VOIP走势与难点

张有材

摘要：VOIP在全球的迅速发展不可逆转，但由于存在难于互操作的多种制式，协议体制标准化是其在全球业务市场上面临的主要问题。目前的趋势是MGCP或SIP与H.323结合，而MeCaCo信令协议进一步改善了互操作的效率。在业务拓展方面，在统一普遍应用的同时又发展了实时媒体通信----瞬息传信（IM）；另外还有移动VOIP。

主题词：VOIP标准化 互操作 服务质量

VOIP业务全球化

1.VOIP业务网迅速发展

Internet开放商用电话业务已有多年，业务运行总体上是顺利的，话音质量经过不断改进也已基本达到令人满意的程序。随着VOIP公用业务的普及，出现了一些专营国际IP电话的网络经营公司，这些公司自建网络，配备网关和集中化的管理设施，具备端到端的管理，并且能提供各种特色服务，称为ITSP（电话ISP）。

美国ITXC公司就是这类公司的一个例子，ITXC网是专供各通信公司连接Internet电话的网络，ITXC.net网络覆盖63个国家的155个分道扬镳，275个接入点，电话公司的交换机与ITXC.net的SNARC Internet电话网相连接，通过选路表和电话交换/分组交换的转换实现互通。该公司宣称，2000年9月份网上电话业务已突破100百万 分钟（主要是国际电话）。据ITXC公司声称，在美国最大的14家国际通信公司中已有13家与ITXC签订合同使用其网络，ITXC也为各地区贝尔电话公司和其它非美国通信公司提供批量电话业务和网站--话机业务。

另外，Net2phone与AT&T的Global Services签订了为期五年的合同，开放由美国到17个国家的IP电话，把国际呼叫从租用线转到Global Services网上。它在全球有1500个接入点。服务类型包括电话--电话、PC--电话或网站--电话、IP传真等。

2.VOIP的企业应用

VOIP在企业和各部门单位的应用是多方面的，主要是内部电话交换机（IP-PBX）和呼叫中心两个方面。

PBX生产厂家用插入卡和外围设备使得用户可以PBX上实现连到Internet上的IP电话，不少厂家已有这类产品，包括NEC、Lucent、Intel-Tel,Vodavi等。

这种PBX是立足于局域网基础的PBX，它不具有内部永久（固定）连接信道，而是通过服务器使用数据网的无连接网络资源，用H.323和/或SIP呼叫控制协议和RTP/RSVP协议保证服务质量（QoS）和实现业务管理。

Internet呼叫中心对于企业进行在线电子商务有很大作用，这种新型呼叫中心改变了传统的电话型呼叫中心的功能和形象，大大提高了效率，采用Website VOIP技术措施，提高了工作灵活性和可伸缩度运作。企业通过浏览器或WEB接口与顾客电话交谈，把呼叫中心、交互式话音应答（IVR）和WEB系统密切结合起来，顾客可以通过任何类型通信手段与企业通信。

VOIP标准化问题

VOIP作为全球业务市场面临的一个主要问题是协议体制标准化问题。在IP网上传送实时话音信号除了要解决连续性信号码流分组和还原以及编码压缩/还原的媒体网关外，关键是码流的信令控制和服务质量（QOS）。信令控制方面迄今存在着多种很难互操作的制式。

总的说来，VOIP信令协议大体上可分为三种，即（1）H.323网守（CK），沿袭LAN上多媒体会议通信协议，提供呼叫控制、呼叫管理和会议功能等；（2）MGCP媒体网关控制协议，控制媒体网关状态并指示它们传送媒体到指定地址；（3）SIP，用客户/服务器分布式呼叫控制和能力协商。

1.H.323协议集

目前一般都采用国际电联（ITU-T）H.323建议标准。H.323是立足于局域网上进行视频（多媒体）通信的一组协议。1996年公布的第一版中，协议集规范了终端、网关、网守和多点控制单元4个组成部分的功能。由于H.323标准留下很大的释义余地，所以不能确保不同系统间互操作能力。

为了改进操作效率，1998年初公布了H.323第二版本，把寻址能力推广到非H.323的域名查号和域名访问协议以及验证授权功能；此后于1999年公布了面向大范围网络应用的H.323第三版本，包括带宽管理和QOS功能。

总的说，H.323协议规范已很成熟，但由于H.323当初设计并非专门针对电话业务特性的，协议的媒体管理采用了ISDN的Q.931信令（DSS1），在寻址（E.164电话号码编号转换到IP地址的寻址过程）建立呼叫和入网登记（RAS）过程中，终端和网关/网守间协商操作需要数十次往返交换消息，操作耗时。而且网络规模愈大，寻址过程愈复杂，难于满足话音实时通信的要求。

