IP電話(voip)技術(楊興志)

2024年1月9日發(作者：游戲活動方案)

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IP（ＶOIP)電話技術

通信工程 楊興志

前 言

隨著因特網的飛速發展,起源于因特網的ＩＰ電話也在蓬勃發展。IP電話因其依托于IP網絡進行語音通話而得名。由于因特網也是基于ＩP協議平臺的信息傳送網絡,因此，目前常用的因特網電話就是IP電話的一種。據專家預測，IP電話將是未來語音通信的主角。隨著IP電話的日益普及，IＰ電話市場越來越引起運營者和廣大消費者的關注。目前，我國已有中國電信、聯通、吉通、網通和中國移動等五家運營商可以經營IP電話業務,市場規模不斷擴大。

近幾年,全球IＰ網絡的發展也異常火爆,已由初期的ＩP電話軟件時期進入到ＩＰ電話網關時期。加上年初光電總局批復利用IＰ網絡傳送視頻節目,因特網迅猛的發展速度幾乎正在沖擊著世界上所有的電信運營商，影響著他們的發展思路和運營策略。IP電話的誕生和發展與因特網是密不可分的。正是由于因特網在全球的迅猛發展，使得通信變得更加簡便和靈活,并大幅度降低了廣大企事業以及個人用戶的國際和國內直撥電話費用,通話質量穩步提高，這使IP電話逐漸成為通信業務的新貴,逐漸成為下一代(NGN）網絡業務種重要的一種。

目 錄

1、ＶOIP簡介………………………………………………………………………1

2、IP電話的概念…………………………………………………………………1

3、IP電話的應用形式……………………………………………………………2

4、IP電話業務發展現狀分析……………………………………………………2

5、ＶＯIＰ的關鍵技術………………………………………………………………3

6、VＯIＰ的基本原理與實現形式…………………………………………………3

7、VOＩP的主要技術………………………………………………………………4

８、IＰ電話的服務質量分析………………………………………………………6

9、影響ＩＰ電話服務質量的四個參數………………………………………… 6

10、提高ＩP電話服務質量的主要途徑…………………………………………７

11、移動IP技術的分析與研究…………………………………………………8

12、與傳統ＩＰ的區別……………………………………………………………8

13、包括的重要概念…………………………………………………………… ８

摘 要

本文從IP電話概念、網絡協議、主要技術原理、發展現狀多個層面系統地介紹了IP電話與IP電話網絡技術。主要內容包括:IP電話的概念、應用形式、主要特點及國內外發展現狀分析；IP電話網絡結構、通信過程、涉及的主要技術及原理、通信協議及標準；IP電話的服務質量分析（OＯS）分析,提高ＩP電話語音質量的主要途徑；移動IP技術的分析與研究。

關 鍵 詞 IP電話 技術 原理 協議 標準 服務質量 移動IP技術

一、ＶｏＩP簡介

1、ＩＰ電話的概念

IＰ電話是一種利用Internet技術或網絡進行語音通信的新業務。從網絡組織來看,目前比較流行的方式有兩種：一種是利用Iｎternet網絡進行的語音通信，我們稱之為網絡電話；另一種是利用ＩP技術，電信運行商之間通過專線點--

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對點聯結進行的語音通信,有人稱之為經濟電話或廉價電話。兩者比較，前者具有投資省,價格低等優勢，但存在著無服務等級和全程通話質量不能保證等重要缺陷。該方式多為計算機公司和數據網絡服務公司所采納。后者相對于前者來講投資較大,價格較高，但因其是專門用于電話通信的,所以有一定的服務等級,全程通話質量也有一定保證,該方式多為電信運行商所采納。本文主要討論第一種方式。

２、IＰ電話的應用形式

①基于運營行業的應用

由于分組交換技術給傳統的交換方式帶來了強有力的沖擊,使得業務提供商開始建造基于INTEＲNET協議（IP協議）的全球網絡,電信行業正面臨著基礎技術的轉換。開始把語音通信的傳統電路交換網絡向新的使用IP的分組交換網絡轉換。同時開辟新的IP電話業務。

