VoIP技術最新發展進度

　　VoIP技術發展到今天，已經比較成熟，基本采用兩種協議組：ITU提出的H.323系列協議和IETF提出的SIP協議。目前，H.323建議作為一個較為完備的建議，提供集中處理和管理的運行機制，這種運行機制與傳統電信網的管理方式是對應的，特別適用于從電話到電話的VoIP網的構建，目前在我國國內開放的電話到電話的VoIP網絡主要采用H.323協議；IETF提出的會話初始協議（SIP），主要是為解決 Internet網上的多媒體會議電視服務，用于建立互聯網上主機之間的會話。這個協議的最初是以HTTP為基礎，設計上遵循Internet的基本原則，協議很容易進行擴展，便于增加新業務，具有較強的互操作性。SIP是分散式的協議，將網絡設備的復雜性推向邊緣，需要相對智能的終端。 

　　VoIP技術的成熟，也使得其應用更加廣泛，從而出現了與目前較新技術融合的趨勢。這主要表現在兩個方面：VoIP與無線融合，包括Wi-Fi、Wi-Max等無線接入的融合，以及在3G中的應用；VoIP與P2P融合，P2P技術綜合利用分散的網絡資源，使得語音呼叫的接通率、語音質量在很大程度上甚至超過傳統的電話網絡。另外，在安全和服務質量方面，也出現加密、邊緣會話處理等技術的應用。 

一、VoIP與無線的融合 

　　Wi-Fi近兩年來的發展十分迅速。根據Gartner的統計，僅去年一年內美國公共場所的Wi-Fi熱區（hotspots）就猛增到13萬個；Dell’Oro的報告稱，2009年企業WLAN市場將會增加到35億美元，年復合增長率32%。由于其工作頻段免費公用，所以，與需花費數十億美元購買頻率營業執照相比，這顯然是一種比較廉價的技術選擇，移動通信運營商們因此都愿意采用這種技術作為3G或2.5G的補充業務。再加上2004年FCC對Vonage 做出的決定，不僅鼓舞著VoIP提供商，而且讓移動通信運營商和無線ISP們也蠢蠢欲動。雖然，目前集成了802.11b的商用移動手持設備非常有限，但無線局域網Wi-Fi和移動通信網的融合將是必然趨勢，“VoIP over Wi-Fi”業務也會遍地開花。 

　　FCC有關人士表示，只要移動通信運營商服從有關頻譜應用的法規，沒有理由，也沒有必要對移動VoIP強加其它特殊的規定。這一態度，背后原因還可以認為有美國支持寬帶接入和創新應用的背景。 

1.無線VoIP的技術特點 

　　無線VoIP主要是利用Wi-Fi、藍牙等無線接入技術，提供小范圍IP話音的移動方便性，不包括傳統移動網絡上提供的 VoIP。促進無線VoIP發展的推動力，首先，無線接入技術的大范圍實施，給VoIP在無線接入領域的普及和應用提供了基礎；其次，與傳統移動電話相比，其低廉的通話費吸引了用戶，巨大市場也給蜂窩手機廠商和運營商帶來了機會；再者，無線接入可以利用無需許可的無線頻段，無需移動通信運營牌照，其布網與3G相比資金投入少得多，因此，無線VoIP也得到了想提供移動業務的運營商們的青睞。簡單說來，無線VoIP的優勢在于綜合數據傳輸帶來的話費低廉和無線接入的方便性，順應了固定—移動通信融合的趨勢；融合的VoIP和無線接入技術，可給用戶提供便利接入，實現任何時間任何地點通信所需的環境。 

　　無線VoIP解決方案中，信號最后的接入利用無線局域網（WLAN）傳輸，其他部分利用有線網傳輸。因為無線VoIP的接入目前主要使用WLAN技術，因此，也被稱為基于無線局域網的話音（VoWLAN）技術。運營商在現有網絡上增加網關、計費系統等，即可實現語音、數據、視頻等應用。影響無線VoIP市場發展的主要因素在于終端價格，也就是Wi-Fi手機或Wi-Fi/蜂窩雙模手機的售價，用戶是否承受得起。 

