IP 电话概述

IP 电话(是 Internet protocol telephony)的缩写,也被称作 VoIP(Voice over IP),是根据互联网标准构建的,基于计算机网络的电话。典型的电话信息,即语音和控制信息,例如用于建立连接,通过数据网络传输。呼叫参与者可以连接电脑,专门用于 IP 的电话或者使用特殊转接器的旧时电话。

IP 电话是在 IP 电话基础架构上实现语音通话的技术,所以它可以替代包括 ISDN 在内的一些传统电话组件。

将 IP 电话用于通信网络运营商的目的是通过统一结构化和运营的网络来降低成本。由于经典电话系统的长期使用以及对IP电话的必要新投资,现有提供商的变更通常实现为长期,平稳的过渡(“平稳迁移”)。

目前两种技术并行存在。这需要连接两个电话系统(例如,通过VoIP网关)的解决方案以及有针对性地规划系统改变的必要性,同时考虑到成本和性能优化的各自可能性。仅使用新技术(即IP电话而不是传统电话)的提供商的数量正在增加。截至2016年底,德国约有2520万人使用 IP 语音技术。

VoIP 呼叫的交换服务

电话呼叫的交换在计算机网络中非常重要。有非常多的用户是通过动态 IP 的方式接入互联网的,IP 地址的改变非常频繁,所以 IP 地址在 VoIP 电话中不能起到一个 “电话号码” 的概念。这时候就需要一个服务器来实现语音通话的交换,并且允许 IP 地址不断变化的话机也能实现通话。

  • VoIP 话机登录到服务器(比如 SIP 服务器),所以服务器会知道话机的当前 IP。
  • 服务器已知话机的 IP 情况下,就可以实现交换功能,被叫的 IP 电话也会根据 IP 地址振铃。(如果话机通过互联网与交换服务器注册,在世界上任何地方都可以)。
  • IP 话机之间的通信可以独立于服务器进行。
  • 有供应商会提供将账号放在本地话机上的服务,IP 电话的呼叫通常都是免费的。
  • 如果有固定的 IP 地址,就可以在对应的计算机上安装交换服务器(比如 OpenSIPS) ,可以在固定网络中使用相同的方法连接若干个在本地网络中的服务器。商业解决方案通常会包含 VoIP 合作伙伴网络。但是网络中这个选项会被限制,因为公司需要从 VoIP 话机连接的固定网络中获取收入。免费的,自操作的开源电话服务器在技术上可以形成独立于因特网上的这些经济限制的交换网络。尽管 SIP 电话服务器在技术上运行良好,但目前还没有这种 SIP 交换服务器的制度化网络。

功能原理

VoIP 封装

对于用户来说 IP 电话和传统电话是类似的。和传统电话一样,一个通话可以分为三个步骤:呼叫建立,呼叫传输,和呼叫终止。与传统电话相比,VoIP 不使用专用的线路连接,而是使用互联网的协议将语音数字化并以小数据包传输。

信令协议

连接(呼叫控制,信令)的建立和终止都是由与语音分离的协议控制的。语音传输由呼叫控制外的其他协议使用参数进行协商和交换。

为了与另一个呼叫者建立连接需要在基于 IP 的网络中,需要提前知道被叫者的 IP 地址,但是不需要知道主叫的 IP 地址。在纯粹基于IP的网络中不存在诸如固定网络(PSTN)中的地理上固定的连接。类似于在移动网络中,通过被叫方的先前认证和他当前IP地址的相关通告,使得被叫方的可访问性成为可能。另外,无论用户的位置如何,都可以使用连接,这也被称为游牧使用。

由于用户位置的改变,同一PC上用户的改变或建立网络连接时的动态地址分配,不可能将电话号码固定分配给IP地址。一般的解决方案是订户或其终端在用户名下将其当前IP地址存储在服务计算机(服务器)上。用于连接控制的计算机,或者有时是呼叫者自己的终端设备,可以通过所选择的用户名从该服务器请求所需呼叫伙伴的当前IP地址,从而建立连接。

通用信令协议

  • SIP – 会话控制协议, IETF RFC 3261
  • SIPS – SIP over SSL, RFC 3261
  • H.323 – 基于分组的多媒体通信系统,ITU-T标准
  • IAX – Inter-Asterisk交换协议
  • ISDN over IP – 基于 ISDN/CAPI 协议
  • MGCP 和 Megaco – 体网关控制协议 H.248,ITU-T 和 IETF 的联合规范
  • MiNET – Mitel 的协议
  • Skinny Client Control Protocol – 来自 Cisco 系统(不要与 ITU-T 的 SCCP(Q.71x)混淆)
  • Jingle – XMPP 协议的分机,基于 Google Talk