模擬的聲音訊�(hào)引經(jīng)過壓縮與封包之后,以數(shù)�(jù)封包的形式在IP�(wǎng)�(luò)�(jìn)行語音訊�(hào)的傳�,通俗來說也就是互�(lián)�(wǎng)電話�IP電話.VOIP�(wǎng)�(luò)電話�
VoIP的優(yōu)�(shì)是能廣泛地采用Internet和全球IP互連的�(huán)�,提供比傳統(tǒng)�(yè)�(wù)更多、更好的服務(wù)�
VoIP可以在IP�(wǎng)�(luò)上便宜的傳送語�、傳�、視�、和�(shù)�(jù)等業(yè)�(wù),如�(tǒng)一消息、虛擬電�、虛擬語�/傳真郵箱、查�(hào)�(yè)�(wù)、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、電視會(huì)�、電子商�(wù)、傳真存�(chǔ)�(zhuǎn)�(fā)和各種信息的存儲(chǔ)�(zhuǎn)�(fā)��
通過因特�(wǎng)�(jìn)行語音通信是一�(gè)非常�(fù)雜的系統(tǒng)工程,其�(yīng)用面很廣,因此涉及的技�(shù)也特別多,其中最根本的技�(shù)是VoIP (Voice over IP)技�(shù),可以說,因特網(wǎng)語音通信是VoIP技�(shù)的一�(gè)最典型的、也是最有前景的�(yīng)用領(lǐng)�。因此在討論用因特網(wǎng)�(jìn)行語音通信之前,有必要首先分析VoIP的基本原理,以及VoIP中的相關(guān)技�(shù)問題�
傳統(tǒng)的電話網(wǎng)是以電路交換方式傳輸語音,所要求的傳輸寬帶為64kbit/s。而所謂的VoIP是以IP分組交換�(wǎng)�(luò)為傳輸平�(tái),對(duì)模擬的語音信�(hào)�(jìn)行壓�、打包等一系列的特殊處�,使之可以采用無連接的UDP�(xié)議�(jìn)行傳輸�
為了在一�(gè)IP�(wǎng)�(luò)上傳輸語音信�(hào),要求幾�(gè)元素和功�。最簡單形式的網(wǎng)�(luò)由兩�(gè)或多�(gè)具有VoIP功能的設(shè)備組�,這一�(shè)備通過一�(gè)IP�(wǎng)�(luò)連接。從圖中可以�(fā)�(xiàn)VoIP�(shè)備是如何把語音信�(hào)�(zhuǎn)換為IP�(shù)�(jù)流,并把這些�(shù)�(jù)流轉(zhuǎn)�(fā)到IP目的�,IP目的地又把它們轉(zhuǎn)換回到語音信�(hào)。兩者之音的�(wǎng)�(luò)必須支持IP傳輸,且可以是IP路由器和�(wǎng)�(luò)鏈路的任意組合。因此可以簡單地將VoIP的傳輸過程分為下列幾�(gè)階段�
1� 語音-�(shù)�(jù)�(zhuǎn)�
語音信號(hào)是模擬波�,通過IP方式來傳輸語�,不管是�(shí)�(shí)�(yīng)用業(yè)�(wù)還是非實(shí)�(shí)�(yīng)用業(yè)�(wù),首先要�(duì)語音信號(hào)�(jìn)行模擬數(shù)�(jù)�(zhuǎn)�,也就是�(duì)模擬語音信號(hào)�(jìn)�8位或6位的量化,然后送入到緩沖存�(chǔ)區(qū)�,緩沖器的大小可以根�(jù)延遲和編碼的要求選擇。許多低比特率的編碼器是采取以幀為單位�(jìn)行編碼。典型幀長為10~30ms??紤]傳輸過程中的代價(jià),語間包通常�60�120�240ms的語音數(shù)�(jù)組成。數(shù)字化可以使用各種語音編碼方案來實(shí)�(xiàn),目前采用的語音編碼�(biāo)�(zhǔn)主要有ITU-T G.711。源和目的地的語音編碼器必須�(shí)�(xiàn)相同的算�,這樣目的地的語音�(shè)備幫可以還原模擬語音信號(hào)�
2� 原數(shù)�(jù)到IP�(zhuǎn)�
