因此程序量很大，造成了需要大規(guī)模集成電路的復雜度，使用、配置很麻煩，且不宜擴展。
（2）互通互連
雖然H.323比較成熟，但各個方案提供商和生產(chǎn)廠家對其理解有一定的差異，因此，不同方案提供商和生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品還存在互通性問題。
（3）平臺的適應性
由于各運營平臺是由不同的公司研究開發(fā)，又各有自己的特色，因此現(xiàn)在也存在同一品牌的產(chǎn)品在相同的配制下甚至不能在不同的運營平臺上工作，給用戶造成沒必要的麻煩。
?。?）融入其它網(wǎng)絡問題
目前寬帶IP電話在設計時雖然考慮到了如何融入PSTN網(wǎng)中，但是其設計思想是為了設計而設計，并沒有真正從使用者的角度去考慮。最典型的是雖然有的寬帶須在帶電的情況下轉(zhuǎn)換到普通電話功能，雖然，這是決不必要的，PSTN本身就有供電，如果只是撥打普通電話，沒有必要打開本機所帶電源。
（5）圖像質(zhì)量問題
這一點主要針對寬帶IP可視電話而言。雖然總的帶寬是夠的，但是每個用戶使用時其帶寬又是動態(tài)分配的，如果僅僅是在中小局域網(wǎng)內(nèi)部，質(zhì)量還是可以的，但許多情況是在公網(wǎng)上，帶寬得不到保證，因此面部模糊、馬賽克現(xiàn)象就表現(xiàn)的比較突出。
?。?）穿NAT和防火墻問題
當遠端某寬帶IP電話撥打某一局域網(wǎng)內(nèi)部的某一寬帶IP電話時，如何穿過NAT和防火墻而透明地連通，目前的寬帶IP電話產(chǎn)品在這方面做的還是很不夠。
?。?）接入和認證方式的適應性問題
目前可以解決常用的接入方式，如ADSL、Cable Modem、LAN等；認證方式適應DHCP、PPPOE等，但WEB認證方式卻都沒有很好地解決，而WEB認證方式的使用越來越廣泛。
?。?）使用問題
當設置完成后，所有的寬帶IP電話的使用總體上來說基本上都是比較方便的，但是，每次更換網(wǎng)絡環(huán)境時，必須由專業(yè)人員設置，很不方便。
3 寬帶IP電話的發(fā)展
隨著寬帶IP電話走向市場，寬帶IP電話運營商為使其服務受用戶青睞，除提供話音郵件、呼叫等待和高速接入服務外，將推出更多新的應用，其技術(shù)更加先進，價格更加適合。
（1）協(xié)議的發(fā)展
H.323體系結(jié)構(gòu)龐大，提供了多媒體通信需要的所有子協(xié)議，但這些協(xié)議之間沒有清晰的界隔；有些業(yè)務需要在多個協(xié)議之間交互才能完成，因此顯得十分復雜且無QoS保證。而隨后發(fā)展起來的SIP協(xié)議繼承了Internet協(xié)議和H.323的一些優(yōu)點，其復雜度要低得多，SIP協(xié)議在設計上充分考慮了協(xié)議的可擴展性，遵循了PEP（Protocol Extersion Protocol）協(xié)議擴展性協(xié)議，SIP協(xié)議可以通過其功能強大的第三方呼叫控制機制很容易地實現(xiàn)新業(yè)務。其本身就實現(xiàn)了主叫和被叫與呼叫發(fā)起者或和呼叫控制者的分離。在這一點上，SIP協(xié)議非常適合于NGN的設計思想：交換與業(yè)務相分離。因此，隨著SIP協(xié)議的不斷完善，寬帶IP電話在協(xié)議方面將會向著SIP協(xié)議的使用而發(fā)展。
（2）互通互連
大家知道，不同協(xié)議的互通是通過網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)的?，F(xiàn)存的電話網(wǎng)絡包括傳統(tǒng)的PSTN、遵循H.323的IP電話網(wǎng)絡和Internet電話網(wǎng)絡，它們內(nèi)部之間和相互之間都需要進行信令互通，可以相互穿越建立、控制管理及拆除呼叫；需要進行媒體互通互譯，可以對各種編碼格式的媒體類型作轉(zhuǎn)換；又由于在現(xiàn)有電話網(wǎng)中，主要采用共路信令，信令傳輸與媒體傳輸相分離，還需要溝通媒體網(wǎng)關(guān)功能和信令網(wǎng)關(guān)的媒體網(wǎng)關(guān)控制器。所以總的看來，Internet電話網(wǎng)關(guān)至少有三個互相獨立的功能單元，它們是完成信令或協(xié)議轉(zhuǎn)換的信令網(wǎng)關(guān)功能SG（signaling gateway）、配合信令網(wǎng)關(guān)的媒體網(wǎng)關(guān)控制功能MGC（media gateway controller）和完成媒體轉(zhuǎn)換的媒體網(wǎng)關(guān)功能MG（media gateway）。因此，寬帶IP電話將來的發(fā)展不管是其網(wǎng)絡內(nèi)部之間，還是不同網(wǎng)絡之間，其互通性將會得到很好的解決。
