RTNet实验室杨昆：VOIP技术现状及未来发展

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　　RTNet实验室 杨昆

　　一，前言

　　VOIP技术最初只是一种互联网上的增值应用，形式也较为简单。随着互联网的普及，其在商业运营中的应用价值被人们发现，很多新兴的电信运营商将VOIP技术引入到电信运营中，并在上个世纪的最后几年内取得了爆炸式的增长。从1999年开始，国内电信运营商也展开了建设基于H.323协议的IP电话长途网络的高潮。最初的IP电话长途网络的接入必须通过传统电路交换网来完成，限制了业务的发展。研究人员将原有的H.323协议中的网关功能进行了分解(MGCP/H.248协议)，还有公司提出了与H.323协议并行发展的会话启动协议(SIP协议)；这些协议的提出解决了将IP语音包直接传送到用户终端时存在的一些问题。

　　目前国内已有的VOIP技术虽然有各种各样的实现方式，但都采用TCP/IP协议作为传输层协议，而且依据的通信协议基本是一致的，如H.323协议、H.248/MGCP协议、SIP协议等。通常把这类通过IP协议传送语音的技术统称为VOIP技术。

　　VOIP技术曾被认为是在未来的电信网络中承载语音业务的基本技术。随着基于H.323协议的IP电话长途网络建设逐步平稳，研究人员意识到用已有的VOIP技术来代替传统电路交换网上的电话业务还有许多问题没有解决。

　　从电信技术的发展历史来看，一种新的技术只有通过和新业务的推广紧密联系才能得到发展，也就是说当原有技术无法满足开展新业务的需求时，新的技术就得到了发展的时机，并随着新业务的普及逐步替代原有技术的地位。对VOIP技术也一样，能否提供比电路交换技术更吸引用户的新业务、并满足电信运营的基本需求才是决定其能否得到广泛应用的关键。本文通过对VOIP技术现有状况、可以支持的业务以及满足电信运营需要解决的主要问题进行分析，探讨VOIP技术未来的发展趋势。

　　二，国内VOIP技术的现状

　　目前国内可以支持VOIP业务开展的主要有三种实现形式，即基于H.323协议的IP电话网络，基于会话启动协议(SIP协议)的IP电话网络和基于软交换的网络。

　　1，基于H.323协议的IP电话网络

　　H.323协议最早是由ITU-T提出的一种基于不保证服务质量分组网络的会议电视标准，虽然其可以很好的满足在互联网上开展业务的要求，但它的设计思路更接近传统电信网络集中管理的原则。按照H.323协议设计的网络可以很好地承载语音和图像等多种业务。在IP电话业务刚刚兴起时，将成熟的H.323协议移植到电信网中并取得了成功。

　　H.323协议的IP电话网络由网守、网关、应用服务器和后台管理等主要模块组成。其中网守负责用户呼叫的地址解析和资源管理，网关负责不同通信网络间媒体流的转换和呼叫通道的建立，应用服务器负责在基本的语音业务的基础上扩展增值业务或进行呼叫策略的管理，后台管理设备负责计费、认证、网管等功能，其基本组网结构如图1所示。

　　图1基于H.323协议的IP电话网络结构示意图

　　从上个世纪九十年代开始，各大电信运营商开始建设依据H.323协议的IP电话网络，并形成了相当的规模。基于H.323协议的IP电话网络也是目前应用最为广泛的VOIP实现技术，据统计，目前全国的国际长途业务的话务量相当部分是经由各运营商的H.323长途IP电话网络传输的。其中，中国联通建设的IP电话网在规模上是世界上最大的商用IP电话网络，其每年承担着几亿分钟的国际国内长途话务量。不仅是电信运营商，国内的各大专业网络的VOIP部分基本上也都采用了H.323的技术。经过几年的实践，已积累了大量的运营管理经验。

　　基于H.323的IP电话网络也是目前网络结构最为完整的VOIP运营网络。国内标准为该网络规定了清晰的三级组网方式，并对其中的各个功能模块的作用进行了明确的划分。一些电信运营公司按照这一标准已经建成了覆盖全国的三级结构的IP电话网络。据估算，即使将全国的长途电话的话务量全部转移到现有的IP电话网络上，只需要扩充其接入点的网关数量，而不需要对其目前的网络结构做改动即可满足这一要求。