　　Wi-Fi手機的最大優勢，就是傳輸速率高和通話費低廉。WLAN傳輸速率是11 Mbit/s，而已經較為成熟的802.11g標準，傳輸速率達54Mbit/s，利用它甚至可以實時傳輸多媒體業務；Wi-Fi手機的通信費一般僅僅是網絡接入的費用。 

　　除了Wi-Fi手機，美國業界也正在積極研究能夠在無線局域網和廣域網之間自由切換、保持呼叫的雙模手機。無線VoIP接入技術除Wi-Fi外，Wi-MAX也成為考慮途徑。  {{分頁}}

2.Wi-MAX增加無線VoIP未來成功的變數 

　　Wi-Fi不是無線IP手機的惟一接口，其它重要途徑還包括Wi-MAX。據研究，Wi-MAX無線寬帶連接標準會在 2006年或2007年迎來大發展時期，將是除DSL和電視電纜外寬帶接入服務的第三種選擇。而Wi-MAX發展的黃金時期到來時，VoIP服務將成為 Wi-MAX運營商的主要收入。In-Stat公司進行的一項研究顯示，盡管高速數據接入是Wi-MAX對消費者產生吸引力的主要因素，但為了獲得生存所必需的收入，運營商必須捆綁VoIP等功能。 

　　Wi-MAX的前景在于無需借助本地電話公司和有線電視公司的網絡，就能向大范圍區域內的用戶提供寬帶接入，尤其是沒有被電話公司和有線電視公司網絡的覆蓋的邊遠地區。 

　　Wi-MAX有自己的標準——802.16-2004，正在制訂中的新版本Wi-MAX標準將支持移動數據接入。由于設備廠商進行的測試還需要6個月的時間，預計Wi-MAX要在2007年才能夠進入主流市場。In-Stat/MDR預計，到2009年，Wi-MAX服務的訂戶將達到850萬，約占整個寬帶市場的3%，其中半數以上的Wi-MAX用戶將訂購VoIP服務。 

3.運營商和廠商利用無線VoIP進軍移動通信市場 

　　美國VoIP服務提供商Skype在2005年3月1日宣布正式進軍移動通信市場，提供文本短消息（SMS）服務，允許用戶發送文本信息。Skype的用戶可以接入到由英國公司Con-nectotel提供的sms-gateway服務，進入Skype聊天室，以國際標準格式輸入手機號碼，然后，經由網關把文本信息發送到GSM網絡的用戶。 

　　IDC稱，Skype進軍文本信息服務市場，拉開了與其VoIP競爭對手的距離，“對通信商和服務供應商來說，這是創收的另一個來源，因為他們不但需要企業用戶而且需要居民用戶。”另外，Skype公司和英國互聯網接入服務提供商Broadreach公司合作推出免費（除接入費外不另收通話費）的Wi-Fi話音通話服務。通過合作，Skype在英國的用戶可以更方便地與其他地區的Skype用戶聯系，Skype用戶不僅僅使用Wi-Fi發送郵件和上網，還用于語音通話。 

　　美國另一個重要的VoIP提供商Vonage則與UT斯達康公司合作推出F-1000便攜式Wi-Fi手機。該產品可以靈活橫跨802.11b網絡，美國Vonage用戶利用Wi-Fi連接，使用現有Vonage服務的固定電話號碼或另外付費，以獲得新的號碼，從家里就可以撥打VoIP。Vonage服務特色在于，用戶可以享受像傳統手機一樣的通信服務，但手機價格比同類提供商的手機低廉很多——F-1000手機加上嵌入式多媒體終端適配器，其售價低于100美元。 