一旦語音信�(hào)�(jìn)行數(shù)字編碼,下一步就是對(duì)語音包以特定的幀長�(jìn)行壓縮編�。大部份的編碼器都有特定的幀長,若一�(gè)編碼器使�15ms的幀,則把從來的60ms的包分成4幀,并按順序�(jìn)行編碼。每�(gè)幀�120�(gè)語音樣點(diǎn)(抽樣率�8kHz�。編碼后,將4�(gè)壓縮的幀合成一�(gè)壓縮的語音包送入�(wǎng)�(luò)處理�。網(wǎng)�(luò)處理器為語音添加包頭、時(shí)�(biāo)和其它信息后通過�(wǎng)�(luò)傳送到另一端點(diǎn)。語音網(wǎng)�(luò)簡單地建立通信端點(diǎn)之間的物理連接(一條線路),并在端�(diǎn)之間傳輸編碼的信�(hào)。IP�(wǎng)�(luò)不像電路交換�(wǎng)�(luò),它不形成連接,它要求把數(shù)�(jù)放在可變長的�(shù)�(jù)�(bào)或分組中,然后給每�(gè)�(shù)�(jù)�(bào)附帶尋址和控制信�,并通過�(wǎng)�(luò)�(fā)�,一站一站地�(zhuǎn)�(fā)到目的地�
3� 傳�
在這�(gè)通道�,全部網(wǎng)�(luò)被看成一�(gè)從輸入端接收語音�,然后在一定時(shí)間(t)內(nèi)將其傳送到�(wǎng)�(luò)輸出�。t可以在某全范圍內(nèi)變化,反映了�(wǎng)�(luò)傳輸中的抖動(dòng)。網(wǎng)�(luò)中的同間節(jié)�(diǎn)檢查每�(gè)IP�(shù)�(jù)附帶的尋址信息,并使用這�(gè)信息把該�(shù)�(jù)�(bào)�(zhuǎn)�(fā)到目的地路徑上的下一�。網(wǎng)�(luò)鏈路可以是支持IP�(shù)�(jù)流的任何拓結(jié)�(gòu)或訪問方��
4� IP�-�(shù)�(jù)的轉(zhuǎn)�
目的地VoIP�(shè)備接收這�(gè)IP�(shù)�(jù)并開始處�。網(wǎng)�(luò)�(jí)提供一�(gè)可變長度的緩沖器,用來調(diào)節(jié)�(wǎng)�(luò)�(chǎn)生的抖動(dòng)。該緩沖器可容納許多語音包,用戶可以選擇緩沖器的大小。小的緩沖器�(chǎn)生延遲較�,但不能�(diào)節(jié)大的抖動(dòng)。其�,解碼器將經(jīng)編碼的語音包解壓縮后�(chǎn)生新的語音包,這�(gè)模塊也可以按幀�(jìn)行操�,完全和解碼器的長度相同。若幀長度�15ms�,是60ms的語音包被分�4幀,然后它們被解碼還原�60ms的語音數(shù)�(jù)流送入解碼緩沖�。在�(shù)�(jù)�(bào)的處理過程中,去掉尋址和控制信息,保留原始的原�(shù)�(jù),然后把這�(gè)原數(shù)�(jù)提供給解碼器�
5� �(shù)字語音轉(zhuǎn)換為模擬語音
播放�(qū)�(dòng)器將緩沖器中的語音樣�(diǎn)�480�(gè))取出送入聲卡,通過�(yáng)聲器按預(yù)定的頻率(例�8kHz)播�� 簡而言之,語音信號(hào)在IP�(wǎng)�(luò)上的傳送要�(jīng)過從模擬信號(hào)到數(shù)字信�(hào)的轉(zhuǎn)換、數(shù)字語音封裝成IP分組、IP分組通過�(wǎng)�(luò)的傳送、IP分組的解包和�(shù)字語音還原到模擬信號(hào)等過��
由于相關(guān)的硬件、軟�、協(xié)議和�(biāo)�(zhǔn)中的許多�(fā)展和技�(shù)突破,使得VoIP的廣泛使用很快就�(huì)變成�(xiàn)�(shí)。這些�(lǐng)域中的技�(shù)�(jìn)步和�(fā)展為�(chuàng)建一�(gè)更有�、功能和互操作性更�(qiáng)的VoIP�(wǎng)�(luò)起著推波助瀾的作用。推�(dòng)VoIP飛速發(fā)展乃至廣泛應(yīng)用的技�(shù)因素可以歸納為如下幾�(gè)方面�
