大話VoIP——H.323、SIP和MGCP協議應用淺析
2005/01/28
在筆寫這篇技術綜述之前，我們考慮得多的問題是誰會看到它？這篇關于VoIP的技術報導，能對您有什么幫助？
如果您是一位關心IT技術的人，你一定聽過VoIP，而且也發(fā)現它亮相的頻率越來越高。畢竟MSN、QQ、Yahoo！Messenger這些如雷貫耳的即時通信軟件，它們所提供的語音通話功能，就是VoIP技術的典型應用。
如果您只是一位普通市民，并不關心技術細節(jié)，不明白、其實也并不想搞明白這些討人厭的字母的含義，那我相信您也一定知道IP電話。對，就是那種省錢的長途電話卡——也是VoIP技術的一種應用。
如果您是一位企業(yè)管理者，您企業(yè)的通信費用居高不下，我可以告訴您，您可以找到非常廉價的通信方案，它既可以在物理上和現有的通信網絡、辦公的數據網絡整合，而且也可以統一管理，最關鍵的是它可以給您省下一大筆錢，而且是每個月。
如果您是一位網絡技術愛好者，已經不需要我來告訴您，現在有免費的通信方法。我要告訴您的是，它是怎樣做到的。
……
一千個人眼里會有一千個哈姆雷特，而我們的眼中有三個VoIP。
天下沒有免費的午餐，但是有免費的VoIP。
現有在Internet上，個人用戶使用的VoIP技術主要是基于SIP或者H.323協議開發(fā)的，這兩種技術均可以通過軟件的安裝而形成完整的通話和管理體系，基于PC、智能以太網電話即可以實現。
免費，事實的個人夢想
在有人問我：“什么是VoIP？”的時候，我其實特別不想這樣回答：“VoIP又稱IP電話或IP網絡電話，是Voice over IP的縮寫，這種技術通過對語音信號進行編碼數字化、壓縮處理成壓縮幀，然后轉換為IP數據包在IP網絡上進行傳輸，從而達到了在IP網絡上進行語音通信的目的�！�
這種回答對您來說沒有意義。作為VoIP的使用者，需要知道的就是它能做什么？我要做什么？有了VoIP，您可以在上網的時候和網友進行語音的交流，再也不需要從床頭把電話拉過來，而且這是免費的。
在Windows中內置的NetMeeting就是典型的H.323協議客戶端，而比較常見的SIP系統是微軟開發(fā)的MSN Messenger系統。一個簡單的SIP協議呼叫建立過程如圖1所示。
首先，由用戶A向SIP服務器發(fā)出呼叫請求，請求的信息包含自身的端點名、所在位置以及對方的端點名、所在位置。描述的語言也很簡單就像郵件地址的格式一樣，如zhuye@ccw.com.cn，實際的IP地址由網絡上的DNS服務器來解析，當然也可以直接使用IP地址，或者事先注冊好的、和端點名以及所在位置相對應的一組電話號碼。SIP服務器收到信息后判斷被叫用戶是否是在本SIP服務器注冊的用戶。如果是，將會話邀請發(fā)給被叫終端；如果不是，則發(fā)給相應的另一臺SIP服務器，由另一臺服務器向被叫方轉發(fā)會話邀請。被叫收到邀請后，向SIP服務器發(fā)出兩個消息：首先是振鈴，表示我收到邀請可以響應，第二個消息是我接受邀請可以通話。這兩個消息依次由SIP服務器轉發(fā)給主叫方之后，主叫方會直接向被叫用戶發(fā)送確認和通話信息，這以后的通信，就不再通過SIP服務器了。語音或者其他媒體流的傳送使用的是RTP（實時傳送協議）協議。
H.323的呼叫建立過程類似于SIP協議。需要明確的是，H.323協議中的關守起到SIP協議中SIP服務器的作用，但是H.323是由ITU-T制定的標準，它的出現比SIP還要早，它在管理控制和QoS機制上比SIP更加嚴格一些，當然也就更加復雜一些。H.323協議族在視頻通信領域仍然有著很強的優(yōu)勢，我國目前最大的公眾視頻會議網絡就是中國聯通公司建設的“寶視通”視訊網絡，全網采用了H.323協議族技術。