2.SIP协议

鉴于此，人们提出了把信令控制功能从媒体网关分离出来集中在单设的控制网关中，分立的网关主要有MGCP和SIP两类，前者是通过呼叫代理控制媒体网关，命令后者执行。另外，IETF提出了基于WEB环境的SIP（session initiation protocol）协议。SIP是立足于WEB的客户机/服务器环境中主机间的会晤启动协议，用服务器或代办方式提供各种服务。SIP通过有层次的定位符（URL）识别用户进行寻址，并用服务描述协议指明所要求的服务特性。SIP使用登记报文对SIP服务器登记，用请求命令起动呼叫，报文直接送至客户机或服务器，后者取代了H.323网守的功能。SIP不是段管理协议，只是段的起动和拆除，不涉及段内部的通信细节。

3.MGCP或SIP与H.323的结合

目前趋势是用MGCP或SIP与H.323结合并取代了原来的H.323网守。SIP与MGCP的主要区别在于MGCP包括了控制网关和分配网关内资源的功能，而SIP则借助于不同的服务器来执行这些功能。

MGCP和SIP都得到IETF推荐，SIP尚在进一步开发中。两者在媒体网关和媒体控制网关间的交互操作都用文本型消息格式，并且和实时传送协议的媒体网关结合使用。

另一问题是无论用MGCP或SIP，执行寻址选路功能的智能都是在（受信令网关控制的）MG上或用户终端上，当终端或MG察觉用户线使用状态发生变化时立即通知MGC，然后等待MGC的命令再执行操作，这对于会议通信和分散的住宅用户电话业务造成十分频繁的MG和MGC间的交互操作。

4.MeGaCo信令协议

为了简化操作和改进信令控制效率，IETF又提出了MeGaCo信令协议标准，MeGaCo是MGCP的进一步开发，它与MGCP在结构上和MG/MGC间交互动用关系上相似。但是在MeGaCo场合，信令网关直接管理着MG码流的出/入和起/止以及各种码流间的组合关系，从而减少了MG和MGC之间交互操作，提高了效率。

MeGaCo的设计思想是把智能集中在服务器上，既能容纳面向连接（CO）的媒体如TDM和ATM，又能容纳IP那样的无连接（CL）媒体，因此选用的媒体网关类型更广，而且网关规模有更大随意性。MeGaCo协议尚在试验阶段。

由此可见，信令控制存在着各种方案，而在不同制式间互操作能力也存在着困难。

5.QOS的标准统一问题

在话音和多媒体通信的服务质量方面也存在标准统一问题。迄今较普遍使用的MPLS标签交换制是在IP网上实施QOS的主要方式，对于实时连续信号IETF早已建设RSVP（预留资源）协议，但最近又提出了CR-LDP服务模式基础上的。两者相比，RSVP采用的是端到端全程连接，而CR-LDP则是逐段标签分配的制式即逐段动态选路。

IETF的新建设认为RSVP虽然技术上比较成熟，但难于适应网络规模大小不同的要求，再则考虑到与ATM、FR网的兼容以及全光网络日益普及，最好是采用与动态选路相结合的信令，便于建立、保持、修改、折断通道，而选路则用于收集网络资源使用情况的信息，计算出节点间最佳通道。

VOIP的新拓展

1.UM和IM

近年来统一传信（unified messaging）已普遍采用，UM是多媒体电子邮件，在WEB环境中把不同媒体消息输入到多媒体邮箱，经过内部处理可以转换信息格式，例如文本/语音转换（TTS）。

UM可以通过综合方法实施，也可以通过统一途径实施，前者是指不同的媒体类型位于各自分散的系统（服务器）中，如话音、数据普通电子邮件、传真分别留存在各自的服务器内，再经过“对等的”（peer-to-peer）服务器双向同步送入另一服务器；统一途径则只用一个消息库，各类不同媒体都在一个服务器上，各类邮件结合在同一个邮箱中，通过通信服务器或PC-PBX得到输出，这种设施在同一个平台上支持不同的邮件。

UM的关键是使用XML（或VXML）编程语言，XML是HTML的推广，语言结构简洁，使数据内容与格式分离，用标签定义文本内容，从而做到不同格式的数据互换，在交互式话音应答（IVR）设备中有广泛应用。

UM的最新发展是瞬息传信（instant messaging），这是实时媒体通信。IM客户机使用类似电子邮件寻址和交换机制，并用出席人名单（buddy list）实现多方会话，但IM的用户 身份标识（ID）不同于电子邮件那样的静态终点或消息库，而是密切结构临场感的标识。IETF已成立了IMPP工作组制订IM瞬息传信和临场协议标准。

IM已有广泛的业务市场，用于电子商务操作（B2B或B2C），但经营商家制式不一，美国在线公司（AOL）目前统治着IM市场，而其它商家也各自开发这类协议，如Microsoft ,Yahoo,Tribal,Voice,Odigs等，但不同协议间互通是问题。

2.移动VOIP

移动电话与VOIP结合是另一新发展，主要的开发成果是WAP（无线应用协议），用WML的定位符（URL）与WEB的网络服务器互通。WML也是类似HTML的一种XML语言。

摩托罗拉已推出了名为TimePortP7389的电话业务产品，可以在三个GSM频段上进行全球漫游并且有话音报文记录。

此外，包括C&M、UUNet等在内的一些国际网络公司正在筹划制订在GPRS基础上的国际漫游标准，即名为GRX的Internet协议标准。