　　随着使用日益广泛，依据H.323协议的IP电话网络也发现了一些问题，首先是接入段还要经过本地的PSTN/PLMN网络，不具备本地网资源的电信运营商在运营的主导权和业务实现的灵活性上受到了制约。这些运营商曾尝试直接将H.323的网关设置在用户端，但由于用户终端智能化过高，存在着可以直接绕开运营商发起呼叫等问题，因而没有成功。为此，国际标准化组织先后提出MGCP、HGCP、H.248等一系列协议标准。其核心思路就是将原有的H.323网关进行功能上的分解，使之成为负责呼叫建立控制的媒体网关控制器(MGC)和仅负责媒体流处理的媒体网关(MG)两个部分。网关功能分解后，不但避免了用户终端绕开运营商控制直接通信的问题，还将H.323网关中原先负责呼叫控制的功能独立了出来，可以开发出处理能力非常高的媒体网关控制器，便于建设覆盖整个本地网范围的IP电话网络，同时也提高了扩展增值业务时的灵活性。网关分解以后的IP电话网关部分结构如图2所示。

　　图2网关分解以后的IP电话网关部分结构示意图

　　目前，国内依据H.323协议建设的VOIP网络有如下几种形式：

　　基于H.323协议的长途IP电话网络

　　这是目前国内建设最早，也是应用最为广泛的VOIP网络。中国联通、中国网通、中国移动、中国铁通等主要电信运营商都已经建设了基于H.323协议的长途IP电话网络。其中网络规模最大的达到上万个E1，每年可以承担几亿分钟的话务量，而且这一网络还在不断发展演进中。

　　这种网络的接入需要通过本地PSTN/PLMN网络完成，因而限制了其业务扩展的灵活性，目前只能开放点到点的异地语音业务和一些简单的增值业务；大量需要通过判断用户终端状态才能进行的业务，以及需要灵活的路由组织能力的业务，则无法在该网络上开展。

　　本地IP电话网络

　　国内一些电信运营商正在试验采用H.323框架的本地IP电话网络。该方案最初的目的是为绕开PSTN/PLMN网络的制约完成用户的接入。随着试验的进行，运营商逐渐意识到要使IP电话网络有不断发展的能力，必须将IP电话网络的接入通道直接延伸到用户端。

　　本地IP电话网络利用已有的H.323协议的IP电话网络的网守进行地址解析，在本地设置接入代理设备和用户接入设备，共同组成一个将IP电话业务延伸到用户终端的本地网络。本地接入代理设备可以采用H.323的用户网守、媒体网关控制器、SIP的代理服务器或软交换设备；用户端的接入设备可以采用IP电话终端、综合接入设备、媒体网关、IPPBX等；在接入代理设备和用户接入设备间采用的协议包括H.323协议、MGCP协议、H.248协议等。

　　本地IP电话网络框架结构如图3所示。

　　图3本地IP电话网络框架结构

　　由于现有的宽带网还不能提供足够的安全和服务质量的保证，同时缺乏相应的号码资源，该种组织形式还没有得到推广。

　　国内运营商还在尝试通过本地设置具有密集用户线接口和各种宽带接口的综合接入设备(实际上这种设备和软交换系统中所采用的AG设备的主要功能一致，但规模很大)，利用已有的H.323协议IP电话网络中网守进行地址解析，实现将H.323系统延伸到用户端的目的。这是一种本地IP电话网络的特殊形式。

　　分布式IPPBX网络

　　一些电信运营商的地方公司根据当地用户的需求，利用IP语音接入设备(实际是由MGC和中继网关组成)或IPPBX实现对宽带小区用户开放直接到端的VOIP业务。

　　这些设备采用分散设置的方式，均处在公司IP电话骨干网络的边缘，主要是为了将宽带小区的用户绕过电路交换网直接接入到公司自己的IP电话网络中。它为没有本地网资源的宽带运营商提供了直接发展用户的手段，也为从PSTN网络向未来直接到端的IP电话网络过渡提供了一种新的思路。这种IP电话实现形式只能作为骨干网的补充手段，本身并没有大规模单独组网的能力，其未来的发展还有待观察。

　　IP长途公用电话

　　这是近年来没有本地网资源的运营商，利用其已有的H.323长途IP电话网络开展的一项IP电话业务，主要是针对一些只需要播打长途的特定用户开展的。其实现方式与依据H.323协议的长途IP电话网络或本地IP电话网络相类似，但用户终端设置在公用电话厅中。目前中国联通，中国网通等多家运营商，都在全国范围内或一些地区内开展了此项业务，而且发展很迅速。

