第二章 網路電話概述
2.1 網路電話簡介
2.1.1 網路電話運作技術
第二章 網路電話概述
2.1 網路電話簡介
網路電話（Voice over Internet Protocol, VoIP）指利用網際網路通訊協定來傳送語音封包 資料，1 將類比式聲音訊號數位化、壓縮並切割成封包後，將一個個封包透過IP網路的環境 傳送到目的端，目的端接收後將封包依序組合、解壓縮之後還原成連續的聲音。2 與網路電 話所使用技術相對的是利用PSTN傳送聲音訊號的傳統電話，相較於網路電話以封包交換（
Packet Switch）傳送數位化的語音資料，傳統電話必須透過電信事業做電路交換（Circuit Switch）來傳送訊號，也就是在雙方建立通話時使用交換機（Switch）或局線（CO）將通話 兩端建立起實體的連線通道，而且在通話過程中該連線通道會一直保持專用的狀態，一直到 其中一方掛上電話之前，即使雙方都不出聲交談，建立起來的通道也完全無法再供其它人使 用，必須等到連線終止後頻寬與專用通道才會釋出。而網路電話由於採用封包形態傳輸語音 訊息，與其它利用網際網路通訊協定的封包一樣，是分散地在網路中分別尋找最適合的路徑 傳送，待到達目的端再重新排列組合並加以還原，因此並不需要在通話過程中占用固定的線 路資源；而且網路電話的封包在經過壓縮之後，每次封包通過時所需要的頻寬也比傳統電話 來得少，因此在相同的頻寬資源之下，當傳統電話一次僅能提供一個話務使用時，網路電話 視其壓縮的比例，可以同時提供多個封包通過，提升頻寬的使用效益。加之網際網路上無國 界之分，利用IP在網際網路上傳遞語音封包並不需要像傳統電話一樣按照時間與距離來計算 通信費用，因此若同時在網際網路上使用網路電話軟體通訊，與國外的使用者通訊和與隔鄰 通訊並無差異；若另一端是傳統電話網路，也可以先將昂貴的國際長途話務傳輸利用網路電 話的網際網路端傳送，介接進PSTN時則僅剩下市內電話的費率，達到降低通話成本的目的
。
2.1.1 網路電話運作技術
1 DANIEL COLLINS, CARRIER GRADE VOICE OVER IP 3 (2001).
2 陳文生，網路電話（IP電信）系統規劃與建置—最新網路電話系統技術與應用參考手冊，頁 1-9，（2005）。
網路電話利用網際網路做為傳遞訊息的管道，未與公眾交換電話網路接介的一段可視為 網路應用程式的一種，當然也如同其它的網路應用程式一樣，需要許多相關的通訊協定幫助 網路電話的軟硬體完成兩端的通訊。目前所使用的通訊標準主要有三大類：H.323、SIP（
Session Initiation Protocol）及 MGCP（Media Gateway Control Protocol）。
2.1.1.1 H.323
H.323 是 國 際 電 信 聯 盟 電 信 標 準 部 門 （ International Telecommunications Union-Telecommunication, ITU-T）於 1996 年所發展出的視訊通訊標準，全名為Visual Telephone System and Equipment for Local Area Network Which Provide a Non-guaranteed Quality of Service，3 屬於網路層協定，主要目標是使區域網路中之各項多媒體設備間可以互相通訊，
而且能夠透過閘道器（Gateway）與電路交換（Circuit-Switched）網路上之設備進行通訊。4 1996 年所提出的H.323 第一版並不是針對VoIP量身設計，雖然是支援網路電話的基礎，但在 VoIP應用上還存有諸多問題，直到 1998 年提出H.323 Version 2 新增功能，針對VoIP相關的 應用做了改善，才成為目前廠商使用最多的通訊標準，俟後又分別在 1999 年 9 月及 2000 年 11 月發表第三及第四版，改善許多重要領域的功能，更能符合市場對於IP網路上語音、影像 及視訊會議應用的需求。
H.323 本身是一個傘狀協定（Umbrella Protocol），其下還有許多子協定，輔助H.323 完 成網路的通訊，主要有：H.255.0、H.245、T.120、Audio Codecs、Video Codecs。5 H.255.0 負責連線控制（Call Control），包含RAS、Q.931、RTP/RTCP三部分，RAS負責自終端設備 向閘道控制器做註冊、認證以狀態報告之用；6 Q.931 做為兩端建立或終止連線之通訊協定
；7 RTP/RTPC用來載送及控制即時的影音媒體資料；H.245 做為連線雙方協調頻道使用、能 力交換（Capability Exchange）之用；T.120 可供資料或檔案傳輸，例如共用白板或檔案、圖 像傳送等；8 Audio Codecs包含G.711、G.722、G.723.1 等，共同負責聲音的壓縮／解壓縮；
