前言

整合數據與語音於同一平台傳送的服務已成為當前重要的趨勢。的確，隨著寬頻時代的來到，上述所提供的服務趨勢是寬頻系統業者的最大優勢，這也是傳統電信業者的最大威脅。同樣的，寬頻系統業者也彼此互相較量，我們相信，誰在加值服務的提供上能保持優勢，將是這場戰役中最後決勝者。

提供數據方式傳送語音服務的網路電話 (Internet Telephony)，大家已耳熟能詳，但是在國內由於法令限制及相關技術無法突破，我們一直無法享受到這個新科技所帶來的便利與效率，因此，藉由這篇文章的發表，讓一般大眾能夠了解這項新技術所帶來的效益並且能體會其相對於傳統電信的優勢。

VoIP的優勢

雖然短期間，電信公司可以藉由降低接續費用，要求減免電信普及費(Universal Fee) 以降低成本來與 VoIP 競爭，但長期來看，VoIP 終究會取代傳統的電信技術。究竟 VoIP 有什麼優點，能讓傳統電信公司為之撼動，甚至讓他們感受到威脅呢？

開放的技術

傳統電信一直是私有的平台，使用某家廠牌的電信網路後，就一直必須使用該廠牌的設備。由於各據地盤，因此價格也偏高。但是數據設備廠商使用開放的標準和技術，互通性高，也因而競爭劇烈，價格自然會比電信設備廠商低。此外，開放的技術、標準能吸引更多具創意的公司投入，無論在發展速度或功能的提升都有明顯的優勢。

效率高

由於 VoIP 壓縮技術成熟，G.729可壓縮到一路語音只需要8K的頻寬，G.723.1甚至可以到5.6K。但傳統電話網路一條電話線路需要64K頻寬，因此用VoIP 技術，可將頻寬利用率提高8至10倍，相對地，使用價格也可以大幅降低。此外，傳統電話只要電話線路一接通，不管有沒有通話，該線路都被佔據無法他用。但是 VoIP 使用的是封包技術，可以同時好幾線使用同一線路，因此實際效率會比8至10倍還高。

數位化

VoIP 最重要的一個好處是數位化。數位化使得語音服務可以透過電腦技術與其他服務整合，例如提供語音加密服務，如此可以完全不擔心被竊聽，也可以與網頁結合，提供線上即時諮詢服務等等。只要能數位化，種種有創意的運用都可能如雨後春筍般的發生，而若傳統類比技術要提供這種整合服務，則非常困難。

網路電話的特性

在了解 VoIP 諸多優勢後，接下來我們就三個部分來介紹網路電話的特性，分別從服務應用、技術層次及產品區分的觀點分述說明。

VoIP 的服務應用

1.多功能的整合技術

VoIP與傳統電話最大的差異就在於網路電話可整合資料、語音、影像、傳真等資料於同一平台傳輸，不像傳統電信網路僅提供傳輸語音通訊而已。

2.提高聲音品質

一般傳統電話的聲音是4 kHz的品質，但網路電話在寬頻上傳輸時，可以立體聲或更高的品質來傳送聲音，由於網路電話可透過網路傳輸影像及聲音，因此可透過此機制達到視訊會議，多方通話的功能。

3.自動化傳送

傳送可實現影像電話，以及整合訊息 (Unified Messaging System，UMS) 傳送，我們一般都會有很多組的電話號碼或其他通訊方式，例如公司電話、家中電話、行動電話、BB CALL、e-mail、傳真等，網路電話可整合這些通訊方式，只要在資料庫建立好預設資料，資料中有某個人的所有通訊資料，當要找某個人時，系統會自動傳送已設定之通訊方式找到他，讓他不會漏失任何重要訊息。

4.通話與上網一線OK

上網及通話的線路可整合在一起，不需要多申請一條線路供上網使用。

5.即時性客戶服務

Web-base Call Center (電子商務客服中心)可讓使用者透過Web界面啟動VoIP，當有人打電話進來時，可直接線上交談，不須關閉網路或離線，或使用者在網頁上對某項交易有疑異或確認時，可即時與 Call Center 服務人員交談對話確認，增加交易的安全感。

6.分享頻寬

可節省成本，因為大部分都是分享公共頻寬。

7.遠端遙控

可遠端處理電信工作，電信工作人員並不須實地到現場處理問題，透過遠端遙控或網路即可處理。

8.節省話務開銷

企業可以透過網際網路電話服務商 (Internet Telephony Service Provider，ITSP) 提供的服務，使用專屬網路或網際網路以數位來傳送語音電話，如此可以大幅節省話務開銷。若是屬於 ITSP 服務可以到達的地方，就可以用 VoIP 技術透過 ITSP 提供服務。

9.數位化功能

VoIP的應用型態由於讓所有語音都數位化，不管使用傳統電話或是IP電話都會轉成VoIP，而在適當的地方與傳統的語音網路連接上。由於完全數位化，因此能與電腦及數據網路完全整合，所以能提供更多傳統語音網路不容易做到的功能，例如優先電話、保密電話等。

