基于IP的話音（VoIP，Voice over IP）通信業(yè)務，簡稱IP電話，是隨著IP技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的，它打破了話音只有經(jīng)過傳統(tǒng)PSTN通信的限制，成為了一種新的話音通信業(yè)務。
一、VoIP業(yè)務的三個發(fā)展階段及特征
VoIP是最早規(guī)模應用的分組業(yè)務網(wǎng)絡，可以分為以下三個發(fā)展階段：1996年到1999年是VoIP發(fā)展的第一階段；1999年到2005年是VoIP發(fā)展的第二階段；從2005年開始是VoIP發(fā)展的第三個階段，目標是向NGN演進。各階段的主要特點如下表1所示，其中第三階段的十個特征也就是向NGN業(yè)務網(wǎng)演進過渡必須解決的十大問題。
二、IP電話的四種通信方式
由于傳統(tǒng)PSTN的廣泛存在性等歷史淵源，在相當長的一段時間內(nèi)，新興的IP電話系統(tǒng)要充分發(fā)揮其優(yōu)勢，就必須考慮與PSTN的互通問題。這就要求IP網(wǎng)與PSTN交換機之間配置IP電話網(wǎng)關(guān)，以實現(xiàn)媒體流與控制信令的互聯(lián)互通。這樣IP電話就有了四種通信方式，詳見下圖1。現(xiàn)分別介紹如下：
圖1：IP電話的四種通信方式
1、PC到PC：這是初期采用的一種方式，它以多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)。它利用IP地址進行呼叫，通過語音壓縮、打包傳送方式，實現(xiàn)因特網(wǎng)上PC機之間的實時話音傳送，話音壓縮、編解碼和打包均通過PC上的處理器、聲卡、網(wǎng)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(wǎng)內(nèi)、所以有很大的局限性，僅適合于網(wǎng)絡愛好者個人使用不能作為公共電話服務的手段推廣使用。早期的Internet Phone就是此類產(chǎn)品的代表，如上圖1（a）。
2、電話到PC與PC到電話：對于電話到PC，或是PC到電話的情況，是由網(wǎng)關(guān)來完成IP地址與電話號碼的對應和翻譯，以及話音編解碼'和打包。作為主叫方的計算機必須上網(wǎng)，而被叫方使用普通的電話機即可。通話時，主叫方登錄到與對方電話網(wǎng)相連的IP電話網(wǎng)關(guān)服務器。、主叫方的呼叫信號通過Internet到達服務器后，自動轉(zhuǎn)接到被叫方的電話上。建立起鏈路后，雙方即可和普通電話一樣交談。運行軟件時，要預先登記用戶名、口令及對方的電話號碼。而且，要使用它，通常需預付一定的費用或提供信用卡號碼。見上圖1（b）。
欲進一步了解PC-Phone業(yè)務的請進入。
3、電話到電話：這種形式出觀的比較晚，是使用最簡便、最容易被人們接受的方式，也是技術(shù)背景最復雜的一種。如今，這種產(chǎn)品種類很多，實際性能差別也很大。其中最主要的形式是利用IP電話網(wǎng)關(guān)服務器進行通話。網(wǎng)關(guān)服務器一端與Internet相連，另一端與當?shù)氐墓秒娫捑W(wǎng)相連。用戶不需要申請Internet賬戶，打電活時，撥一個特殊電話號碼（引入號）即可連到服務器。直接輸人對方的電話號碼，服務器收到被叫號碼后，通過Internet與被叫方當?shù)氐南嚓P(guān)服務器建立連接。對方服務器收到呼叫后立刻連通本地被叫電話號碼。見上圖1（c）。
從目前IP電話的規(guī)狀和發(fā)展趨勢看，基于IP電話網(wǎng)關(guān)服務器的IP電話技術(shù)對于用戶來說是最便捷的方式，是IP電話發(fā)展的最佳途經(jīng)。在IP電話的技術(shù)實現(xiàn)過程中，主要采用了新的設備一電話網(wǎng)關(guān)服務器，使長途電話通信由傳統(tǒng)的電路交換發(fā)展到通過Internet的包交換方式，只要通過普通的電活機就可以使用Internet上提供的電話服務，用戶端操作和傳統(tǒng)電話一樣，非常符單和方便。
三、IP電話的基本實現(xiàn)過程
IP電話是建立在IP技術(shù)上的分組化、數(shù)字化傳輸技術(shù)，其基本通信實現(xiàn)過程如下：
1、語音的數(shù)字化：這是IP電話的第一步工作，如果用戶使用的是計算機，那么數(shù)字化就在計算機里進行了；如果用戶使用的是模擬電話，那么通過接人網(wǎng)絡將語音傳到數(shù)字交換設備上，然后在利用PCM之類的技術(shù)來對語音進行數(shù)字化。