②基于企事業的應用

對于一個企業來說,減少支出,節約成本,是非常重要的。利用已經擁有的資源,進一步的開發利用，充分發揮設備的功效，將會給企業帶來更多的幫助。目前大多數企業都已建設了數據網、電話網等多個互相獨立的專用網絡。利用VOIP技術，把語音技術附加在數據網絡傳輸上,尤其是擁有租用數據傳輸線路的企業，采用這一技術,具有更好的經濟性。所以說VｏIP技術可應用在擁有租用線路業務的企業中，可很好的在數據專線上進行語音傳輸。

3、ＩP電話業務發展現狀分析

①IP電話業務在全球迅速開展

近些年隨著競爭的加劇和IＰ電話（ＶoIP）技術日益成熟,以及Inｔerneｔ接入技術的多樣化,IＰ電話業務迅速增長。有關數據表明，２004年3月,全國IP電話國內通話時長達到1７3億分鐘,同比增長54．1%;國際通話時長達到2.２3億分鐘,同比增長5４.５%。而同期普通國內長途電話通話時長為128億分鐘,--

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同比下降6%；國際電話通話時長為1.0４億分鐘，同比下降0．8%。IP電話話務量仍在不斷增長，并且大大超過了普通長途電話。TｅｌeGeogrａｐｈy的報告稱，199８年全球IP電話呼叫僅有１．5億分鐘,不到國際話務總量的0.２％；而到２０02年,跨境IP電話業務流量增長到近190億分鐘,約占全球國際話務量的11%。據ＩDC預測,美國ＩＰ電話市場將從2003年的2.８１億美元增長到２007年的6７億美元;著名咨詢公司Analｙsｙs預測,到２00７年西歐的IＰ電話業務收入至少可以達到2５億歐元，在電信市場占據15%的份額，并指出IP電話將取代傳統交換系統,最終話音質量可以與其相媲美，甚至更好。

②IP電話的推動因素

對運營商而言,與傳統電話業務相比，IP電話業務的優勢主要有:低廉的資費；便于開發和提供新的業務；綜合提供話音、數據、視頻等業務；降低運營支出;降低投資成本；終端號碼具有可攜帶性。

對商業用戶而言，利用IP技術,能使對網絡和帶寬等資源的利用率更高,可以促進話音、數據的融合,在大大降低設備投資的同時，減少設備管理和維護工作，降低人員及培訓費用，大大削減成本；利用IP電話,商業用戶能夠使用包括話音、傳真、視頻及E－mａil的各種融合應用,支持員工隨時隨地、輕松地訪問網絡，簡化通信管理；桌面多媒體應用以及電話會議、視頻會議等交流方式,增強了員工、客戶以及合作伙伴間交流及協同工作的能力，顯著提高了工作效率。

尤其需要指出的是，IP電話真正的價值和競爭優勢不在于價格,而在于它能將基于Wｅb的新業務和傳統電話智能網業務的優勢結合起來，提供創新的綜合業務和功能，開拓更為廣闊的、新的市場空間。

③IP電話帶來的問題和挑戰

在IP電話火熱發展的同時，也應該注意存在的一些問題。尤其是，IP電話在給人們帶來收益的同時,還給用戶、運營商、管制者帶來了一些挑戰，對設備提供商而言,產品的互操作等問題是必須注意的。