　　PC-电话的IP电话系统

　　国内运营商已经开展了PC到电话形式的商用试验，目前试验的业务主要是将智能网系统与长途IP电话网相结合的IP电话增值业务。真正通过互联网实现PC到普通电话的业务还没有大规模展开。由于该种业务目前还没有解决计费、认证，用户溯源、业务编号等问题，所以还没有普遍开展。但这种业务的发展很难预测，一旦互联网中支持语音通信的PC普及到一定程度，可能会对原有的语音业务造成很大的冲击。

　　2，基于SIP协议的VOIP网络

　　SIP协议最早是由IETF的Iptel工作组提出的一种VOIP实现方式，其基本思想是在互联网环境中，组建一个平面结构的、可用于点到点对话需求的系统。

　　基于SIP协议构建的系统具有协议结构简单、设备易于开发等特点，也能很好地承载语音和图像等多种业务。该系统由SIP终端(客户机)、代理服务器和重定向服务器等功能模块组成。SIP终端负责发出呼叫、媒体流的编解码；代理服务器负责接受终端的呼叫请求消息，并根据重定向服务器给出的地址信息将呼叫请求消息转发给下一个代理服务器，直到送达最终的用户终端；而重定向服务器则用于给代理服务器指出转发消息下一次应该送达的代理服务器的地址。

　　基于SIP协议的IP电话网络结构如图4所示：

　　图4基于SIP协议的IP电话网络结构示意图

　　基于SIP协议的VOIP技术，在互联网上应用相当广泛。微软公司正在大力推广的操作系统window XP中就内置了采用SIP协议的对话软件。由于其具有协议结构简单，能支持多媒体业务的开展，符合互联网网络结构等特点，许多互联网上的多媒体应用都倾向于采用SIP协议来实现。

　　SIP协议在电信领域还没有大规模商用的先例，主要是受几个问题的影响：如SIP终端的智能性过强，可能会给网络带来很多安全问题；用户终端可以绕开运营商的管理直接向被叫用户发起呼叫；其网络结构采用平面化形式，运营商不便管理和计费；而且用SIP协议组建的商用电信网络规模究竟能做到多大，目前还没有一个结论。

　　因此，采用SIP协议的VOIP系统的商用前景目前还无法作明确的判断。

　　基于SIP协议的VOIP技术有以下几种：

　　E-NUMBER系统

　　SIP协议在电信网络中目前最为可能的应用就是E-NUMBER系统。由于E-NUMBER系统本身就是跨接在互联网和PSTN网络之间，用于呼叫信令和地址的转换，因此适于在互联网上开展多媒体业务的SIP协议应该具有很大的优势。E-NUMBER系统目前还多处于试用阶段。

　　SIP电话系统

　　基于SIP协议的VOIP技术一直受到设备生产商的的关注，主要是因为其协议简单、设备开发容易。目前还没有人提出完全基于SIP协议的、适于电信运营的VOIP系统的网络架构，而国内已有的独立SIP电话系统还停留在实验室中。SIP电话系统中只有SIP终端在软交换系统中得到了应用，这是因为软交换系统的需要开放多媒体业务，而厂家在SIP协议基础上开发多媒体业务终端比较容易实现。

　　PC-电话的IP电话系统

　　PC-电话的业务同E-NUMBER业务一样要跨接互联网和电信网，因此基于SIP协议的VOIP技术在完成互联网侧用户终端接入时具有一定的优势，但也面临着安全性差和不便管理的问题。

　　3，用软交换设备实现的VOIP网络

　　软交换一词最早见于综合交换机的研究中，是NGN的核心设备。目前在VOIP系统中也有采用软交换设备的情况。国内最早用于商用VOIP业务的软交换设备采用的是SIP协议，其只负责地址解析而不管理呼叫状态。随着发展，软交换也逐渐吸收了许多其它VOIP技术的内容，将网关分解协议中的媒体网关控制器、H.323协议中网守以及其它设备的功能逐步融合进来，形成了目前的软交换设备。

　　软交换系统功能模块组成如图5所示。

　　图5软交换系统的功能组成示意图

　　软交换系统的功能主要包括：

　　1)媒体网关接入功能：可以连接各种媒体网关，如PSTN/ISDN IP中继媒体网关、ATM媒体网关、用户媒体网关、无线媒体网关、数据媒体网关等，完成H.248协议功能。同时还可以直接与H.323终端和SIP终端进行连接，提供相应业务。