2、數(shù)據(jù)壓縮：數(shù)據(jù)壓縮是用來排除沒用的信號，并對數(shù)字化后的語音信號進行壓縮（如果使用的是ISDN終端，通過ISDN作為接入，工作過程就從這一步開始）。這一步又分兩個階段：一是系統(tǒng)分析數(shù)字化后的信號，判斷信號里包含的是語音、噪聲還是語音空隙，然后丟掉噪聲和語音空隙信號，這要求系統(tǒng)具有判斷語音、噪聲和語音空隙信號的能力，并將噪聲和語音空隙信號丟掉而將語音發(fā)送出去。二是用復雜的算法將經(jīng)過處理后的語音數(shù)字信號進行壓縮，CODEC（編解碼器）是這一過程的關(guān)鍵部件。
3、數(shù)據(jù)打包：信號（也可稱之為數(shù)據(jù)）被壓縮后，就需要對它進行打包，加進一些協(xié)議信息。在收集語音數(shù)據(jù)的處理過程中需要一些存儲時間（也稱時間延遲），因為將語音數(shù)據(jù)發(fā)送到IP網(wǎng)絡之前必須先收到一定數(shù)量的語音數(shù)據(jù)。在對信號進行編碼及壓縮過程中，也需要一定的時間來對數(shù)據(jù)進行存儲，從而也產(chǎn)生了一定的時間延遲。協(xié)議信息被加入包中是為了更好地保障完成數(shù)據(jù)的傳輸過程。例如，每個包需要包含一個目的地的地址信息，一個包的順序號（以防各個包不按序到達目的地），以及數(shù)據(jù)校驗信息。由于IP協(xié)議是為各種不同的網(wǎng)絡的互聯(lián)而設計的，與專用網(wǎng)相比它含有許多復雜的處理過程，它要求將一個包封裝到另外一個包中，而且數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中還要經(jīng)過再打包、重尋址和重新封裝等過程。
4、解包及解壓縮：當每個包到達目的地主機（網(wǎng)關(guān)、服務器或用戶計算機終端）時，要檢查該包的序號并將其放到正確的位置，然后用一個解壓縮算法來盡量恢復原始信號數(shù)據(jù)，這時通過利用時鐘同步以及時延處理技術(shù)來填充由發(fā)送端處理過程中而導致的空缺。由于各個包在傳輸過程中經(jīng)過了不同的路由，所以它們到達目的地的順序有很大差別。因此，接收端要將先到達的包放到緩沖存儲器里一段時間，等待后達到的包，等待時間的長短要根據(jù)網(wǎng)絡的擁塞情況而定。
5、語音恢復：目前，IP電話主要應用于Internet上，是Internet上的一個增值業(yè)務。由于Internet是一個開放的網(wǎng)絡，再者由于它的帶寬還不夠?qū)挘绕湓诰W(wǎng)絡惡化的情況下，在傳輸過程中很大部分包會被丟失或被延遲傳送，這些丟棄、延遲和被破壞的包是導致語音質(zhì)量下降的根本原因。按Internet傳統(tǒng)糾錯機制，接收端如果收到錯誤的數(shù)據(jù)包就將其丟棄并請求重傳，因此用戶最終收到的數(shù)據(jù)與原始發(fā)送的數(shù)據(jù)是完全一祥的。由于IP電話業(yè)務是一種對時間敏感的業(yè)務，即實時進行業(yè)務，不能使用重傳機制，需要專用的檢錯和糾錯機制來再造聲音和填補空隙，這就需要接收端存儲接收到的一定數(shù)量的語音數(shù)據(jù)，然后使用一種復雜的算法來“猜測”丟失包的內(nèi)容，產(chǎn)生新的語音信息，從而提高了通信的質(zhì)量。因此，接收端聽到的語音與發(fā)送端發(fā)出的語音并不完全一樣，其中一部分信息是由IP電話系統(tǒng)“再造”的。
四、VoIP系統(tǒng)的組成
欲了解VoIP系統(tǒng)組成的請進入。
五、IP電話與傳統(tǒng)電話的比較
IP電話與傳統(tǒng)電話相比較，有許多不相同的地方。語音傳輸?shù)拿浇槭峭耆煌模?/SPAN>IP電話的傳輸媒介為Internet網(wǎng)絡，而傳統(tǒng)電話為公眾電話交換網(wǎng)。它們的交換方式也是完全不同的，IP電話運用的是分組交換技術(shù)，信息根據(jù)IP協(xié)議分成一個一個分組進行傳輸，每個分組上都有目的地址與分組序號，到目的地后再還原成原來的信號，而且分組可以沿不同的途徑到達目的地，而傳統(tǒng)電話用的是電路交換的方式，它沒有IP電話交換的這些功能。下表2總結(jié)了IP電話與傳統(tǒng)電話在不同方面的差別。
從占用信道或帶寬上講，IP電話有信息才傳送，反之不傳送。這樣，其語音信息不占用固定信道，使用壓縮技術(shù)后，其話音信息可以壓縮到8Kbit/s，而傳統(tǒng)電話一般要占用64Kbit/s的固定信道，而且只要不掛機，傳統(tǒng)電話始終占用這一信道，所以IP電話的帶寬遠遠低于傳統(tǒng)電話。
從費用上講，IP電話的費用組成是“Internet通信資費+市內(nèi)電話通話資費+IP電話相關(guān)設備費用”，由于Internet資費我國僅每分鐘6分6厘，市話費也相當便宜，加上IP電話所占帶寬比較低的原因，所以與傳統(tǒng)的國際長途電話費的成本比較相對較低，也有些國家或地區(qū)對傳統(tǒng)的國際長話要加收一定的稅金，所以，國際長話費相對較高。
從話音質(zhì)量上講，IP電話相對傳統(tǒng)電話的語音質(zhì)量較差，其中有帶寬、延遲等因素，尤其在網(wǎng)絡擁塞時，通話質(zhì)量可能難以保證。