二、VoIP的關鍵技術

１、VoIＰ的基本原理與實現形式

ＶoIP是建立在ＩＰ技術上的分組化、數字化傳輸技術,其基本原理是：通過語音壓縮算法對語音數據進行壓縮編碼處理,然后把這些語音數據按ＩP等相關協議進行打包,經過ＩＰ網絡把數據包傳輸到接收地,再把這些語音數據包串起來，經過解碼解壓處理后,恢復成原來的語音信號,從而達到由IP網絡傳送語音的目的。IP電話系統把普通電話的模擬信號轉換成計算機可聯入因特網傳送的IＰ數據包，同時也將收到的ＩP數據包轉換成聲音的模擬電信號。經過IP電話系統的轉換及壓縮處理，每個普通電話傳輸速率約占用８～1１kbit／s帶寬，因此在與普通電信網同樣使用傳輸速率為6４kbit/s的帶寬時，ＩＰ電話數是原來的5～8倍。

目前VoＩP系統一般由ＩＰ電話終端、網關(Gａteｗａｙ)、網（關)守(Gａtekeｅpｅr)、網管系統、計費系統等幾部分組成。ＩP電話終端包括傳統的語音電話機、PC、IＰ電話機，也可以是集語音、數據和圖象于一體的多媒體業務終端。由于不同種類的終端產生的數據源結構是不同的，要在同一個網絡上傳輸,這就要由網關或者是通過一個適配器進行數據轉換，形成統一的IＰ數據包。IＰ電話網關具有路由管理功能,它把各地區電話區號映射為相應的地區網關ＩＰ地址，提供IP網絡和電話網之間的接口,用戶通過PＳＴN本地環路連接到IP網絡的網關,網關負責把模擬信號轉換為數字信號并壓縮打包,成為可以在因特--

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網上傳輸的IP分組語音信號，然后通過因特網傳送到被叫用戶的網關端,由被叫端的網關對IＰ數據包進行解包、解壓和解碼,還原為可被識別的模擬語音信號,再通過ＰSＴN傳到被叫方的終端。這樣,就完成了一個完整的電話到電話的IP電話的通信過程。關守實際上是ＩP電話網的智能集線器，是整個系統的服務平臺,負責系統的管理、配置和維護。關守提供的功能有撥號方案管理、安全性管理、集中帳務管理、數據庫管理和備份、網絡管理等等。網管系統的功能是管理整個ＩＰ電話系統,包括設備的控制及配置，數據配給，撥號方案管理及負載均衡、遠程監控等。計費系統的功能是對用戶的呼叫進行費用計算，并提供相應的單據和統計報表。計費系統可以由IＰ電話系統制造商提供，也可以由第三方制作，但此時需IＰ電話系統制造商提供其軟件數據接口。

在實現方式上,VｏIＰ有電話機到電話機、電話機到ＰC、ＰＣ到電話機和PC到ＰC等4種方式。最初ＶｏIP方式主要是PＣ到ＰC，利用IＰ地址進行呼叫,通過語音壓縮、打包傳送方式,實現因特網上PC機間的實時話音傳送,話音壓縮、編解碼和打包均通過ＰＣ上的處理器、聲卡、網卡等硬件資源完成,這種方式和公用電話通信有很大的差異,且限定在因特網內，所以有很大的局限性。電話到電話即普通電話經過電話交換機連到IP電話網關,用電話號碼穿過ＩＰ網進行呼叫，發送端網關鑒別主叫用戶，翻譯電話號碼／網關ＩＰ地址,發起IＰ電話呼叫，連接到最靠近被叫的網關,并完成話音編碼和打包,接收端網關實現拆包、解碼和連接被叫。對于電話到ＰＣ或是ＰC到電話的情況，是由網關來完成ＩP地址和電話號碼的對應和翻譯，以及話音編解碼和打包。

2、VoIP的主要技術

傳統的IＰ網絡主要是用來傳輸數據業務，采用的是盡力而為的、無連接的技術,因此沒有服務質量保證，存在分組丟失、失序到達和時延抖動等情況。數據業務對此要求不高，但話音屬于實時業務，對時序、時延等有嚴格的要求。因此必須采取特殊措施來保障一定的業務質量。ＶoIP的關鍵技術包括信令技術、編碼技術、實時傳輸技術、服務質量（QｏＳ）保證技術、以及網絡傳輸技術等。

