VOIP基礎(chǔ)教學(xué)課件

VOIP基礎(chǔ)VOIP基礎(chǔ)提綱1.VOIP概述2.語音編碼3.呼叫控制協(xié)議4.傳輸協(xié)議5.總結(jié)VOIP基礎(chǔ)VOIP基本原理VOIP:VoiceoverIPVOIP模型的基本結(jié)構(gòu)VOIP基礎(chǔ)VOIP與傳統(tǒng)電話的比較VOIP基礎(chǔ)VOIP的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低廉可提供的業(yè)務(wù)較多網(wǎng)絡(luò)利用率高可以與Internet應(yīng)用很好融合符合三網(wǎng)合一的發(fā)展方向缺點(diǎn)：服務(wù)質(zhì)量：延遲和抖動(dòng)較大穩(wěn)定性：斷電保護(hù)安全性：容易遭受攻擊和竊聽VOIP基礎(chǔ)VOIP應(yīng)用方式VOIP三種典型應(yīng)用方式：PC機(jī)用戶與PC機(jī)用戶間通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)電話或傳真通信，這是最初的應(yīng)用；PC機(jī)用戶與PSTN或PBX用戶通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電話或傳真通信；PSTN或PBX用戶通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電話或傳真通信；VOIP基礎(chǔ)VOIP產(chǎn)品形態(tài)So，軟件電話X-Lite,Skype,QQ……ATA:AnalogTelephoneAdapter，模擬電話適配器

用于連接一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模擬電話，數(shù)字電話系統(tǒng)（如IP語音）或非標(biāo)準(zhǔn)的電話系統(tǒng)。

一個(gè)ATA通常需要一個(gè)電源適配器，一個(gè)以太網(wǎng)接口，一個(gè)或多個(gè)FXS電話端口，也可能有一個(gè)FXO連接。用戶在ATA設(shè)備上插入一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模擬電話之后ATA設(shè)備就可以使用了，通常這種ATA設(shè)備是應(yīng)用在透明的VoIP網(wǎng)絡(luò)上。VOIP基礎(chǔ)VOIP產(chǎn)品形態(tài)IAD:IntegratedAccessDevice，集成/綜合接入設(shè)備。

一類IAD同時(shí)提供模擬用戶線和以太網(wǎng)接口，分別用于普通電話機(jī)的接入和計(jì)算機(jī)設(shè)備的接入，適用于分別利用電話機(jī)使用電話業(yè)務(wù)、利用計(jì)算機(jī)使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶；另一類IAD僅提供以太網(wǎng)接口，用于計(jì)算機(jī)設(shè)備的接入，適用于利用計(jì)算機(jī)同時(shí)使用電話業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶，此時(shí)需在用戶計(jì)算機(jī)設(shè)備中安裝專用的“軟電話軟件”。AG:AccessGateway，接入網(wǎng)關(guān)

位于軟交換架構(gòu)當(dāng)中的邊緣接入層，提供模擬用戶線接口，用于直接將普通電話用戶接入到軟交換網(wǎng)中。IP-PBX，IP電話交換機(jī)

常用于做IP集團(tuán)電話，呼叫中心系統(tǒng)使用VOIP基礎(chǔ)VOIP組網(wǎng)圖VOIP基礎(chǔ)POTS語音接口介紹FXS(ForeignExchangeStation):用于連接到傳統(tǒng)電話機(jī)，調(diào)制解調(diào)器，傳真機(jī)和模擬交換機(jī)。

FXO(ForeignExchangeOffice):也就是直接以模擬方式與電話局的程控交換機(jī)相連的接口。FXO接口的設(shè)備只能與有FXS接口的設(shè)備相互連接。

簡(jiǎn)單理解為：FXO為普通電話機(jī)接口，需要遠(yuǎn)程饋電；FXS接口為PBX的內(nèi)線分機(jī)接口，向遠(yuǎn)程饋電；兩種連接方式：VOIP基礎(chǔ)VOIP接入設(shè)備中繼網(wǎng)關(guān)

中繼網(wǎng)關(guān)是NGN解決方案的重要組成部分，它位于NGN網(wǎng)絡(luò)的邊緣接入層，連接PSTN和NGN網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)IP包轉(zhuǎn)TDM的功能。它承載著IP域與電路域的語音匯接任務(wù)，對(duì)電路側(cè)的回音需要有很好的處理機(jī)制。中繼網(wǎng)關(guān)的功能包括：語音處理功能、呼叫處理與控制、維護(hù)和管理等。