1� �(shù)字信�(hào)處理� 先�(jìn)的數(shù)字信�(hào)處理器(Digital Signal Processor ,DSP)執(zhí)行語音和�(shù)�(jù)集成所要求的計(jì)算密集的任各。DSP處理�(shù)字信�(hào)主要用于�(zhí)行復(fù)雜的�(jì)�,否則這些�(jì)算可能必須由通用CPU�(zhí)�。它們的專門化的處理能力與低成本的結(jié)合使DSP很好地適合于�(zhí)行VoIP系統(tǒng)中的信號(hào)處理功能�
單�(gè)語音流上G.729語音壓縮的計(jì)算開銷開常大,要求達(dá)�20MIPS,如果要求一�(gè)中央CPU在處理多�(gè)語音流的同時(shí),還�(zhí)行路由和系統(tǒng)管理功能,這是不現(xiàn)�(shí)�,因�,使用一�(gè)或多�(gè)DSP可以從中央CPU卸載其中的復(fù)雜語音壓縮算法的�(jì)算任�(wù)。另外,DSP還適合于語音的活�(dòng)檢測(cè)和回聲取消這樣的功�,困為它們實(shí)�(shí)處理語音�(shù)�(jù)流,并能快速訪問板上內(nèi)�,因此。在本章節(jié)�,比較詳�(xì)地介紹如何在TMS320C6201DSP平臺(tái)來實(shí)�(xiàn)語音編碼和回聲抵消的功能�
�2-2 推動(dòng)VoIP的主要技�(shù)�(jìn)�
�(xié)議和�(biāo)�(zhǔn) 軟件 硬件
H.323 加權(quán)公平排隊(duì)� DSP
MPLS�(biāo)記交� 加權(quán)隨機(jī)早期檢測(cè) ASIC
RTP, RTCP 雙漏斗通用信元速率算法 DWDM
RSVP 額定訪問速成� SONET
Diffserv, CAR Cisco快速轉(zhuǎn)�(fā) CPU處理功率
G.729, G.729a:CS-ACELP �(kuò)展訪問表 ADSL,RADSL,SDSL
FRF.11/FRF.12 令牌桶算�
Multilink PPP 幀中繼�(shù)�(jù)整流�
SIP 基于�(yōu)先級(jí)的CoS
Packet over SONET IP和ATM QoS/CoS的集�
�(xié)議和�(biāo)�(zhǔn) 軟件 硬件 H.323 加權(quán)公平排隊(duì)� DSP MPLS�(biāo)記交� 加權(quán)隨機(jī)早期檢測(cè) ASIC RTP, RTCP 雙漏斗通用信元速率算法 DWDM RSVP 額定訪問速成� SONET Diffserv, CAR Cisco快速轉(zhuǎn)�(fā) CPU處理功率 G.729, G.729a:CS-ACELP �(kuò)展訪問表 ADSL,RADSL,SDSL FRF.11/FRF.12 令牌桶算� Multilink PPP 幀中繼�(shù)�(jù)整流� SIP 基于�(yōu)先級(jí)的CoS Packet over SONET IP和ATM QoS/CoS的集��
2� 專用集成電路 專用集成電路(Application-Specific Integrated Circait, ASIC)發(fā)展產(chǎn)生了更快、更�(fù)�、功能更�(qiáng)的ASIC。ASIC是執(zhí)行單一�(yīng)用或很小的一組功能專門的應(yīng)用芯�。由于集中于很窄的應(yīng)用目�(biāo),故它們可以對(duì)特定的功能�(jìn)行高度的�(yōu)化,通常雙通用CPU快一�(gè)或幾�(gè)�(shù)量級(jí)。就像精簡指令集�(jì)算機(jī)(RSIC)芯片集中于快速執(zhí)行有限數(shù)目的操作一樣,ASIC被預(yù)先編�、使其能更快地執(zhí)行有限數(shù)目的功能。一旦開�(fā)完成,ASIC批量生產(chǎn)的成本并不高,被用于包括路由器和交換�(jī)這樣的網(wǎng)�(luò)�(shè)備,�(zhí)行路由查�、分組轉(zhuǎn)�(fā)、分組分類和檢查以及排隊(duì)等功�。ASIC的使用使�(shè)備的性能更高,而成本更低。它�?yōu)榫W(wǎng)�(luò)提供增加的寬帶和更好的QoS支持,所以對(duì)VoIP�(fā)展起著很大的促�(jìn)作用�
3� IP傳輸技�(shù) 傳輸電信�(wǎng)大多采用�(shí)分多路復(fù)用方�,因特網(wǎng)須采用的是統(tǒng)�(jì)�(fù)用變長分組交換方�,二者相�,后者對(duì)�(wǎng)�(luò)資源利用率高,互連互通簡便有�、對(duì)�(shù)�(jù)�(yè)�(wù)十分適用,這是因特�(wǎng)得以飛速發(fā)展的重要原因之一。但是,寬帶IP�(wǎng)�(luò)通信�(duì)QoS和延遲特性提出了茍刻的要�,因此,�(tǒng)�(jì)�(fù)用變長分組交換的技�(shù)�(fā)展為人們所�(guān)�。目前,除已問世的新一代IP�(xié)�--IPV6�,世界因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)提出了多協(xié)議標(biāo)記交換技�(shù)(MPLS�,這是一種基于網(wǎng)�(luò)層選路的各種�(biāo)�/�(biāo)簽的交換,能提高選路的靈活�,擴(kuò)展網(wǎng)�(luò)層選路能�,簡化路由器和基于信元交換的集成,提高網(wǎng)�(luò)性能。MPLS既可以作為獨(dú)立的選路�(xié)議工�,又能與�(xiàn)有的�(wǎng)�(luò)選路�(xié)議兼�,支持IP�(wǎng)�(luò)的各種操作、管理和維護(hù)功能,使IP�(wǎng)�(luò)通信的QoS、路�、信令等性能大大提高,達(dá)到或接近�(tǒng)�(jì)�(fù)用定長分組交換(ATM)的水平,而又比ATM簡單、高�、便宜、適�。IETF還地抓緊新的分組理理持術(shù),以便實(shí)�(xiàn)QoS選路。其中正在研�"隧道技�(shù)"就是為了�(shí)�(xiàn)單向鏈路的寬帶傳�� 另外,如何選擇IP�(wǎng)�(luò)傳輸平臺(tái)也是近年來研究的一�(gè)重要�(lǐng)�,先后出�(xiàn)了IP over ATM、IP over SDH、IP over DWDM等技�(shù),目前公�(rèn)的寬帶網(wǎng)�(luò)分析模型如圖2-20所示�
�2-20 寬帶IP�(wǎng)�(luò)的分層模�
層是基層�(chǔ),提供高速的�(shù)�(jù)傳輸骨干。IP層向IP用戶提供高質(zhì)量的,具有一定服�(wù)保證的IP接入服務(wù)。用戶層提供接入形式(IP接入和寬帶接入)和服�(wù)�(nèi)容形�。在基礎(chǔ)�,以太網(wǎng)作為IP�(wǎng)�(luò)的物理層,是理所�(dāng)然的事情,但是IP overDWDM卻上技�(shù),并具有很大的發(fā)�?jié)摿�?/FONT>
密集波分多路�(fù)用(Dense Wave Division MultipLexing,DWDM)為光纖�(wǎng)�(luò)注入新的活力,并在電信公司鋪�(shè)新的光纖主干�(wǎng)中提供驚人的帶寬。DWDM技�(shù)利用光纖的能力和先�(jìn)的光傳輸�(shè)�。波分多路復(fù)用的名稱是從單股光纖上傳送多�(gè)波長的光(LASER)而得來的。目前的系統(tǒng)能夠�(fā)送和�(shí)�16�(gè)波長,而將來的系統(tǒng)能夠支持40~96全波長。這具有重要意�,因?yàn)槊吭黾右粋€(gè)波長,就增加了一�(gè)信息�。因此可以將2.6Gbit/s(OC-48)網(wǎng)�(luò)�(kuò)�16�,而不必鋪�(shè)新的光纖�
大多�(shù)新的光纖�(wǎng)�(luò)以(9.6Gbit/s)的速度�(yùn)行OC-192,在與DWDM�(jié)合時(shí),在一�(duì)光纖上產(chǎn)�150Gbit/s以上的容�。另�,DWDM提供了接口的�(xié)議和速度無關(guān)的特�,在一條光纖上可同�(shí)支持ATM、SDH和千兆以太網(wǎng)信號(hào)的傳�,這樣和現(xiàn)在已建成的各種網(wǎng)�(luò)都可以兼�,因此DWDM既可以保�(hù)已有的投資,還可以以其巨大帶寬為ISP和電信公司提供了功能更強(qiáng)的主干網(wǎng),并使寬帶成本更低和訪問性更�(qiáng),這對(duì)VoIP解決方案的帶寬要求提供強(qiáng)有力的支�。增加的傳輸速率不僅可以提供更粗的管�,使阻塞的機(jī)�(huì)更少,而且使延�(shí)降低了許多,因此可以在很大程度上減少IP�(wǎng)�(luò)上的QoS要求�
4� 寬帶接入技�(shù)
IP�(wǎng)�(luò)的用戶接入已成為制約全網(wǎng)�(fā)展的瓶頸。從長期�(fā)展看,用戶接入的目標(biāo)是光纖到戶(FTTH)。光接入�(wǎng)從廣義上講包括光�(shù)字環(huán)路載波系�(tǒng)和無源光�(wǎng)�(luò)兩類。前者主要在美國,結(jié)合開放口V5.1/V5.2,在光纖上傳送其綜合系統(tǒng),顯示了很大的生命力。后者主要在日本和德�。日本堅(jiān)持不懈攻�(guān)十多�,采取一系列措施,將無源光網(wǎng)�(luò)成本降低至與銅纜和金屬雙絞線相近的水�,并大量使用。特別是近年ITU提出以ATM為基�(chǔ)的無源光�(wǎng)�(luò)(APON�,將ATM與無源光�(wǎng)�(luò)�(yōu)�(shì)互補(bǔ),接入速率可達(dá)622M bit/s,對(duì)寬帶IP多媒體業(yè)�(wù)�(fā)展十分有�,且能減少故障率和節(jié)�(diǎn)�(shù)目,�(kuò)大覆蓋范�。目前ITU已完成了�(biāo)�(zhǔn)化工�,各廠家正在積極研制,不久會(huì)有商品上�,將成為面向21世紀(jì)的寬帶接入技�(shù)的主要發(fā)展方向�
目前主要采用的接入技�(shù)�:PSTN、IADN、ADSL、CM、DDN� X.25� Ethernet以及寬帶無線接入系統(tǒng)列等。這些接入技�(shù)各有特點(diǎn),其中發(fā)展最快的是ADSL和CM;CM(Cable Modem)采用同軸電纜,傳輸速率�、抗干擾能力�(qiáng);但是不能雙向傳�,無�(tǒng)一�(biāo)�(zhǔn)。ADSL(Asymmetrical Digital Loop)獨(dú)享接入寬�� 充分利有�(xiàn)有電話網(wǎng),提供非�(duì)稱的傳輸速率,用戶側(cè)的下載速率可以�(dá)�8 Mbit/s,用戶側(cè)的上載速率可以�(dá)�1M bit/s。ADSL為企�(yè)和各�(gè)用戶提供必要的寬�,并極大地降低成�。使用較低成本的ADSL地區(qū)�(huán)路,�(xiàn)在公司能以更高的速度訪問因特�(wǎng)和基于因特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商的VPN,允許更高的VoIP呼叫容量�
5� 中央處理單元技�(shù)
中央處理單元(CPU)在功能、功率和速度方面繼續(xù)�(fā)�。這使多媒體PC能夠廣泛�(yīng)用,并提高了受CPU功率限制的系�(tǒng)功能的性能。PC處理流式音頻和視頻數(shù)�(jù)的能力在用戶中期待已�,所以在�(shù)�(jù)�(wǎng)�(luò)上傳送語音呼叫理所�(dāng)然成為下一步的目標(biāo)。這�(gè)�(jì)算功能使先�(jìn)的多媒體桌面�(yīng)用和�(wǎng)�(luò)組件中的先�(jìn)功能都支持語音應(yīng)用�
維庫電子�,電子知�(shí),一查百通!
已收錄詞�160338�(gè)