网际网路协定通话技术

**基於 IP 的語音傳輸**（英語：**V**oice **o**ver **I**nternet **P**rotocol，縮寫：**VoIP**）是一種語音通話技術，經由網際協定（IP）來達成語音通話與多媒體會議，也就是經由網際網路來進行通訊。其他非正式的名稱有 IP 電話（IP telephony）、網際網路電話（Internet telephony）、寬頻電話（broadband telephony）以及寬頻電話服務（broadband phone service）。

VoIP 可用於包括 VoIP 電話、智慧型手機、個人電腦在內的諸多網際網路接入裝置，通過蜂巢式網路、Wi-Fi 進行通話及傳送簡訊。

## 網際網路電話

**IP 電話**通過把語音訊號經過數位處理、壓縮編碼打包、透過網路傳輸、然後解壓、把數碼訊號還原成聲音，讓通話對方聽到。話音從源端到達目的端的基本過程是：

1. 聲電轉換：通過壓電陶瓷等類似裝置將聲波變換為電訊號
2. 量化採樣：將類比電訊號按照某種採樣方法（比如脈衝編碼調制，即 PCM）轉換成數字訊號
3. 封包：將一定時長的數字化之後的語音訊號組合為一影格，隨後，按照國際電聯（國際電信聯盟電信標準化部門）的標準，這些話音影格被封裝到一個 RTP（即實時傳輸協定，Realtime Transport Protocol）報文中，並被進一步封裝到 UDP 報文和 IP 報文中。
4. 傳輸：IP 報文在 IP 網路由源端傳遞到目的端
5. 去抖動：去除因封包在網路中傳輸速度不均勻所造成的抖動音
6. 拆包
7. 電聲轉換

一個完整的、可以大規模商用運營的 IP 電話系統包括如下一些技術（暫不完全）：

1. 尋址
2. 話音編解碼
3. 回聲消除和回聲抑制
4. 傳輸
  1. IP 報文時延控制功能
5. 去抖動
  1. IP 報文的去抖動（de-jitter）功能

### 編碼

目前世界多個標準組織和工業實體提出了很多話音編碼方案。其中包括國際電信聯盟的 G.711（速率 64kbps），G.723.1（速率 5.3kbps 或者 6.3kbps），G.729A（速率 8kbps）編碼方案。

微軟、Intel 等業界巨頭也有自己的編碼方案。

### 網際協定

目前常用的 VoIP 協定包括對談發起協定、對談描述協定、即時傳輸協定、H.323、Sus、MEGACO 和媒體閘道器控制協定等。

#### 會話發起協定

**會話發起協定**（SIP）是 IETF 建立 VoIP 通話連接的協定標準。SIP 是一種應用層控制協定，用於和一個或多個參與者建立、修改和終止會話。SIP 的結構與 HTTP（客戶－伺服器協定）相似。客戶機發出請求，並發送給伺服器，伺服器處理這些請求後給客戶機回送一個響應。請求與響應形成一次交換（transaction）。

#### 對談描述協定

**對談描述協定** (SDP)，用於多媒體通信和 WebSocket 傳輸的對談啟動和宣布的語法。

#### 即時傳輸協定及相關協定

**即時傳輸協定**（RTP），即時音訊和影片資料的傳輸協定。

即時傳輸控制協定 (RTCP)，RTP 的姐妹協定，提供資料流統計和狀態資訊。

安全即時傳輸協定 (SRTP)，RTP 的加密版本。

#### H.323

H.323 是常見的 VoIP 標準，由 ITU-T 於 1996 年提出，原本是用於區域網路（LAN）上的視訊會議，後來被應用於 VoIP 網路電話上。H.323 定義了一個綜合性的規範，使網路上的終端裝置遵循這些規範，得以順利進行溝通，包括語音壓縮格式（G.711、G.729、G.723.1）、影像壓縮格式（H.261、H.263）、呼叫信令（H.225）、控制信令（H.245）、註冊與認證等（RAS：Registeration Admission Status）。H.323 架構由 4 個元件所組成，包括終端裝置（Terminal）、閘道器（Gateway）、閘道管理員（Gatekeeper）、多點控制單元（MCU：Multipoint Control Unit），可進行單點對單點或單點對多點的通訊。

對於 VoIP 的應用而言，H.323 的子協定多且複雜性高，在許多技術上的問題受限，不容易針對新的應用作擴展。因此，IETF (Internet Engineering Task Force) 分別在 1999 年 8 月提出 MGCP（Media Gateway Control Protocol）協定與 1999 年 3 月的 SIP（Session Initiation Protocol）新架構，試圖簡化 H.323 的複雜性，且在語音傳遞功能提供較高的延展性。

#### 其他

**媒體閘道器控制協定**（MGCP）是由思科和 Telcordia 提議的 VoIP 協定，它定義了呼叫控制單元（呼叫代理或媒體閘道器）與電話閘道器之間的通信服務。MGCP 屬於控制協定，允許中心控制台監測 IP 電話和閘道器事件，並通知它們發送內容至指定位址。在 MGCP 結構中，智慧型呼叫控制置於閘道器外部並由呼叫控制單元（呼叫代理）來處理。同時呼叫控制單元互相保持同步，發送一致的命令給閘道器。

