4 PSTN SIP IP Phone CHT Centrex App

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PSTN 臺東區網SIP架構圖 臺東區網 IP Phone CHT Centrex App 語音閘道器 教育部或其他TANet連線單位 Soft Phone Internet VOIP電信機房 IP Phone CPE用戶端設備 App 5

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VOIP的演化歷史 H. 323 ¨ 1996年 ITU-T提出 SIP ¨ Session Initiation Protocol ¨ 1999年 3月IETF (Internet Engineering Task Force) 提 出 MGCP ¨ Media Gateway Control Protocol ¨ 1999年 10月IETF提出 13

MGCP 由IETF在 1999年10月所發布第一版的MGCP。 MGCP (Media Gateway Control Protocol)，則是另一種不同於 H. 323，SIP的協定，不像 H. 323，SIP屬於Peer-to-Peer Protocol， MGCP 是屬於Master-slave Protocol，也就是完全由MGCP Server 控制其Terminal。 主要定義在RFC 2705中。後來IETF中研究MGCP的 作小組— Megaco 作小組與ITU-A在 2000年四月共同開發出MGCP新的架構， 並且由IETF發布在RFC 2805。 非主 流 16

SIP 組成元件 SIP網路元件主要分為使用者代理器(User Agents簡稱UA)及伺服器(Servers)兩大類 Servers – Proxy Server – Location Server – Registrar Server User Agents – User agent Client，簡稱UAC – User agent Server，簡稱UAS Location Server Proxy Server Registrar Server Redirect Server Internet Gateway PSTN User Agent Phone 19

SIP元件 Registrar 伺服器 接受User Agent進行註冊要求的伺服器。 提供 authentication(認證)服務。 通常與proxy或redirect server放在一起，而且更新Location Server上的User Agent資訊與 位置服務。 22

SIP元件 Location 伺服器 Location Server (2) store (3) 200 OK Registrar Server User Agent (1) Register 註冊伺服器於註冊建立時，向位置伺服器查詢被叫使用者之連絡位址，以轉送呼 叫建立訊息 被SIP redirect或proxy伺服器使用 27

SIP介紹 A Signaling Protocol ¨ Create, Modify, Terminate Multimedia Sessions 由文字模式表現 Client / Server 架構 相似於 HTTP, SMTP ¨ Uniform Resource Locator (URL) sip: bob@hit. edu. tw sip: +886424961356@hit. edu. tw 也可以是 tel: +886424961356 ¨ Request and Response回應訊息 30

SIP介紹 SIP Request methods IETF RFC 3261 ¨ REGISTER ¨ INVITE ¨ ACK ¨ BYE ¨ OPTIONS ¨ CANCEL 其它的RFC… 31

SIP介紹 SIP Response 說明 範例 1 xx Informational – 代表請求已收到 100 Trying 180 Ringing 181 Call is Being Forwarded 183 Session Progressing 2 xx Success – 代表請求已被成功處理 200 OK 202 Acceptable 3 xx Redirection – 代表重新導向 4 xx 5 xx Client Error – 代表用互端錯誤 300 Multiple Choices 301 Moved Permanently 302 Moved Temporarily 401 Unautho rized 406 Not Acceptable 407 Proxy Auth entication Required 486 Busy Here 487 Request Terminated 488 Not Acceptable Here Server Error –代表伺服器端錯誤 6 xx Global Failure – 代表整體網路環境錯誤 502 Bad Gateway 503 Service Unavailable 600 Busy Everywhere 603 Decline 32

SIP介紹 連線過程 ¨ 建立連線 UAC Server UAS INVITE 100 Trying INVITE ¨ 通話 100 Trying ¨ 斷線 180 Ringing 200 OK ACK Call Setup ACK Media Session BYE 200 OK 100 Trying 200 OK Call Teardown 33

SIP介紹 SIP訊息 – 範例 SIP SDP INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142 v=0 o=Alice 2897654321 IN IP 4 10. 0. 0. 1 s=Phone Call c=IN IP 4 192. 168. 0. 1 t=0 0 m=audio 49170 RTP/AVP 0 a=rtpmap: 0 PCMU/8000

