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一、IP網絡電話的技術發展

IP網絡電話泛指在以IP(InternetProtocol)為網絡層協議的計算機網絡中進行話音通信的系統，它采用的技術統稱為VoIP(VoiceoverIP),即IP上傳送話音。由于計算機網絡采用的都是分組交換技術，其傳送的數據單元都是由控制部分和數據部分封裝而成的獨立的數據包，通常稱之為“分組"(packet),因此從更一般的意義上來說，VoIP屬于分組話音通信的范疇。從技術上說，IP網絡電話則是以IP為標志的網絡分組化和以多媒體為目標的網絡業務綜合化兩大主流技術融合的結果。

1.分組通信技術的發展

　　眾所周知，在通信網上有三大交換技術：電路交換、報文交換和分組交換。歷史最為悠久、目前廣泛應用于公眾電話網(PSTN)的就是電路交換技術，它的基本特點是為通話雙方固定分配一條具有固定帶寬的通信電路，在數字網中電路帶寬為64kbit/s。一次通信包括三個過程：建立電路、通話和釋放電路，其中電路建立和釋放需要信令的支持。通常將基于電路交換技術的通信網稱為電路交換網(SCN-SwitchedCircuitNetwork),它包括模擬和數字的固定電話網和移動電話網。SCN的特點是可以保證為用戶提供足夠的帶寬，從而確保低時延、低失真的實時通信服務質量(QoS)。其缺點是網絡帶寬利用率不高，尤論用戶是否處于講話狀態，分配的電路始終被占用。根據統計，在正常通話情況下，大約只有40%的時間為有聲期，其余時間電路均被空占。

　　這一問題對于數據通信來說尤為嚴重，因為數據通信具有和話音通信完全不同的特性和要求。首先，數據通信具有很強的突發性，表現為在短時間內會集中產生大量的信息。突發性的定量描述為峰值比特率和平均比特率之比，對于一般的數據傳輸，突發性可高達50;對于文件檢索和傳送，突發性也可達20。如果采用電路交換，若按峰值速率分配電路帶寬，則會造成資源的嚴重浪費，若按平均速率分配帶寬，則會造成大量數據丟失。其次，在數據通信中，大量的數據終端為計算機，計算機型號繁多，速率相差很大，而電路交換只能定義若干種標準帶寬的電路，因此很難用有限類型的電路將不同類型和速率的數據終端有效地連接起來。另外，數據通信的基本要求是數據無差錯地傳送到對端用戶，而對于傳送時延則無嚴格的要求，因此沒有必要為通信雙方事先分配一條獨占的電路，而可根據用戶的要求和網絡可提供的帶寬，動態分配帶寬，將突發數據按選定的路徑逐個節點地接力前傳，數據在每個節點允許暫存。這就是分組交換的基本思想。

　　分組交換技術的兩大要素，一是采用長度受限、結構統一的分組作為數據傳輸的基本單位。每個分組的頭部帶有地址、序號、校驗碼等信息，供節點作檢錯校錯、排隊、選路等處理，數據部分則透明傳送。二是采用存儲轉發機制。每個節點首先將前一節點送來的分組收下來，暫存在緩沖區，然后根據分組頭部中的地址信息選擇適當的鏈路將其發送至下一節點。由此可見，同一鏈路在不同時刻可以傳送不同通信會話的數據，稱之為網絡資源的統計復用，這是分組交換和電路交換的最大不同之處。

　　分組交換的概念由美國蘭德(RAND)公司的P.Baran于1964年首次提出，“分組”這一名詞由英國國家物理實驗室(NPL)的D.Davies于1966年首次提出，而世界上第一個采用分組交換技術的實用系統則是美國國防部高級研究規劃局(ARPA-AdvancedResearchProjectsAgency)于1969年研制成功的分布式計算機網絡ARPANEf。它的成功對后來的公用分組交換數據網(PSPDN)的出現產生了重大推動作用。最著名的分組網絡標準就是X.25。
　　分組交換最適用于數據通信，它不但極大地提高了網絡帶寬利用率，而且由于存儲轉發機制可以根據網絡的實際狀態動態選擇路由，因此即使某些節點發生故障，數據仍然能繞道到達目的地，從而提高了通信的可靠性。但是要將分組交換技術應用于話音通信并非那么簡單，其最大的問題是存儲轉發不可避免地帶來的通信時延，此時延可高達幾百毫秒，能被通話者明顯地感覺到。其次是由于網絡負荷鼠的變化和傳輸路由的不同，話音分組的時延會發生變化，稱之為時延抖動(jitter)。另外，在時延過大的情況下，話音分組會發生丟失，造成話音失真。這些都是話音實時通信帶來的特殊問題。

　　國際上自70年代初就開始進行分組話音通信的研究。其目的并非出于經濟上的考慮，而是源于軍事通信的需要。由于軍事通信系統要求可靠性高，網絡可以重構，因此基于分組交換技術的網絡被軍方所青瞇，該網絡不但需傳送數據，還需傳送口授命令等話音信號。實驗系統開發主要基于ARPANET和局域網，理論研究相對來說較為深人，包括話音信號統計模型、呼叫發起模型、鏈路模型、性能判據等，由此得出分組網中話音時延分布特性、鏈路瞬態特性、最佳分組長度和緩沖區分配策略等有意義的參考結果。但是由于當時分組網遠未普及，缺乏市場推動力，因此基本上停留在理論研究和實驗室研制的階段。