VOIP,PSTN,ISDN

近来在电视、杂志特集等展露头脚的「IP电话」，因其通话费用低廉而有口皆碑。IP电话利用的IP网络在互联网的世界里是众所周知的。互联网被认为基本上是免费的网络。接下来以此开放的技术和构想作为基础而登场的就是IP电话。

IP电话与构成

所谓的IP电话
所谓的IP电话就象它的名字一样，是在互联网中以被利用的互联网协议为基本的网络上，实现声音通话的。IP电话的好处是同一般的加入电话相比，有让人吃惊的低使用费用。对那个费用的制定也不象以前那样是根据距离的远近来决定收费的高低的价格体制，而是具有全国统一的收费标准的特点。
为了实现通话而构筑的公共电话网，进化到可以进行高速数据通讯的ISDN中。而且，作为为了取得语音交换的网络，也更加加快了向大的技术方面进化的步伐。那就是利用互联网等的IP网络根据公共电话网和ISDN，要实现和通话同等的服务的IP电话技术。
IP电话被称为VoIP的技术体系所利用。所谓的VoIP(Voice over IP)，通过IP网络在取得语音交换上不利用公共电话网，是为了实现电话服务的一种技术。为了实现IP电话的协议群也可以称为是为了再现在IP网络上对本来的公共电话网的控制。对于这一点，近来被开始大量使用的协议中有SIP(Session Initiation Protocol)。SIP因为是作为基本开发被放在IP网络上的语音通信，它没有继承公共电话网的复杂的控制部分，作为具有单纯性和扩张性的协议群而被关注。更进一步来说，SIP为了有和FTP、HTTP等协议同样的附加位置，实际上为了实现IP电话服务有必要同其他的更多的协议进行组合。
IP电话不可缺少的机器
为了独立构筑IP电话，不能够缺少网关和Gatekeeper这两种机器。所谓的网关(Gateway)是把本来的公共电话网和IP网络相互连接，是在IP网络上为了连接一般电话的机器。而且，也是根据原本不同的协议为了连接网络成员的机器。对于IP电话有各种各样的网关。Gatekeeper是策划电话号码和IP地址是否对应的机器，也被称为电话号码管理服务器。
在公共电话网的IP电话，是依靠电话号码同对方进行连接的。在IP网络上，根据IP地址有必要从一个意义上识别对方进行双方向的变换。在下面的图中会向您展示为了实现IP电话的基本构成。
图1：为了实现IP电话的基本构成图

网络基础知识
来自IP电话的技术革新话题，是用什么样的机器装置来实现电话服务的竟意外地不被人所知。这样的话，就让我们重温一下电话服务的变迁吧。作为公共电话交换网的基本构造的交换机和多重化装置、以及根据光纤网确立了数字通信网络的ISDN，为了实现以上所说的ATM或SDH技术，对于IP电话不可缺少的机器网关和Gatekeeper等进行整理。另外，对为了使企业更方便地引进IP电话的VoIP系统构成进行解说。