SIP Headers INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Headers 在所有 SIP Requests中都是必要的欄位 所有經過的SIP設備都會被列在這裡 ‘branch’用來識別不同的連線分支 INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Headers 在所有 SIP Requests之中除了INFO都是必要的欄位 最多可以被幾個Server轉傳 INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Headers 在所有 SIP Requests中都是必要的欄位 INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 　　　　目的地位址 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Headers 在所有 SIP Requests中都是必要的欄位 INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 　　　　　來源位址 　　　　　虛擬的隨機亂數 (當作是ID使用) Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Headers 在所有 SIP Requests中都是必要的欄位 James Polk 20050503 INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds 在網域內獨一無二的識別碼 Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Headers 在所有 SIP Requests中都是必要的欄位 INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 遞增的序號 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Headers James Polk 20050503 INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 直接可以路由到來源位址的完整網域名稱或IP位址 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Headers INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu 用來描述附加的訊息主體格式 (如果有的話) CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Headers INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE 用來描述附加的訊息主體的內容長度 (Octets) Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Headers INVITE sip: bob@zzz. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/UDP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142

SIP Methods: INVITE, ACK and BYE Bob Alice INVITE sip: bob@192. 168. 10. 20 SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/TCP pc 33. yyy. edu ; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142 (Alice's SDP not shown) 46

SIP Methods: INVITE, ACK and BYE Bob Alice INVITE 200 OK SIP/2. 0 200 OK Via: SIP/2. 0/TCP pc 33. yyy. edu ; branch=z 9 h. G 4 b. Knashds 8 ; received=10. 1. 3. 33 To: Bob <sip: bob@zzz. edu>; tag=a 6 c 85 cf From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: bob@192. 168. 10. 20> Content-Type: application/sdp Content-Length: 131 (Bob's SDP not shown) 47

SIP Methods: INVITE, ACK and BYE Bob Alice INVITE 200 OK ACK sip: bob@192. 168. 10. 20 SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/TCP pc 33. yyy. edu; branch=z 9 h. G 4 b. Knashds 8 Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu>; tag=a 6 c 85 cf From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 ACK Content-Length: 0 48

SIP Methods: INVITE, ACK and BYE Bob Alice INVITE 200 OK ACK Session Established 49

SIP Methods: INVITE, ACK and BYE Bob Alice INVITE 200 OK ACK Session Established BYE sip: alice@pc 33. yyy. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/TCP 10. 1. 3. 33; branch=z 9 h. G 4 b. Knashds 8 Max-Forwards: 70 From: Bob <sip: bob@zzz. edu>; tag=a 6 c 85 cf To: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 231 BYE Content-Length: 0 50

SIP Methods: INVITE, ACK and BYE Bob Alice INVITE 200 OK ACK Session Established BYE 200 OK SIP/2. 0 200 OK Via: SIP/2. 0/TCP 192. 168. 10. 20 From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 To: Bob <sip: bob@zzz. edu>; tag=a 6 c 85 cf Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 231 BYE Content-Length: 0 51

透過Proxy Server Alice SIP Proxy “server. zzz. edu” Bob INVITE sip: bob@zzz. edu/TCP SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/TCP pc 33. yyy. edu ; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds ; received=10. 1. 3. 33 Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142 (Alice's SDP not shown) 52

透過Proxy Server Alice INVITE Via Header for zzz server Via Header for Alice’s phone Max-Forwards decreases 1 Bob SIP Proxy “server. zzz. edu” INVITE sip: bob@192. 168. 10. 20/TCP SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/TCP server. zzz. edu ; branch=z 9 h. G 4 b. K 4 b 43 c 2 ff 8. 1 ; received=192. 168. 10. 1 Via: SIP/2. 0/TCP pc 33. yyy. edu ; branch=z 9 h. G 4 b. K 776 asdhds ; received=10. 1. 3. 33 Max-Forwards: 69 To: Bob <sip: bob@zzz. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Content-Type: application/sdp Content-Length: 142 (Alice's SDP not shown) 53