①信令技術

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信令技術保證電話呼叫的順利實現和話音質量,目前被廣泛接受的VoIP控制信令體系包括ITU－Ｔ的Ｈ．３２３系列和IEＴF的會話初始化協議SIP。

ＩＴU的H．32３系列建議定義了在無業務質量保證的因特網或其它分組網絡上多媒體通信的協議及其規程。H．323標準是局域網、廣域網、Intraｎet和Iｎternｅｔ上的多媒體提供技術基礎保障,提供設備之間、高層應用之間和提供商之間的互操作性。它不依賴于網絡結構，獨立于操作系統和硬件平臺,支持多點功能、組播和帶寬管理;具備相當的靈活性，支持包含不同功能的節點之間的會議和不同網絡之間的會議。Ｈ．3２3建議的多媒體會議系統中的信息流包括音頻、視頻、數據和控制信息,其呼叫建立過程涉及到三種信令:RAＳ（注冊：Ｒｅgｉｓｔrａｔｉｏｎ、許可:Ａｄｍissiｏｎ和狀態：Stａtus）信令，H．２25.０呼叫信令和H．２45控制信令。雖然H．３２3提供了窄帶多媒體通信所需要的所有子協議，但H．３２3的控制協議非常復雜。此外,H.3２3不支持多點發送(Muｌtｉcasｔ）協議,只能采用多點控制單元(ＭＣU)構成多點會議,因而同時只能支持有限的多點用戶。Ｈ．３23也不支持呼叫轉移，且建立呼叫的時間比較長。

ＳＩＰ是一種比較簡單的會話初始化協議。它不像Ｈ．3２３那樣提供所有的通信協議，而是只提供會話或呼叫的建立與控制功能。SＩP可以應用于多媒體會議、遠程教學及Ｉnｔｅrnｅｔ電話等領域。ＳＩP既支持單點發送（Uｎiｃaｓt）也支持多點發送，會話參加者和媒體種類可以隨時加入一個已存在的會議。SIＰ可以用來呼叫人或機器設備，如呼叫一個媒體存儲設備記錄一個會議,或呼叫一個點播電視服務器向會議播放視頻信號。 SIP是一種應用層協議，可以用ＵＤP或TＣＰ作為其傳輸協議。與Ｈ.323不同的是：ＳＩＰ是一種基于文本的協議，用SＩＰ規則資源定位語言描述（SＩP Uniｆｏrｍ Rｅsouｒｃｅ

Ｌoｃａｔｏｒｓ),這樣易于實現和調試，更重要的是靈活性和擴展性好。由于SIＰ僅作于初始化呼叫，而不是傳輸媒體數據，因而造成的附加傳輸代價也不大。ＳIＰ的ＵＲL甚至可以嵌入到ｗｅｂ頁或其它超文本鏈路中，用戶只需用鼠標一點即可發出一個呼叫。與H．3２3相比,SＩP還有建立呼叫快,支持傳送電話號碼的特點。

②編碼技術

話音壓縮編碼技術是IＰ電話技術的一個重要組成部分。目前，主要的編碼技術有ＩTU-T 定義的G．729、G．72３（G.７2３．１）等。其中Ｇ．729可將經過采樣的6４ｋbiｔ／s話音以幾乎不失真的質量壓縮至8ｋbｉｔ/s。由于在分組交換網絡中，業務質量不能得到很好保證,因而需要話音的編碼具有一定的靈活性，即編碼速率、編碼尺度的可變可適應性。G．729原來是８kｂit/ｓ的話音編碼標準,現在的工作范圍擴展至６.4~1１.８ｋｂｉｔ/s，話音質量也在此范圍內有一定的變化,但即使是６．4ｋｂit/ｓ，話音質量也還不錯，因而很適合在VoＩＰ系統中使用。Ｇ.７23．１采用5．３/6.3ｋｂiｔ/ｓ雙速率話音編碼，其話音質量好,但是處理時延較大，它是目前已標準化的最低速率的話音編碼算法。此外,靜音檢測技術和回聲消除技術也是ＶｏIP中十分關鍵的技術。靜音檢測技術可有效剔除靜默信號,從而使話音信號的占用帶寬進一步降低到3．5kbｉｔ/s左右；回聲消除技術主要利用數字濾波器技術來消除對通話質量影響很大回聲干擾,保證通話質量。這點在時延相對較大的ＩP分組網絡中尤為重要。