　　2)呼叫控制功能：为完成基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。

　　3)业务提供功能：能够提供PSTN/ISDN交换机能提供的全部业务，包括基本业务和补充业务；还可以与现有智能网配合提供现有智能网提供的业务；同时也在考虑实现多媒体功能。

　　4)互连互通功能：软交换可以同时支持多种协议并实现彼此之间的互连互通。

　　业界对软交换的发展抱以很大的希望，认为：软交换是未来电信网络(NGN)的核心技术；实现了呼叫控制和承载的分离，方便了组网的灵活性；软交换可以平滑的实现从PSTN网络向全IP网络的过渡；软交换具有开放的业务接口，可以灵活的实现新的业务；软交换同时支持多种协议和接入方式的接入，便于营造综合业务网络。

　　也有一些意见认为：软交换自提出后始终没有明晰究竟是设备系统概念还是网络体系概念；NGN的发展如寄希望于单一的综合性设备，在将来扩展新业务时，会受到很大局限；围绕软交换机为核心进行相互联接的组网方式，限定了NGN只能是将软交换机静态配置，这种体系结构不适合规模运营。

　　国内多家电信运营商已投入了软交换的测试和商用。网通公司率先在国内建设了软交换试验网，并已进入一定规模商用，目前发展到几万用户的规模；中国电信的NGN试验目前也已告一段落；中国联通的软交换试验已进入实地调试阶段；中国卫通已购买了软交换设备进行单点的软交换商用试验；中国铁通也已启动了软交换的试验计划。

　　目前国内开展的软交换试验还基本停留在单域、小规模的验证上，试验的业务主要还是语音业务，一些问题还有待研究。由于各电信运营商还没有明确提出大规模软交换网络的建设计划，其商用前景还有待观察。

　　三，利用VOIP系统可以开展的业务

　　本文开始就提到，决定VOIP技术发展的关键在于能否提供比电路交换技术更吸引用户的新业务、并满足电信运营的基本需求。通过VOIP系统最有可能先实现的新业务包括视频通信、数据和多媒体文本的传送等电路交换技术不能支持或只能部分支持的业务。

　　传统的电路交换网络主要是针对语音业务设计的，无法完全满足其它通信形式的需求，这是由于数据等业务和语音业务对网络特性的要求存在巨大的差异。过去，只能针对不同业务建设相对独立的网络，彼此间无法有效利用对方的网络资源，也不可能将多种业务结合起来产生新的业务形式。随着技术的不断发展，人们一直在探索在单一网络上提供语音、图像、文本和数据等多种业务的可能性，原先的ISDN、ATM等技术都是这种努力的结果。但这些技术由于成本过高，始终没有在市场上得到推广。IP技术和这些技术比并没有先进性可言，能够得到广泛关注是由于其既能满足人们建设多业务融合网络的要求(可以将TCP/IP协议作为统一的传输协议来跨越不同形式的物理网络，同时传输不同的媒体流)，又具有廉价和简便的特点。因此，近年来人们纷纷将IP技术引入到电信网络中，产生了IP电话和IP视讯等新形式的电信业务。

　　在上一章对国内VOIP现状的分析中可以看到，目前的VOIP系统能够提供的主要还是语音业务。但VOIP系统实际上具有同时传送包括语音、图像、数据、消息等多种媒体形式的潜力，而且由于IP终端设备具有较高的智能性，除了实现基本的点到点媒体流传送外，还可以灵活的将基本业务进行组合以提供新的业务形式，这一点是传统的电路交换技术无法实现的。VOIP系统目前业务单一的问题，主要是由于人们对如何利用VOIP系统开展其它新业务的研究还刚开始，如果不能尽快地解决将限制VOIP系统进一步发展的可能。

　　将来的VOIP系统能提供的业务可以划分为基本业务和增值业务两大部分。

　　基本业务包括：

　　1)点到点或点到多点的IP语音通信，如目前的IP电话业务；

　　2)点到点或点到多点的IP传真业务，如目前的IP传真业务；

　　3)点到点或到有限多点的动态图像传送业务，如可视电话业务；

　　4)点到点或点到多点的静态图片的传送业务；

　　5)多媒体短消息业务；

　　6)数据传送业务。

　　其中一些业务在电路交换网上也可以实现，但成本高、实现方式复杂，一直没有得到很好的推广。

　　增值业务是指在基本业务的基础上实现的，更为灵活的业务提供方式，包括对各种基本业务的组合。其实现方式还在不断增加之中，目前已经提出的业务包括：

　　1)传统电路交换网也可以实现的业务

　　主要包括呼叫转接业务；呼叫保持业务；呼叫等待业务；缩位拨号；热线服务；呼出/呼入限制；免打扰服务；查找恶意呼叫；闹钟服务；主叫号码显示/限制；遇忙回叫；三方通话和会议业务；记账卡业务；被叫用户集中付费业务；号码可携带业务等。这些都是大家所熟知的业务。

