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IP电话开创语音通信新纪元
来源于:  2009-7-1 22:08:15

IP电话开创语音通信新纪元

 

IT行业流行一条新的“摩尔定律”——网络的频宽每六个月增加一倍、而相应的通信成本则下降一倍,可谓一语道破天机。自美国政府80年代提出“信息高速公路”计划以来,全球互联网几乎以几何级数的惊人速度向前发展,将其触角伸向全球的各个行业领域和生活角落。互联网正在改变着人们赖以交流信息的传统通信方式,这是每个亲身经历过这种巨大变化的人们有目共睹的事实。近两年来迅速发展起来的网络电话(俗称IP电话或VoIP)正得益于互联网的巨大威力。

  IP电话最早由美国Vocaltec公司提出,因其所采用的传输协议最早为“互联网协议(IP)”而得名IP电话。其基本原理是将PCM语音数据经数模转换后压缩并打包成IP数据包,通过IP网络进行传输。早期的IP电话在计算机与计算机之间进行,完全依赖主机CPU的处理能力,因此无论从整体质量还是应用角度上来说,都没有达到商业使用的高度,也许只是一些计算机或网络爱好者的一种新体验。进入90年代末期,人们将DSP(数字信号处理器)技术应用于IP语音数据的处理上,将语音编码和数据打包等耗时巨大、极占CPU处理资源的工作交由DSP处理,极大地提高了系统对语音的即时处理能力。同时也出现了一系列的行业标准(如H.323、MGCP、SIP)来支持这一新生事物,才使得IP电话在技术和产品上都有了长足的发展以及商业应用的可能。

  IP电话与PSTN通信相比,具有比较明显的优势,可以从以下几个方面进行简单比较。

  1.IP电话以计算机网络为基本传输媒介,其根本为一个计算机网络系统,可以充分发挥计算机网络的技术优势,突破通信时空界限的约束。

  2.IP电话可以借助于发展迅速、覆盖范围广的国际互联网络进行通信,可以最大程度地降低网络基础设施的建设成本和通信成本。

  3.IP电话采用了更加先进的语音处理技术,可以将数据传输所利用的网络带宽减至最少(RT24可以达到2.4k),同时可以保证基本的通话质量。相比PSTN而言,可以大大提高传输线路的利用率和提高线路容量,从而减低通信成本。

  4.IP电话将利用计算机的智能效应,扩展通信的交互能力,真正有效地将数据、语音和图象(有线电视)结合在一起。

  目前IP电话设备根据其实现方式所用的载体,主要可分为三大类,分别可称为PC型、接入服务器型和交换机内嵌型。它们的核心部分均采用了DSP技术、H.323协议栈等共同技术结构,都实现PCM数据与IP数据转换和传输的功能。1998年4月ITU正式推荐H.323协议栈作为网络电话产品和系统遵循的国际标准,业界同时提出IP电话应用三层体系结构:网关接入层(Gateway)、网关管理层(Gatekeeper)和后台业务支撑系统(OSS)。将网络电话系统从应用角度划分成不同的技术层次,可以更加灵活地管理整个系统的运作,使之更能符合电信业务的需求。同时,由于众多厂家对H.323协议栈的认可和支持,网关与网关、网关与关守以及关守与关守之间的互通性问题得以根本性解决,使得网络电话设备的资源利用率大大提高,各运营商对产品的选择余地和他们之间的合作关系更加紧凑。

  IP电话同样面临一系列的技术挑战。IP电话设备支持的H.323协议栈是一个多媒体通信协议,并不是专门为IP电话所研制出来,在某些应用方面不能完全满足IP电话的业务要求;IP网络不是一个十分稳定的网络环境,经常会遇到网络拥塞情况导致通信失败;IP网络也不是保证通信质量的网络,虽然寻址简单但速度很慢,甚至请求发出却无响应;IP电话所利用的DSP技术也不是十全十美,由于IP电话实时性要求极高,DSP的容量和处理能力受到限制,比如当前大部分的DSP不能在同一个DSP上同时处理不同的语音编码。这些技术上的课题是IP电话进一步发展的障碍,也是IP电话厂家及行业应该关注和解决的问题。有些限制可以通过应用程序进行弥补,有些可以通过协议的完善得以解决,但有些却始终留有阴影。