3 MARK A. MILLER, P.E., VOICE OVER IP: STRATEGIES FOR THE CONVERGED NETWORK 173 (2000).
4 陳文生，前揭註 2，頁 2-5。
5 MILLER, supra note 3, at 174.
6 COLLINS, supra note 1, at 117.
7 MILLER, supra note 3, at 174.
8 MILLER, supra note 3, at 174.
Video Codecs則包含H.261 及H.263 等，負責影像視訊的壓縮／解壓縮。
H.323 架 構 下 的 範 圍 通 常 包 含 兩 個 以 上 的 終 端 設 備 （ Terminal ）、 閘 道 控 制 器 （ Gatekeeper）、閘道器、多點控制單元（Multipoint Control Unit, MCU）。閘道控制器負責在 LAN上面管理終端設備、閘道器、以及多點控制單元的各項活動，9 為各項設備之間做位址 的轉譯及控制存取；閘道器能為LAN上兩端點建立即時的、通訊及連接的通道，如果兩端點 處於同一網域之內，不必透過閘道器就可直接通訊，但如果是LAN與迴路交換的端點通訊，
就必需靠閘道器為兩個不同網路之間建立通訊互連的通道。而由於H.323 是一個提供影音視 訊通訊的標準，因此需要多點控制單元以提供多方的終端設備及閘道器加入會議當中。10
當兩個H.323 終端設備（X及Y）要透過閘道控制器的調配連線時，發話端X會先向閘道 控制器發出請求（ARQ），要求閘道控制器允許其向受話端Y建立連線、同時提供Y的位址，
然後傳回閘道控制器的允許（ACF）；X獲得閘道控制器的允許及Y的位址後就打開一個TCP 頻道以供隨後的Q.931 通訊協定進行連線，受話端Y接到Q.931 的連線建立（Setup）後也向 閘道控制器發出允許連線的請求（ARQ）、並傳回閘道控制器的允許，然後回傳Q.931 給X，
傳回的資訊裡面包含Y希望使用的H.245 TCP位址。接著，X為自己與Y之間打開預定的TCP 頻道，雙方互換終端設備接收與傳遞能力的資訊（Capability Exchange），再傳送主從判斷訊 息（Master Slave Determination Messages）以確認X與Y的主從關係；之後X會送出一個Open Logical Channel的請求，要求開通音訊頻道，Y會回覆一個通知（ACK），內含該頻道的特性
、以及所想要使用的UDP埠號，反之Y也會傳送一個Open Logical Channel的請求、以及X回 覆的通知，兩端點自此既完成了雙工的音訊通訊建立，可以在這個通道上互傳聲音資料流。
