IP-PBX与传统的PBX相比有哪些优点和缺点？
各位高手对IP-PBX前景怎么看？会取代传统PBX吗？
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VoIP的基本工作原理
在介绍VoIP协议之前，我们有必要预先了解VoIP的基本原理。VoIP的处理过程主要包括语音采样、压缩编码、打包分组、分配路由、存储交换、解包解压和语音还原等多个过程，它的工作方式与传统的模拟电话网完全不同。后者是以电路交换的方式传输语音，不存在声音延迟的问题，但对VoIP应用来说，是否拥有高效的传输环节将直接影响到通话质量。
第一步：完成语音-数据转换
我们知道，从麦克风或IP电话机输入的语音都属于模拟信号，若要通过IP网络进行传输，就必须将它们首先转换为数据信号，相当于声卡中的模数转换工作。当然，VoIP对语音的品质并不苛求，一般6位或8位比特、8KHz频率的采样即可满足正常通话的需要；经过采样之后，输入的语音就成为相应的二进制数据序列，并被送入专用的缓冲区中，而缓冲区容量可根据编码的要求进行调整。一般说来，VoIP系统大都采用以“时间帧”为单位对音频数据进行编码，典型的帧长度为10-30毫秒，而一个传输数据包（即VoIP设备向互联网传送语音数据的基本单位）则由多个帧组成—数据包通常有60毫秒、120毫秒和240毫秒三种规格，假设数据包为120毫秒规格，如果采用15毫秒的帧长，那便是说该数据包由8个帧构成，而每个帧拥有15ms×8KHz=120个采样获得的语音数据。这里要注意区分的一个概念是，普通的IP数据包容量以Byte表示，而VoIP数据包则是以ms表示，前者说明的是数据包的大小，后者则是表示数据包可以提供多长时间的语音内容。
整个VoIP系统必须采用相同的语音编码算法，这样接收方才能够将接收到的语音数据包进行还原处理，而目前VoIP中主要采用的编码标准为ITU-T G.711，对其细节我们就不作进一步的阐述了。
第二步：数据包的IP转换及传送
编码、打包工作完成之后，语音数据包会被送入一个专门的网络处理器中—如果对于硬件性质的IP电话，该处理器一般都被电话本机直接集成，这也是IP电话终端价格颇为昂贵的主要原因；另一种方式是由专门的IP电话服务器承担，它一般在电信运营商提供IP电话服务时使用。而如果是运行于PC上的VoIP通话软件，处理任务自然由CPU承担，但具体的算法则由软件本身提供。网络处理器的主要工作是为数据包添加包头、时标、接收方的具体位置，以便数据包能够准确到达目标。对于传统电话网络，通话双方简单地建立了一条端到端的物理连接，通话内容都是以模拟电信号的方式直接送给对方；但IP网络不同于这类电路交换网络，通话双方不可能形成直接的电路而连接，语音数据只能够根据附带的寻址和控制信息，借助IP网络一站站地转发到目的地。
对采用VoIP进行通话的终端用户来说，整个传输网络完全是透明的：其输入端接收来自VoIP设备的语音包，然后将它送到对应的网络输出端。而在网络内部，这些语音数据包是通过节点的转发才能够达到目的地—节点在收到数据包的同时，会检查每个数据包附带的寻址信息，并根据这个信息将该数据包转发到下一站路径，而与网络链路的物理形态无关—传输网络可以采用任何拓扑，也可以采用任何一种访问技术，例如以太网、光纤网络、微波专线、Wi-Fi网络等等。由于IP网络在设计时并没有考虑到语音通信的需求，数据包传输节点众多，信号延迟就不可避免，而该VoIP系统性能如何主要就取决于传输延迟的长短。
在编码技术方面，各种VoIP技术都没有什么本质性的区别，关键就在于它们采用不同的传输协议，对此我们在后面将作进一步的解释。
第三步：IP数据包还原、数模转换
当IP数据包抵达目标设备后，该设备立即对数据包进行还原处理。首先，VoIP系统会提供一个长度可调节的缓冲器，用来调节各数据包的延迟；如果缓冲器较小，自身产生的延迟也就较小，但它无法调节延迟时间较长的语音数据包。接下来，解码器会将该语音包进行解压缩处理，还原为原始的语音包—要注意的是，IP转换中引入的各种地址信息和控制信息都在传输过程中被逐步丢弃，整个过程与传送普通的IP数据包没有任何差别。根据前述规则，语音包接着被一定的帧长度进行还原，去除最末端的寻址和控制信息，只留下原始的音频数据，之后再被数模转换器还原成模拟音频，并通过扬声器或耳机传出，整个VoIP通话过程由此开始。
VoIP应用的三套协议