支持信令：No.7、No.1、PRI

支持協(xié)議：MGCP、H.323、SIP。

中繼網(wǎng)關(guān)可完成SIP/H.323協(xié)議與NO.7/Pri信令的轉(zhuǎn)換，同時(shí)，使PSTN網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)完美的融合。VOIP基礎(chǔ)1.VOIP概述2.語音編碼3.呼叫控制協(xié)議4.傳輸協(xié)議5.總結(jié)VOIP基礎(chǔ)脈沖編碼調(diào)制PCM:PulseCodeModulationPCM的過程：采樣(Sampling)8000Hz量化(quantizing)對(duì)采樣結(jié)果賦予一個(gè)特定范圍內(nèi)的整數(shù)值編碼(Coding)8bitNyquist定理：如果以最高頻率的兩倍速率采樣，就可以將信號(hào)完整地恢復(fù)到模擬形式。一個(gè)話路的PCM信號(hào)速率：8000x8=64kbpsPCM-u:北美，日本PCM-A:歐洲及其他地區(qū)VOIP基礎(chǔ)編碼算法與性能比較了解常見編碼方案：G.711-PCMG.726-ADPCMG.729-CELPG.723.1-MP-MLQiLBCVOIP基礎(chǔ)1.VOIP概述2.語音編碼3.呼叫控制協(xié)議4.傳輸協(xié)議5.總結(jié)VOIP基礎(chǔ)VOIP呼叫控制協(xié)議VOIP主要的呼叫控制協(xié)議有：SIPMGCPH.248/MEGACOH.323P2PVOIP基礎(chǔ)SIP協(xié)議概述SIP(SessionInitiationProtocol，即初始會(huì)話協(xié)議)，是一個(gè)應(yīng)用層控制（信令）協(xié)議，用于建立，修改和終止一個(gè)或多個(gè)參與者的多媒體會(huì)話。SIP是一個(gè)基于文本的協(xié)議，由RFC3261定義。SIP在協(xié)議棧中的位置VOIP基礎(chǔ)SIP協(xié)議提供的功能用戶定位：檢查用于通信的終端系統(tǒng)的位置；用戶能力：檢查通信媒體和媒體的使用參數(shù)；用戶有效性：檢查用戶是否空閑和是否愿意加入通信；建立會(huì)話：建立主叫和被叫的呼叫參數(shù)；會(huì)話管理：包括發(fā)送和終止會(huì)話，修改會(huì)話參數(shù)，激活服務(wù)等。VOIP基礎(chǔ)對(duì)話和會(huì)話對(duì)話(Dialog):Apeer-to-peerSIPrelationshipbetweentwouseragentsthatpersistsforsometime。 對(duì)話由INVITE(或SUBSCRIBE)請(qǐng)求發(fā)起。會(huì)話(Session):Amultimediasessionisa

setofmultimediasendersand

receiversandthedatastreamsflowingfromsenderstoreceivers.

