低成本/高品質兼具　VoIP邁向普及

延遲時間、品質和成本是討論網路語音通訊協定(VoIP)布建時經常提到的問題。延遲時間有著不可或缺的重要性，因語音封包若無法即時抵達就失去用處，延遲時間直接受網路連線品質(QoS)的影響，其確保語音封包和其他具有時效性的資料在最短時間內通過網路。由於傳輸速度並不穩定可靠，也無法安排語音封包和滑鼠按鍵資料的網路傳輸順序，因此消費者常對電腦間的VoIP通訊感到失望，更殘酷的事實是，若客戶認為VoIP的品質不好，就不會採用這項技術。  

目前的網路基礎建設逐漸將品質列入首要考慮，如廣域網路(WAN)已大量採用光路由器，提供網路核心龐大的傳輸頻寬。多協議標籤交換(MPLS)技術則以特殊方式封裝資料，讓網路核心也能提供精密微調的網路流量QoS功能。另外，藉由規畫主要路徑，對延遲時間很敏感的流量就能迅速通過廣域網路，若主要路徑發生問題，則以冗餘路徑做為替代。而透過規畫路徑的方式，線路距離和跳轉次數(Hops)在許多情形下已不重要。

就在服務供應商繼續解決延遲時間和品質問題的同時，許多廠商已將焦點轉到降低成本，使用戶願意從可靠的TDM網路轉向不保證實際頻寬的IP網路。但對服務供應商而言，推廣IP網路的主要用意在於提供加值服務以留住用戶，因此在將這些IP服務提供給用戶後，業者即可把重點轉向降低用戶端設備或網路周邊VoIP裝置的成本，同樣的，用戶端設備成本只是端至端VoIP布建成本的一部分，另外還有其他各種成本須考慮。  

利用IP網路的效率  

彈性是使用IP網路優點之一，能讓服務供應商選擇各種地點布建設備以提供服務。若服務供應商想降低網路核心的成本，可把部分功能轉交給周邊裝置執行，同樣的，服務供應商若要降低周邊裝置成本，就須把部分功能轉到網路核心。  

以來電號碼顯示、來電轉接和通話轉接等輔助服務的布建為例，這些服務可由VoIP手機、本地閘道器或匯集流量的網路電信交換機直接提供。圖1有兩棟建築和許多VoIP手機(VoIP Handset)，每棟建築都有一個閘道器，該閘道器會將流量匯集到一個網路電信交換機(Softswitch)。在此圖中，來電號碼顯示功能是由每支VoIP手機提供，如果輔助服務是由用戶端設備支援，每支手機都須負擔服務支援成本，從品質的角度而言，無論輔助服務布建在何處都沒有太大區別，然而改變服務布建地點並不能省下成本，改變的只是由誰來承擔這些成本。

圖1　由用戶端設備提供輔助服務

而圖2有兩棟建築和許多VoIP手機，每棟建築都有一個閘道器，該閘道器會將流量匯集到一個網路電信交換機。在此圖中，只有網路電信交換機才會實作來電號碼顯示功能，而且系統只須執行幾份來電號碼顯示功能。許多人以為網路核心需要較高的成本才能提供輔助服務等功能，但其實核心網路可支援超額用戶，而且並不是所有的潛在用戶都會在同一時間使用網路，表示服務供應商只須針對少部分的用戶布建這些功能。這種布建方式的實際成本效益在很大程度上會受到整體應用的影響。舉例來說，如果網路電信交換機的處理資源處於閒置狀態，系統即可趁機收回這些使用率偏低的資源；但若網路電信交換機早已負擔過重，額外增加的處理負載就可能危及網路提供可靠服務的能力，使業者須進行大量的基礎設施投資。

圖2　由網路電信交換機提供輔助服務

就某種程度而言，這些輔助服務裝置的布建地點並不會對語音品質造成任何影響，現有的IP網路，尤其是採用MPLS和通用多協議標籤交換(GMPLS)技術的網路，都能精確控制個別封包或特定通話的服務等級與品質，儘管如此，在成本方面仍須做出許多取捨。想要降低成本，設備製造商及服務供應商就須了解天下沒有免費的功能。  

同樣的處理資源在伺服器上成本較高，在終端設備上成本較低，很容易讓人以為在網路核心布建服務的成本較高。然而並非所有的用戶都要使用輔助服務，也不是所有的潛在用戶都會在同一時間使用網路，若能由網路核心提供輔助服務等功能，服務供應商反而能透過超額用戶模式(Oversubscription Model)降低成本。因此，服務供應商只須針對少部分用戶在網路核心布建服務，相形之下，若由周邊設備提供這些服務，服務供應商就須支援每位用戶。  