对于电信运营商而言，架设VoIP网络可以采用两种开放协议：一是由ITU-T（国际电信联盟）制定的H.323标准；二是采纳IETF（Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）制定的SIP协议。而对PC环境的VoIP软件来说，上述两种开放协议当然都可采用，但厂商亦可自行开发针对性更强的私有性VoIP协议，Skype所采用的P2P传输协议就是这方面的典型例子。
H.323：偏重于电信业务
H.323标准诞生于1995年，它也是目前应用最广泛的VoIP网络标准。H.323的特点在于，它很好地结合了传统呼叫流程和IP网的特点，吸取了许多电信网的组网、互联和运营经验，易于构建大规模网络，且能够与传统电话网络及其他数据/应用网实现互联互通。对电信运营商而言，选择H.323技术体制可以基本继承既有的管理和运行模式，甚至连后台认证、计费等支撑系统都无需更换，因此选择H.323标准构建VoIP网络很容易实现从电话网到IP网的平滑切换，管理、营运成本大大降低。从上个世纪九十年代末开始，国内的电信运营商开始建设VoIP网络，由于这些网络都是全国性的大网，组网必须多层多域，覆盖城市多达400个，而每个月的话务量在几亿分钟以上—组建这样的VoIP大网，运营、管理方面见长的H.323标准显然是最理想的选择，也正因为这个原因，H.323很快就成为国内VoIP网络的事实标准，目前国内各运营商建设的VoIP网都隶属于H.323体系。此外，许多东南亚国家在组建VoIP网络时选择了H.323，原因在于这些国家的电话普及率并不高，基本通话业务仍在快速增长。换句话说，这些国家在相当长的时间内，话音业务都不可能脱离传统的运营和管理体系，因此要求VoIP网络在呼叫流程、运营管理方面能与传统电话网接近，H.323标准显然是最好的选择。
然而，H.323也有自己的不足，该协议比较复杂，设备价格昂贵，导致投资建设的成本居高不下；其次，各网关之间一旦获知彼此的路由信息，便可以直接通信，运营商将无法收取通话费用，这就导致出现一些非法IP电话经营者。不过，H.323最严重的缺陷还在于协议扩展性差，虽然业务开展多年，H.323仍然只提供通话功能，在数据业务方面则存在严重不足，以至于VoIP网络变成纯粹的电话网，功能上与传统的模拟电话网没有本质性区别，而相关的数据业务也迟迟无法开展，未能发挥VoIP技术的真正魅力。在电话高度普及的欧美地区，电信运营商一般都不会选择H.323标准来建设VoIP网络，新兴的SIP标准会更加流行。
SIP：兼顾语音数据业务
SIP协议（会话初始协议）是IETF的SIP工作组制定的VoIP标准，它的首个版本于1999年推出，之后SIP工作组对其进行完善，又在2002年推出SIP的第二版。在组成模式上，SIP基本上是基于动态Internet模式来构建网络，网络本身为扁平的、单层次结构，并依靠动态数据库方式实现寻址，因此其数据传输方式与H.323标准存在很大的差别。例如，假设用户呼叫北京地区号码010，在H.323标准的VoIP网络系统中，用户的语音数据将被送到北京地区，然后再选择下一层的目的地，这种分层次的寻址方式与传统电话网颇为相似。但在SIP网络中就完全没有地域的概念，也不存在长途短途之分，呼叫通话完全是采用HTTP协议的“客户端-服务器（Client-Server）”模式进行。假设A向B发送通话请求，A作为客户端，B则作为服务器，双方建立通话渠道；而如果B向A发送通话请求，客户端和服务器就颠倒过来；而SIP的数据包本身就具有一定的定位能力，其消息头中包含的域名标识方式可包含用户的号码信息、位置信息、用户名及其归属信息等等，根据这些信息SIP数据包可被直接送到目的终端，而无需经过类似H.323的多级寻址。
与Internet紧密结合是SIP标准的最大优点，除了开展语音业务外，SIP网络很容易便能够提供数据业务，因此SIP具有语音/数据综合网的标准特性，这也是下一代网络所努力实现的功能。其次，SIP可支持用户的移动性，SIP系统存在注册服务器和重定向服务器，如果用户的位置发生变化，位置信息将会被实时登记到注册服务器，并由重定向服务器进行重新定位，这一优点也是H.323标准所不具备的。第三，SIP协议的消息发送/处理机制较为灵活，使之可很方便实现一些VoIP的补充业务，例如呼叫转接、呼叫保持、呼叫前转、即时消息等等，加之SIP协议能够与其它多种协议进行继承，可实现诸如HTTP、RTSP（RealTimeStreamingProtocol，实时流媒体协议）、MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions，多用途互联网邮件扩展）等基于VoIP网络的附加增值业务，而这一切在H.323标准中都是难以实现的。