③實時傳輸技術

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實時傳輸技術主要是采用實時傳輸協議ＲTＰ。RTP是提供端到端的包括音頻在內的實時數據傳送的協議。ＲTＰ包括數據和控制兩部分，后者叫RTCＰ。ＲＴP提供了時間標簽和控制不同數據流同步特性的機制，可以讓接收端重組發送端的數據包，可以提供接收端到多點發送組的服務質量包饋。

④QoS保障技術

VｏIP中主要采用資源預留協議(ＲＳVP）以及進行服務質量監控的實時傳輸控制協議ＲＴＣＰ來避免網絡擁塞,保障通話質量。

⑤網絡傳輸技術

VoＩP中網絡傳輸技術主要是TＣP和ＵＤＰ,此外還包括網關互聯技術、路由選擇技術、網絡管理技術以及安全認證和計費技術等。由于實時傳輸協議RTP提供具有實時特征的、端到端的數據傳輸業務，因此VoIP中可用RTＰ來傳送話音數據。在RＴP報頭中包含裝載數據的標識符、序列號、時間戳以及傳送監視等，通常RＴP協議數據單元是用ＵDP分組來承載,而且為了盡量減少時延,話音凈荷通常都很短。IP、ＵDP和RTＰ報頭都按最小長度計算。ＶoIP話音分組開銷很大,采用ＲTＰ協議的ＶｏIＰ格式,在這種方式中將多路話音插入話音數據段中,這樣提高了傳輸效率。

三、IP電話的服務質量分析

1、影響IP電話服務質量的四個參數

VoIP應用的服務質量主要受到四個性能參數的影響：端到端時延(Ｅnd ｔo

End Ｄelay）、時延抖動(DｅlayJitｔｅr）、幀擦除（FraｍeEｒasｅ）以及失序的包傳輸(Out of Ordｅr Pａckｅｔ Deｌiveｒy)。

①端到端時延

端到端時延是影響交互式語音通信質量的最重要因素之一。它必須被控制在一個合理的值以內，否則收聽的一方會誤認為說話的一方還沒有開始講話而開口，但恰好此時另一方的通話也到了，從而發生沖突。對用戶來說，嚴格的端到端時延應該是指語音信息從說話方的嘴到收聽方的耳朵所經歷的時延，但我們通常只考慮承載語音信息的包從發射系統到接收系統所經歷的時延。根據不同的網絡負載狀況，端到端的時延會發生變化。

②時延抖動

在ＶoIP中，時延抖動一般是指語音流中兩個連續的語音包的端到端時延的差值。時延抖動對需要規則化傳輸包的VoIP等應用(其他還包括視頻播放等)的性能有著顯著的影響。具體來說，它對語音包按照原始序列和周期模式進行重建的工作具有負面的作用。此時最大時延抖動是衡量性能的一項重要指標。由于IＰ包本身就存在著時延抖動,想在網絡中消除語音包的時延抖動是不可能的。因此設法減輕時延抖動的不利影響就成為VoIP應用需要解決的一個主要問題。通常的方式是在接收端采用抖動緩存,在將包輸出為聲音流之前對時延抖動進行吸收。也就是說,在收到語音包之后并不立即進行播放,而是暫時保留在緩存中，直到預定的播放時間到來,再將緩存中積累的包進行規則播放,從而將時延抖動減少到最小。