  从网络电话的出现并发展到如今之规模化运作,我们可以得出一个明显而简单的结论:业务资费是网络电话产生的源动力,业务功能则是网络电话发展的生命力。最初的网络电话经营者都极度宣传它的资费如何便宜,用户可以节约多少的长途费用等等,其实这是一个表面现象,也是对网络电话发展的一个误解。很多传统电信业务经营者因而对开展网络电话业务产生了巨大的恐惧心理,认为网络电话将逐步或完全取代传统电信业务而一统天下,在对网络电话这项新业务的开展上也持两难态度,其一、害怕网络电话抢占原有的业务收入。其二、面对日益开放的电信市场和越来越多的业务竞争对手,又不得不开展此项业务。他们也许将网络电话比作“鸡肋”-食之无味、弃之可惜。

  那么,网络电话究竟能不能或者会不会对传统的电信业务形成巨大的冲击,如果答案是肯定的话,那么其最根本的冲击又在哪儿呢?

  也许这个答案不那么容易产生。在1999年9月北京举办的VoIP通信展上我们都听到了中国联通公司有关人员对联通公司开展网络电话业务以来运营情况的介绍,从其每天77万分钟超负荷的业务量来看,确实是一个比较惊人的数据。另外据称成都市在中国联通的网络电话业务放号后一个月内,成都电信的国际长途业务量骤然下降了30%的情况也令人触目惊心。从这点上来看,也许“狼来了”的威胁始终存在。网络电话采用了一种全新的通信手段,得以将语音数据在IP网络上以较低的带宽需求进行传输,借助于互联网的庞大覆盖面,可以同样的通信成本将语音送至任何地方,这就是网络电话的巨大优势所在,如果说网络电话将对传统通信业务造成冲击,这一点无疑将是最大的冲击所在。

  1.在日益发展的互联网环境中只要达到一定的带宽要求,任何与互联网相连的两个系统之间均可以直接进行语音通信而不必依赖PSTN。

  2.网络电话为许多拥有专线的跨国公司提供了更为便捷有效的语音通信方式,使他们可以在不增加任何额外设备投资的情况下同时实现语音和数据交换。

  3.电信业的开放作为WTO成员的重要条件之一和全球经济发展的必然趋势,必将有越来越多的电信业务经营者出现。这些新兴的运营商很难在传统的电信业务上进行大规模的基础设施建设的投资,或者根本就没有传统电信业务的经营许可(如固定网业务、移动业务),他们唯一的出路就是利用互联网这个现成的基础通信体系开展不同于传统电信业务的服务。而在传统电信业务中,语音通信占据最为重要的龙头地位,于是网络电话为他们提供了一种与根深蒂固的传统语音业务进行竞争的最佳途径。

  但是,象任何事物都有两面性一样,网络电话也难免有不利因素的存在。

  首先,目前使用的网络电话设备还不具备终端用户接入功能,如果没有PSTN的帮助,就不能实现最为简单快捷的应用。虽然通过多媒体电脑或数字终端等方式可以不依赖PSTN交换,但电脑的移动性差、数字终端的价格昂贵以及现成而庞大的PSTN用户群体等实际情况也是不能忽视的重要因素;

  其次,由于网络电话对实时性的要求而采用的用户数据传输协议(UDP)在IP网络中是一个不保证传输质量的快速协议,在应用上必须采用重发、抖动以及补偿等技术手段来提高语音质量;