VoIP 面臨的技術挑戰

利用 TCP/IP 技術來傳遞語音雖然大體上可行，而且也已經有實際的服務，但是 VoIP仍有一些問題有待各廠商努力解決。而在這些問題解決之前，要大規模的在 Internet 上提供服務仍有困難。因此，VoIP 的服務品質仍必須靠電信服務公司利用網路架構設計來避開，例如採用與Internet獨立開的網路。由於網路電話是透過網際網路傳遞訊息，不可否認的，目前在網際網路平台上仍有許多技術方面尚待克服的問題，其中回音 (Echo)、傳輸延遲(Transmission delay) 與封包遺失 (Package Loss) 這三項不確定因素影響網路電話傳輸品質甚鉅。

回音 (Echo)

回音是因為訊號傳送到遠方再反射回來傳進發話人耳朵而被明顯區分出來，這段來回時間只要延遲超過 50ms 回音就相當明顯。接/發語音重疊則是因為延遲過久，而導致接/發話方順序錯亂。這問題只要延遲超過250ms就會相當明顯。其中由於回音的問題相當嚴重 (很少傳輸能低於50ms)，因此發展 VoIP 技術大都必須提供回音消除 (Echo Canceling) 的功能。

傳輸延遲 (Delay)

封包傳輸延遲是影響網路電話成敗最重要的因素，細分延遲的因素有：編碼延遲(Coding delay)、佇列延遲 (Queuing delay)、重組延遲 (Dejitter delay)、線路延遲(Serialization delay)、傳遞延遲 (Propagation delay)、解碼延遲 (Decoding delay)。語音服務整個流程中有幾個主要環節會產生延遲，首先是語音接收處理流程中的語音取樣/壓縮時間，也就是利用數位訊號處理器 (Digital Signal Processor， DSP) 接收語音並做資料壓縮所需的時間，稱為編碼延遲。這時間的長短取決於使用的語音編碼器 (Voice Coder)，根據不同的標準而異：

● G.726 ADPCM(16, 24, 32, 40Kbps)：0.125ms

● G.728(16Kbps)：2.5ms

● G.729(8Kbps)：10ms

● G.723.1(5.3, 6.3 Kbps)：30ms

由於語音壓縮效率愈高，所產生的延遲也會愈高，因此必須作取捨，究竟要怎麼樣的壓縮技術才能滿足需求，是高的壓縮效率還是低的延遲。

第二個環節是語音接收處理流程中的封包包裝時間，這主要取決於處理器處理效率和系統設計時的考量。一般而言，設計系統時為了降低網路額外負擔 (Overhead)，都會將 DSP 處理所得的數筆資料放在同一封包送出，因此放滿三個送出和放滿六個再送出的延遲時間差異會甚大，此外系統處理器的效率也是影響延遲的重要因素，這種延遲稱為稱為佇列延遲。

第三個環節是網路延遲，也就是透過網路從此端送到彼端所需的時間。這個延遲取決於網路距離、經過多少網路設備和網路設備種類而異，稱為線路延遲。當然，網路壅塞程度也是主要影響因素。網路延遲是整個VoIP技術運用在網際網路時最無法控制的項目。也因此到目前為止，除非 RSVP (Resource ReSerVation Protocol) 此類的頻寬保留功能能普及，否則要透過 Internet 提供夠品質的語音服務還言之過早，所以目前提供品質較佳的 VoIP 服務，都必須靠專屬網路而非 Internet。

最後，劇跳 (Jitter) 也是因為延遲而造成，由於TCP/IP網路的特性，使得封包從此端到彼端不見得會走同一路徑，因此可能會造成後面的封包先到達。此時，系統必須將此封包暫時保留，直到前面的封包都到達後才按照真正順序播放，因而造成延遲，稱為重組延遲。至於到底要保留多少記憶體空間來暫存 Jitter 的封包則是兩難，暫存區太大雖不至於因為 Jitter 太嚴重而必須儲存多個封包時因而造成滿溢 (Overflow)，但會增加延遲時間；暫存區太小則很可能滿溢而必須被迫丟棄封包。

其他原因造成延遲包括；在目的端必須將編碼、壓縮的資料還原，這也會花費一些時間，稱為解碼延遲 (Decoding delay)；或因為某些 VoIP 設備所造成，例如在撥接網路中，Modem 良窳也會造成延遲，上述的問題都是造成語音延遲的因素，各個 VoIP 服務提供者均有自己的設計理念及目標，例如 Hivocal 提供的語音服務其總共延遲約為150ms~180ms (其中網路延遲和劇跳延遲共計100ms)。

封包遺失 (Packet loss)

封包遺失也是嚴重問題，以前的 TCP/IP 以傳送數據為主，封包遺失可以靠重送來解決，但是語音是即時的，重送封包將造成嚴重延遲，置之不管則會降低語音品質，因此必須靠其他方法來解決。目前解決方法大抵以重複傳送相同語音封包來避免封包遺失。但這樣的做法明顯浪費頻寬。必須用兩倍的頻寬來傳送原先的語音資料。