　　運營商和廠商利用無線VoIP進軍移動通信市場是看好移動用戶市場，是為了拓展VoIP的業務功能和方便性，進一步發揮VoIP通話費便宜的優勢，吸引用戶。 

4.無線VoIP幫助傳統運營商推進固網移動融合 

　　目前，隨著IP時代的到來，電信業已經到了一個決定性的時刻。全球運營商都要適應技術和商業模式的變化，支持融合的IP 業務。其中，英國電信的21世紀網絡計劃將使英國電信成為全球第一個提供端到端IP網絡的大運營商。英國電信已經完成對虛擬移動網絡的定位，結合寬帶有線網絡和移動網絡，用戶將可以享受到移動通信的方便和自由、有線通信的價格和品質，實現了世界首個完全的固網-移動網融合。 

　　英國電信針對此應用推出的BluePhone項目也已經完成若干重要測試。英國電信已經完成利用藍牙技術連接固定網絡的實驗，支持范圍約為25米。目前已經完成藍牙電話和GSM電話的切換測試，基站控制器也測試成功。這些產品將極大地方便人們在家中、辦公室甚至在移動途中的溝通。而且，Bluephone項目的第二期（BluePhone 2）建設中將由藍牙技術轉向Wi-Fi技術，目標是讓用戶用一部手機、一個號碼接聽來自移動和固定網絡的所有電話。 

　　由于Wi-Fi使用2.4GHz或5.8GHz頻段，此頻段在大多數國家是開放的，不要求有移動牌照；另外，話音基于 IP網絡傳輸，接入和長途傳輸費用都較低。這些都使得Wi-Fi話音技術具有成本優勢，給運營商——尤其是固網運營商提供移動業務或實現固定／移動網絡的融合提供了途徑。 {{分頁}}

5.無線VoIP實施存在的問題 

　　無線VoIP要能夠接近消費群體，首先就要使Wi-Fi手機和設備價格下降。其實，思科早在2003年中期就推出了無線 VoIP的商用產品，主要用于大企業內部；而美國另一家VoIP提供商Net2Phone公司的類似無線VoIP手機產品，價格較高，少人問津。這使得手機和芯片廠商聯合起來降低終端價格。如果終端價格居高不下，將會大大限制無線VoIP技術的推廣和應用。 

　　此外，無線接入存在頻段使用權限的問題，雖然是未授權許可頻段，但一些國家另有新規定，無線接入本身覆蓋率不足，以及 WLAN技術本身還存在相當多的問題，如WLAN在蜂窩組網和信道結構化管理的能力上仍不成熟，在網絡覆蓋區域內也難以保證服務質量，在熱點地區使用無線 VoIP還存在認證困難等。 

　　這些都阻礙著無線VoIP的發展。VoIP技術可以在使用IP技術的3G系統中應用，但由于帶寬利用率等問題，應用前景值得商榷。 

二、P2P對VoIP技術的影響 

1.有關概念和標準 

　　P2P（Peer to Peer，對等連接或對等網絡）技術是一種用于不同PC用戶之間，不經過中繼設備直接交換數據或服務的技術。P2P技術主要指由硬件形成連接后的信息控制技術，其代表形式是軟件。它打破了傳統的客戶機/服務器（Client/Server）模式，在對等網絡中，每個節點的地位都是相同的，同時具備客戶端和服務器雙重特性，既享用服務也提供服務。 

　　對等結構是Internet的主要技術概念之一，在1969年4月7日第一版的Internet RFC文件中就有描述，這一概念被廣泛關注是由于交換多媒體文件結構中沒有中央索引服務器而被大家所知道的。 

　　對等網絡的一個重要目標是使用所有客戶機的帶寬——一般是每個用戶可用的下載帶寬——這樣，帶寬隨節點數增加而增加，而不是所有客戶機共享一個服務器的帶寬，使得增加客戶機就意味著減少每個用戶的下載帶寬。 

　　P2P技術如今得到發展，是由于網絡帶寬和處理能力的限制，以及服務質量和可靠性、安全性等要求，使得目前“內容位于中心”、客戶機/服務器結構的Internet應用面臨很多問題，不得不向“內容位于邊緣”模式轉變，重返“非中心化”，將權力交還給用戶。邊緣化、分布式正是P2P技術的重心所在，也是目前獲得青睞的重要原因。 