　　2)传统电路交换网可以部分实现的业务

　　通用个人通信业务(UPT)：UPT使用者使用一个唯一的个人通信号码(PTN),可以接入任何一个网络并能跨越多个网络发起和接受任意类型的语音呼叫。个人通信号码能按使用者的要求，翻译成相应的通信号码并进行路由选择，将来话接到使用者所指定的地方。呼叫不受地理位置的影响，但可能会受到终端能力和网络能力的限制。在IP网络中，UPT业务中包含的除了语音业务外还可以涵盖其它的媒体形式。

　　电话投票业务：电话投票业务是给社会上提供的一种征询意见或民意测验的服务。包括简单VOT、单选VOT和多选VOT。在IP网络中，VOT业务中用户除了通过语音提示得到需选择内容外，还可以通过其它的媒体形式得到相关内容。

　　短信业务：PSTN电话网目前可以支持文本短信的发送。在VOIP系统中可以进一步支持多媒体统一消息业务，使用户无论何时何地都能通过一个友好界面接收来自任何通信设备的各种媒体类型的消息，比如电子邮件、语音邮件、可视邮件，图片，传真等。

　　3)传统电路交换网无法实现的业务

　　终端移动性(TP)：终端可携带性业务允许在呼叫运行状态时，用户终端可以方便的从一个网络接入点移动到另一接入点。它同样允许在呼叫运行状态时，在一个给定的接入点内将一个呼叫从一个终端移动到另一个终端。

　　Internet呼叫中心业务：可以为企业用户提供一个统一的WEB形式的客户服务平台，为客户提供信息咨询、订购货物等即时服务。

　　IP VPN业务：是针对大量的语音交互信息发生在企业内部的情况，利用已有的电信网络设备，将企业分布于各地的分支机构，通过VPN组成一个虚拟的企业专网进行通信的业务。它的出现是为了方便企业内部的信息交流、便于统一管理以及降低通信费用。在宽带接入IP电话及多媒体网上开展VPN业务，可以提供更丰富的业务,更方便的操作和更低廉的价格。

　　即时通信业务：是指在一系列的参与者间实时的交换内容信息。通常这些内容信息是文本方式，这些信息不需要存储。IM？不同于一般的E-Mail，它增加了文字消息的实时传输特点，IM用户间的通信仍然是基于文字消息的。即时通信可以结合移动消息、Internet消息和固定消息，使移动用户、网上用户和固定终端用户通过多媒体进行聊天。

　　统一界面业务：统一界面业务与UPT业务近似，是将多种业务进行组合，为用户提供统一的服务界面。当用户选用某一业务时，由运营商提供的统一界面来受理用户的申请，并链接到相应的业务系统。

　　CTD业务：该业务是指用户在浏览WEB页面时，通过点击网页连接，在预先确定的两个用户间通过IP网络建立语音通信。

　　CTF业务：是指用户在浏览WEB页面时，可以通过点击网页连接，将用户确定的传真信息通过VoIP网发送给被叫传真用户。

　　目前可以在VOIP系统中实现的新业务还在不断被提出，从已经提出的业务中可以看出，通过改进，VOIP网络可以实现同时支持语音、视频、数据和多媒体消息等多种基本业务和增值业务的目标，此时该网络应称为IP多媒体电话的网络(MVOIP)。

　　四，适合电信运营的MVOIP系统应满足的基本要求

　　MVOIP系统除了要同时支持多种业务的开展外，还要能满足电信网运营的需要。适合电信业务开展的网络有着自身的特点，对安全、服务质量、可维护、可管理性等几个方面有着严格的要求，而在互联网应用中却无需过多考虑这些因素，因为互联网对数据传送采用的是“尽力而为”的原则，即使数据丢失也不会有大的影响。目前的VOIP技术是从互联网的联机应用直接借鉴过来的，并没有完全按照电信网运营的要求进行彻底改造，因此在建设成本、成熟性、可靠度、运营管理、安全等多方面都存在许多不足。MVOIP网络要真正成为未来电信网的基础之一，就必须满足如下几个基本条件。