何種方法的成本較低，主要由超額用戶比例、實際布建和網路營運成本決定。舉例來說，就算網路核心需要15%的可用處理資源才能提供足夠的輔助服務支援，也不表示這些資源的成本是15%。由於當網路資源處於閒置狀態時，系統可趁機收回這些使用率偏低的資源，相形之下，若網路資源的負擔過重，額外增加的處理負載就可能危及網路提供可靠服務的能力，將迫使業者採購許多新的處理資源和基礎設施以滿足需求的增加，特別在發展中的市場經濟國家更是如此。  

將隱藏成本含於總成本中  

若能充分利用網路效能，VoIP手機即可簡化到只具備基本功能。但充分利用網路效能只可降低小部分的成本，除提供低成本的手機外(圖3)，還要考慮如何讓手機連接網路、如何管理服務品質、如何精確計算服務費等問題。

圖3　低成本的下一代網路

所謂的「低成本」設備經常有許多隱藏成本，因此廠商須確認把所有隱藏成本計算在內後，這些「低成本」設備仍具有低成本的優勢。這些隱藏成本包括客戶認為這類設備應該提供的功能特色和材料清單(BOM)、以低成本供應和管理已布建設備所需的嵌入式機制及在實際網路中支援這些設備所需的實際成本。  

附加功能是吸引消費者改用VoIP的重要因素。除更高的語音品質外，消費者早就能透過傳統的公眾交換電信網路(PSTN)使用許多其他功能，因此VoIP服務供應商必須提供同樣水準或超越PSTN的更好服務，以及其他尚未提供的新服務，如以時間或地點為基礎的目錄服務，使用戶只要在手機上按幾個鍵，就能找到披薩外送服務和提供店家所在位置。  

對製造商而言，消費者希望VoIP手機提供彩色LCD螢幕，但此為難題。彩色螢幕在行動電話中很常見，普通消費者即認為彩色螢幕成本很低，其實業者常為吸引消費者而刻意壓低手機售價，使人誤以為成本很低。無論如何，使用者仍希望螢幕夠大，以便提供他們早已習慣在行動電話上使用的各種目錄服務，如電話簿和語音辨識等。但問題在於，消費者想要的功能包括彩色或寬螢幕等，其實都與VoIP服務無直接關係，這些服務也不需這些功能，只是消費者的期盼，不能明顯提升服務品質，卻會大幅增加成本。  

VoIP的另一優勢是提供更好的語音品質。但由於低成本才是VoIP最吸引消費者的要素，因此服務供應商所要考慮的不只是處理器、嵌入式記憶體和軟體授權費等額外增加的成本，還必須判斷消費者願意付出的價格，然後決定是否值得提供更高品質的語音。

過度專注於降低設備成本，反而可能導致不必要的營運成本增加。客戶要求的服務支援無論是否合理，皆影響獲利水準。如果裝置的功能太少，在管理對於延遲時間很敏感的流量時就會受到很大限制。  

另外，這類裝置也可能功能不夠強，無法支援遠端網路管理，讓服務的供應、監控、甚至基本的QoS功能都變得很複雜，若該裝置不能達到某個服務等級協議(SLA)要求，服務供應商就無法支援不同的服務等級協議，也就無法掌握下世代網路帶來的營收商機。

減少客服要求的方法之一是在問題發生前找出問題，並於事前避免。舉例來說，若線路品質開始下降，服務供應商即可在斷線前重新安排路由，這種做法在介紹新技術給客戶時特別重要，因網路品質並不僅限於正常操作情形下的使用經驗，如客戶在尚未熟悉和接受新技術前就遇到問題，其會避免使用該技術，這些不愉快的經驗也會散布至其他客戶，影響新技術的普及。 要預見問題的發生，就須精確測量網路效能，如從網路周邊裝置蒐集的即時效能指標可提供網路效能的詳細資訊，這些資訊可用來監控通話狀況和預測是否會發生問題。直接從周邊設備蒐集的統計數據可提供最精確的紀錄，表示網路核心的交換機可知道封包已轉送到VoIP手機，但無法知道封包是否即時抵達以供使用，因此VoIP手機須能儲存封包傳送的資訊，並有一套機制定時將這些資訊傳送給服務供應商，才能有效掌握語音封包狀態。  

