网络发展之网络电话应用

一、  原始电话通讯介绍

我们所熟悉的电话通讯方式，一般来说有两种。一种是有线的固定电话，另一种是无线的移动电话（这里我将无线的座机电话看作固话的一种）。虽然这两种电话通讯的方式不同，但是均在人们通讯生活中扮演着重要的角色，并且没有孰优孰劣之分。

（一）、有线固定电话

作为电话通讯最早产生的一种方式，有线固话自产生至今虽然在技术上以及固话的外观上有着较多的变化，但是有线电话通讯的基本原理依旧应用至今。

接下来，我用一个图来说明一下有线固话通讯的原理，见图1.1：

图1.1   有线固话通讯原理图

如上图所示，用户有线固话通过交换机连接，当然有许多交换机相互连接然后进行不同交换机所属的有线固话之间的通讯，这里为了简便起见，我只画了一个交换机。

实现有线固话通讯最为重要的5大功能依次：声电和电声转换功能、摘机识别功能、发送拨号信号功能、响铃功能、和交换机之间的电接续功能。可以这么说，这5大功能连在一起便是整个有线固话的通讯过程。接下来，我通过一个实例来说明有线固话的整个通讯过程。

我们假设用户A要和用户B通话，首先，用户A需要做的便是拨号给B，于是A发送拨号信号给交换机，交换机之所以能和用户固话通讯，原因是交换机提供48v（国家标准有线固话电压）电压，通过电流与各有线固话进行联系。交换机接受到拨号信号后，识别到有用户A要拨打电话，就会查看被拨叫的用户B是否空闲，如果获取到用户B是空闲的，就会向用户B发送响铃信号，于是用户B听到响铃后就会进行进行与A通话，这样通过交换机，用户A和B建立一条专门的通讯信道，从而建立通话连接，A与B的通话语音通过声电荷电声转换功能从而得以传递，于是通话成功。

（二）、无线移动电话

无线移动电话，没有特殊说明的话，以下我们所指的无线移动电话均是我们所常说的手机。作为有线固话之后的产物，无线移动电话因其可移动的特点也逐渐成为人们电话通讯的一种重要的方式。

对于无线移动的分类，我们可以按照无线移动电话通讯的方式分为：单工无线移动电话（当然单工可以根据其频率的不同又可分为同频单工和异频单工）、双工无线移动电话。对于单工与双工的通讯方式分别如下两图所示

图1.2 同频单工通讯原理图

图1.3 双工通讯原理图

对于无线移动电话的通讯过程及应用的技术相比有线电话通讯方式要复杂的多，它包含了无线通讯技术的应用、移动通讯的多址接入技术（CDMA、TDMA等）、移动通信系统语音编码技术、移动通信系统的数字调制与解调技术、移动通信的接续技术等。在这里我只是将移动电话的通信原理过程简单的说明一下。移动电话通信方式原理如下图所示：

图1.4 移动电话通信原理图

对于每一台移动电话我们称之为MS(移动台)，无论是同区域的(同一基站下的)MS，还是不同区域的MS之间通讯，都是要通过BTS(基站系统)来进行连接的，这也是移动电话与固话以及对讲机的主要区别之一。

用户A呼叫用户B，首先用户A拨号给用户B，通过BTS及BTC(基站控制系统)将呼叫信号透明传输给MSC(程控交换机)，MSC接收到信号后，就会对信号进行分析，通过MSISDN(在公共电话网交换网络编号计划中唯一标识移动用户号码)号码前几位便可分析出号码归属地，进而可以判定出被呼叫方B在哪个HLR(归属地位置寄存器，该寄存器下存放着号码资源及用户信息，是一个大型的数据库)，在HLR DATABASE中包含了该号码所属的MSC,进而通过MSC来找到该归属下的用户B，这样用户A和B之间便可以建立连接，进行通话了。