③幀擦除

幀擦除是指承載語音幀的包沒有及時到達接收端。這可能是由于幾個原因造成的:包在通過網絡傳輸的過程中被破壞，包由于網絡擁塞(網絡節點的隊列已滿)而被丟棄，包由于網絡的故障而丟失,或者僅僅由于到達接收端太晚而無法包括在重放語音中并被丟棄。幀擦除可能是某一個幀的丟失，也可能是一次丟失一整--

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塊連續的幀。很高的幀擦除和很高時延的共同結果可能會導致本已存在的由語音丟失造成的對語音的破壞持續更長的時間。

④失序的包傳輸

每個語音幀都有一個序列號，包括在RＴP（實時傳輸協議）的頭部,用于標示包在流中的正確順序。如果在沿網絡路徑傳輸的過程中出現了失序的包,到達接收端的語音幀的順序就會發生改變。失序的包傳輸嚴重地影響著VoIP應用的服務質量。在極端的情況下,接收方無法恢復失序的幀，從而引起語音質量的下降。通常采取的解決辦法同樣是在接收系統中使用抖動緩存,在等待預定的播放時間到來的時候,可以對失序到達的包進行有序的調整,恢復在發送端的順序。

2、提高ＩＰ電話服務質量的主要途徑

①電路交換網絡部分

電路交換網處理時延目前一般指PＳTN網和GＳＭ網的處理時延。對于ＰSTＮ網,是指固定電話到PSＴN網關口局之間的處理時延。對于GSM網,是指移動電話到ＧSＭ網關口局之間的處理時延。PＳTN網和GSＭ網的信令接續時延很小,PSＴＮ網的語音傳輸時延也很小,這些基本上都可以忽略;但GＳM網的語音傳輸時延不能忽略。

電路交換網與網關之間的信令配合主要指交換機至網關以及網關至交換機呼叫是否能夠轉接，呼叫處理程序是否符合正確的呼叫流程。如果呼叫流程不正常,電路交換網和本地網關之間的信令配合無法完成，用戶就無法接入網關或者到達被叫網關的呼叫無法落地,從而導致用戶端到端的呼叫就不能接通,會降低呼叫接通率。

②網關部分

網關設備跨接在電路交換網和IP網之間，負責不同網絡之間的信令和控制信息的轉換以及媒體信息的變換和復用,主要完成接入認證功能、呼叫處理與控制功能、語音處理功能、計費采集功能等。

語音傳輸時延和語音質量評分與網關的語音處理技術密切相關,要求網關采用合適的編碼壓縮算法,必須設有輸入緩沖去抖動功能，具有回聲控制機制，具有靜音壓縮的功能。

另外網關還要負責計費采集的功能，網關作為計費采集點需將采集的數據送到網守，由網守負責將計費信息送到計費/認證中心，因此要求網關應能在通話開始時正確采集計費信息，并在通話結束時正確向計費／認證中心傳遞計費信息。計費差錯率受到網關的計費采集處理功能的影響。

③網守部分

網守處于高層，提供對網關和呼叫的管理功能，是VoＩP業務網絡系統中的重要管理實體。網守的主要功能有:地址解析、接入控制、帶寬管理、區域管理等四項基本功能;此外，還能提供呼叫控制信令、呼叫管理等。

網守對網關進行統一管理，維護，配置和開發，負責完成用戶信息和網關信息的收集與管理，提供地址解析，呼叫處理功能等。所以語音傳輸時延和語音質量評分不受到網守性能的影響，但它會影響到呼叫建立時延、呼叫接通率質量指標。

用戶的地址解析表存放在網守中，網關通過向網守發送地址解析消息來完成地址解析功能，因此地址解析時間過長會加大呼叫建立的時間。如果呼叫地址解析失敗或無法正常工作,用戶的呼叫就無法接通，從而影響呼叫接通率的指標值。如果網守使用了帶寬管理和路由管理的功能,也會影響呼叫建立時延、呼叫接通--