**媒體閘道器控制協定**（Megaco）是 IETF 和 ITU-T（ITU-T H.248 建議）共同努力的結果。Megaco/H.248 是一種用於控制物理上分開的多媒體閘道器的協定單元的協定，從而可以從媒體轉化中分離呼叫控制。Megaco/H.248 說明瞭用於轉換電路交換語音到基於包的通信流量的媒體閘道器（MG）和用於規定這種流量的服務邏輯的媒介閘道器控制器之間的聯繫。Megaco/H.248 通知媒體閘道器將來自於數據包或單元資料網路之外的數據流連接到數據包或單元資料流上，如實時傳輸協定（RTP）。從 VoIP 結構和閘道器控制的關係來看，Megaco/H.248 與 MGCP 在本質上相當相似，但是 Megaco/H.248 支援更廣泛的網路，如 ATM。

## 無線通話

早期主要運用 Wi-Fi 技術。由於當時鋪設 Wi-Fi 熱點（Access Point）尚未普及，而且此技術所涵蓋的區域比較小，只要一遠離熱點，訊號就逐漸衰弱甚至斷線，必須重新連線。隨著 3G、4G 等高速行動網路和由多個同名 Wi-Fi AP 所組成蜂窩式網路的普及，以及智慧型手機 APP 的發展，無線網路電話不僅能在移動過程中使用，還能傳輸即時影像。

無線網路卡或無線裝置約 12mW（10.8dbm）到 100mW（20dbm）。一般來說，配備 Wi-Fi 功能的筆記型電腦或平板電腦，在使用 802.11 的標準下，其發射功率均低於一百毫瓦（100mW），這是早期 GSM 行動電話發射功率兩瓦的二十分之一。

## 發展與政治

目前大中華地區當中，以香港的應用層面較大。早在 1990 年代中期，不少大型公司（如軒尼詩、LVMH 及帝亞吉歐）就透過 IP 電話技術，為海外分公司提供直線電話接往公司的總部。其後，在長途電話割喉戰中，IP 電話亦開始應用，以保證當衛星訊號受到干擾時，仍然可以提供可靠的通訊。早期的 IP 電話由於頻寬問題，會使通訊出現很嚴重的機械聲音，但現在已經不再出現。而當通訊割喉戰蔓延至固網通訊時，IP 電話亦使擁有寬頻網路的供應商取得優勢。現時在香港提供 IP 電話服務的，長途電話方面，以香港寬頻網路有限公司最早，期後有提供 IDD009 服務的新世界電訊。而本地固網通訊方面，最先推出這種服務的香港寬頻、透過視訊電話提供服務的和記環球電訊、租借同屬九龍倉集團的 i-CABLE 有線寬頻網路提供服務的九倉電訊，以及利用軟體技術提供服務的新世界電訊，在 2009 年 1 月電訊盈科也推出「0060 Everywhere」來迎接 VOIP 的市場。

2005 年，隨著 Skype 開始在大中華地區發展，它亦與當地的固網商合作，希望開拓更大的市場。當中在香港，它與和記黃埔合作，並為 Skype 的使用者提供固網電話號碼；而在中國大陸則與光明方正公司合作，在台灣則與 PChome Online（網路家庭國際資訊股份有限公司）合作。

目前，台灣的檢警人員仍然對 IP 電話存有高度疑慮，理由是：第一，IP 電話難以監聽的特性，很可能使 IP 電話成為犯罪集團（尤其是詐騙集團）的犯罪工具，而增加檢警人員偵辦犯罪的難度；雖然可以追查發話者的 IP 位址，但是很多代理伺服器設定在境外，因此很難防範 IP 電話犯罪。第二，國外某些電信業者直接提供改變發話號碼的服務，其用途是提供發話者必須保密電話號碼時使用，但也可能成為犯罪集團的工具；某些非法的 IP 電話軟體或國際電話節費器，也能改變發話號碼。

## 商業服務

Google 在 Gmail 增加了網路電話功能，電話功能鍵位於 Gmail 頁面左下方，其介面非常類似 GoogleVoice。功能有轉錄聲音郵件、用一個電話號碼同時撥打多個電話等，每個使用者可直接從電子郵件中打電話，在不久還可能實現免費打電話。電話服務首日呼叫次數突破百萬。

## 相關條目

## 參考資料

## 外部連結

* VoIP 講解 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）全面描述如何使用 VoIP 電話，包括技術、要求、設定 VoIP、使用公用電話交換網線和頻寬問題。（英文）
* 關於 VoIP 協定的資訊 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* T stone - p2p serverless VOIP Instant Messenger Pone Calls for H.323. & SIP
* Zfone 是一種新的 VoIP 電話安全軟體 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 中港 VoIP 電話系統技術討論 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* uucall 網路電話 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Rebtel 網路電話（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）