會(huì)話利用SDP的offer/answer模式建立起來。多個(gè)對(duì)話構(gòu)成一個(gè)會(huì)話。對(duì)話主要是控制信令層面的概念。會(huì)話主要是用戶媒體層面的概念。VOIP基礎(chǔ)SIP協(xié)議的實(shí)體模型用戶代理(Useragent):UAC,UAS；代理服務(wù)器(Proxy):主要提供路由選擇；重定向服務(wù)器(Redirectserver):為接收到的請(qǐng)求產(chǎn)生3xx響應(yīng)并指示UAC聯(lián)系另一個(gè)URI；注冊(cè)服務(wù)器(Registrarserver):接受SIP注冊(cè)請(qǐng)求并更新數(shù)據(jù)庫；背靠背用戶代理(Back-to-BackUA)VOIP基礎(chǔ)Registration“I’mAlice,andI’llbeusingaphoneat192.168.0.1today!”192.168.0.1SIPServerWhenIgetacallforAlice,I’llknowtocontactherat192.168.0.1!10.0.1.1“Lunchtime!Usemymobileat10.0.1.1”Ah,nowIwillhavetouse10.0.1.1toreachAlice.VOIP基礎(chǔ)Proxy“IneedtocallBob!”“CallhereforBobfromAlice”“CallforyoufromAlice!”Bobisovera.I’llproxythecalloverthere!VOIP基礎(chǔ)Redirection“IneedtocallBob!”“CallhereforBobfromAlice”“CallforyoufromAlice!”“Tryhimat”“CallhereforBobfromAlice”VOIP基礎(chǔ)SIP消息－請(qǐng)求INVITE：發(fā)起會(huì)話請(qǐng)求ACK：對(duì)INVITE請(qǐng)求的響應(yīng)消息的確認(rèn)BYE：結(jié)束會(huì)話CANCEL：取消尚未完成的請(qǐng)求REGISTER：注冊(cè)O(shè)PTIONS：查詢服務(wù)器的能力VOIP基礎(chǔ)SIP消息－響應(yīng)1xx：臨時(shí)響應(yīng)，也就是消息性質(zhì)的應(yīng)答，標(biāo)志了對(duì)方服務(wù)器正在處理請(qǐng)求，并且還沒有決定最后的應(yīng)答。2xx：成功，這個(gè)應(yīng)答表示請(qǐng)求被成功解析和執(zhí)行。3xx：重定向，是用于提示用戶的新位置信息的，或者為了滿足呼叫而轉(zhuǎn)發(fā)的額外服務(wù)地點(diǎn)。4xx：客戶端錯(cuò)誤，服務(wù)器不能解析該請(qǐng)求或該求不能被執(zhí)行。5xx：服務(wù)端錯(cuò)誤，請(qǐng)求可能是有效的，但服務(wù)器不能執(zhí)行它。6xx：全局錯(cuò)誤，任何服務(wù)器都不能處理請(qǐng)求。VOIP基礎(chǔ)有代理的SIP呼叫

VOIP基礎(chǔ)MGCP協(xié)議簡(jiǎn)介MGCP(MediaGatewayControlProtocol,媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議)，是一個(gè)分布式IP電話網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)議，用于控制來自外部呼叫控制單元的IP語音（VoIP）網(wǎng)關(guān)。從本質(zhì)上說MGCP是一個(gè)主/從協(xié)議，網(wǎng)關(guān)需要執(zhí)行媒體網(wǎng)關(guān)控制器發(fā)出的命令。MGCP由IETF制定。MGC(MediaGatewayController):媒體網(wǎng)關(guān)控制器，也就是呼叫代理，主要完成與呼叫過程相關(guān)的信令功能，對(duì)媒體網(wǎng)關(guān)和信令網(wǎng)關(guān)的操作過程進(jìn)行控制和管理。MGW(MediaGateway):將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式。MGCP在UDP上傳送，基于文本編碼。VOIP基礎(chǔ)MGCP的連接模型端點(diǎn)(Endpoint):就是數(shù)據(jù)信源和數(shù)據(jù)信宿。端點(diǎn)可以分為物理端點(diǎn)和虛擬端點(diǎn)。物理端點(diǎn)：模擬線路，數(shù)字通道……虛擬端點(diǎn)：媒體資源連接(Connection):是建立在給定端點(diǎn)和一個(gè)RTP/IP會(huì)話之間的聯(lián)系,它由唯一的連接標(biāo)識(shí)（connectID）標(biāo)識(shí)。端點(diǎn)和連接的關(guān)系：VOIP基礎(chǔ)事件和信號(hào)事件(event)和信號(hào)(signal)是MGCP的核心概念。CA可以要求端點(diǎn)在檢測(cè)到某些事件，如摘機(jī)、掛機(jī)、瞬斷(拍叉簧)或撥號(hào)號(hào)碼發(fā)生時(shí)，向其發(fā)送通知；也可以請(qǐng)求將某些信號(hào)，如撥號(hào)音、回鈴音、忙音加到其端點(diǎn)上。

在MGCP中，event和signal被定義在Package中。線路包：L/hd,L/dl,L/bzDTMF包：d/0通用媒體包：G/ftVOIP基礎(chǔ)MGCP命令動(dòng)詞

ASCII代碼

作用端點(diǎn)配置

EPCFCA->MG通知網(wǎng)關(guān)某端點(diǎn)電路側(cè)的編碼特性創(chuàng)建連接

CRCXCA->MG將某端點(diǎn)和指定的IP地址和UDP端口關(guān)聯(lián)修改連接

MDCXCA->MG改變先前建立連接的參數(shù)刪除連接

DLCXCA<->MG從呼叫代理向網(wǎng)關(guān)發(fā)送，用于指示網(wǎng)關(guān)中斷一個(gè)連接。若從網(wǎng)關(guān)發(fā)往呼叫代理，表示由于網(wǎng)關(guān)的硬件故障，該連接已不能再維持通知請(qǐng)求