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率的指標值。

④計費/認證中心部分

計費/認證中心負責接收計費采集點采集的用戶計費信息，根據費率生成計費賬單，接受由網守發起的用戶接入認證請求，對用戶使用的IP電話權限進行認證,并支持卡號用戶的漫游認證。可見,呼叫建立時間和呼叫接通率會受到認證中心的認證功能影響，計費差錯率受到計費中心的計費處理功能的影響。

⑤承載的ＩP網絡部分

承載的IP網絡基于 TCP/IP協議進行數據包的分組交換，是面向無連接網絡,其傳輸特性無法得到保證。每個節點盡其最大的努力,對每個分組獨立進行路由轉發,并在網絡中獨立傳遞,達到同一目的地分組的路由不一定相同，到達時間也是不固定且非實時的，最后在目的節點緩沖區重新組成數據。因此數據包傳送所需時延無法保證，途中的丟包更無法控制,同時還會造成IP包傳輸過程的時延抖動。傳統的IP網絡傳送實時的VｏＩP業務能力較差，它構成了影響VｏIP業務各項服務質量的主要因素。在ＶoIP業務中,因此就要求運營商必須提供高質量的承載IＰ網絡。

⑥綜合分析

根據上述分析，提高ＩP電話的服務質量是一個非常重要的課題。除了降低電話交換網絡時延、提高網關的語音處理技術和以及提高網守、計費認證中心處理功能及高質量的網絡外,根據現行微電子技術發展，可以提高各個部分的中心處理能力和存儲轉發能力,對路由網絡的安全和冗余備份要有提高，對IＰ骨干網絡部分、終端接入部分的核心處理可以采用新型的CPＵ處理,全網接口部分都采用光纖接入。

四、移動IP技術的分析與研究

無線網絡技術的發展已經改變了人們語音通信的方式,隨著無線數據協議的發展,數據通信也正發生著與語音通信一樣的變革。人們開始尋求移動的數據業務，研究移動IP技術成為業界研究的重點，而且在IMT20０0中已明確規定，第三代移動通信系統必須支持移動IＰ分組業務。

1、與傳統IP的區別

傳統ＩP技術的主機使用固定的IP地址和TCP端口號進行相互通信。在通信期間,它們的IP地址和TCP端口號必須保持不變，否則IP主機之間的通信將無法繼續。

移動IP主機在通信期間可能需要在網路上移動，它的IP地址也許會經常發生變化。若采用傳統方式，IＰ地址的變化會導致通信中斷。為解決這一問題，移動IＰ技術引用了處理蜂窩移動電話呼叫的原理，使移動節點采用固定不變的ＩP地址，一次登錄即可實現在任意位置上保持與IP主機的單一鏈路層連接，使通信持續進行。

2、包括的重要概念

①移動代理(MobｉｌityAｇent)

移動代理分歸屬代理（HｏmｅAｇｅnｔ）和外區代理(FoｒｅｉgnＡgent)兩類,它們是移動的ＩＰ服務器或路由器，能知道移動節點實際連接在何處。其中，歸屬代理是歸屬網上的移動IＰ代理，它至少有一個接口在歸屬網上。其責任是當移動節點離開歸屬網，連至某一外區網時,截收發往移動節點的數據包，并使用隧道技術將這些數據包轉發到移動節點的轉交節點。歸屬代理還負責維護移動節點的當前位置信息。

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外區網代理位于移動節點當前連接的外區網絡上，它向已登記的移動節點提供選路服務。當使用外區代理轉交地址時,外區代理負責解除原始數據包的隧道封裝,取出原始數據包,并將其轉發到該移動節點。對于那些由移動節點發出的數據包而言，外區代理可作為已登記的移動節點的缺省路由器使用。

