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基于VoIP技术的新一代话音业务

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【基于VoIP技术的新一代话音业务】
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摘要 本文简要介绍了VoIP技术框架，并从VoIP的技术优点以及当前存在的问题两个方面论述了其发展现状 。
引言
长期以来，电信服务供给商提供的话音业务都是建立于公众电话交换网（PSTN）体系结构之上的 。经过多年的发展完善，PSTN已可以提供非常高质量的话音传输，并具有高连接可靠性与低丢话率等特点 。然而，在每一个通话过程中，PSTN网需要为通话的双方建立独占的端到端链路，并分配一定的带宽资源 。随着话音业务量的增长，就网络连接的可用带宽以及设备的承载能力而言，当前的PSTN网络负载已达到了接近饱和的状态 。电信服务供给商曾试图投入巨资以增加可用带宽资源与更新设备以提高业务处理能力 。但是，由于经济低迷和投资回报率减低，由此所带来的高昂运营成本使得服务供给商在日益激烈的电信服务市场竞争中难以为继 。电信服务供给商也曾尝试利用VoATM技术将话音业务加载于ATM骨干网络之上，然而，一方面ATM技术的信令过程非常复杂，大大增加了网络运营治理与维护的难度；另一方面ATM技术由于自身的限制而仅能应用于骨干网络，难于推广到用户桌面，无法全面取代PSTN提供端到端的话音业务 。
近年来，Internet得到了飞速发展与普及应用，而作为其核心技术的IP协议体系在数据网络架构中的统治地位已得到了广泛认同 。同时，随着IP技术框架中汇聚网络研究的发展和VoIP（Voice over IP）技术的提出，数据网络运营商已开始进入传统的话音业务领域 。目前，VoIP在话音数据传输中主要有以下三个应用：对于个人用户的长途电话卡业务；对于企业内部的IP电话业务；不同地理范围的PSTN子网之间的骨干连接 。值得说明的是，在这些应用中，VoIP技术仍只是作为一种低成本低质量的替代方案存在的，其整体话务量还远无法与PSTN相比 。尽管如此，由于PSTN网络已相当老化，而进一步的发展又存在着很大的技术瓶颈，发展和完善VoIP技术以全面取代PSTN则成为当前的一个研究热点 。这里需要解决的主要问题包括如何在维持低廉成本的同时提供 1）与PSTN相当的话音业务质量；2）与PSTN相当的网络承载能力以支持数量庞大的话音业务数据流；3）灵活的业务创新支持 。由于IP技术是建立在无连接的，“尽力而为”的传输方式基础上的，而话音数据对诸如传输时延，网络负载以及网络安全可靠性等相当敏感，因此全面取代PSTN就需要一个完善的端到端VoIP解决方案 。另外，电信服务供给商在PSTN网络上已有巨额的投入，而基于PSTN的话音业务目前仍是电信服务供给商的一个重要利润来源，从PSTN向VoIP的演进将是一个逐步迁移的过程，两种技术将可能共存一段时间，因此在当前的VoIP解决方案中还需要考虑与PSTN兼容以及互连互通的问题 。
VoIP网络构架
下面图1中显示了一个典型的VoIP网络结构 。在图中可以看到，当前的VoIP需要通过信令网关与连接汇聚网关与PSTN互连互通，同时还需要支持已有的PSTN终端设备如POTS电话机和程控交换机（IP PBX） 。VoIP中新增的终端设备则包括支持SIP协议的IP电话以及个人电脑上模拟的软件电话等 。这里显示的是有三个服务供给商参与的VoIP网络 。其中，服务供给商1提供终端用户的网络接入，服务供给商2则象IXC一样提供网络连接与远距离传输，服务供给商3则与服务供给商1相似，为另一端的终端用户提供网络接入 。
图1中还显示了VoIP方案中的供给商网络上的重要网络设备，下面我们分别加以介绍 。
呼叫代理（Call Agent） 呼叫代理是VoIP网络中的主要设备，也称为媒介网关控制器（Media Gateway Controller）或软交换机（Soft Switches），负责通话前逻辑连接的建立与控制，并维护每一通通话的连接状态 。呼叫代理根据用户的服务需求而可以支持诸如呼叫显示，呼叫等待等增值业务 。另外，由于呼叫代理上存有每一通话的状态数据，它还负责为计费系统提供原始数据 。呼叫代理通过其上运行的信令协议来交换有关设备与连接的控制信息，目前主要的信令协议有SIP，H.323 。

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