公共电话网（PSTN）

所谓的公共电话网
电话在我们的生活中是不可缺少的一部分。但是大家可是否知道电话服务是通过什么样的机器装置来实现的？设置在用户住宅的电话机被称为加入者线通过传送线路与电信局进行连接。电信局因为是同全国的电话专用网络相连接，所以只需拨打电话号码即可同所要接通的地方连接上。需要电话服务、为了实现电话服务的网络称为公共电话网(Public Telephone Network)或公共电话交换网(PSTN ：Public Switched Telephone Network)。公共电话网有在拨打电话号码时向同所拨电话号码的用户进行线路连接，呼叫对方，在通话结束时切断电话线路的功能。正因为有了这样的功能，才使得我们大家可以每天尽情享受电话服务给我们带来的方便。
公共电话交换网的基本构造
作为公共电话网，在很久以前是由被称作（电话接线员）的人通过手工操作进行连接，来完成电话服务的。现在，因为需要连接大量的线路，所以交换业务全部成为机械化。这个机械就是交换机。另外，交换机通过连接线路，向利用者提供线路服务的方式称为线路交换方式(Circuit Switching System)。总之，在用户拨打号码时，公共电话网内的复数交换机，同此电话号码的用户相互连接，在对方拿起电话的那一刻，就意味着可以开始进行通话。
多重化的必要性
在如今，数十万通的电话在同时进行着。通话量是一个相当可观的数目。如果把这些线路全部通过交换机进行相互连接，那么所有的交换机实际上必须在数十万的传送线上进行连接。这样的话如果是在远距离进行通话时，这样做在物理上是不可能的。既使是能够实现也不可避免地需要大量资金。解决这个问题的方法就是被称为多重化的技术。
所谓的多重化就是尽可能地在少数量的传送线路上而同时可以获取大量的通话信息的机械设备。在公共电话网内设有实现多重化的多重化装置(Multiplexer)和被称为MUX的装置，实现了在一条传送线路上获取大量的通话信息。而且，通过电话只有加入者线是模拟线路，所以除此以外的公共电话网被设计成数字化。同时，通过数字转送作为代表的多重化有叫做时间分割多重化方式(TDM：Time Division Multiplexing)。
在多重化装置中，必须将从其他方向到达的数字信号从一条传送线路上进行送信。在那里，一条传送线路在非常短的时间内被间隔开，对从不同方向到达的数字信号进行一点一点地送信，使复数的信号从一条传送线路上进行传送变为可能。在时间分割多重化方式上就是以此为基础，通过阶段性地配置多重化设备，让越来越多的线路信号进行多重化。
在下面的图中，对交换机同多重化设备进行了浅显易懂的描绘，不过实际上交换机被配置在全国各地。而且，多重化装置是以复数的形式阶段性地被设置的，在经过复数的阶段和进行庞大数量的线路的多重化的同时，用光纤网和微波传送等发送信息。
图2：公共电话网的概念图

综合数字通信网(ISDN)