②移動IP地址

移動IP節點擁有兩個IP地址。第一個地址稱為歸屬地址（ＨoｍｅAｄｄress),這是用來識別端到端連接的靜態地址，也是移動節點與歸屬網連接時使用的地址。不管移動節點連至網絡何處，其歸屬地址保持不變。第二個地址是轉交地址(CａｒeｏfAddｒess）,轉交地址就是隧道終點地址。它可能是外區代理轉交地址，也可能是駐留本地的轉交地址。

③位置登記（Reｇistｒation)

移動節點必須將其位置信息向其歸屬代理進行登記，以便被找到。在移動IＰ技術中,依不同的網絡連接方式，有兩種不同的登記規程。

一種是通過外區代理，即移動節點向外區代理發送登記請求報文,外區代理接收并處理登記請求報文,然后將報文中繼到移動節點的歸屬代理；歸屬代理處理完登記請求報文后向外區代理發送登記答復報文(接受或拒絕登記請求）,外區代理處理登記答復報文，并將其轉發到移動節點。

另一種是直接向歸屬代理進行登記,即移動節點向其歸屬代理發送登記請求報文，歸屬代理處理后向移動節點發送登記答復報文(接受或拒絕登記請求)。登記請求和登記答復報文使用用戶數據報協議（UＤP)進行傳送。

④代理發現(AｇｅntDｉscovｅrｙ）

為了隨時隨地與其他節點進行通信，移動節點必須首先找到一個移動代理。移動IＰ定義了兩種發現移動代理的方法:一是被動發現,即移動節點等待本地移動代理周期性地廣播代理通告報文;二是主動發現,即移動節點廣播一條請求代理的報文。移動IP使用擴展的“IＣMＰRoｕｔｅrDｉscovery”機制作為代理發現的主要機制。

使用以上任何一種方法都可使移動節點識別出移動代理并獲得轉交地址，從而獲悉移動代理可提供的任何服務，并確定其連至歸屬網還是某一外區網上。使用代理發現可使移動節點檢測到它何時從一個IP網絡(或子網）漫游(或切換)到另一個IP網絡（或子網)。同時，所有移動代理都應具備代理通告功能,并對代理請求作出響應

⑤隧道技術（Tunneliｎg)

當移動節點在外區網上時，歸屬代理需要將原始數據包轉發給已登記的外區代理。這時，歸屬代理使用IP隧道技術,將原始IＰ數據包(作為凈負荷）封裝在轉發的IP數據包中,從而使原始IP數據包原封不動地轉發到處于隧道終點的轉交地址處。在轉交地址處解除隧道，取出原始數據包，并將原始數據包發送到移動節點。當轉交地址為駐留本地的轉交地址時，移動節點本身就是隧道的終點,它自身進行解除隧道,取出原始數據包的工作。

結 束 語

IＰ電話以其低廉的長途電話費受到人們的歡迎,得到了快速發展,我國從１99９年就開始了IP電話試驗網的工作。無論是在國外還是在國內,作為給用戶提供的一種選擇，IP電話業務有了很快的發而且VoIP網絡在提供增值業務方面具有更大的誘惑性和更低的成本。因此當前的IＰ電話運營商已紛紛開始或正在計劃開始不斷開發新的增值業務,IP電話除提供傳統電話網提供的增值服務外，它--

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所提供的一些新型增值業務是傳統電話網所不能提供的。專家們預言，統一未來通信的將是Iｎtｅrｎeｔ,而ＩP電話技術的出現和商業應用,則開始把話音和Ｉｎteｒnet網結合起來。也許在將來的8~12年內,ＩP電話將與現有的電信話音網綜合,形成綜合的語音/數據／視頻網絡,成為下一代網絡(NGN)中的一種重要的業務。

致謝

感謝通信指揮學院王校長給予的幫助和相關教師的指導

參考文獻

IＰ電話技術與軟交換 桂海源 北京郵電大學出版社 2004年5月第1版

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