服務供應商若能預見故障發生，並採取適當措施加以避免，就能讓客戶滿意和願意繼續付費使用這些服務，因此，保持品質不僅涉及終端設備如何操作的問題，還包括網路的端至端效能。用戶端設備與網路核心都須了解網路狀態和語音封包內容的應用軟體，以達到這些要求，這類軟體又稱為操作、管理、監控和供應軟體(OAM&P)，能提供這類測量數據給服務供應商，服務供應商才能維持詳細的服務紀錄，並利用紀錄找出有問題的流量模式，同時減輕問題。事實上，OAM&P軟體提供實現低成本布建、供應和管理功能的關鍵技術，而這些不可或缺的功能可實現網路創造的價值。  

舉例來說，電話網路的通話量通常在母親節和除夕最高，服務供應商知道後，就能先行增強網路以滿足預期中的需求。只要有充分的資訊，服務供應商還能在同樣的技術協助下，利用網路規則找出其他尖峰時間，包括無法預見的峰值網路流量，如災難發生時的大量通話要求。服務供應商可產生一個規則監控語音路由器的流量，如果需求增加，該規則可採取暫時因應措施，暫借部分路由器的視訊或資料頻寬使用，若此需求擴大現象一直存在，路由器也能提高最小保證頻寬以增加峰值容量，或減少路由器超額用戶比例以徹底解決這個問題。  

這些規則有多種形式，包括封包遺失數目、典型延遲時間或峰值抖動幅度，如撥打電話時，若建議的路徑出現高於平常的延遲時間，系統即可為這通電話重新安排路由，換言之，系統在尚未實際接通電話前就能解決潛在問題。  

犧牲品質無法降低成本  

討論低成本時，須了解整個應用環境和目標才能真正知道什麼是低成本。其實低成本並沒有明確的定義，如低成本DVD影片的價格不到10美元，低成本MP3播放機則在50美元左右。舉例來說，美國的PSTN電話用戶通常不會買市場上價格最低的手機，許多消費者甚至會花150美元購買包含主機和多個子機在內的無線電話組。因此，服務供應商不一定要把全部時間用在降低VoIP手機成本，以達到20美元的價格，其實要為20美元的手機提供服務或進行管理並不容易，甚至這類產品是否值得服務恐怕都須考慮，面對這種情形，服務供應商須設想解決之道確保端至端服務品質與效能。  

IP網路把許多可能化為事實，電信業者則可利用核心網路帶來的好處，但VoIP的實作成本並不會因為移除VoIP手機的智慧功能而消失，而是轉嫁到基礎設施，這將使核心設備的成本升高，服務供應商也須向用戶收取更高的服務費。因此關鍵在於找到一個平衡點，既能提供穩定、滿意和可靠的VoIP使用經驗，又能降低布建、營運和管理的總成本。就算在沒有PSTN系統與其競爭的鄉村地區，布建VoIP服務也不會只是安裝非智慧型終端機或功能完整的PBX交換機，還須支援許多不同功能，以便在降低用戶端設備成本和節省其他費用之間取得平衡，這些費用包括提供高品質服務、維護設備和為網路提供QoS與OAM&P支援的成本。  

雖然消費者都想以超低成本擁有功能最強的VoIP手機，但支援基本與先進服務需要成本，而這些成本不是由周邊設備負擔，就是由網路核心負擔。幸而服務供應商現已能在許多不同位置布建服務，其中較為成功的廠商會把部分智慧功能移到網路核心以降低手機成本，同時由手機支援較先進的服務，以便將包括布建和營運費用在內的總成本降到最低。由圖4可發現，服務供應商可將部分智慧功能轉移到網路核心，並由手機直接支援其他較先進的服務，服務供應商若能透過這種方式降低手機成本，即可將包括布建和營運在內的總持有成本(TCO)減到最少。

圖4　在網路上布建嵌入式OMA&P應用

雖然行銷專家仍堅持低成本設備是VoIP能否普及的關鍵，但低成本其實是相對概念，實際意義則要視應用和消費者而定。另外，低成本並不能靠犧牲品質、轉移成本或假設這些成本不存在實現，VoIP領域要成長，業界就必須繼續討論低成本的真正涵義，以協助服務供應商根據消費者期望提供真正低成本而高品質的VoIP服務。  

(本文作者為德州儀器亞太區業務開發總監)