網(wǎng)絡(luò)電話是在因特網(wǎng)上采用以IP包(分組)為單位的包交換方式傳送的語音業(yè)務(wù)，采用分組交換技術(shù)。下面先簡單分析一下分組交換的基本特性。
**1。分組交換
分組交換( Packet Switching)是利用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式進行交換的。分組交換機首先將從終端設(shè)備送來的數(shù)據(jù)報文接收、存儲，而后將報文劃分為一定長度的分組，并以分組為單位進行傳輸和交換。在每個分組中都有一個3~10個字節(jié)的分組頭，在分組頭中包含有分組的地址和控制信息，以控制分組信息的傳輸和交換數(shù)據(jù)通信具有很強的突發(fā)性，表現(xiàn)為在短時間內(nèi)會集中產(chǎn)生大量的信息。突發(fā)性的定量描述為峰值比特率和平均比特率之比，對于一般的數(shù)據(jù)傳輸，突發(fā)性可高達20；對于文件檢索和傳送，突發(fā)性也可達50。如果采用電路交換，若按峰值速率分配電路帶寬，則會造成資源的嚴重浪費，若按平均速率分配帶寬，則會造成大量數(shù)據(jù)丟失。其次，在數(shù)據(jù)通信中，大量的數(shù)據(jù)終端為計算機，計算機型號繁多，速率相差很大，而電路交換只能定義若干種標準帶寬的電路，因此很難用有限類型的電路將不同類型和速率的數(shù)據(jù)終端有效地連接起來。另外，數(shù)據(jù)通信的基本要求是數(shù)據(jù)無差錯地傳送到對端用戶，而對于傳送時延則無嚴格的要求，因此沒有必要為通信雙方事先分配一條專用的電路，而可根據(jù)用戶的要求和網(wǎng)絡(luò)可提供的帶寬，動態(tài)分配帶寬，將突發(fā)數(shù)據(jù)按選定的路徑逐個節(jié)點地接力前傳，數(shù)據(jù)在每個節(jié)點允許暫存。由此可見，分組交換方式非常適合數(shù)據(jù)通信。
分組交換采用的是統(tǒng)計復(fù)用方式，電路的利用率較高。但統(tǒng)計復(fù)用的缺點是可能產(chǎn)生附加的隨機時延和存在丟失數(shù)據(jù)的可能。這是由于用戶傳送數(shù)據(jù)的時間是隨機的，若多個用戶同時發(fā)送分組數(shù)據(jù)，則必然有一部分分組需要在緩沖區(qū)中等待一段時間才能占用電路傳送，若等待的分組超過了緩沖區(qū)的容量，就可能發(fā)生部分分組的丟失。
分組交換有虛電路(面向連接)和數(shù)據(jù)報(無連接)兩種方式
(1)虛電路
所謂虛電路是指兩個用戶在進行通信之前要通過網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接，在建立連接時，主叫用戶發(fā)送“呼叫請求”分組，在該分組中，包括被叫用戶的地址及為該呼叫在出通路上分配的虛電路標識，網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點都根據(jù)被叫地址選擇出通路，為該呼叫在出通路上分配虛電路標識，并在節(jié)點中建立入通路上的虛電路標識與出通路上虛電路標識之間的對應(yīng)關(guān)系，向下一節(jié)點發(fā)送“呼叫請求”分組。被叫用戶如同意建立虛電路，可發(fā)送“呼叫連接”分組到主叫用戶。
當主叫用戶收到該分組時，表示主叫用戶和被叫用戶之間的虛電路已建立，可進入數(shù)據(jù)傳輸階段在數(shù)據(jù)傳輸階段，主、被叫之間可通過數(shù)據(jù)分組相互通信，在數(shù)據(jù)分組中不再包括主被叫地址，而是用虛電路標識表示該分組所屬的虛電路，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點根據(jù)虛電路標識將該分組送到在呼叫建立時選擇的下一通路，直到將數(shù)據(jù)傳送到對方。同一報文的不同分組是沿著同一路徑到達終點的。數(shù)據(jù)傳送完畢后，每一方都可釋放呼叫，網(wǎng)絡(luò)釋放為該呼叫占用的資源虛電路不同于電路交換中的物理連接，而是邏輯連接。虛電路并不獨占電路，在一條物理線路上可以同時建立多個虛電路，以達到資源共享。虛電路方式在一次通信過程中具有呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和釋放呼叫3個階段，有一定的處理開銷，但一旦虛電路建立，數(shù)據(jù)分組按照已建立的路徑通過網(wǎng)絡(luò)，分組能按照發(fā)送順序到達終點，在每個中間節(jié)點不需要進行復(fù)雜的選路，數(shù)據(jù)量較大時通信效率高，但對故障較為敏感，當傳輸鏈路或交換節(jié)點發(fā)生故障時可能引起虛電路的中斷幀中繼和ATM采用的是面向連接的通信方式。
(2)數(shù)據(jù)報
數(shù)據(jù)報方式是獨立地傳送每一個數(shù)據(jù)分組，每一個數(shù)據(jù)分組都包含終點地址的信息，每一個節(jié)點都要為每一個分組獨立地選擇路由，因此一份報文包含的不同分組可能沿著不同的路徑到達終點。數(shù)據(jù)報方式在用戶通信時不需要呼叫建立和釋放階段，對短報文傳輸效率比較高，對網(wǎng)絡(luò)故障的適應(yīng)能力較強，但由于屬于同一報文的多個分組獨立選路，接收端收到的分組可能失去順序。在IP網(wǎng)絡(luò)中采用的是數(shù)據(jù)報(無連接)方式。
2。因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸特性。
