一、VoIP之簡介

VoIP(Voice over Internet Potocol)，技術出現於8、9年前，發源於以色列。為將類比的語音信號經過數位化、壓縮、封包化後，再透過網際網路(Internet)來傳遞這些語音封包，VoIP有別於傳統的PSTN(Public Switch Telephone Network;公眾電話網路)，PSTN是以電路交換（circuit-switched）方式，以固定有的頻寬，提供通訊服務，可確保通訊服務的品質，但由於頻寬利用效率較低，成本也較貴。

若VoIP只是用來執行目前PSTN目前所提供的服務，那麼VoIP並無法提供太大的附加價值，雖然目前VoIP技術的發展仍不夠成熟，但我們預期未來VoIP所能提供的服務不僅是低廉的通話費率，更可提供有關多媒體等附加功能的產品。

二、VoIP電話連結方式

所謂VoIP是將語音資料轉變成IP封包，再將封裝後的語音封包壓縮後經由高速數據骨幹網路傳送到指定的地點，再還原成語音，應用這項技術來處理未來日益增加的語音話務，如此將可大幅節省傳統電路式交換網路的擴充成本，並且能更有效的利用現有數據網路與傳輸骨幹網路，目前電話連結的方式可分為三種:

(一)、 PC to PC 的方式：

此法較為大家所熟悉，這種方式發話方以及收話方都需要具備電腦，且要同時連線在網際網路上，所以雙方必須先協調好同時上網。這種方式的花費是最省的，除了雙方當地的 ISP(Internet Service Provider) 連線費用以及相關軟體的費用之外，不須付任何費用，雖然其費率是最低的，但在使用的方便性上、使用者講話習慣難以改變下，目前主要是個人玩家使用，無法於商用市場普及。

(二)、 PC to Phone 的方式：

PC to PC並無法連接到一般傳統電話，使用範圍有限，在網路閘道器(Gateway)出現後，實現了PC to Phone只要發話的一方具備電腦，收話方不需要任何電腦配備，收話端即可以市內電話或是行動電話即可接聽電話。PC to Phone是在IP網路與PSTN之間提供Gateway，讓PC使用者透過ITSP (Internet Telephony Service Provider;網路電話服務業者)，尋找距離被呼叫端最近的Gateway，將IP語音封包轉成PSTN訊息，再呼叫目的地電話，因為需要經過ITSP公司轉接服務，所以必須支付轉接費用，若跟國內國際電話費率相比，仍可節省至少 1/2 以上的通話費。　

(三)、Phone to Phone 的方式：

則雙方都不需要使用任何電腦設備，只要以一般電話打到 ITSP 公司，就可以轉接到各地，此一架構是建立在不改變使用者講話習慣下，做語音的傳輸，又可區分為三種方式:a:透過傳統電話由外接網路電話盒或雙方使用相同品牌的網路電話機來進行點對點的通話(Peer to Peer)。b:傳統分機接Access Gateway讓企業在LAN的環境下使用，就是企業內部只要裝上Access Gateway，透過Internet分公司間的長途電話或國際電話，皆可透過VoIP的形勢達成傳輸的目的。C:用戶使用傳統電話或既有的交換機，透過PSTN傳送語音至局端，再經過的ITG(Internet Telephone Gateway)的訊號轉換及封包過程，傳送給受話者最近的ITG，再轉換為類比的語音訊號傳送給受話者。

VoIP電話連結方式

三、傳統電話傳輸與網路傳輸比較

傳統的電話是以電路交換（circuit-switched）方式進行傳輸，系統保留一條點對點傳輸的頻寬，以64Kbps速率傳送語音，當電話接通，這段頻寬便完全佔線，直到兩端通話完電話為止，對於頻寬的利用率並不佳，且由於PSTN是以全雙工（full duplex）傳輸方式，也就是當一端講話，另一端可同時接聽，兩端亦可以同時傳送及接收訊息，不過當兩端都沉默不語時，佔線的網路便無訊息可傳輸，造成頻寬浪費，由於在使用時頻寬具有專屬性，所以頻寬是固定在64K，對於使用者而言其最大的缺點是在費率較高。