（3）賦予呼叫中心網(wǎng)絡能力
寬帶IP電話一種新的應用是賦予普通電話以寬帶IP能力。例如，Aplio公司最近推出的Aplio/Phone2.0能將普通電話連接至Internet，并能與兼容H.323標準的IP電話和會議軟件結(jié)合使用。還有一些廠商（如美國Essl科技公司等）開始推出寬帶IP電話產(chǎn)品，這些產(chǎn)品能讓用戶使用同一條電話線打電話和接入網(wǎng)站，并在呼叫中心向代理商傳送為用戶服務的在線請求，因此，用戶無需斷開與Internet的連接就能獲得對代理商的實時接入。由于呼叫中心在眾多企業(yè)中起著為用戶提供服務的重要作用，所以網(wǎng)絡化的呼叫中心將會得到普遍應用。一體化消息傳送是讓用戶通過一部電話或PC接入E-mail、傳真和尋呼消息。這種一體化的消息接入服務現(xiàn)在盡管還不普遍，但是經(jīng)營IP電話網(wǎng)絡的人士認為，在今后幾年內(nèi)將會成為重要的服務方式。一些寬帶IP電話廠商正在開發(fā)能提供一體化消息服務的產(chǎn)品。
（4）透明傳輸
隨著Internet的快速發(fā)展，寬帶IP電話等網(wǎng)絡產(chǎn)品的應用迅速普及。隨著這些技術(shù)的大規(guī)模應用，要求網(wǎng)絡能夠透明傳輸，因此一些現(xiàn)存網(wǎng)絡的沖突也突顯了出來。比如當前一些網(wǎng)絡實體（如防火墻和NAT）限制端到端的分組（包）通過，無法很好地保證正常通信。因此，寬帶IP電話等網(wǎng)絡產(chǎn)品必須解決好這個問題。
（5）寬帶認證和接入方式的發(fā)展
目前寬帶IP電話可以解決常用的寬帶認證問題，如DHCP、PPPOE等，但對WEB認證方式卻都沒有很好地解決，而WEB認證方式的使用越來越廣泛，也越來越得到更多的設備廠商支持，特別受到運營商的青睞，因此寬帶IP電話認證的發(fā)展將會更多的采用數(shù)據(jù)流和控制流分開的認證方式。
接入方式上，除滿足目前的接入方式外，寬帶IP電話將會向著WLAN和其它新的接入方式發(fā)展。
?。?）圖像質(zhì)量問題
這一點主要針對寬帶IP可視電話而言。目前影響圖像質(zhì)量問題的關(guān)鍵因素主要有傳輸帶寬和圖像壓縮算法。從帶寬上來說，如果僅僅是在中小局域網(wǎng)內(nèi)部，帶寬足夠，圖像質(zhì)量還是可以的；許多情況是在公網(wǎng)上，雖然 總的帶寬是夠的，但是每個用戶使用時其帶寬又是動態(tài)分配的，帶寬得不到保證，因此洗 臉、馬賽克現(xiàn)象就表現(xiàn)的比較突出，因此研究、應用新的圖像壓縮算法就成為必然的發(fā)展趨勢。H.264是ITU新推出的一種圖像壓縮算法，在相同的傳輸帶寬下，圖像質(zhì)量可以提高一倍，非常適合于寬帶IP可視電話。
（7）方便使用
從上面寬帶IP電話的現(xiàn)狀現(xiàn)看，無論使用H.323還是使用SIP技術(shù)，由于近期開發(fā)、生產(chǎn)速度很快，更多的側(cè)重于產(chǎn)品的功能，而沒有更好地考慮用戶的方便使用要求，因此目前的產(chǎn)品其使用性對用戶來說都顯得很復雜，很來在用戶的使用上將會向著智能化、傻瓜型發(fā)展，使用戶使用起來就像目前的普通電話一樣方便。
?。?）網(wǎng)絡統(tǒng)一性
目前運營商的網(wǎng)絡雜亂無章，沒有統(tǒng)一的標準，嚴重影響制約著寬帶IP電話的發(fā)展，有鑒于此，國際國內(nèi)電信組織促進各廠商使用標準協(xié)議，不僅要使寬帶IP電話產(chǎn)品的互通，還要使寬帶IP電話能與現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話很好地“合作”。此外，使用標準協(xié)議還有利于各廠商開發(fā)設計出開放的應用程序，服務IP電話系統(tǒng)。由于寬帶IP電話網(wǎng)絡的開放性，用戶今后可以隨時買到最選進的程序或者自己編寫需要的程序，而不是必須依賴于霜些廠商，增大了用戶應用的自由度。
目前符合H.323的寬帶IP電話已經(jīng)出現(xiàn)了不少產(chǎn)品，但SIP的簡單、靈活等特點正吸引著越來越多的設備廠商關(guān)注和支持，符合SIP的寬帶IP電話并逐漸成為未來發(fā)展的方向，隨著各項技術(shù)的不斷改進和網(wǎng)絡標準的進一步統(tǒng)一，寬帶IP電話將逐漸替代現(xiàn)有的PSTN電話，使未來的通信發(fā)生革命性的變化。
電子技術(shù)應用
