VOIP技術(shù)標準的走勢與難點(diǎn)分析

2008/05/06

　　摘要：VoIP在全球的迅速發(fā)展不可逆轉，但由于存在難于互操作的多種制式，協(xié)議體制標準化是其在全球業(yè)務(wù)市場(chǎng)上面臨的主要問(wèn)題。目前的趨勢是MGCP或SIP與H.323結合，而MeCaCo信令協(xié)議進(jìn)一步改善了互操作的效率。在業(yè)務(wù)拓展方面，在統一普遍應用的同時(shí)又發(fā)展了實(shí)時(shí)媒體通信----瞬息傳信（IM）；另外還有移動(dòng)VoIP。

　　VoIP業(yè)務(wù)網(wǎng)迅速發(fā)展 Internet開(kāi)放商用電話(huà)業(yè)務(wù)已有多年，業(yè)務(wù)運行總體上是順利的，話(huà)音質(zhì)量經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)也已基本達到令人滿(mǎn)意的程序。隨著(zhù)VoIP公用業(yè)務(wù)的普及，出現了一些專(zhuān)營(yíng)國際IP電話(huà)的網(wǎng)絡(luò )經(jīng)營(yíng)公司，這些公司自建網(wǎng)絡(luò )，配備網(wǎng)關(guān)和集中化的管理設施，具備端到端的管理，并且能提供各種特色服務(wù)，稱(chēng)為ITSP（電話(huà)ISP）。

　　美國ITXC公司就是這類(lèi)公司的一個(gè)例子，ITXC網(wǎng)是專(zhuān)供各通信公司連接Internet電話(huà)的網(wǎng)絡(luò )，ITXC.net網(wǎng)絡(luò )覆蓋63個(gè)國家的155個(gè)分道揚鑣，275個(gè)接入點(diǎn)，電話(huà)公司的交換機與ITXC.net的SNARC Internet電話(huà)網(wǎng)相連接，通過(guò)選路表和電話(huà)交換/分組交換的轉換實(shí)現互通。該公司宣稱(chēng)，2000年9月份網(wǎng)上電話(huà)業(yè)務(wù)已突破100百萬(wàn) 分鐘（主要是國際電話(huà)）。據ITXC公司聲稱(chēng)，在美國最大的14家國際通信公司中已有13家與ITXC簽訂合同使用其網(wǎng)絡(luò )，ITXC也為各地區貝爾電話(huà)公司和其它非美國通信公司提供批量電話(huà)業(yè)務(wù)和網(wǎng)站--話(huà)機業(yè)務(wù)。

　　另外，Net2phone與AT&T的Global Services簽訂了為期五年的合同，開(kāi)放由美國到17個(gè)國家的IP電話(huà)，把國際呼叫從租用線(xiàn)轉到Global Services網(wǎng)上。它在全球有1500個(gè)接入點(diǎn)。服務(wù)類(lèi)型包括電話(huà)--電話(huà)、PC--電話(huà)或網(wǎng)站--電話(huà)、IP傳真等。

　　VoIP的企業(yè)應用VoIP在企業(yè)和各部門(mén)單位的應用是多方面的，主要是內部電話(huà)交換機（IP-PBX）和呼叫中心兩個(gè)方面。

　　PBX生產(chǎn)廠(chǎng)家用插入卡和外圍設備使得用戶(hù)可以PBX上實(shí)現連到Internet上的IP電話(huà)，不少廠(chǎng)家已有這類(lèi)產(chǎn)品，包括NEC、Lucent、Intel-Tel,Vodavi等。

　　這種PBX是立足于局域網(wǎng)基礎的PBX，它不具有內部永久（固定）連接信道，而是通過(guò)服務(wù)器使用數據網(wǎng)的無(wú)連接網(wǎng)絡(luò )資源，用H.323和/或SIP呼叫控制協(xié)議和RTP/RSVP協(xié)議保證服務(wù)質(zhì)量（QoS）和實(shí)現業(yè)務(wù)管理。

　　Internet呼叫中心對于企業(yè)進(jìn)行在線(xiàn)電子商務(wù)有很大作用，這種新型呼叫中心改變了傳統的電話(huà)型呼叫中心的功能和形象，大大提高了效率，采用Website VOIP技術(shù)措施，提高了工作靈活性和可伸縮度運作。企業(yè)通過(guò)瀏覽器或WEB接口與顧客電話(huà)交談，把呼叫中心、交互式話(huà)音應答（IVR）和WEB系統密切結合起來(lái)，顧客可以通過(guò)任何類(lèi)型通信手段與企業(yè)通信。

　　VoIP標準化問(wèn)題VoIP作為全球業(yè)務(wù)市場(chǎng)面臨的一個(gè)主要問(wèn)題是協(xié)議體制標準化問(wèn)題。在IP網(wǎng)上傳送實(shí)時(shí)話(huà)音信號除了要解決連續性信號碼流分組和還原以及編碼壓縮/還原的媒體網(wǎng)關(guān)外，關(guān)鍵是碼流的信令控制和服務(wù)質(zhì)量（QoS）。信令控制方面迄今存在著(zhù)多種很難互操作的制式。