　　1,采用可以同时满足多业务开展需求的网络架构

　　前面已经讲过，未来的MVOIP网络无论采取何种方式，必须是能同时支持多种业务开展的网络。它除了提供现有PSTN电话网能提供的各种业务外，还支持数据、视频等多媒体新业务，以及多样化的第三方业务。MVOIP网络能同时支持多业务有两重含义，

　　ü几种基本业务原先具有各自不同的网络结构，为实现彼此的融合并减少融合的难度，首先要将几种网络结构在骨干网侧统一起来，再逐步做到用户终端也能同时支持几种基本业务的开展。在融合的初期无法同时兼顾全部业务的需求，因此首先要做到的是多种基本业务网络结构的融合而不是先搭建一个能满足全部业务开展需要的网络，至少在相当长的时期内不可能建成一个能同时承载全部电信业务的网络。

　　ü多业务并不仅指多个单一业务，还包括将几种单一业务组合在一起形成的新的业务模式；比如一些运营商提出的统一界面业务，其提供单一业务界面给用户，用户可以随意选择最适于自己需要的业务组合模式，系统就可以动态的实现几种业务的链接或业务组合的切换。

　　目前初步具有这种能力的就是中国联通的H.323的IP电信网络。由于联通开放的IP视讯业务和IP电话业务都是依据H.323协议建设的网络，虽然联通的IP电话网络和视讯网络暂时是分开运行的，但两个网络的结构完全一致，可以在将来实现无缝融合。其它几种VOIP技术的实现形式也都实现了对语音业务的支持，对视讯业务的支持能力目前还处于开发和试验阶段，还没有实际的商业应用。

　　2,业务层和承载层应是可控的分离

　　现有VOIP系统中的承载层和业务层的联系并不紧密，这是由于IP网络本身是不面向连接的。业务层和承载层的分离使得业务可以在不受承载网约束的情况下开展，虽然增加了业务实现的灵活性，但同时也削弱了电信运营商对业务的控制能力，并缺乏明确的盈利模式。

　　对电信运营商而言，如果承载层和业务层完全分离，而MVOIP业务系统本身又不能很好地掌握并控制用户终端的通信状态，用户完全可以摆脱运营商的控制自行建立通信，运营商仅能收取到最低的网络接入费用。目前很多VOIP系统采用的通信协议都存在着这个问题。

　　电信运营网络根据用户占用的网络带宽资源、业务的复杂程度来收取费用是最合理的，这就要求在未来的MVOIP系统的业务层和承载层之间建立一条联系的通道。业务层可以根据用户申请的业务以及服务质量等级向承载层索取所需的带宽资源，承载层限制需要服务质量保证的业务必须在电信运营商网络的控制下才能进行通信。

　　当然在确保业务可控的前提下，业务层和承载层的运行依然可以是相对独立进行的。

　　3,系统必须具备灵活的业务扩展能力

　　虽然VOIP网络有用单一的传输协议来同时传输丰富业务的潜力，但已经商用的VOIP网络还只能支持语音业务的开展，甚至一些传统电路交换网可以提供的业务在目前已经商用的VOIP系统中还不能全部实现，这使得VOIP业务除了资费低廉外，没有别的手段来吸引用户，更谈不上替代采用电路交换技术的PSTN网和PLMN网。这主要是由于这些VOIP网络在设计的初期没有考虑好如何用一个系统开展多种业务的需求，因而在需要扩展新的媒体形式业务时，需要对网络架构作较大的改动，同时限制了新业务的开展。在MVOIP系统中必须考虑将网络结构设计成同时满足多业务开展的形式，同时还要具有扩展新业务的接口，便于电信运营商今后添加新的业务。

　　另外，过去电信网络的网络资源和业务提供仅仅是由电信运营商一家完成的，业务形式和更新速度都很慢。而在互联网中，由于其具有开放的结构，网络资源可以由社会的各个方面来提供，因此互联网的应用层出不穷。这为今后的MVOIP网络的发展提供了新的思路。今后的MVOIP网络的承载网和基本业务系统仍有电信运营商一家来完成，但应同时为其它部门提供一个公共的接口，将其它专用系统和电信运营商的网络连接成一个整体。这样就可以充分利用各方面的力量来增强MVOIP网络的业务扩展能力。