透過Proxy Server Alice Bob SIP Proxy “server. zzz. edu” INVITE 200 OK SIP/2. 0 200 OK Via: SIP/2. 0/TCP server. zzz. edu ; branch=z 9 h. G 4 b. K 4 b 43 c 2 ff 8. 1 ; received=192. 168. 10. 1 Via: SIP/2. 0/TCP pc 33. yyy. edu ; branch=z 9 h. G 4 b. Knashds 8 ; received=10. 1. 3. 33 To: Bob <sip: bob@zzz. edu>; tag=a 6 c 85 cf From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: bob@192. 168. 10. 20> Content-Type: application/sdp Content-Length: 131 (Bob's SDP not shown) James Polk 20050503 Notice both Via headers 54

透過Proxy Server Alice Bob SIP Proxy “server. zzz. edu” INVITE 200 OK SIP/2. 0 200 OK Via: SIP/2. 0/TCP pc 33. yyy. edu ; branch=z 9 h. G 4 b. Knashds 8 ; received=10. 1. 3. 33 To: Bob <sip: bob@zzz. edu>; tag=a 6 c 85 cf From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 INVITE Contact: <sip: bob@192. 168. 10. 20> Content-Type: application/sdp Content-Length: 131 (Bob's SDP not shown) 55

透過Proxy Server Alice 直接確認 Bob SIP Proxy “server. zzz. edu” INVITE 200 OK ACK sip: bob@192. 168. 10. 20 SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/TCP pc 33. yyy. edu ; branch=z 9 h. G 4 b. Knashds 8 Max-Forwards: 70 To: Bob <sip: bob@zzz. edu>; tag=a 6 c 85 cf From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 314159 ACK Content-Length: 0 56

透過Proxy Server Alice Bob SIP Proxy “server. zzz. edu” INVITE 200 OK ACK 通話建立 Session Established 57

透過Proxy Server Alice Bob SIP Proxy “server. zzz. edu” INVITE 200 OK ACK Session Established BYE 由Bob先掛斷 BYE sip: alice@pc 33. yyy. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/TCP 10. 1. 3. 33; branch=z 9 h. G 4 b. Knashds 8 Max-Forwards: 70 From: Bob <sip: bob@zzz. edu>; tag=a 6 c 85 cf To: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 231 BYE Content-Length: 0 58

透過Proxy Server Alice Bob SIP Proxy “server. zzz. edu” INVITE 200 OK ACK Session Established BYE 200 OK SIP/2. 0 200 OK Via: SIP/2. 0/TCP 192. 168. 10. 20 From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=1928301774 To: Bob <sip: bob@zzz. edu>; tag=a 6 c 85 cf Call-ID: a 84 b 4 c 76 e 66710@pc 33. yyy. edu CSeq: 231 BYE Content-Length: 0 59

SIP Methods: REGISTER Alice SIP Registrar Server REGISTER – 註冊 UA提出註冊請求 REGISTER sip: server. yyy. edu SIP/2. 0 Via: SIP/2. 0/TCP pc 33. yyy. edu ; branch=z 9 h. G 4 bk 2 l 55 n 1 To: Alice <sip: alice@yyy. edu> From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=283074 Call-ID: a 84 b 4 g 96 te 10@pc 33. yyy. edu CSeq: 31862 REGISTER Contact: <sip: alice@10. 1. 3. 33> Expires: 1800 Content-Length: 0 60

SIP Methods: REGISTER Alice SIP Registrar Server REGISTER 200 OK REGISTER – 註冊 SIP/2. 0 200 OK Via: SIP/2. 0/TCP pc 33. yyy. edu ; branch=z 9 h. G 4 bk 2 l 55 n 1; received=10. 1. 3. 33 To: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=a 6 c 85 e 3 From: Alice <sip: alice@yyy. edu>; tag=283074 Call-ID: a 84 b 4 g 96 te 10@pc 33. yyy. edu CSeq: 31862 REGISTER Contact: <sip: alice@pc 33. yyy. edu> Contact: <sip: alice@pda 01. yyy. edu> Expires: 1800 Contact-Length: 0 認證成功 200 (OK) 回應包含一連串的 Contact Expires Header 告知 UA註 冊的有效期限(sec) 更新聯絡位址 讓UA可以收到 SIP的訊息 REGISTER 通常是需要經過密碼認證的 61

