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VoIP工作原理與架構

　　由Voice over IP的字面意義，可以直譯為透過IP網絡傳輸的語音訊號或影像訊號，所以VoIP就是一種可以在IP網絡上互傳模擬音訊或視訊的一種技術。簡單地說，它是藉由一連串的轉碼、編碼、壓縮、打包等程序，好讓該語音數據可以在IP網絡上傳輸到目的端，然后再經由相反的程序，還原成原來的語音訊號以供接聽者接收。　　進一步來說，VoIP大致透過5道程序來互傳語音訊號，首先是將發話端的模擬語音訊號進行編碼的動作，目前主要是采用ITU-T G.711語音編碼標準來轉換。第二道程序則是將語音封包加以壓縮，同時并添加址及控制信息，如此便可以在第三階段中，也就是傳輸IP封包階段，在浩瀚的IP網絡中尋找到傳送的目的端。到了目的端，IP封包會進行譯碼還原的作業，最后并轉換成喇叭、聽筒或耳機能播放的模擬音訊。　　在一個基本的VoIP架構之中，大致包含4個基本元素：　　(1)媒體網關器(Media Gateway)：主要扮演將語音訊號轉換成為IP封包的角色。　　(2)媒體網關控制器(Media Gateway Controller)：又稱為Gate Keeper或Call Server。主要負責管理訊號傳輸與轉換的工作。　　(3)語音對講服務器：主要提供電話不通、占線或忙線時的語音響應服務。　　(4)信號網關器(Signaling Gateway)：主要工作是在交換過程中進行相關控制，以決定通話建立與否，以及提供相關應用的增值服務。　　雖然VoIP擁有許多優點，但絕不可能在短期內完全取代已有悠久歷史并發展成熟的PSTN電路交換網，所以現階段兩者勢必會共存一段時間。為了要讓兩者間能相互溝通，勢必要建立一個互通的接口及管道，而媒體網關器與網關管理器即扮演了中介的色角，因為他們具備將媒體數據流及IP封包轉譯成不同網絡所支持的各類協議。　　其運作原理是，媒體網關器先將語音轉換為IP封包，然后交由媒體網關控制器加以控制管理，并決定IP封包在網絡中的傳送路徑。至于信號網關器則負責將SS7信號格式轉換為IP封包。　　網絡電話若要走向符合企業級營運標準，必須達到以下幾個基本要求：　　1.服務品質(QoS)之保證：這是由PSTN過渡到VoIP、IP PBX取代PBX的最基本要求。所謂QoS就是要保證達到語音傳輸的最低延遲率(400毫秒)及封包遺失率(5-8%)，如此通話品質才能達到現今PSTN的基本要求及水準，否則VoIP的推行將成問題。　　2.99.9999%的高可用性(High AvAIlable;HA)：雖然網絡電話已成今后的必然趨勢，但與發展已久的PSTN相較，其成熟度、穩定度、可用性、可管理性，乃至可擴充性等方面，仍有待加強。尤其在電信級的高可用性上，VoIP必須像現今PSTN一樣，達到6個9(99.9999%)的基本標準。目前VoIP是以負載平衡、路由備份等技術來解決這方面的要求及問題，總而言之，HA是VoIP必須達到的目標之一。　　3.開放性及兼容性：傳統PSTN是屬封閉式架構，但IP網絡則屬開放式架構，如今VoIP的最大課題之一就是如何在開放架構下，而能達到各家廠商VoIP產品或建設的互通與兼容，同時地造成各家產品在整合測試及驗證上的困難度。目前的解決方法是透過國際電信組織不斷擬定及修改的標準協議，來達到不同產品間的兼容性問題，以及IP電話與傳統電話的互通性。　　4.可管理性與安全性問題：電信服務包羅萬象，包括用戶管理、異地漫游、可靠計費系統、認證授權等等，所以管理上非常復雜，VoIP營運商必須要有良好的管理工具及設備才能因應。同時IP網絡架構技術完全不同于過去的PSTN電路網，而且長久以來具開放性的IP網絡一直有著極其嚴重的安全性問題，所以這也形成網絡電話今后發展上的重大障礙與首要解決的目標。　　5.多媒體應用：與傳統PSTN相比，網絡電話今后發展上的最大特色及區別，恐怕就在多媒體的應用上。在可預見的未來，VoIP將可提供交互式電子商務、聯絡中心、企業傳真、多媒體視訊會議、智能代理等應用及服務。過去，VoIP因為價格低廉而受到歡迎及注目，但多媒體應用才是VoIP今后蓬勃發展的最大促因，也是各家積極參與的最大動力。　　主宰VoIP走向的三大主流協定　　在浩瀚的IP網絡中要如何正確的尋找到要通話的對方并建立對答，同時也能依照彼此資料的處理能力來傳送語音數據，這中間必須藉由國際電信組織所擬定的標準協議才能達到。如今，市面上的網絡電話大致都會遵循H.323、MGCP及SIP等3種標準協議。雖然目前產品仍以支持H.323為多，但SIP的支持將會成為今后主流。　　1.H.323

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