　　在实际应用中可能会包含两种情况，一是电信运营商将网络或业务系统资源划分为多个独立的逻辑子系统，并出租给虚拟运营商，由这些虚拟运营商通过业务接口对电信运营商提供的基本业务进行扩充并直接为用户提供最终的业务；二是在基本的业务系统外提供一个开放的业务接口，和原先只是使用电信网的交通、卫生、教育、贸易等单位合作，由他们通过该接口将自己的需求添加入电信运营商的运营网络中，并成为整个电信运营网的一部分。

　　4,承载网必须保证端到端的业务服务质量

　　电信业务的基本要求就是必须为用户提供一定的服务质量保证，已有的VOIP系统本身虽能提供一定的QOS保证能力，但很有限，这些措施包括：

　　ü收端媒体处理设备能根据网络的负载情况动态调整输入缓冲，以保证网络的端到端时延在网络的当前条件下是最小的；

　　ü媒体处理设备向控制设备报告媒体通道的状态信息，并根据控制设备发出的命令或事先定义好的统计方式，对媒体流相关信息进行统计并上报；控制设备可以根据资源报告控制建立新的媒体通道或增加带宽；

　　ü媒体处理设备利用RTCP的收、发报文监控统计包丢失率、网络时延、抖动等网络性能参数；

　　ü当媒体处理设备发现现有的带宽不足或现有的带宽资源过多时向控制设备发出请求改变带宽；

　　ü当网络出现拥塞时，媒体处理设备可以采取动态编码转换、控制接通的媒体通道数量或改变通信速率等措施，来保证已接通媒体通道的服务质量。

　　通过近年来VOIP网络运营的实践证明，影响业务端到端服务质量的决定因素还是承载网。目前的承载网络缺乏有效的业务区分和服务质量保证机制。尤其在接入段需要同时接入用户的VOIP、互联网上网等多种数据流，而且无法将不同的数据流按其业务需求进行区分的情况下，彼此间不可避免的产生干扰；这种干扰使得VOIP系统无法依靠本身的QOS机制保证稳定的服务质量。目前也有一些解决思路，包括在网络上设置VPN或设置TOS字段来区分不同的业务；当业务较少时这种措施还可以应付，但当业务种类增加到一定数量时，这种方法无疑是不现实的；还有人提出通过RSVP或DISSFER来解决服务质量问题，但这需要对端到端经过的全部IP网络进行改造，目前只能是一种设想。

　　解决未来MVOIP系统的服务质量的根本方法，是在利用业务系统本身的QOS保证机制的同时，建立一条端到端的可控承载通道。目前已出现较好的解决思路。

　　5,必须对MVOIP系统开展的业务和互联网业务进行有机的隔离

　　未来MVOIP系统开展的业务和互联网开展的业务会在统一物理网络上并存，但两类业务的不同需求要求网络提供不同的支持能力，因此未来的MVOIP系统和互联网又需要设置在两个相对独立的逻辑网络中，而且还要提供有效的手段保证MVOIP系统不受来自互联网的安全攻击，互联网的流量不会对MVOIP系统的服务质量造成影响。

　　当然这种系统的隔离不是绝对的，一方面两类系统开展的业务会在同一个物理网络上存在，而且一些业务需要同时跨越互联网和MVOIP网络才能完成；这就要求两个系统间要设置一种有机的隔离手段，即能建立彼此间的实时联系，由可以保证MVOIP系统中的业务不受到来自互联网的冲击。这种保证手段更多的是由承载网络来提供的，本文不作进一步的论述。

　　五,对未来MVOIP系统功能构成的设想

　　由于IP网络的业务层是相对独立的，未来的MVOIP系统可能不须按照传统电路交换网的模式构建一个绝对集中管理的网络结构也能开展业务。因此MVOIP系统在实际运营中可能出现两种主要形式，一种是在运营商的集中管理下运营的系统；一种是终端之间的通信建立无需通过运营商的控制的系统，此时电信运营商需要通过承载网，建立一条可控的通道来控制业务的进行并提供相应的服务质量保证。从业务扩展的灵活能力和业务开展的成本来看，第一种方式可能更具有优势；而从发展个性化通信的角度看，第二种方式可能更合适一些。因此，未来的MVOIP系统不会采用固定的组网结构和设备，更多是根据业务开展的实际需要，确定网络中的功能模块和采用的设备类型。但无论何种方式，系统中应具备的基本功能模块应该是一致的。