关于HLR DATABASE中的内容，我们可以参照NOKIA给出的原理图，如下图所示：

图1.5   HLR DATABASE 结构图

二、  网络电话（VOIP）

对于新兴的电话通讯方式，网络电话搭上了计算机网络发展黄金期的顺风车，如雨后春笋般出现，例如：SKYPE、 UUCALL、 快门、易信、微会等等。对于网络电话最为直观的理解便是将PSTN(公共交换电话系统)与Internet连接在一起，通过Internet传递PSTN的语音数据。

    VOIP 网络电话（又称IP PHONE 或VoIP）是建立在IP 技术上的分组化、数字化传输技术,其基本原理是：通过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理,然后把这些语音数据按IP等相关协议进行打包,经过IP 网络把数据包传输到接收地,再把这些语音数据包串起来,经过解码解压处理后,恢复成原来的语音信号,从而达到由IP 网络传送语音的目的。原理图如图2.1所示。

    在网络电话的实现中GW(网络电话的网关)是最为关键的部分，可以这么说网络电话的实现，正是在GW中解决了语音数据和数字数据之间的转换，使得PSTN语音数据以计算机网络数据形式在Internet中传递，再将Internet网络数据转成PSTN语音数据，建立语音通话。

图2.1   网络电话通信过程原理图

以上只是网络电话基本的的通信原理过程，不同的网络电话产品还有着不同的通讯方式，这里我们不妨看两款比较熟悉的网络电话。从而来说明不同网络电话通讯方式的不同。

这里我列举易信（网易和中国电信合作的产品）和微会（多玩公司开发的产品，当然其语音服务也借助了YY语音技术）两款网络电话产品。两者通话的方式完全不同，特别是微会，它所采用的是回拨方式。通过主机服务器回拨方式实现双方免费通话。首先呼叫方通过微会拨打对方号码，由服务器系统回拨到呼叫方的手机，同时服务器拨打被呼叫方的电话，被呼叫方接到响铃后选择接听，双方建立通信。通话过程中通话双方均处于接听电话状态。其通信过程如下图所示：

图2.2微会通信过程图

两者在通话上均声明免费，但是两者均是网络电话，拨号都需要在有网络环境中进行，因此此免费也是从通话话费上而言，并且两者的免费方式也大不一样。微会拨号需要连接服务器，这段过程是需要消耗大约1kb左右流量来向服务器发送拨号信息的。它的通话整个过程是不收费也不需要消耗流量。易信则经历了易信用户通话需消耗流量到通话不需流量的过渡，它与微会的不同之处还在于易信走的是运行商—中国电信的语音路线，这无疑增强了其语音通话的质量，因为我们知道网络电话传输其实用到的是UDP,尽管UDP的时效性较好，但是由于它是不可靠连接，所以很容易丢包，造成语音信号质量较差等现象。因此，相对于微会而言，易信的通话质量在中国电信强大的基础支持上占到了优势。

三、  网络电话优缺点

网络电话与原有的电话通讯方式相比较，可以说各有优缺点，未来电话通讯将可能出现三者鼎力的局面。下面我们可以通过一个表格来说明网络电话与原有两种电话之间各自的优点与缺点。

表3.1   网络电话与原有电话方式比较表

四、  总结

网络电话具有如此大的优势，甚至能做到免费通话，那未来网络电话是否会取代原有的通话方式?我个人认为，虽然网络电话在一定程度上开创了一种电话通话的新模式，但它不足以取代原有的通话方式。其缺点上边也说了，除此之外，运营商方面也说不过去，特别是传统的电话通讯运营商（中国移动、中国联通、中国电信等），他们难道真得会放弃通话费用的利润？我个人觉得，网络电话运营商之所以做免费通话，从某种程度上讲更多的是战略意义，用户资源有时会决定着一个产品的未来生存。

但是，网络电话确实带给我们了方便，也促进了电话通讯的发展，因此，网络电话将是未来网络发展的又一重要方向。