VoIP技術(shù)在企業(yè)應(yīng)用相對廣泛，而家庭應(yīng)用卻發(fā)展緩慢，除了寬頻網(wǎng)絡(luò)普及不足的原因外，標(biāo)準(zhǔn)、功能特性定型以及架構(gòu)等方面還存在很大的制約因素。本文介紹了VoIP的應(yīng)用現(xiàn)狀和技術(shù)平臺，并分析了VoIP相關(guān)的設(shè)備和軟件的發(fā)展路線圖和未來VoIP技術(shù)的發(fā)展趨勢。
VoIP是透過封包交換網(wǎng)絡(luò)傳輸語音采樣。通常有三種VoIP業(yè)務(wù)類型，今天最常見的一種是透過IP電話卡來進(jìn)行的通話，一般用于長途語音通訊，使用者可能永遠(yuǎn)都不知道他的通話是采用VoIP技術(shù)。
第二種是PC至電話(或PC至PC)通話，是利用PC上執(zhí)行的軟件電話來進(jìn)行。通話者對著與PC相連的麥克風(fēng)、手機(jī)或無線電話講話。很明顯，這種模式不可能擴(kuò)展到普通大眾，而僅限于熟悉計算機(jī)的用戶。使用筆記型及PDA上執(zhí)行的軟件電話客戶程序，將隨著無線數(shù)據(jù)及語音接取業(yè)務(wù)的繼續(xù)融合變得更為流行。
第三種是設(shè)備至電話業(yè)務(wù)，其中將標(biāo)準(zhǔn)電話插入模擬電話配接器(ATA)/語音路由器中，或采用實際IP電話，用戶借助寬頻連接通話。無需用PC來實現(xiàn)通話，且用戶體驗類似于常規(guī)電話業(yè)務(wù)，因而使其成為迄今VoIP技術(shù)供貨商最感興趣的市場。
VoIP應(yīng)用現(xiàn)狀
盡管VoIP在去年獲得了廣泛關(guān)注，但其出貨量仍較低，尤其在美國。實際上，今天的大多數(shù)語音通訊都屬于電話至電話或PC至電話。 VoIP發(fā)展成為主流消費性業(yè)務(wù)將推動電話業(yè)務(wù)向設(shè)備至電話的模式進(jìn)行大規(guī)模轉(zhuǎn)移，且將隨著低成本、具有豐富特性的VoIP設(shè)備推出而獲得大量應(yīng)用。而這決定于設(shè)備廠商能否提供滿足市場需求的價格點、特性及功能的組件，而要滿足這些要求還有待時日。
有意思的是，企業(yè)對VoIP的采用卻相對廣泛，這是因為企業(yè)中通常普及了以太網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，且采用VoIP能大幅減少電話開銷。IT經(jīng)理們通常已經(jīng)擁有專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，且能方便地利用該網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)VoIP業(yè)務(wù)。特別是與專用封包交換機(jī)(PBX)解決方案相較，IP電話平均可將企業(yè)的服務(wù)成本降低20%。不僅能大幅減少通話成本，且VoIP所采用的會話發(fā)起協(xié)議(SIP)還能使通話雙方設(shè)定除語音以外的其它應(yīng)用，包括語音、視訊和實時消息等。在服務(wù)品質(zhì)(QoS)方面，VoIP在企業(yè)比在家庭中更容易得到滿足，因為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是一種封閉系統(tǒng)及受控環(huán)境，且客戶端管理也比較簡單，只需將電話插入現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中即可。VoIP還為區(qū)域內(nèi)通話漫游提供了一種移植到無線局域網(wǎng)絡(luò)語音(VoWLAN)的途徑。
今天的企業(yè)市場主要由少數(shù)幾家供貨商(如Cisco、Avaya等)主導(dǎo)，但包括主要電話公司在內(nèi)的其它設(shè)備與服務(wù)供貨商也正轉(zhuǎn)向VoIP，以占領(lǐng)SOHO市場，它們首先推出不受通話時數(shù)限制的月費計劃，并開放市場來讓大家競爭。如果能得到低成本及高性能設(shè)備廠商的支持，同樣的電話業(yè)務(wù)供貨商甚至還能利用其設(shè)備及基礎(chǔ)設(shè)備投資來進(jìn)入大眾市場。更低的成本以及增強(qiáng)特性，例如統(tǒng)一消息、個人(與位置無關(guān))電話號碼、電話簿/目錄、呼叫轉(zhuǎn)移、會議以及其它特性，將有助于創(chuàng)造更多用戶需求。