　　總的說(shuō)來(lái)，VoIP信令協(xié)議大體上可分為三種，即：

　　（1）H.323網(wǎng)守（CK），沿襲LAN上多媒體會(huì )議通信協(xié)議，提供呼叫控制、呼叫管理和會(huì )議功能等；

　　（2）MGCP媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，控制媒體網(wǎng)關(guān)狀態(tài)并指示它們傳送媒體到指定地址；

　　（3）SIP，用客戶(hù)/服務(wù)器分布式呼叫控制和能力協(xié)商。

　　1.H.323協(xié)議集

　　目前一般都采用國際電聯(lián)（ITU-T）H.323建議標準。H.323是立足于局域網(wǎng)上進(jìn)行視頻（多媒體）通信的一組協(xié)議。1996年公布的第一版中，協(xié)議集規范了終端、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)守和多點(diǎn)控制單元4個(gè)組成部分的功能。由于H.323標準留下很大的釋義余地，所以不能確保不同系統間互操作能力。 為了改進(jìn)操作效率，1998年初公布了H.323第二版本，把尋址能力推廣到非H.323的域名查號和域名訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議以及驗證授權功能；此后于1999年公布了面向大范圍網(wǎng)絡(luò )應用的H.323第三版本，包括帶寬管理和QOS功能。

　　總的說(shuō)，H.323協(xié)議規范已很成熟，但由于H.323當初設計并非專(zhuān)門(mén)針對電話(huà)業(yè)務(wù)特性的，協(xié)議的媒體管理采用了ISDN的Q.931信令（DSS1），在尋址（E.164電話(huà)號碼編號轉換到IP地址的尋址過(guò)程）建立呼叫和入網(wǎng)登記（RAS）過(guò)程中，終端和網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)守間協(xié)商操作需要數十次往返交換消息，操作耗時(shí)。而且網(wǎng)絡(luò )規模愈大，尋址過(guò)程愈復雜，難于滿(mǎn)足話(huà)音實(shí)時(shí)通信的要求。

　　2.SIP協(xié)議

　　鑒于此，人們提出了把信令控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)分離出來(lái)集中在單設的控制網(wǎng)關(guān)中，分立的網(wǎng)關(guān)主要有MGCP和SIP兩類(lèi)，前者是通過(guò)呼叫代理控制媒體網(wǎng)關(guān)，命令后者執行。另外，IETF提出了基于WEB環(huán)境的SIP（session initiation protocol）協(xié)議。SIP是立足于WEB的客戶(hù)機/服務(wù)器環(huán)境中主機間的會(huì )晤啟動(dòng)協(xié)議，用服務(wù)器或代辦方式提供各種服務(wù)。SIP通過(guò)有層次的定位符（URL）識別用戶(hù)進(jìn)行尋址，并用服務(wù)描述協(xié)議指明所要求的服務(wù)特性。SIP使用登記報文對SIP服務(wù)器登記，用請求命令起動(dòng)呼叫，報文直接送至客戶(hù)機或服務(wù)器，后者取代了H.323網(wǎng)守的功能。SIP不是段管理協(xié)議，只是段的起動(dòng)和拆除，不涉及段內部的通信細節。

　　3.MGCP或SIP與H.323的結合

　　目前趨勢是用MGCP或SIP與H.323結合并取代了原來(lái)的H.323網(wǎng)守。SIP與MGCP的主要區別在于MGCP包括了控制網(wǎng)關(guān)和分配網(wǎng)關(guān)內資源的功能，而SIP則借助于不同的服務(wù)器來(lái)執行這些功能。 MGCP和SIP都得到IETF推薦，SIP尚在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)中。兩者在媒體網(wǎng)關(guān)和媒體控制網(wǎng)關(guān)間的交互操作都用文本型消息格式，并且和實(shí)時(shí)傳送協(xié)議的媒體網(wǎng)關(guān)結合使用。 另一問(wèn)題是無(wú)論用MGCP或SIP，執行尋址選路功能的智能都是在（受信令網(wǎng)關(guān)控制的）MG上或用戶(hù)終端上，當終端或MG察覺(jué)用戶(hù)線(xiàn)使用狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)立即通知MGC，然后等待MGC的命令再執行操作，這對于會(huì )議通信和分散的住宅用戶(hù)電話(huà)業(yè)務(wù)造成十分頻繁的MG和MGC間的交互操作。

　　4.MeGaCo信令協(xié)議

　　為了簡(jiǎn)化操作和改進(jìn)信令控制效率，IETF又提出了MeGaCo信令協(xié)議標準，MeGaCo是MGCP的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，它與MGCP在結構上和MG/MGC間交互動(dòng)用關(guān)系上相似。但是在MeGaCo場(chǎng)合，信令網(wǎng)關(guān)直接管理著(zhù)MG碼流的出/入和起/止以及各種碼流間的組合關(guān)系，從而減少了MG和MGC之間交互操作，提高了效率。