網路電話是以封包交換(Packet-Switch)，由於Data是經過壓縮之後再傳遞，其使佔據的頻寬較少，網路所傳遞的訊息包括Data、電子郵件及語音等，所以透過網路傳遞語音的資料，尚有其他的Data共其分享頻寬，實際使用頻寬必須視線上使用人數及資料傳輸量而定，其通路品質是呈現不穩定的狀況，目前網路電話所面臨問題包括:電話傳輸時間的Delay、聲音品質的失真以及計費機制未明確建立，電話傳輸時間的Delay與聲音品質失真這部份與頻寬有很大的關係，電話傳輸時間的Delay其定義為:當電話一端說話到另一端聽到所需時間，聲音品質則是指聽到說話聲音與發話人原來聲音的差距，這部份可透過寬頻上網得到部份的解決。

無法完全解決此一問題，主要是由於經由網際網路傳送壓縮過的 Voice Stream，其播放的聲音的品質很難達到傳統電話的水準。主因在 (1)聲音經過數位壓縮已損失了一些細節，(2) 壓縮後的資料相關性很高，部分資料遺失之後很難完全補償回來，(3)開放式網路傳輸狀況經常不穩定，因此傳送的語音串流的流速與Jitter變化很大，目前整個網域的交換設備並沒有QoS 控制與網路管理功能。

透過網路傳輸其最大的優點是在其通話費用僅有原先的1/2甚至更低，且可以透過網際網路整合數據與語音資料的應用，包括文字、圖像、影音、甚至是即時影像的資料.

傳統/網路電話傳輸之比較

	傳統電話傳輸	網路傳輸
交換技術	Circuit-Switch(電路交換)	Packet-Switch(封包交換)
傳輸媒介	雙絞線	雙絞線
頻寬使用率	不佳	佳
使用線路	佔用專線直到通完話	不佔用專線
用戶端設備	電話機(較便宜)	IAD(較貴)
品質	保證服務品質 guaranteed Quality of Service	沒有保證服務品質 no guaranteed Quality of Service
Delay	低	不一定
頻寬	雙向固定64K	不一定
成本	視距離及通話時間計算	低
傳輸	聲音	資料,聲音,影像等多媒體資料(text, data, voice, images etc)
數據加值服務	透過數據機上網但受限頻寬	多媒體、影音、即時影像等
計費機制	確定	不確定

四、VoIP市場之概況

(一)、VoIP之市場定位：

VoIP興起實現了同一通道雙工作業-可同時傳輸語音及Data，雖然目前通話費用較原有傳統電話便宜是VoIP最迷人之處，但傳統電話近來降價幅度也很大，預期未來兩者之間的價差會愈來愈小，VoIP其主要的功能及價值並不是在和傳統電話搶市場，而是要藉著更多元的服務與應用，開拓新的應用市場，以國內的電信市場而言，國內固網業者鉅資投入回收期相當長的固網業務，其目標市場並不是中華電信佔據已久的傳統電信業務，而是隨著Internet的普及後Voice、Data等影音多媒體的應用，持續創造出新的需求。目前VoIP仍處於沈澱自己真正價值的階段，這仍需一段時間的發展，未來只有VoIP能建立自己的核心價值，不再侷限於PSTN既有的功能，VoIP則將有成功的機會。

(二)、VoIP之市場規模：

由於VoIP不只重於它透過網路通話的功能，而是將它視為Internet Telecomm，包括Voice over IP、Fax over IP、Video/Data Conferencing over IP、Multimedia over IP可提供各式各樣的應用，預期未來的商機將更大，市場調查資料顯示至公元2005年，預期全球市場規模將可由2001年的20億美元，成長至2005年的1300億美元。

全球網路電話之市場規模

Source : Probe Research

(三)、VoIP為服務提供及使用者提供雙贏的策略：

語音使用者透過VoIP將可節省1/2的通話費用，一般人難免會質疑這種商業行為，對於VoIP的提供者是否是相當不利呢?答案是VoIP能夠為服務提供及使用者提供雙贏的策略，理由何在，主要是由於VoIP的建置費用僅有PSTN的1/3，且建置的期間可縮短，雖然其售價僅有PSTN的1/2，但其成本亦僅有PSTN的1/4，整體而言電信業者提供VoIP的服務，對其投本投入的回收、效益均是大於PSTN的，且可透過VoIP引發使用者新的需求，當然對於既有PSTN提供業者如中華電信，由於其市場逐步流失相對較為不利。