所谓的综合数字通信网
现在我们使用的PC不仅仅是只处理文字信息、语音、音乐、画像、动画等，还能处理各种各样的多媒体信息。并且，PC将这些信息全部通过0或1所构成的bit信息进行数字化处理，实现同其它电脑进行信息处理。这个网络，基本上是以获取语音信息为目的的网络，本来是模拟专用网络。公共电话网的部分被调换成数字网络，不过尽管如此连接客户和电信局的加入者部分，现在还是利用模拟信号来获取信息。为此，在为了利用电话线路进行电脑之间的信息获取，就有必要将数字信息变换成模拟信号。如果，全部在数字信号上建立提取数字通信网络的话，应该可以实现方便提取便利的网络的全部多媒体信息。在这个构想上建立的网络被称为ISDN(Integrated Services Digital Network)。
综合数字通信网的种类和连接方法
综合数字通信网(ISDN)也被人们亲切地称为综合服务数字网和综合数字通信网等。包括提供64kbps通信速度的狭带网N-ISDN(Narrowband-ISDN)和提供从150Mbps到600Mbps左右的高速的通信速度的数据通信用宽带网B-ISDN(Broadband-ISDN)。电气通讯行业的NTT和KDDI等各家公司作为INS Net 64(Information Network System)从1988年开始了服务，N-ISDN是同在后来作为INS Net 1500提供高速服务的B-ISDN相等同
综合数字通信网(ISDN)因为是从加入者部分开始通过数字信号进行获取信息的，所以在同此项连接时，对向公共电话网的连接有必要需要不同的接口。例如：在向ISDN连接普通电话的情况下，电话机因为对ISDN并没有配备接口装置，所以就需要有担负接口功能的被称为DSU(Digital Service Unit)的机器。DSU是数字网专用的线路终端设备，除了接口和信号变换功能之外，还是具有保护电压过强功能的机器。而且，在使用ISDN的电脑群上进行获取信息的情况时，利用也可以同一般电话机进行连接的TA，在TA(Terminal Adapter)的内部藏有DSU。
所谓的TA(Terminal Adapter：终端适配器)是ISDN从通过数据实现通信的Network开始，在为了把通常的模拟电话机、FAX等，同不对应ISDN接口的机器连接在ISDN上，在连接前有必要更换对应ISDN接口的机器。对有此功能的适配器称为TA。TA内藏有DSU。而且TA还内藏有宽带路由器和无线路由器。
实现综合数字通信网的技术
综合数字通信网(ISDN)虽然是完全的数字通信网络，不过在网络内部，是通过光纤通信网来构筑的，并利用了称为ATM和SDH的新技术。
所谓的ATM(Asynchronous Transfer Mode：异步传送方式)虽然是利用了单元传递网的传送方式，但是传送数据一律是以48bit的信息进行分割的同时，对这个信息再加上5bit的页眉信息总计获取了53bit的称为单元格(cell)的单位。另外，所谓的SDH(Synchronous Didgital Hierarchy：同期数字体系)是利用光纤通过高速数字通信进行多重化方式的一种。
总之，综合数字通信网(ISDN)是在利用被称为ATM高速的传送方式的同时，根据SDH通过光缆进行多重化，实现高速而有效率的数字通信。
图3：综合数字通信网的概念图
在下面的图中，发送到ISDN网上的信号是通过交换机来支持ATM，被分割为单元格的单位，高速地被送出。另，这个信号在其后通过多重化，是通过在昨天实际安装过的开关被多重化的，非常有效率地被光缆网传送。另外，接收方从被多重化的信息中，单元格被复原的交换机所引渡，这个单元格作为原样的数字信号通过加入者线路，到达接收方的用户手中。
被企业引进的VoIP系统的构成
近来，VoIP系统因为通过制造商等被Release化，企业能够比较容易地构筑自己公司内的IP电话了。Gatekeeper的功能和连接LAN的IP电话等的能够一并进行控制的机器只需配置在企业内的LAN上，然后将可能实现在这个LAN上连接IP电话的系统进行实际地Release化，这个机器被称为通信控制装置(CCU ：Communication Control Unit)。在这个系统中，通过既存的电话机、FAX、PHS基地局等的内藏有网关功能的被称为干线装置(LU ：Line trunk Unit)的机器，也能够同LAN进行连接。
在企业内的LAN上，因为有必要配备为了供给IP电话电力的附有供电功能LAN开关(PSW)，所以这个LAN通过路由器进入IP网络，同时已存的公共电话网通过干线装置进行连接，对利用已存的公共电话网是没有限制的，因而使分公司和总公司之间的通话通过利用IP电话而成为可能。在引进IP电话的同时在企业内部所设置的既存电话或PBX等也被IP化，可以统一既存的语音网络和IP数据网络。
所谓的PBX的IP化是指在企业或学校等需要大量电话的场所，从总机连接到内线电话，因为有必要对面向大量的外线电话进行控制，所以必须设置切换各线路的机器。这个机器被称为区域内交换机(PBX ：Private Branch eXchange)。通过IP电话化，关于这个PBX也能设置为IP化。在所有的电话机被连接在LAN上时，控制这些的PBX是以IP协议为基准来进行的，是通过被称为IP-PBX的机器来实现的。
在下面的图中，存在着附有供电功能的LAN开关，这个是持有对IP电话提供电力功能的开关。因此实现了IP电话在此状态下能够同LAN进行的连接。还有在IP电话上同PC进行连接。更进一步的是，如果使用干线的话，也可以使用既存的电话机或FAX等。并且，对这些动作进行一元化管理的是通信控制装置，并担负着VoIP系统的中枢功能。
图4：公共电话网的概念图