　　MeGaCo的設計思想是把智能集中在服務(wù)器上，既能容納面向連接（CO）的媒體如TDM和ATM，又能容納IP那樣的無(wú)連接（CL）媒體，因此選用的媒體網(wǎng)關(guān)類(lèi)型更廣，而且網(wǎng)關(guān)規模有更大隨意性。MeGaCo協(xié)議尚在試驗階段。 由此可見(jiàn)，信令控制存在著(zhù)各種方案，而在不同制式間互操作能力也存在著(zhù)困難。

　　5.QOS的標準統一問(wèn)題

　　在話(huà)音和多媒體通信的服務(wù)質(zhì)量方面也存在標準\統一問(wèn)題。迄今較普遍使用的MPLS標簽交換制是在IP網(wǎng)上實(shí)施QOS的主要方式，對于實(shí)時(shí)連續信號IETF早已建設RSVP（預留資源）協(xié)議，但最近又提出了CR-LDP服務(wù)模式基礎上的。兩者相比，RSVP采用的是端到端全程連接，而CR-LDP則是逐段標簽分配的制式即逐段動(dòng)態(tài)選路。

　　IETF的新建設認為RSVP雖然技術(shù)上比較成熟，但難于適應網(wǎng)絡(luò )規模大小不同的要求，再則考慮到與ATM、FR網(wǎng)的兼容以及全光網(wǎng)絡(luò )日益普及，最好是采用與動(dòng)態(tài)選路相結合的信令，便于建立、保持、修改、折斷通道，而選路則用于收集網(wǎng)絡(luò )資源使用情況的信息，計算出節點(diǎn)間最佳通道。

　　VoIP的新拓展

　　UM和IM 近年來(lái)統一傳信（unified messaging）已普遍采用，UM是多媒體電子郵件，在WEB環(huán)境中把不同媒體消息輸入到多媒體郵箱，經(jīng)過(guò)內部處理可以轉換信息格式，例如文本/語(yǔ)音轉換（TTS）。

　　UM可以通過(guò)綜合方法實(shí)施，也可以通過(guò)統一途徑實(shí)施，前者是指不同的媒體類(lèi)型位于各自分散的系統（服務(wù)器）中，如話(huà)音、數據普通電子郵件、傳真分別留存在各自的服務(wù)器內，再經(jīng)過(guò)"對等的"（peer-to-peer）服務(wù)器雙向同步送入另一服務(wù)器；統一途徑則只用一個(gè)消息庫，各類(lèi)不同媒體都在一個(gè)服務(wù)器上，各類(lèi)郵件結合在同一個(gè)郵箱中，通過(guò)通信服務(wù)器或PC-PBX得到輸出，這種設施在同一個(gè)平臺上支持不同的郵件。 UM的關(guān)鍵是使用XML（或VXML）編程語(yǔ)言，XML是HTML的推廣，語(yǔ)言結構簡(jiǎn)潔，使數據內容與格式分離，用標簽定義文本內容，從而做到不同格式的數據互換，在交互式話(huà)音應答（IVR）設備中有廣泛應用。

　　UM的最新發(fā)展是瞬息傳信（instant messaging），這是實(shí)時(shí)媒體通信。IM客戶(hù)機使用類(lèi)似電子郵件尋址和交換機制，并用出席人名單（buddy list）實(shí)現多方會(huì )話(huà)，但IM的用戶(hù) 身份標識（ID）不同于電子郵件那樣的靜態(tài)終點(diǎn)或消息庫，而是密切結構臨場(chǎng)感的標識。IETF已成立了IMPP工作組制訂IM瞬息傳信和臨場(chǎng)協(xié)議標準。 IM已有廣泛的業(yè)務(wù)市場(chǎng)，用于電子商務(wù)操作（B2B或B2C），但經(jīng)營(yíng)商家制式不一，美國在線(xiàn)公司（AOL）目前統治著(zhù)IM市場(chǎng)，而其它商家也各自開(kāi)發(fā)這類(lèi)協(xié)議，如Microsoft ,Yahoo,Tribal,Voice,Odigs等，但不同協(xié)議間互通是問(wèn)題。

　　移動(dòng)VoIP移動(dòng)電話(huà)與VoIP結合是另一新發(fā)展，主要的開(kāi)發(fā)成果是WAP（無(wú)線(xiàn)應用協(xié)議），用WML的定位符（URL）與WEB的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器互通。WML也是類(lèi)似HTML的一種XML語(yǔ)言。 摩托羅拉已推出了名為T(mén)imePortP7389的電話(huà)業(yè)務(wù)產(chǎn)品，可以在三個(gè)GSM頻段上進(jìn)行全球漫游并且有話(huà)音報文記錄。 此外，包括C&M、UUNet等在內的一些國際網(wǎng)絡(luò )公司正在籌劃制訂在GPRS基礎上的國際漫游標準，即名為GRX的Internet協(xié)議標準。

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