一、IP网络电话的技术发展

IP网络电话泛指在以IP(InternetProtocol)为网络层协议的计算机网络中进行话音通信的系统，它采用的技术统称为VoIP(VoiceoverIP),即IP上传送话音。由于计算机网络采用的都是分组交换技术，其传送的数据单元都是由控制部分和数据部分封装而成的独立的数据包，通常称之为“分组"(packet),因此从更一般的意义上来说，VoIP属于分组话音通信的范畴。从技术上说，IP网络电话则是以IP为标志的网络分组化和以多媒体为目标的网络业务综合化两大主流技术融合的结果。

1.分组通信技术的发展

　　众所周知，在通信网上有三大交换技术：电路交换、报文交换和分组交换。历史最为悠久、目前广泛应用于公众电话网(PSTN)的就是电路交换技术，它的基本特点是为通话双方固定分配一条具有固定带宽的通信电路，在数字网中电路带宽为64kbit/s。一次通信包括三个过程：建立电路、通话和释放电路，其中电路建立和释放需要信令的支持。通常将基于电路交换技术的通信网称为电路交换网(SCN-SwitchedCircuitNetwork),它包括模拟和数字的固定电话网和移动电话网。SCN的特点是可以保证为用户提供足够的带宽，从而确保低时延、低失真的实时通信服务质量(QoS)。其缺点是网络带宽利用率不高，尤论用户是否处于讲话状态，分配的电路始终被占用。根据统计，在正常通话情况下，大约只有40%的时间为有声期，其余时间电路均被空占。

　　这一问题对于数据通信来说尤为严重，因为数据通信具有和话音通信完全不同的特性和要求。首先，数据通信具有很强的突发性，表现为在短时间内会集中产生大量的信息。突发性的定量描述为峰值比特率和平均比特率之比，对于一般的数据传输，突发性可高达50;对于文件检索和传送，突发性也可达20。如果采用电路交换，若按峰值速率分配电路带宽，则会造成资源的严重浪费，若按平均速率分配带宽，则会造成大量数据丢失。其次，在数据通信中，大量的数据终端为计算机，计算机型号繁多，速率相差很大，而电路交换只能定义若干种标准带宽的电路，因此很难用有限类型的电路将不同类型和速率的数据终端有效地连接起来。另外，数据通信的基本要求是数据无差错地传送到对端用户，而对于传送时延则无严格的要求，因此没有必要为通信双方事先分配一条独占的电路，而可根据用户的要求和网络可提供的带宽，动态分配带宽，将突发数据按选定的路径逐个节点地接力前传，数据在每个节点允许暂存。这就是分组交换的基本思想。

　　分组交换技术的两大要素，一是采用长度受限、结构统一的分组作为数据传输的基本单位。每个分组的头部带有地址、序号、校验码等信息，供节点作检错校错、排队、选路等处理，数据部分则透明传送。二是采用存储转发机制。每个节点首先将前一节点送来的分组收下来，暂存在缓冲区，然后根据分组头部中的地址信息选择适当的链路将其发送至下一节点。由此可见，同一链路在不同时刻可以传送不同通信会话的数据，称之为网络资源的统计复用，这是分组交换和电路交换的最大不同之处。

　　分组交换的概念由美国兰德(RAND)公司的P.Baran于1964年首次提出，“分组”这一名词由英国国家物理实验室(NPL)的D.Davies于1966年首次提出，而世界上第一个采用分组交换技术的实用系统则是美国国防部高级研究规划局(ARPA-AdvancedResearchProjectsAgency)于1969年研制成功的分布式计算机网络ARPANEf。它的成功对后来的公用分组交换数据网(PSPDN)的出现产生了重大推动作用。最著名的分组网络标准就是X.25。
　　分组交换最适用于数据通信，它不但极大地提高了网络带宽利用率，而且由于存储转发机制可以根据网络的实际状态动态选择路由，因此即使某些节点发生故障，数据仍然能绕道到达目的地，从而提高了通信的可靠性。但是要将分组交换技术应用于话音通信并非那么简单，其最大的问题是存储转发不可避免地带来的通信时延，此时延可高达几百毫秒，能被通话者明显地感觉到。其次是由于网络负荷鼠的变化和传输路由的不同，话音分组的时延会发生变化，称之为时延抖动(jitter)。另外，在时延过大的情况下，话音分组会发生丢失，造成话音失真。这些都是话音实时通信带来的特殊问题。

　　国际上自70年代初就开始进行分组话音通信的研究。其目的并非出于经济上的考虑，而是源于军事通信的需要。由于军事通信系统要求可靠性高，网络可以重构，因此基于分组交换技术的网络被军方所青眯，该网络不但需传送数据，还需传送口授命令等话音信号。实验系统开发主要基于ARPANET和局域网，理论研究相对来说较为深人，包括话音信号统计模型、呼叫发起模型、链路模型、性能判据等，由此得出分组网中话音时延分布特性、链路瞬态特性、最佳分组长度和缓冲区分配策略等有意义的参考结果。但是由于当时分组网远未普及，缺乏市场推动力，因此基本上停留在理论研究和实验室研制的阶段。