　　目前，正式的P2P組織尚未成立，2000年8月間成立的P2P工作組，成員包括英特爾、IBM、惠普等大企業，目標集中在P2P技術的標準、安全性及可靠性等。但由于P2P技術的迅速發展，P2P技術涵蓋的范圍尚未確定，尚未有統一的規范。目前微軟、Sun、IBM等很多著名企業和公司都投入到對P2P技術的研究之中。 

2.代表性P2P產品和應用 

　　目前，P2P技術的主要應用有文件交換、分布式計算、協同工作、分布式搜索和電子商務等。主要有如下一些產品：  {{分頁}}

　　ICQ類的即時通信軟件。兩個或多個用戶互相使用文字、語音或文件進行交流，不依賴設備即可辨別用戶，P2P技術使得可以弱化甚至擺脫對中央服務器的依賴。 

　　Farsite（Microsoft）、Ocean Store、Napster類數據存儲軟件。在網絡上分散存放存儲的對象，減輕服務器負擔，增加數據的可靠性和傳輸速度。 

　　Infrasearch、Pointera類數據搜索及查詢軟件。用來在P2P網中完成信息檢索，必須動態地將當前P2P網絡中各個Peer的內容進行收集，并且有效傳遞給用戶。 

　　Netbatch（Intel）類協同計算軟件。可連接近萬臺PC，利用空閑的時間進行協同計算，完成超計算量的工作（如空間探測，分子生物學計算，芯片設計）。 

　　Groove類數據或行動協同軟件。基于P2，建立一個安全的企業級協同工作平臺（P2P網），提供供求信息鏈上的互動信息溝通，如貨品目錄、庫存及發貨清單，幫助使用者進行經銷渠道維護、客戶服務和支持。 

　　游戲軟件。很多網絡游戲都是P2P方式的，尤其是雙人及多人對弈游戲。 

　　P2P在企業獲得很大應用，包括： 

　　企業協同：一是企業內部的員工與員工、部門與部門、員工與部門之間的協同，如日程安排、通知發布、單據審批、文件傳閱和分發、計劃協調等；二是企業與企業間的行為協同，包括會議日程安排、公文往來，以及詢價、訂單跟蹤、電子交易等。 

　　企業門戶：為企業內部員工或部門，甚至企業伙伴及用戶服務，同時讓企業管理者了解企業運行狀態，調控企業運行。一般要綜合S/C技術和P2P技術，P2P部分將實現信息定向推送，實現實時溝通和數據互動。 

　　P2P群集和VPN：互聯網上的P2P應用不再簡單地限于兩個點，可以擴展到多點的群集，形成互聯網中的一個虛擬的子網，構成一個精簡的VPN，通過僅僅對P2P用戶端軟件的操作，用戶就可以主動地選擇不同的VPN，同時也就使得不同的VPN同時存在互聯網中。 

　　人機遠程互動和機機互動：利用P2P技術，遠程監控和調試在速度和交互性方面大大提高，如鍋爐廠商可以通過互聯網幫助其客戶調控鍋爐運行狀態，人們也可以在回家路上用手機將家中空調打開。 

　　寬帶網及無線移動網應用：P2P技術特別適合電話會議、視頻會議、遠程教育、培訓、安裝調試等交互式應用需求，為企業帶來P2P技術的新應用。 

3.P2P在VoIP中的典型應用 

　　VoIP充分利用了P2P技術的特點。非集中式P2P網絡可以無限的擴展，并且不會因為擴展而導致搜索時間的延長和費用的增加——利用終端用戶機器的處理能力和網絡帶寬，每增加一個節點，P2P網絡的處理能力和帶寬都相應增加；P2P技術在穿透防火墻和網絡地址轉換（NAT）方面也具有優勢。傳統的集中式網絡也可以穿透防火墻和NAT，但通常會因此增加非常昂貴的費用，用戶越多費用越高。使用P2P技術的典型 VoIP產品是Skype。 