但VoIP進(jìn)入大眾市場的速度卻比較緩慢，且全球的步伐還不統(tǒng)一。在普通消費市場上，迄今最成功的VoIP部署是在日本，由于其它電話業(yè)務(wù)的高成本，以及由Yahoo Broadband這樣的服務(wù)供貨商所推出的雄心勃勃的寬頻及VoIP策略，近幾年日本每年新增數(shù)百萬條VoIP電話線。而最具吸引力的機(jī)會將在擁有高寬頻部署率的韓國，以及許多地區(qū)缺少傳統(tǒng)銅線電話基礎(chǔ)設(shè)備，并可能一步跨越到光纖到戶(FTTH)的中國。VoIP在美國的采用相對較慢，主要因為美國的PSTN電話太便宜，因此幾乎沒有改變現(xiàn)狀的動機(jī)。
VoIP產(chǎn)品平臺
目前，三種VoIP平臺都已經(jīng)出現(xiàn)潛在的應(yīng)用。第一種是將VoIP功能增加到路由器或DSL/纜線調(diào)制解調(diào)器中，因此可稱為ATA、客戶端設(shè)備(CPE)或整合接取設(shè)備(IAD)。ATA平臺是其中最基本的一種，它能在一邊提供寬頻或以太網(wǎng)絡(luò)連接，而在另一邊則提供RJ11連接(亦稱為外部交換業(yè)務(wù)或FXS)，因而使得任何常規(guī)電話都能充當(dāng)IP電話使用。盡管這是一種最簡單的配置，但目前業(yè)界開始轉(zhuǎn)向更高整合方案，譬如將VoIP功能與多端口有線或無線路由器整合的VoIP路由器等。更高整合度的解決方案甚至還包含VoIP ADSL路由器，它將所有三種功能都整合在一個可提供寬頻接取、LAN連接、電話配接器甚至撥號連接的設(shè)備盒中。未來這種設(shè)備盒還將增加視訊、儲存及其它周邊電路。
由于部署及協(xié)調(diào)所有業(yè)務(wù)將面臨很多挑戰(zhàn)，在很多情況下將涉及到多種業(yè)務(wù)及內(nèi)容供貨商，因此這種平臺的最終上市還須待時日。盡管ATA盒是目前普通消費者選用的設(shè)備，但它們很可能最終將轉(zhuǎn)變?yōu)镮P電話及WiFi手機(jī)，以實現(xiàn)高級IP業(yè)務(wù)并取代無線電話。
第二種VoIP平臺是目前主要用于中小型企業(yè)的IP電話/網(wǎng)絡(luò)接取設(shè)備。IP電話外觀及使用的體驗類似常規(guī)電話，唯一的區(qū)別是它們與LAN連接而不是與PSTN線連接。透過IP電話/網(wǎng)絡(luò)接口，人們即可用同樣的終端來存取數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、實時消息甚至網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。幾乎以同樣的方式，隨著服務(wù)供貨商開始在其無線語音網(wǎng)絡(luò)上增加數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，行動電話已經(jīng)發(fā)展成為一種多功能通訊平臺。
第三種VoIP平臺是無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)，亦稱為WiFi手機(jī)，它將行動性及可能的漫游功能與統(tǒng)一的消息傳送功能相結(jié)合。當(dāng)越來越多的寬頻接取家庭采用無線接取點時，就可用來實現(xiàn)這種無線手機(jī)業(yè)務(wù)。所有可用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都能被無線手機(jī)存取，因而使其實現(xiàn)地址簿、電子日歷、瀏覽器等多功能整合。WLAN手機(jī)具有可行動、易配置及部署成本相對較低的特點。今天，WLAN手機(jī)主要部署在一些垂直細(xì)分市場，如醫(yī)院、大型商店及校園等。
要使家庭及SOHO WiFi手機(jī)應(yīng)用成為現(xiàn)實，其價格必須低于50美元。IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)的最終敲定，也為WLAN語音傳輸提供了必要的QoS保證。In-Stat MDR預(yù)計，全球WiFi手機(jī)的出貨量將從2003年的6萬部成長到2007年的350萬部，到2008年將達(dá)到550萬部。
最新的一種平臺可能是同時具有蜂巢式及WLAN功能的雙模式手機(jī)。蜂巢式網(wǎng)絡(luò)廠商可能將WLAN嵌入到手機(jī)中，使其既能作為采用WLAN的VoIP手機(jī)，又能作為常規(guī)手機(jī)使用。這樣廠商將獲得更多利益，因為這樣一來，在用戶密集地區(qū)只需增加網(wǎng)絡(luò)頻寬而無需擴(kuò)大整個蜂巢式基礎(chǔ)設(shè)備，降低了通訊實現(xiàn)成本。這種電話具有充分的智能，如果有可用的接取點，它即會將IP通話透過成本較低的WLAN，否則透過蜂巢式網(wǎng)絡(luò)來傳輸語音通訊。這種平臺的主要設(shè)計挑戰(zhàn)是：兩種模式共處而不互相干擾；可無縫地從一種模式切換到另一種模式；基于WLAN的VoIP通話能滿足QoS要求。