  同时,承担语音压缩和编码的DSP处理能力也有很大影响。这两者注定网络电话在话音质量、用户接通率及设备容量等方面始终略逊PSTN电话一筹,是目前IP电话进一步发展的拦路虎。此外,网络带宽也对IP电话的发展起着重要的作用。

  如此说来,就象电视没有替代电影,摄像机没有替代照相机一样,网络电话也很难替代PSTN而独立存在。网络电话对传统电信业务的冲击也只是暂时的,更为主要的是为传统电信业务带来新的机遇和全新的业务实现手段。两者的融合将会是一个更好的结局。在互联网十分发达的美国,许多电信运营商早就将网络电话溶入传统电信业务之中,而用户根本感受不到其变化,整个过程是完全透明的,但对运营商来说则大大降低了运营成本而获得更高利益。这一点也是国内运营商值得借鉴的地方。

  1998年4月30日信息产业部有关部门在北京组织了一次“中国IP电话技术研讨会”,这是国内官方第一次正式开始接纳IP电话。此后,IP电话在国内呈现出十分强劲的发展势头,先后有四家运营商正式取得了在国内开展IP电话业务的许可权。同时信息产业部也委托电信传输研究所牵头,组织厂家进行IP电话国家标准的制订工作,所有一切都表现出信息产业部对IP电话这一新生事物的关注和热情,使IP电话业务在国内的开展得以专业化和正规化,从而结束以前群雄逐鹿的局面。

  从厂家的观点来看,国内IP电话业务的开展可以从两个方面着手,其一、具有良好的网络环境,IP电话作为专门的一项电信业务提出时间很短,在许多环节上还有不完备之处,没有形成一套全面严谨的体系结构。这其中包括服务方式、计费、清算及网络管理等等许多与实际运营密切相关的功能和体制,从而使得各个运营商之间互相独立市场,无法沟通。从互联网业务的发展来看,将出现两大阵营-网络提供商和业务提供商,他们分别担当不同的业务角色共同提供互联网服务,因此对IP电话业务的提供者来说选择更好的网络提供商至关重要。目前的IP电话从很大程度上受到网络瓶颈的制约而影响通话质量。其二、选择过硬的合作伙伴。现在国内市场上有许许多多的IP电话设备,对运营商来说拥有更多的选择机会。在选择合作伙伴时,应充分考虑到其设备的性能、功能和可扩充性。我们认为IP电话能够进入电信领域的重要原因在于它可以产生许多传统电信不能实现的业务,并可以将这些业务充分结合在传统电信业务中。象IP电话与智能网业务的结合、IP电话与呼叫中心的结合、IP电话与寻呼业务的结合等等。

  国内从1997年开始推行“国家公众多媒体信息网”工程以来,已建成了覆盖全国的光纤网络(1999年10月在湖南一个十分偏僻的乡镇见到地下光缆的标志),而且骨干节点全部实现ATM交换,主要的城市也实现了ATM接入。但据信息产业部有关部门的统计,全国互联网的带宽利用率只有40%左右,很大一部分带宽资源处于闲置状态。因此如果在国内开展IP电话国内长途业务完全有现实条件,同时近400万的互联网用户也有巨大的市场潜力;在开展国际业务方面,由于整个网络的国际出口仍存在瓶颈问题,最好在拥有国际专线的条件时进行比较妥当。有关统计资料表明,在我国(不含港、澳、台)Internet国际线路出口总容量约为84M。如果考虑出口带宽的25%(峰值)用于IP电话的国际通话服务的情况,按每次通话占用带宽8kbit/s计算(实际大于8kbit/s),则同时只能允许2500~3000个用户进行国际通话。可以看出,建设强壮的、电信级的Internet也是非常必要的;在市场和政策方面,提供增值的、有管理的IP电话服务,并以此打击无管理、通信质量无保障的所谓的IP电话。

  另外,更加丰富的业务功能、目录服务、无线IP电话、宽带IP电话、IP电话与信令网的结合以及IP电话的清算业务等深层次的IP业务,正等待我们去开发、应用。

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