11
2.1.1.2 SIP
會議通話起始協定（Session Initiation Protocol, SIP）是由網際網路工程工作小組（
Internet Engineering Task Force, IETF）於 1999 年 3 月RFC2543 中所提出之信令協定（
9 MILLER, supra note 3, at 193.
10 MILLER, supra note 3, at 175.
11 MILLER, supra note 3, at 200.
Signaling Protocol），12 用以建立、修改及終止一個或多個多媒體會議。SIP在OSI架構中屬 於應用層協定，以HTTP為基礎，可利用HTTP既有的封包資料，使用文字型式（Text-based
）以類似HTTP的方式傳送。SIP本身的目的僅在於建立起一個通話，而通訊的內容本身則需 要利用其它的通訊協定加以完成，經常與SIP共同使用完成通訊的兩個協定是：RTP（Real-Time Protocol）與SDP（Session Description Protocol），RTP用於傳輸即時的多媒體資料，將 影音或文字訊息編碼及分封送到網際網路，SDP則用於描述通話參與者的編碼能力，協調每 一個通話的特性，以便使該通話中的參與者都有能力編、解碼其它參與者所傳送的訊息。13 因此由SIP信令建立起通話的管道與通話內容本身應該分別視之。14
SIP 屬於 Client-Server 架構的通訊協定，Client 指傳送 SIP Request 的程式，而 Server 則 接收並回應 Client 所傳來的 Request。Client 可能存在於用戶端設備中，例如使用者的個人電 腦，而 Client 元件也有可能具備有 Server 的功能，例如 Proxy 同時兼具 Client 與 Server 的作 用。
SIP的網路元件通常包含有代理伺服器（Proxy）、登錄伺服器（Registrar）、使用者中介
（User Agent）及再指向伺服器（Redirect Server）。代理伺服器的工作是將一通話的請求傳 送至受話方，過程中可能要經過多個代理伺服器層層轉發直至找到受話方的實際所在位址，
找到之後代理伺服器會將該通話的請求送給受話端，讓受話端決定是否接受該項通話的邀請
，正由於代理伺服器本身既接收請求同時也發出請求，其已同時具備並行使Client與Server的 作用；登錄伺服器負責接受SIP Register的請求，SIP的使用者必需先向登錄伺服器進行登錄
，告知該使用者在網路上所在的位置，以便代理伺服器尋找接受通話請求的受話方所在，登 錄伺服器通常都與代理伺服器或再指向伺服器共置於同一機器或系統當中。再指向伺服器的 作用與代理伺服器有一點類似，當其接收到發話一端與受話端建立通話的請求時，會將受話 端現行之位置傳回給發出請求的發話方，接下來發話方就可以按照所收到的位置向受話方發 出建立通話的請求。15 再指向伺服器是在接到發話方的請求訊息後，向位置資料庫查詢受
12 M. HANDLEY, ET AL., SIP: SESSION INITIATION PROTOCOL, RFC2543, IETF (1999), at <
http://www.ietf.org/rfc/rfc2543.txt>（此份主要文件於 2002 年 6 月份由新的RFC3261 汰換）。
13 陳文生，前揭註 2，頁 2-29。
14 COLLINS, supra note 6, at 165.
15 COLLINS, supra note 6, at 167.
話方現行的位置資料，然後建立一個使用者現行資料的清單回復給發出請求訊息的發話端，
16 與代理伺服器的差別在於：再指向伺服器只負責找出使用者現行的所在位置後回復給發 話方，接下來的通話邀請是由使用者自行依照取得的位置直接向受話端發出邀請的訊息，再 指向伺服器於此已不再參與雙方通話建立的過程。17 使用者中介是以SIP傳遞通話建立所需 訊息以及發現彼此的終端節點，當中同時包含Client與Server，當一端的使用者中介向受話端
（或代理伺服器、再指向伺服器）發出一個通話的請求時，即是由其中的Client所負責；反 之當使用者中介要接受通話請求或是要發出回復之訊息時，則是以Server的身分負責，簡言 之User Agent這項終端設備在應用上是同時具有起始（Initiate）與接受（Receive）SIP請求之 訊息的功能，因此使得SIP得以運用在P2P式的通訊上。18
2.1.1.3 MGCP
媒體閘道器控制協定（Media Gateway Control Protocol, MGCP）是另一種異於H.323、
SIP的通訊協定，其功用是透過媒體閘道控制器來控制網路電話閘道器，而網路電話閘道器
SIP的通訊協定，其功用是透過媒體閘道控制器來控制網路電話閘道器，而網路電話閘道器