目前的網絡電話技術已經在大規(guī)模地轉向SIP協議，如果您的應用是在網絡上和您的朋友交流，那么其實不需要關心采用的是什么技術，現在的網絡即時通信軟件支持語音對話。另外還有專門的網絡電話軟件，例如美國的Skype、國內的網通Web電話、Miphone等。利用這些軟件，您可以采用Net2Phone的模式聯絡朋友的手機或者固定電話，只不過需要事先購買商家提供的電話卡。我們認為，這也是通信類增值運營商的運營模式，它們通過和基礎運營商之間的網關設備實現從IP語音到傳統電話之間的交換，但這通常是單向的，您可以從網絡上聯絡傳統電話，但反之則不行。
低成本其實不是VoIP的全部，它還意味著高效率。
但是對于不同規(guī)模的企業(yè)，管理者對于成本的敏感度是不同的：中小型企業(yè)會關注成本，大中型企業(yè)或者行業(yè)用戶的關注點則偏向效率。
低成本，企業(yè)管理的選擇
無論您的企業(yè)規(guī)模如何，VoIP技術都有合適的建議。
首先讓我們假設您的企業(yè)處于一個初創(chuàng)期，您需要快速部署公司的電話系統和IT網絡系統。這時，一臺VoIP網關是您最佳的選擇。它可以是支持H.323的，也可以是支持SIP協議的。通常它都有1～8個PSTN制式的電話接口，向下可以掛接多至數十路普通電話，在撥打普通市內電話的時候，內線通過這些PSTN外線向外發(fā)起呼叫，和普通的電話交換機沒有什么不同。
這臺網關同時具有一個WAN接口，您可以把它接到企業(yè)的寬帶出口上，像常見的ADSL或者以太網寬帶都可以。有的VoIP網關還具有虛擬撥號和路由功能，企業(yè)內的員工可以通過它來共享上網的帶寬，只要把交換機接到網關的LAN接口上即可。
這樣的網關現在也有另一個響亮的名字IP-PBX。它實現傳統PBX功能的同時，提供了VoIP的能力。如果您使用的是某一家運營商推薦的設備，那么您只要在自己的網關里設置好上一級的VoIP服務器地址和一些相關信息，在企業(yè)內部撥打長途電話的時候，會自動通過寬帶網注冊到VoIP服務器上，由它來協助建立呼叫。當然，這時企業(yè)的長途電話費就完全變成IP電話的費用了。我們在這次測試時試用了聯通公司的“在線通”方案，這對于中小企業(yè)來講再合適不過了。
當您的企業(yè)具備了相當的規(guī)模時，還有另外一種模式可以幫助您控制通信成本。比如您的企業(yè)在北京、上海兩地有兩間辦公室，公司內部會有很多的通話需求。企業(yè)如果在每個分支機構安裝一臺這樣的VoIP設備，在呼叫規(guī)則上做好相應的設置，您不需要通過運營商的VoIP服務器，就可以直接建立呼叫。這時您的企業(yè)內部通話，無論是身在北京還是上海，是完全免費的。當然它的前提是，所有的分支機構都具備寬帶接入互聯網的能力，而且所采用的VoIP網關是可以互通的。
在這種模式下，如果配置得當，還有更加經濟的方案。如圖2所示。
在北京辦公室的員工需要撥叫上海的本地電話時，北京網關首先將呼叫轉移到上海網關，再由上海網關通過連接在其上的上海本地PSTN通路發(fā)起對上海被叫方的呼叫。也就是說，如果您的企業(yè)所在地安裝了VoIP設備，全國范圍內，只要在您有分支機構的城市，企業(yè)中的任何一人需要給企業(yè)有分支機構的任何城市用戶打電話，企業(yè)所要付出的只是當地的電話費。
我國現有很多擁有自己專網的行業(yè)，比如金融、能源和一些政府機構，它們正是通過這樣的方案來實現內部通話的。這些行業(yè)目前也正是中國VoIP市場的主力，由于行業(yè)用戶的規(guī)模很大，目前中國的很多行業(yè)實際上都有一套運營級的VoIP網絡。圖3是一個典型的行業(yè)VoIP組網結構圖。
這個方案采用了MGCP協議，這是我們今天要介紹的第三種VoIP協議。
MGCP協議與H.323和SIP協議不同，H.323和SIP分別提出兩套IP電話體系結構，二者完全獨立，不能互相兼容，只能互通。但MGCP協議不涉及IP電話的體系結構，只涉及網關分解問題，因而不僅可用于H.323 IP電話系統，也可用于SIP IP電話系統。網關可分解成媒體網關（MG）和媒體網關控制器（MGC），MG在MGC（或軟交換）的控制下，實現跨網媒體業(yè)務。