產品區隔

由於數據產業與電信產業的整合風潮，使得 VoIP 一直是最熱門的話題。而在整合的趨勢下，整個語音服務開始起變化，新的產品型態紛紛出現。比如說，在骨幹網路上，有以 IP 為主的高速交換器 (Switch)，有與傳統語音網路連結的 SS7 閘道器等；而在企業網路這一領域，同樣地，也有新的產品型態出現，首先就是網際網路電話閘道器 (Internet Telephony Gateway，ITG)。全球各廠商看好 VoIP 前景大好，紛紛各憑創意和技術，推出眾多相關產品，依據網路電話的市場區隔可分為局端使用設備型 (Carriers)、企業型 (Enterprises)、小企業/個人型 (Small businesses/single users) 等三種(圖一)。

《圖一　VoIP相關產品數據/語音整合網路使用架構》

局端使用設備 (Carriers)

提供局端使用設備的廠商包括 Lucent、Clarent、Cisco、3Com、Ericsson 佔據了絕大部分的市場。因固網業者的建設與網路的升級，使得有線傳輸設備需求不斷，平均約以20%的幅度持續成長，又以具有寬頻功能、具有 IP 功能之產品成長幅度較為明顯，因此這是目前市場潛力最大之產品，它提供在傳統電話及網路電話作轉換，也就是說介於 PSTN 及 IP 網路間的轉換產品，因此，包括了中華電信以及未來進入市場的固網業者都是這些業者的大型潛在客戶。

另外 ISP 業者也可透過這些接取設備轉型為網際網路電話服務商 (Internet Telephony Service Provider，ITSP) 提供的服務，使用專屬網路或網際網路以數位來傳送語音電話，如此可以大幅節省話務開銷。若是屬於ITSP服務可以到達的地方，就可以用VoIP技術透過 ITSP 提供服務。但由於並不是所有地方 ITSP 都能提供服務，因此若屬於ITSP無法提供服務的地方則仍必須透過 ITG，利用傳統電話公司的服務型態提供服務。

企業型 (Enterprises)

故名思義就是應用在企業內，在企業中已自成一個 Intranet，透過現有網路線路即可傳輸語音，以取代傳統電話，並且在各國內分公司或外國分公司間也可以此串接，將可省掉龐大的電信成本。企業架設 ITG 的方式為一端接上 ISP 業者提供的網路，另一端則連上傳統的交換機 (PBX)。當使用者連絡對象的電話是屬於網路電話服務可及的，ITG 會將該通話務轉送 VoIP 網路上；若不是網路電話服務可及的，就轉給傳統的交換機，透過公眾電話網路。

ITG產品大致可分為兩類型，一種是作成界面卡可以安裝在現有網路設備中，例如Cisco的產品，另外一種則是獨立的機器例如Hivocal所提供植基於IPC上的Gateway產品(圖二)。

《》

個人型 (Small businesses/single users)

這種市場區隔是以家中的 PC-PC 方式施作，透過家中的電腦就可透過 Internet 與目的端交談，另外一種基本架構就是語音卡方式，只要將傳統電話串接到語音卡上，也可作線上交談。要使用這種方式就必須使用一種軟體稱為 Iphone software，Iphone 軟體是最早利用 TCP/IP 來傳送語音，並且以 Internet 網路為主。使用 Iphone 軟體的個人電腦必須具備音效卡和麥克風，而所有的語音轉換和壓縮解壓縮完全利用個人電腦的CPU的運算能力，以目前的技術，一台 Pentium 100 的機器就有足夠的處理能力達到不錯的效果。但是網路電話最主要的問題還是在 Internet 本身頻寬毫無保證，一旦壅塞，通話效果將慘不忍睹。由於近年來電子商務發展迅速，Iphone 軟體可以整合於瀏覽器中包裝成 Webcall 應用，讓在虛擬商城購物的使用者，能夠即時線上與客服人員詢問。(圖三) 為一簡單的 Internet Webcall 應用，漫遊於網際網路的使用者可輕敲滑鼠 (one click) 即可立即與線上人員通話。

《圖三　Webcall應用實例》

結論

雖然 VoIP 這幾年來發展神速，但是 VoIP 要取代整個傳統的類比電話網路仍有幾個主要問題。初期大家比較注意的語音資料龐大及聲音品質不佳，斷斷續續等問題，目前都不再是主要問題，透過語音壓縮技術的改善，已經大幅降低語音資料量，而 QoS (Quality of Service) 問題可以倚賴日漸成熟的 ATM 或 MPLS (Multiple Protocol Layer Switch) 技術解決。現在面對的問題反而是如何去取代目前值 700 億美元的類比交換設備。

此外 2000 年經由數據網路處理 VoIP 的資料量雖然達到 6.6 億分鐘，比起同年 PSTN (Public Switched Telephone Network) 網路所處理的 7,300 億分鐘，簡直是小巫見大巫。因此可能有人認為 VoIP 的擴充性、可靠性和即時性仍有待考驗。雖然以目前來看整個電信網路由 PSTN 網路移到 IP 網路仍會有好長一段過渡期，但是 VoIP 整合數據與語音於同一平台傳輸的特性，會使 VoIP 在一些利基市場例如電子商務應用上會有很大的應用，讓我們大家拭目以待。

(作者為聲威網際公司執行副總)