当然，SIP协议也存在诸多不足，它在网络整体架设方面并没有明确的规定，导致电信厂商采用SIP协议时必须自行考虑网络的结构、运营管理方式等等，因此SIP并不适合用来建设全国性的VoIP大网，更多只是作为一种补充。其次，SIP网络在与传统电话网的互联互通方面存在不足，而更严重的是SIP协议在制定时没有考虑到IPV4网络中大量存在的NAT、防火墙等设备的影响，在使用过程中出现语音数据包无法穿越NAT和防火墙的问题，导致双方通话无法进行。不过随着时间的推移，SIP协议的新版本有望陆续解决这些问题，这就为其大范围应用创造了良好的基础。
SIP协议在美国十分流行，并且发展速度相当快，主要原因在于美国的电话普及率超过90%，传统电话业务的发展潜力有限，构建基于H.323标准的VoIP网络自然不符合实际；而SIP协议简单、扩展性强，且可同时兼顾语音、数据业务，并能提供大量的增值服务，发展前景较为看好，为此，一大批新兴的运营商和设备制造商都选择SIP协议来建设VoIP网络。而当前正热门的IMS系统（IP多媒体子系统）也将以SIP作为核心协议，同时SIP在第三代移动通信核心网和智能业务中的应用也都被广泛看好。从长远的趋势来看，SIP无疑更具发展空间，而它也有机会成为下一代通讯网络的技术基础。
Skype：基于P2P协议
H.323标准和SIP标准面向的对象都是电信运营商，两者都是开放性的协议，主要应用场合在于Phone to Phone环境中。而在PC to PC和PC to Phone领域的VoIP通话软件系统中，采用何种协议也是该系统能拥有何种效果的关键，目前多数即时通讯厂商所选择的也都是SIP或H.323协议，由于接入带宽的提升，多数即时通讯软件都能够获得不错的通话效果。不过PC中通话效果最出色的VoIP软件当属Skype，Skype并没有采用SIP、H.323之类的开放性协议，而是自行开发一套传输效率卓越的私有协议。在语音编码方面，Skype采用了一种高效的语音编解码算法，不过更关键的技术在于Skype协议采用P2P原理来传输语音，数据传输由分布在互联网上的无数个人用户中转，加之Skype拥有一套高效的路由算法，这些都使得语音包拥有较低的网络延时，通话质量获得充分保证。P2P工作模式的另一个优点在于：Skype系统中不再需要专门的服务器来中转数据，更无需管理庞大的用户群，所有的数据传输都依赖互联网进行，因此Skype能够以零成本的代价实现快速扩张。其次，Skype可很好地支持用户的移动性，而不必支付昂贵的漫游费用，许多移动用户对此青睐有加。第三，Skype很好解决了IPV4网络NAT/防火墙穿透的问题，对网络条件没有任何要求，这就让它可以依托互联网，将业务迅速扩展到全球。当然，Skype同样不是十全十美，在Skype到固定电话或Skype到手机的通话中，普遍存在较严重的声音失真现象，但这种原因是由电信运营商的Internet电话网关（Internet Telephony Gateway，简称为ITG，一端通过中继线与电话交换机相连，另一端通过以太网接口与Internet相连）效率低下造成的，与Skype并无关联。事实上，互联网与电话网连接渠道不畅也是国内VoIP系统存在的主要问题，但电信运营商自行建设的VoIP专网在这方面就要好上许多，这主要是由经济利益而非技术所决定。
Skype推出之后，短短时间内就获得巨大的成功，截止到现在，Skype的全球用户总量超过4000万人，累计通话量达到100亿分钟，且会员数量以15.5万人每天的高速度增加。在商业运营商，Skype采取基本业务免费（PC to PC）、增值业务收费（PC to Phone或Phone to Phone）的方式，拨打国际长途费用极低，而它的出现也给传统电信厂商和网络设备厂商带来强烈的冲击。目前，Skype已经归于eBay旗下，业务从软件形式的PC to PC、PC to Phone扩展到独立的Skype电话，Skype公司同时与摩托罗拉、西门子等手机厂商合作，将Skype软件直接整合，用户在使用手机时也能够拨打IP电话，大大节约长途通话的费用；而如果对方使用的也是Skype手机，那么双方只需缴纳低廉的上网费用，实际通话费用相当于零。显然，传统电信运营商将很不乐意看到这一点，而国内的电信市场并未开放，Skype将遭受来自运营商的许多限制措施，要想获得与国外市场相当的高速发展并不现实。
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