　　Skype實現了將網絡資源分散（即不是利用集中式的服務器資源，而是利用各節點的網絡資源），使得語音呼叫接通率、語音質量在很大程度上甚至超過傳統電話。 

　　在搜索方面，Skype采用了全球搜索目錄（GI）的多層網絡結構，這種結構利用超節點實現網絡中每個節點可以獲取所有其它可利用節點的資源，并將這些資源動態組合，參與流量分配、路徑選擇、處理帶寬等，保證最小時延。 {{分頁}}

　　Skype沒有指定進入的端口號，而是在安裝程序的時候隨機選擇一個進入端口，能增強穿透網絡地址轉換（NAT）。

　　對數據傳輸采用智能路由，利用所有的節點資源，減少延遲和保證了語音質量。 

　　另外，Skype還使用加密技術，界面比較簡單，有Windows、Mac OS X、Linux、Pocket PC等不同版本。 

4.P2P受到的攻擊威脅 

　　很多對等網絡受到不同動機的人的持續攻擊，這是其最大威脅之一。例如： 

　　藥餌攻擊（Poisoning attacks），提供與說明不同的文件； 
　　拒絕服務攻擊，使網絡運行很慢，或徹底崩潰； 
　　欺騙攻擊（defection attacks），用戶或軟件沒提供資源就使用網絡； 
　　在傳輸數據中植入病毒，如下載或傳輸的文件被病毒或惡意程序感染； 
　　對等軟件惡意程序，如軟件中包含間諜程序； 
　　過濾，網絡運營商試圖防止對等網絡的數據傳輸； 
　　身份攻擊（identity attacks），跟蹤網絡用戶或攻擊他們； 
　　垃圾信息（spamming），如通過網絡發送未有請求的信息，并非拒絕服務攻擊。 
　　多數攻擊通過仔細的P2P網絡結構設計和加密可以被防止和控制。 

三、其它相關技術 

1.安全技術 

　　除了服務質量等問題外，安全問題是CIO們在做VoIP決策時的重要考慮。在現實的部署中廠商發現，許多客戶都表示，安全狀況不能達到企業應用的標準是他們暫時不想部署VoIP的原因。目前，VoIP面臨的安全議題主要有四個：拒絕服務（DoS）攻擊、非法存取、話費詐欺或竊聽等威脅。 

　　市場研究機構的調查結果顯示，亞太區服務供應商在VoIP安全性方面的支出遠遠落后于美國和歐洲。預計2008年亞太區在這方面的支出大約為1.7億美元，而亞太以外的所有地區的總支出將超過3.7億美元。這種差距顯示了當前亞太區在VoIP安全方面意識的欠缺。 

　　VoIP安全聯盟（VoIPSA）是一個旨在提高公眾對網絡電話安全性和保密性問題意識的開放性組織，旨在發現、理解并避免與網絡電話安全性相關的風險，專注于VoIP安全性的研究和教育。其成員來源非常廣泛，包括廠商、業務提供商、研究人員和顧問人員。其主要活動方式是討論列表、白皮書、支持VoIP安全性研究項目，以及開發供公眾使用的工具和方法，為VoIP提供更全面的安全理念、安全產品、解決方案以及管理標準等。  

　　2005年2月，提出的兩個最初目標是制定威脅分類（threat taxonomy）和定義安全需求。近期，組織正致力于起草VoIP網絡需要的安全措施以及威脅模式的相關文件。 

　　VoIPSA的工作尤其引起邊緣會話控制器（SBC）廠商的興趣——該產品很長時期內會在保護VoIP網絡免受攻擊起到作用。 

2.會話邊緣控制器（SBC）技術 

　　會話邊緣控制器（SBC，或會話控制器）是VoIP呼叫控制產品，用于電話完全由VoIP傳輸而不需要網關的環境。它使用全部三種VoIP協議——H.323關守、SIP代理和媒體網關控制協議（MGCP）。它會在未來的VoIP服務提供中發揮重要作用，允許跨越多個IP 網絡，即使有防火墻要穿越，也能提供有質量保障的VoIP服務。 