因特網(wǎng)采用的是無連接的通信方式。下面簡單分析一下因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸特性。因特網(wǎng)在計算機和計算機之間傳輸數(shù)據(jù)的機理可以歸納為兩點：第一點是采用自適應(yīng)的路由和存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制；第二點是傳輸?shù)膶ο蟛捎靡苑纸M為單位的數(shù)據(jù)報。存儲轉(zhuǎn)發(fā)和自適應(yīng)的路由機制意味著數(shù)據(jù)報根據(jù)特定時刻的網(wǎng)絡(luò)狀況(如擁塞、鏈路故障等)在網(wǎng)絡(luò)上可能選取不同的傳輸路由。這種路由機制使每個數(shù)據(jù)分組都能轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)當前最佳的路由，但可能會導(dǎo)致目的用戶所收到的數(shù)據(jù)報和發(fā)送的順序不同，而且還會導(dǎo)致接收端數(shù)據(jù)報的到達速率不一樣；數(shù)據(jù)報到達的時延也不相同。傳輸?shù)膯挝皇欠纸M，這就意味著在接收端點還需進行數(shù)據(jù)報的重組。根據(jù)因特網(wǎng)的傳輸機理，將其特性歸納如下
(1)因特網(wǎng)是一個無連接的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
因特網(wǎng)無連接的概念和自適應(yīng)路由概念密切相關(guān)，它就意味著因特網(wǎng)上的計算機之間并沒有緊密的聯(lián)系，因此因特網(wǎng)不保存用戶傳輸過程中的信息，而且從源主機到目的主機之間無須建立固定路徑進行交換。由于多個數(shù)據(jù)報可能沿不同的路徑到達目的主機源主機發(fā)送的多個數(shù)據(jù)報不能按照順序到達目的主機。
(2)傳統(tǒng)的因特網(wǎng)是一個“盡力而為”( best effort)的傳輸網(wǎng)絡(luò)
所謂“盡力而為”是指因特網(wǎng)會盡量去傳送業(yè)務(wù)流量，但如果發(fā)生了問題(由于噪聲引起的比特差錯、路由器中的擁塞等)或無法找到目的主機，數(shù)據(jù)就會被丟棄。在數(shù)據(jù)通信的大多數(shù)情況下，發(fā)送端主機上的TCP會重新發(fā)送已丟失或損壞的數(shù)據(jù)報，但是語音通信的時延不能太大，不能通過重發(fā)來解決丟失或損壞的數(shù)據(jù)報。
(3)傳輸延遲的不確定性
由于傳輸路徑的不確定，存儲和轉(zhuǎn)發(fā)時間的不確定，因此造成數(shù)據(jù)報往返時間波動，數(shù)據(jù)報往返時間(RTT)是指發(fā)送一個分組到目的節(jié)點再從該節(jié)點收到響應(yīng)所需要的時間。RTT包括在兩個方向上的傳輸時間和目的節(jié)點的處理時間
3。選擇因特網(wǎng)傳送語音業(yè)務(wù)的原因
從上述對因特網(wǎng)性能分析來看，因特網(wǎng)傳送語音業(yè)務(wù)并不是最佳選擇。但為什么仍然選擇這樣一種技術(shù)來支持語音業(yè)務(wù)呢?主要有以下幾個方面的原因。
(1)多媒體業(yè)務(wù)的集成：使IP網(wǎng)絡(luò)同時支持語音、數(shù)據(jù)、圖像的傳輸，為將來全面提供多媒體業(yè)務(wù)打下了基礎(chǔ)。
(2)信道利用率較高：采用異步時分復(fù)用傳輸并采用語音壓縮編碼，信道利用率較高。
(3)有利于發(fā)展以IP協(xié)議為基礎(chǔ)的采用分組交換技術(shù)的下一代網(wǎng)絡(luò)：IP及相關(guān)協(xié)議在用戶和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中已經(jīng)大量存在。由于數(shù)據(jù)通信的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)將逐漸成為通信網(wǎng)中的主要業(yè)務(wù)，運營商希望將各種不同的業(yè)務(wù)綜合到一個以IP協(xié)議為基礎(chǔ)的采用分組交換技術(shù)的下一代網(wǎng)絡(luò)中。
(4)可以方便地集成智能：網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)繼承了計算機網(wǎng)的智能模塊，可以靈活地控制信令和連接，有利于各種增值業(yè)務(wù)的開發(fā)。
(5)有利于運營商開拓新的市場：因特網(wǎng)迅速發(fā)展后，許多因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)應(yīng)運而生，但是大多數(shù)ISP只是提供因特網(wǎng)接入，并未提供實質(zhì)性的業(yè)務(wù)，因此多處于虧損狀態(tài)。IP網(wǎng)絡(luò)電話推出后，ISP可以很方便地將網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)與接入服務(wù)結(jié)合起來，增加運營收入。另外，傳統(tǒng)的電話網(wǎng)由于設(shè)備投資大、網(wǎng)絡(luò)規(guī)范復(fù)雜，一般運營商很難進入。引入網(wǎng)絡(luò)電話后，一些新成立的小型公司都可以很容易地進入電信經(jīng)營領(lǐng)域，既有利于電信市場的開放，也可促進傳統(tǒng)電信業(yè)的改造。
(6)語音自身有一定錯誤容限能力：語音傳輸對誤碼有很強的耐受力，偶爾有一個包丟失了，并不會嚴重影響語音的保真度。由于因特網(wǎng)的迅速發(fā)展，下一代網(wǎng)絡(luò)的傳送層將主要采用IP網(wǎng)絡(luò)。