據(jù)In-Stat資料，這些平臺的市場預(yù)計將從去年的1100萬部迅速成長至2007年的3600萬部，將為技術(shù)供貨商及ODM提供廣闊的市場機(jī)會。與IP電話相較，配接器盒將繼續(xù)擁有更大的出貨量，因為它們是一種能擴(kuò)展路由器功能及采用傳統(tǒng)電話的更為直接的VoIP實現(xiàn)途徑。但這些數(shù)字卻沒有考慮整合WLAN/蜂巢式手機(jī)所具有的巨大成長潛力，預(yù)計到2007及2008年手機(jī)市場規(guī)模將達(dá)到6億部，以如此巨大的市場基數(shù)，即使僅10%至20%的手機(jī)整合了WLAN，其市場潛力也十分巨大。
設(shè)備及軟件開發(fā)路線圖
盡管目前已有好幾種整合解決方案，但它們主要適合于企業(yè)IP電話市場。而在VoIP迄今仍主要作為DSL、纜線調(diào)制解調(diào)器或路由器附加功能的消費市場，大多數(shù)設(shè)備廠商一直在等待設(shè)備特性要求能早點固定，以便提供相關(guān)的SoC解決方案。對于大眾消費市場而言，在很大程度上模塊化比整合更為重要，因為其目標(biāo)是以幾種選項來在單個設(shè)計中實現(xiàn)帶或不帶語音的多個不同類產(chǎn)品，同時等待特性要求固定以及VoIP成為主流。
VoIP實現(xiàn)的語音處理基本上可以下列三種方式來實現(xiàn)：采用DSP語音處理器；采用整合了主處理器與DSP核心的整合度更高的組件；采用執(zhí)行語音處理軟件的功能更強(qiáng)大的主處理器。隨著嵌入式主處理器的功能更加強(qiáng)大，它們能實現(xiàn)更多的語音處理功能，因而可以不需要專用DSP核心，有助于減少產(chǎn)品尺寸和更好的功耗管理。
迄今為止，采用語音協(xié)同處理器對于那些VoIP作為附加功能的應(yīng)用來說不失為一種最佳策略，而IP電話及WiFi手機(jī)則可利用整合SoC解決方案或軟件來實現(xiàn)。同時擁有DSP核心及軟VoIP能力的設(shè)備廠商，將能更好地定位以滿足迅速發(fā)展的需求，并能為每種應(yīng)用在基于主機(jī)、基于嵌入式DSP或基于語音協(xié)同處理器的實現(xiàn)之間進(jìn)行最佳折衷選擇。
VoIP設(shè)備中整合越來越多特性和語音處理功能，這些通常可以分成三類，即語音處理、呼叫控制及應(yīng)用。
語音處理主要任務(wù)包括各種語音編碼器、回音消除器以及音調(diào)檢波器與產(chǎn)生器。語音編碼器包括：G.729，它能以市話(或長途電話)品質(zhì)在低于8kbps的速率上編碼語音訊號；G.722，它能以自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)變(ADPCM)方案來在48kbps、56kbps及64kbps速率上對7kHz頻寬的語音訊號進(jìn)行編碼。此外，還有其它很多種語音增強(qiáng)功能，像舒適噪音產(chǎn)生(CNG)及語音訊號檢測(VAD)和訊框丟失隱藏等，VAD透過只傳輸人耳能聽到的聲音來提高頻寬利用率，訊框丟失隱藏可補償封包網(wǎng)絡(luò)中丟失數(shù)據(jù)訊框，以及可吸收封包網(wǎng)絡(luò)中延遲變化的'動態(tài)抖動補償'等功能。值得注意的是，這些增強(qiáng)功能對所感覺的語音品質(zhì)具有很大影響，同時也是區(qū)分各種解決方案優(yōu)劣的關(guān)鍵。
其它必須考慮的功能包括傳真、調(diào)制解調(diào)器直通、IP傳真(T.38)、IP Modem(V.150)以及IP文本(V.151)等功能。有許多專利權(quán)問題與各種IP編碼器有關(guān)，這可能會直接或間接地增加產(chǎn)品成本。在定義產(chǎn)品特性集以及選擇技術(shù)供貨商時，開發(fā)商必須清楚這些問題。
通話控制功能是一組協(xié)議，它能利用各種網(wǎng)絡(luò)元素(如各種類型的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān))來實現(xiàn)并超越一般的PSTN電話特性。此外，它還能提供用于設(shè)立并端接通話(或多媒體對話)以及橋接PSTN與封包交換網(wǎng)絡(luò)的方法。目前已經(jīng)開發(fā)了幾種協(xié)議，包括H.323、媒體網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(MGCP)以及SIP等，早期采用H.323及SIP由于其相對簡單、可擴(kuò)展及特性豐富而獲得了最多支
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