　　因為沒有標準解決方案或者部分解決方案不能完全滿足網絡管理者的要求，很多現有的會話邊緣控制器使用專門的解決方案。IETF有關的工作組正在考慮是否要開發提供現在和未來SBC功能新的標準，還要決定怎樣使用現有的標準機制提供這些功能。 

　　SBC一般位于對等環境中兩個業務提供商網絡之間，或者位于給居民和企業用戶提供服務的接入網和骨干網絡之間。盡管一些SBC只處理信令，但多數既處理信令也處理媒體。這類SBC實現處理信令的組件和處理媒體流信令的組件間的通信，在SBC內部進行。 

　　一些人認為軟交換最終會包含邊緣控制器的功能。但軟交換和SBC的功能重心和核心技術明顯不同，而且網絡結構的不同定位排除了將多數SBC功能“塞進”軟交換的可能。 
　
　　目前邊緣會話控制器的主要廠商包括Acme Packet、Jasomi Networks、Kagoor Networks、Netrake、Newport Networks Ltd和NexTone Communications，軟交換廠商Sonus Networks在產品中也開始提供會話控制功能。北電網絡、西門子也開始考慮在這一領域怎樣有所作為。IP-IP網絡邊緣的SBC、IP-PSTN網絡邊緣的媒體網關以及軟交換沒有重疊，有不同的角色，需要配置專門的SBC，以及進一步提高和保障VoIP的話音質量。 

　　SBC一般位于控制VoIP服務的軟交換和公共Internet之間，有如下多種功能： 

　　在業務提供商網絡中扮演網絡接入終端（NAT）的角色，隱藏網絡互聯用戶的真實IP地址； 
　　網絡互聯時隱藏業務提供商網絡結構的細節，如服務器的數目和位置； 
　　從互聯網絡登錄時，充當網絡防火墻，防止黑客攻擊、拒絕服務攻擊等； 
　　傳輸服務質量信息，被不同業務提供商使用時完成不同機制間的轉換； 
　　在呼叫建立時管理連接，監管發送數據包的數目以及過于詳細媒體類型，這樣可以防止用戶在申請話音業務時試圖傳輸視頻業務； 
　　為計費和結算提供詳細的呼叫信息； 
　　處理NAT穿越，允許運營商不必要求用戶升級防火墻就可以給他們提供服務。 
　　由于會話邊緣控制器的上述功能，使它在VoIP的質量控制安全方面占據很重要的位置。SBC的安全功能還沒有受到真正的測試，因為VoIP服務沒有受到較大的攻擊。這些攻擊比以往的Internet攻擊更危險，因為隨著VoIP成為主流應用，更多的人使用作為生命線服務，如撥打911電話。沒有正規的安全措施，一定會受到攻擊。 

　　目前，VoIP安全的主要技術是把VoIP信息加密，加密主要使用公共密鑰加密系統（PKI），即給通話的雙方提供數字身份認證，以確保通話的安全性。但架設和管理PKI的工程浩大，實施起來有一定難度。 

四、結束語 

　　VoIP技術的發展是不可阻擋的，我們也應該支持它的正確發展，一方面，政府應該在政策上積極引導，既要避免對傳統電信業務的沖擊，又要保護VoIP的順利發展，促進相關技術和產品的研發，保護消費者、運營商、廠商和國家的利益；另一方面，運營商應該采取有效的措施開展 VoIP業務。因技術發展問題，與傳統電話相比，VoIP業務還有一些需要解決的問題，主要包括： 

　　服務質量仍無法完全保證； 
　　網絡安全問題有待深入解決； 
　　難以實現傳統電話中可基于位置的緊急電話服務，如報警； 
　　由于號碼資源的限制，通常網絡電話用戶只能作為主叫，不能作為被叫； 
　　終端的供電目前仍無法由局端提供，一旦用戶使用地點停電則無法實現通信； 
　　與傳統話音網及OSS的整合、不同VoIP設備間的互操作、人員培訓等所需的新的資金投入給網絡電話的實施帶來困難。