五、VoIP的Standard

VoIP發展至今僅有6-7年歷史，由於QoS(Quality of Service)未臻理想，網路品質受到很大的質疑，在發展前一、二年一直被視為玩具型的產品，但由於目前業者已經可以透過控制網路環境來掌控網路電話品質，VoIP已被視為新興產業，在今年不景氣各電信廠商縮減支出的情況下，VoIP仍呈現逆勢成長的現象。

目前VoIP的標準主要有H.323、SIP（Session Initiation Protocol）、以及MGCP（Media Gateway Control Protocol），由於VoIP目前仍處於發展的初期，何種規格能成為未來的Standard仍未成定局，目前看來SIP較傾向用於Wireless、MGCP則多用於Cable Modem，H.323則整合了Voice、Data及Fax，且行之已久，現階段以H.323為最主要的技術，其市場佔有率高達90%，就目前之主要技術做簡要介紹:

(一)H.323：

現階段全球Gateway大多是以H.323為最普遍用於VoIP的標準，H.323是由ITU-T於1996年提出第一個版本，原本是以區域網路（LAN）為基礎做視訊會議的應用，後來被應用於網路電話，由於其並非是針對VoIP所設計的產品，因此難免體有不符合VoIP的實際需要。

H.323架構是是由4個元件所組成，包括終端設備（Terminal）、閘道器（Gateway）、閘道管理員（Gatekeeper）、多點控制單元（Multipoint Control Unit；MCU）。

(二)、SIP(Session Initiation Protocol)：

針對H.323標準過於龐雜，呼叫建立的速度慢與擴充性低的缺點，IETF（Internet Engineering Task Force）於1999年提出SIP標準，是屬於OSI應用層(Application Layer)的協定。 SIP具有Client-Server的架構，可利用HTTP既有的封包資訊，而H.323封包必須保留不少的傳輸訊息，所以SIP適用於廣域網路的傳輸架構。在SIP的架構下的元件包括有User Agent、Proxy server、Redirect server、Location server、Registeration server與閘道器等。

(三)、 MGCP：

MGCP是由IETF(Internet Engineering Task Force) 於1999年10月所提出的，它是由SGCP（Simple Gateway Control Protocol）與IPDC（IP Device Control）結合成的一個協定，MGCP的規格中有一個很重要的特點是，它將H.323的Gateway分解成Media Gateway、Signaling Gateway、Media Gateway Controller三個部份， MGCP定義了媒體控制器（Media Gateway Controller；MGC）控制閘道器的一種協定，提供IP電話網路眾多閘道器之間互連的一種機制，MGCP的出現，對於H.323系統與公眾電話系統整合的困難，可獲得很大突破，建構更大的IP電話系統。由於MGCP更符合VoIP未來應用的架構，Cisco及許多Gateway廠商都宣稱其Gateway產品已經或將要支援MGCP。

六、VoIP所需使用的相關網路設備

新世代VoIP網路的相關網路設備主要的有以下四項：包括媒體閘道器（Mediea Gateway;MG）、軟體交換機（Softswitch）、服務管理中心（Service Management Center;SMC）、應用服務伺服器 (Application Server;AS)

(一)、 媒體閘道器 (Media Gateway;MG)：

媒體閘道器最主要的功能就是將傳統TDM 的語音話務轉變為 IP或ATM 的封包，是VoIP系統中連結PSTN與封包傳輸網路之間的通訊的關鍵性元件。一般而言，媒體閘道器負責終結語音骨幹線路，並連接封包資料網路，在內部作業方面，則是負責在線路交換與封包交換通訊協定之間的語音、資料及傳真等訊號之間的轉譯作業。簡單來說，媒體閘道器負責將分時多工T1/E1線路訊號轉譯成乙太網路、訊框中繼、或是ATM網路上傳輸的IP封包訊號。

(二)、 軟體交換機 (Softswitch)：

軟體交換機是集信號閘道器、閘道管理器及媒體閘道控制器的功能於一體，在VoIP網路中扮演著連接控制及通話控制的角色，其功能符合最新語音/數據整合網路架構的特性，即傳輸功能（Transport）、控制功能（Control）及服務功能（Service）是互相獨立的，任一部份的更改或變動，彼此之間皆不受影響。在現今各種傳輸技術（IP、ATM、或TDM）及各種接取技術（如ADSL、HFC、ISDN等）快速演進競爭的網路環境中，軟體交換機的控制功能及服務功能極具競爭優勢，並可與現有電話網路互連，提供一個密合且完整的服務，符合市場連續變動演進的需求。