　　MVOIP系统的功能模块组成设想如图6所示。

　　图6：MVOIP系统的功能模块组成设想

　　连接管理：负责在两个通信端点之间建立或释放相应媒体通道，而其后对该媒体通道的管理由其它功能模块实现，在两个用户终端直接建立点到点的连接时，该功能模块不是必须的；

　　寻址：负责在用户发起呼叫时，接收主叫用户上报的被叫地址信息(可以是E.164地址、IP地址或别名地址)，根据相应的选路原则分析后给出需连接的端点地址信息，该模块是所有MVOIP系统的必备模块，其对应的实际物理设备在网络规模很大时需考虑采用分级结构；

　　接入设备状态控制：在电信运营商需要对用户终端进行维护管理的情况下，需要设置接入设备状态控制模块，收集接入设备上报的各种状态信息，并控制接入设备进行状态调整或系统升级。控制消息可以是带外的也可以是带内传输。在运营商无需维护终端时并不是必要的功能模块；

　　呼叫状态控制：负责对已经建立的呼叫进行监视，根据网络资源状况或业务触发点的设置对呼叫状态或媒体通道的参数进行变更；包括对点到点或多点之间通信状态的控制；还能控制各种媒体资源，为接入设备/终端提供到媒体集中处理模块或其它媒体资源的连接；在两个用户终端直接建立点到点的连接时，该功能模块不是必须的；

　　协议翻译：在MVOIP系统中，采用的通信协议除了已经提出的H.323协议簇、H.248协议、MGCP协议、SIP协议外，还会有新的协议不断出现。而这些协议可能会在一个MVOIP系统中同时存在，尤其是在接入段更为明显。在用户接入设备和与呼叫管理有关的设备之间以及不同的呼叫管理设备之间需要有协议翻译的模块，将不同的通信协议翻译为呼叫管理设备支持的协议，但这并不是所有实际系统都需要的；

　　用户接入/终端：在MVOIP系统中，用户接入设备和终端设备负责媒体流的产生和终止；用户信号的上报，提示信号的下发等；用户接入设备/终端将逐渐从目前支持单一语音的终端向同时支持多种媒体形式的终端发展过渡；

　　呼叫策略分析：为整个系统的呼叫路由分配和流量的均衡等提供实现的具体规则；

　　业务策略提供：将增值业务的实现策略转化为具体的通信流程，并将相关信息反馈到基本的呼叫管理功能模块，以实现相应的业务；业务策略提供模块应具有开放的业务接口；

　　媒体集中处理：主要用于业务中需要媒体流混合的情况，将终端之间需要交换的媒体流进行分解，再根据需要重新合成后分送到相应的终端，同时可以根据网络情况进行语音编码的调整、视频算法和格式的变换；还可以提供播放多媒体提示信号等功能；

　　移动定位：用于支持系统中用户在联网情况下的准确物理位置或相对网络位置的确定，除了定位服务外还可以为其它业务提供相关信息，如与位置有关的信息检索；

　　资源分配：MVOIP应提供资源管理功能，对系统中的各种资源进行集中管理，如资源分配、释放和控制，资源状态检测，资源使用情况统计，设置资源使用门限等；

　　与传统电信网的接口：MVOIP系统应实现与现有电路交换网的互通，这包括信令的转接和媒体流格式的转换；

　　与承载网的接口：业务层可以根据用户申请的业务以及服务质量等级，通过接口向承载网索取所需的带宽资源，承载网通过接口限制需要服务质量保证的业务必须在电信运营商网络的控制下才能进行通信；

　　与其它业务网的接口：目前包括与统一消息平台、即时通信服务平台，信息检索系统和电子邮件系统的接口。通过该接口传输终端与服务器、终端与终端间的所有信息和命令，包括文本、语音、图像和控制命令等。该功能模块主要适用于系统中存在支持综合业务的终端的情况。

　　本文提出的MVOIP系统的功能模块组成，是近年来对VOIP技术和视讯技术的研究过程中总结出来的。无论将来的系统采用什么样的组织方式，都必须满足能同时承载丰富的多媒体业务，满足电信运营的需求两个基本条件。只有满足了这两个基本条件，未来的系统才真正具备和电路交换网进行竞争并最终替代电路交换网的可能。

　　作者介绍：1993年毕业于北京邮电大学。现任信息产业部电信研究院通信标准研究所IP与多媒体研究部副主任，高级工程师。参与过多项国家标准的编制和大型测试的组织工作。主要著作有《IP电话及其增值业务技术》。目前主要研究的领域是VOIP，IP视讯，电子邮件和其它基于IP技术的业务系统。