关于IP-PBX请教...

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？

顺便拜一下山头。我是个不折不扣的菜鸟，感觉这里的高手们都挺热情的，希望大家以后多多关照！

IP 交换方式最终将取代电路交换方式

谢谢斑竹！

再次感谢斑竹！上面这篇文章好象还没完，能发完整或告知原贴地址吗？

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。

前瞻：VoIP与第二代网络

在上个世纪九十年代末，业界就提出多网合一的构想，而在当时技术条件尚不具备，多网合一成为人们遥远的梦想。今天，VoIP应用已开展得如火如荼，朝向多网合一的远景向前迈进了一大步。不过，目前的VoIP应用远远谈不上成熟，VoIP网络运营与人们最初的构想也有相当大的差异—VoIP的本意是在已有数据网络基础上实现语音通话功能，以此实现降低通话成本的目的；但为了获得理想的通话质量及服务的安全性，国内大部分电信运营商都选择专门为VoIP系统建设专用的IP基础网络，如此一来，运营商要维护的网络不减反增，即从原来的语音、数据两个网络变成传统语音、语音IP和数据IP三个网络。更糟糕的是，由于技术或厂商利益的问题，各设备商生产的VoIP设备经常无法互联互通，导致不少运营商不得不建设多个独立的VoIP网，而不同的VoIP网只能通过电路交换机方可实现互通。虽然运营商成功地扩展了业务范围，但VoIP技术的真正优势并没有得到真正发挥。

这个问题很早就被业界所重视，在关于下一代网络（NGN，Next Generation Networking）的概念讨论中，VoIP技术被提高到战略性的高度，业界广泛认为，下一代网络必须可同时满足语音业务、数据业务和视频业务的需求，除了基本呼叫控制协议外，大量接口和流程都必须进行规范，以避免出现私有接口泛滥，各厂商的设备无法互联互通的糟糕状况。为了解决IP语音业务与传统电话网的互联互通问题，下一代网络将采用软交换机（Softswitch）技术，该技术可以令下一代网的语音业务功能和与传统电话网的交换机功能实现完全透明的兼容，从根本上确保IP电话技术能够完全替代过时的传统电话网。此外，软交换机技术通过MGCP/H.248媒体控制协议实现了呼叫控制与媒体承载相分离，使运营业务与物理网络保持相互独立—即语音商即可以在这个网络上开展通讯业务，也可以提供数据或视频点播业务，业务的属性与网络本身没有直接的关联。而除了软交换机技术外，下一代网络涉及到的关键技术还包括：数据领域的下一代互联网、移动通信领域的3G、传输领域的多业务传送平台和智能光网络，以及用户端的下一代宽带接入技术，将上述技术完整地结合起来方能够构成下一代网络技术的基本框架。

尽管存在大量的问题尚未解决，但关于下一代网络的技术和商用化研究一直都没有间断，实现真正的多网合一也是业界的共同梦想。我们高兴地看到，在产业界的共同努力下，一套开放、国际化的标准将会产生，传统的PSTN电话网、数据网、语音IP网络都将统一起来，互联网将从此进入到丰富多彩的第二个发展阶段：大量的新业务不断涌现，人与人的互动更加直观，地域的概念不断消失，网络将把整个世界更紧密地联结在一起……如果你能够敏锐地捕捉到VoIP与下一代网络的真正魅力，便会发现人类的信息时代只不过刚刚开始，而我们接下来要面临的将是一个伟大的时代。