(三)、服務管理系統 (Service Management Center;SMC)：

服務管理中心在網路系統中所扮演的角色是對各種不同的電信設備執行服務管理及計費功能，服務管理中心平台是client-server架構設計，包含一個中央資料庫，及符合工業標準的服務管理軟體，其核心功能包括：語音閘道管理、虛擬企業網路（Virtual Private Network; VPN）資源管理、授權、驗證、計費及帳務管理，提供人性化的圖形使用者介面，使用戶登記、新服務建立及修改、虛擬企業網路建立及修改及計帳務處理等功能，都可以很容易的操作，服務管理系統可以是一分開獨立的系統，但也可以合併於軟體交換機中提供相關服務。

(四)、 應用服務伺服器 (Application Server)：

目前的PSTN電信網路，尤其是智慧型網路(IN)已經可以提供非常豐富的服務機能，網路電話若欲完全或部分取代現行的電信網路，勢必要提供比現行更多更好的服務機能，才有可能被使用者接受，而應用服務伺服器就是在於彌補這方面的要求。

應用服務伺服器大致可以分為二種型態，一是智慧型服務開發及控制系統，另一種則是開放式應用服務平台，智慧型服務開發及控制系統包括服務管理點（Service Management Point;SMP）及服務控制點（Service Control Point;SCP）的硬體平台，這些平台多是以商業伺服器為基礎，採用對稱式的多伺服器架構，並支援強大的記憶體資料庫能力，這些伺服器配備有內建磁碟儲存裝置及系統磁碟， SCP及SMP也可以使用同樣的硬體組件，不但增加了硬體設備的應用彈性，更有利於硬體設備的維護，在VoIP網路建置中，藉由通話管理器與智慧型服務建立系統及服務控制系統連接，如此可以保證現有公眾電話網路所具有的全部服務，包括發話卡服務、電話號碼轉換、設定路由服務（例如免付費電話、特別費率及單一接取號碼）及企業網路服務（例如企業虛擬網路，及廣域中心）等，均能於VoIP網路中提供，以建立一個沒有接縫且完整（seamless service）的服務環境，符合市場連續的演進。另一種開放式應用服務平台則是提供了開放式協定界面Open API，讓外部可以利用這些API協議來控制交換機，如此電信業者可以借此很方便及快速的提供用戶個人化、客製化的加值服務。

七、VoIP市場主要提供者

據市調公司Synergy Research Group最新調查顯示，2001年上半VoIP設備銷售總值達7.84億美元較同期成長4成，在第二季的最新排名中，Cisco及Sonus分別拿下企業及電信業者市場的寶座，2001年上半VoIP市佔率以Cisco最高(40%)，其次為Clarent(12.4%)、Sonus(12.3%)及3Com(10.5%)。

2001年第二季企業用VoIP設備銷售值為2.03億萬美元，較2000年同期成長87％，領導廠商仍為Cisco (45.4％)，其次為3Com(17.5%)、Nortel(10.2%)名。在電信服務供應商市場，2001年第二季市場規模達1.96億美元，語音埠數增加為120萬，Sonus(25.2%)、Clarent(22.6%)及Cisco(21.5%)分別為前三大廠。

Synergy Research Group分析，由於電信業者尋求佈建更節省成本及彈性的網路架構，包括VoIP閘道器、軟交換機等設備都將維持高度成長，隨著電信業者持續競爭，VoIP市場將持續擴大，2001年下半可望突破15億元。

八、國內廠商的商機

VoIP是近五、六年來新發展的產品，其仍處於發展的階段，國內廠商具有優勢的仍是在硬體製造的部份，而非軟體的設計開發，於硬體製造的部份國內廠仍是以品質穩定、價格低、快速交貨能力而享有競爭優勢，目前國際VoIP大廠已至台灣尋求代工伙伴，包括Clarent與Dlink的合作，Dlink主要是負責Gateway的生產。

VoIP透過寬頻上網在電話傳輸時間的Delay與聲音品質失真兩部份，均較透過窄頻部份佳，國內寬頻(Cable Modem、ADSL)接取設備生產廠商，包括合勤、國電、亞旭、金寶等，在VoIP部份雖沒有直接關連性的產品，但預期亦有機會間接受惠。