Bob’s Call Forking Office Phone TE I V IN yyy. edu Alice INVITE zzz. edu INVITE Bob’s IN VI Notebook TE 同時嚮，看哪一個先接！ Bob’s Mobile phone 62

Enum 中 IP-PSTN 流程 93712113 [1] 撥號 0955406165 [2] Proxy 查詢是 否上線, 若有則為 IP->IP 電話 Proxy Server ENUM [4] DNS 回應為 sip： 0912345678@proxy. enum. org. tw tel：+88689318855 mailto：aaa@nttu. edu. tw [3] 若無, 則查詢 NAPTR 資料, 嘗試 連線第一筆 IP [5] 查詢自己無第 Network 一筆, 並依據 Proxy 自身之 Redirect 定 義, 導到 PSTN GW [8] Call 0912345678 手 機 業 者 固 網 業 者 [6]GW 收到後將訊 息轉傳至固網業者 閘道器 [7] Call 0912345678 64

Enum 中 IP-PSTN 流程-第二筆意義 93712113 sip： ENUM 0912345678@proxy. enum. org. tw tel：+88689318855 mailto：aaa@nttu. edu. tw Proxy Server [11] 試第二筆 88689318855 IP Network 88689318855 0912345678 手 機 業 者 [9]沒有人接. . 固 網 業 者 [9]沒有人接. . [13] Cal 88689318855 [12] GW 收到後將訊息轉傳 至固網業者 閘道器 [9]沒有人接. . [10] GW 回應 Time. Out 65

Enum 中 IP-PSTN 流程- Voice Mail [17] 回應 UMS Server IP 93712113 ENUM [20] 回應 aaa@nttu. edu. tw 位址 Proxy Server 886893188550 0912345678 [16] 試第三筆 SMTP Service, 查詢 ums 位址 [19] 查詢Mail IP Network [18] 轉送訊息至 UMS Server [14]沒有人接. . 手 機 業 者 固 網 業 者 E-MAIL [20] 傳送 Voice Mail 至使用者信箱 閘道器 [15] GW 又回應 Time. Out [14]沒有人接. . 66

VOIP的應用 67

VOIP的應用—Skype 網內互打 0912345678 Alice 123 PSTN Bob 456 網內打給Bob 456 打網外skype out Internet 74

Skype Gateway PSTN與網路訊號轉換(A/D Convert) 音源產生及偵測(DTMF，Dial，Busy， Ring Back，Call Progress) 語音封包的壓縮 轉接號碼到Skype帳號 76

Skype Gateway PSTN 臺北 PSTN 高雄 分機 1 分機 2 PBX 分機 3 電話總機 分機 4 Internet 大陸 分機 5 Skypea 或 Skypeb 外線群組 skypec 77

A/D轉換(類比/數位) (110) 量化 編碼 7 111 6 110 5 101 4 100 3 011 2 010 1 001 0 000 ⊕ 取樣 ⊕ (011) ⊕ ⊕ (001) 0 (010) (001) ⊕ 1 T 2 T 3 T 4 T 輸出 001 110 001 010 78

MOS(Mean Opinion Score) ITU-T Recommendation P. 800 描述對語音 品質進行評分的方式。

VOIP應用 網路語音測試(IPv 4/IPv 6) 自動語音留言測試(可做echo測試) TANet 8碼: 9999 TANet 9碼: 99999 專人接答測試 教育部(IPv 4)： 99191000 教育部(IPv 6)： 99192100, 99192101 81

VOIP應用 自行架設SIP Server參考 http: //voip. tanet. edu. tw/adout 10 -3. asp