相對于單純SIP或者H.323協議而言，基于MGCP協議組網有自己的特點。MGCP更加適應需要中央控制的通信服務方式，因此更適宜運營商采用。當然，這也是行業(yè)用戶選擇它的主要因素，因為在大規(guī)模VoIP網絡中，集中管理的意義不言而喻。位于管理位置的MGC可以將不同的服務靈活地發(fā)放給MG，也就是一個個用戶，用戶所需要的功能由MGC統一處理和分發(fā)。
對于個人和企業(yè)用戶，免費或者低成本是他們追求的目標，然而對于中國現有的兩家最大固定電話運營商來說，VoIP一直是怎么說也說不清楚的話題。
有觀點云：電信運營商是目前電信市場未開放狀態(tài)下的既得利益體，如果技術的發(fā)展影響其盈利的話，它會動用各種力量阻礙這種新技術的應用。
可盈利，運營商的追求
我們知道，在下一代電信網絡中，軟交換的概念被不斷提及。其實現有軟交換設備的技術實現都離不開MGCP和SIP協議，在直接向用戶提供NGN話音業(yè)務的范例中，MGCP協議更加是很多運營商的首選。
在這里，我們已經了解了可以通過怎樣的VoIP技術節(jié)省通信開銷。不過能主導這一切的，還是我們的運營商。VoIP的應用依靠IP網絡，而現有的電信運營商正是這些IP網絡的提供者，是它們提供給我們ADSL、LAN寬帶等接入方式，使VoIP稱為可能。但是現在的寬帶接入用戶給運營商帶來的收益遠遠不能和傳統電話帶來的收益相比。尤其重要的是，VoIP技術所沖擊的是電信運營商最看重的長途電話業(yè)務。
VoIP真的是打擊傳統電信業(yè)務的“摧毀性業(yè)務”嗎？答案很明朗。
與其說VoIP是打擊傳統電信的“摧毀性業(yè)務”，不如說它是對傳統電信業(yè)務乃至電信思想的“革命性進步”。Internet的出現改變了我們的生活方式，電信運營商也發(fā)現了一個新的利潤增長點，在上個世紀末，中國的ISP競爭到達白熱化。我們都見到過10元包月的ISP接入號，如果一個56Kbps帶寬的Internet線路足以支撐一路VoIP服務，它所耗費的電信的網絡資源是完全一樣的。
面對這樣的觀實，運營商應戰(zhàn)了，無論它是主動還是被動。因為IP語音技術，已經是公認的技術趨勢。但是它對中國運營商的沖擊和帶來的負面效應需要怎樣才能緩解，直至最終度過呢？運營商和電信管理部門似乎還在膠著中。
有這樣的看法，在下一代電信網絡中，語音將只是其中的業(yè)務之一。網絡業(yè)務中數據特色將更加凸顯，現在看似火熱的VoIP，在不久的將來可能不再有人提起。
“VoIP？什么意思？”
“就是在IP網絡上傳輸語音，通過Internet打電話�！�
“…………啊，現在有不通過Internet傳輸的電話嗎？”
“………………@#￥”
相關鏈接: MGCP協議簡介
MGCP協議是1999年由IETF制定的媒體網關控制協議。MGCP協議定義的連接模型包括端點（endpoint）和連接（connection）兩個主要概念：端點是數據源或數據宿，可以是物理端點，也可以是虛擬端點；端點類型包括數字通道、模擬線、錄音服務器接入點及交互式話音響應接入點；端點標識由端點所在網關域名和網關中的本地名兩部分組成。連接可以是點到點連接或多點連接，點到點連接是兩個互相發(fā)送數據的端點之間的一種關聯，該關聯在兩個端點都建立起來后，就可開始傳送數據。
MGCP采用文本協議，協議消息分為命令和響應，每個命令需要接收方回送響應，采用三次握手方式證實。命令消息由命令行和若干參數行組成，響應消息帶有3位數字的響應碼。MGCP采用媒體描述協議（SDP）向網關描述連接參數。為了減小信令傳送時延，MGCP采用UDP傳送。
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