RQNTCA->MG請(qǐng)求網(wǎng)關(guān)監(jiān)視某端點(diǎn)發(fā)生的某些事件，如發(fā)生則通知呼叫代理通知

NTFYMG->CA網(wǎng)關(guān)通知呼叫代理，請(qǐng)求監(jiān)視的某些事件已發(fā)生審計(jì)端點(diǎn)

AUEPCA->MG獲得某端點(diǎn)或一組端點(diǎn)的詳細(xì)信息審計(jì)連接

AUCXCA->MG檢索某端點(diǎn)上某連接的信息重啟動(dòng)進(jìn)行中

RSIPMG->CA告之某端點(diǎn)或一組端點(diǎn)退出服務(wù)或投入服務(wù)VOIP基礎(chǔ)MGCP呼叫流程VOIP基礎(chǔ)H.248/MeGaCoH.248/Megaco(MediaGatewayControlProtocol)，簡(jiǎn)稱H.248協(xié)議，是IETF、ITU-T制定的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，一個(gè)非對(duì)等協(xié)議，用在媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）和媒體網(wǎng)關(guān)（MG）之間的通信。H.248協(xié)議是在MGCP協(xié)議的基礎(chǔ)上，結(jié)合其它媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議特點(diǎn)發(fā)展而成的一種協(xié)議。

IPDC+SGCPMGCPH.248

H.248相對(duì)MGCP的改進(jìn):H.248增加了許多包和屬性的詳細(xì)定義。H.248能夠支持更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。H.248更便于對(duì)協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)充，靈活性更強(qiáng)。H.248支持多媒體，MGCP不支持。H.248已逐漸取代MGCP發(fā)展成為媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。H.248可以在UDP和TCP上傳輸，基于文本和二進(jìn)制編碼。VOIP基礎(chǔ)H.248的連接模型終端(Termination):MG的邏輯實(shí)體，發(fā)起和（或）接收一個(gè)或多個(gè)媒體流或控制流。半永久性終端:代表物理實(shí)體，如一個(gè)TDM信道；臨時(shí)性終端:代表臨時(shí)性的信息流，如RTP流；關(guān)聯(lián)(Context):也叫上下文，是一組終端之間的聯(lián)系?？贞P(guān)聯(lián)(Null):是一種特殊的關(guān)聯(lián)，它包含所有那些與其它終端沒有聯(lián)系的終端。VOIP基礎(chǔ)連接模型示例MediaGatewayCONTEXTC1Term.RTP/1RTPStreamTerm.A1TDMChannelTerm.RTP/2CONTEXTC2RTPStream呼叫等待-A1收到等待信號(hào)VOIP基礎(chǔ)連接模型示例MediaGatewayCONTEXTC1Term.RTP/1RTPStreamTerm.A1TDMChannelCONTEXTC1Term.RTP/2RTPStream呼叫等待-A1應(yīng)答VOIP基礎(chǔ)H.248消息結(jié)構(gòu)事務(wù)(Transaction):MG和MGC之間的一組命令組成了事務(wù)。事務(wù)保證命令的有序執(zhí)行。即在一個(gè)事務(wù)中的命令是順序執(zhí)行的。一個(gè)消息(Message)包含多個(gè)事務(wù)，消息中的事務(wù)相互沒有關(guān)系，可以單獨(dú)處理；事務(wù)由多個(gè)行動(dòng)（Action）構(gòu)成，事務(wù)里面的行動(dòng)必須按照順序執(zhí)行。行動(dòng)由一系列局限于一個(gè)上下文的多個(gè)命令組成。H.248消息結(jié)構(gòu)：VOIP基礎(chǔ)H.248消息示例一個(gè)典型的H.248消息VOIP基礎(chǔ)AG-AG的呼叫流程VOIP基礎(chǔ)1.VOIP概述2.語音編碼3.呼叫控制協(xié)議4.傳輸協(xié)議5.總結(jié)VOIP基礎(chǔ)傳輸協(xié)議RTP(Real-timeTransportProtocol,實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議):提供端對(duì)端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，RTP使用的傳輸層協(xié)議一般為UDP。不能為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機(jī)制；不提供流量控制或擁塞控制；RTCP(Real-TimeTransportControlProtocol,實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議