Tradisionele telefoonnetwerk is stem deur kringuitruiling, die vereiste transmissie breëband van 64kbit/s.Die sogenaamde VoIP is die IP-pakkie-uitruilnetwerk as die transmissieplatform, die gesimuleerde stemsein-kompressie, verpakking en 'n reeks spesiale verwerking, sodat dit die onverbonde UDP-protokol vir transmissie kan gebruik.
Verskeie elemente en funksies word benodig om stemseine op 'n IP-netwerk te stuur.Die eenvoudigste vorm van die netwerk bestaan uit twee of meer toestelle met VoIP-vermoëns wat via 'n IP-netwerk gekoppel is.
1.Stem-data transformasie
Stemsein is analoog golfvorm, deur IP om stem oor te dra, hetsy intydse toepassingsbesigheid of intydse toepassingsbesigheid, eers na stemsein analoog data-omskakeling, naamlik die analoog stemsein 8 of 6 kwantifisering, en dan na die bufferberging gestuur , kan die grootte van die buffer gekies word volgens die vereistes van die vertraging en kodering.Baie lae bistempo-enkodeerders word in rame geënkodeer.
Tipiese raamlengte het gewissel van 10 tot 30 ms.Met inagneming van die koste tydens transmissie, bestaan intertalige pakkies gewoonlik uit 60, 120 of 240ms se spraakdata.Digitalisering kan geïmplementeer word deur verskeie stemkoderingskemas te gebruik, en die huidige stemkoderingstandaarde is hoofsaaklik ITU-T G.711.Die stemkodeerder by die bronbestemming moet dieselfde algoritme implementeer sodat die spraaktoestel by die bestemming die analoog spraaksein kan herstel.
2.Oorspronklike data-na-IP-omskakeling
Sodra die spraaksein digitaal gekodeer is, is die volgende stap om die spraakpakkie met 'n spesifieke raamlengte saam te enkodeer.Die meeste van die enkodeerders het 'n spesifieke raamlengte.As 'n enkodeerder 15ms-rame gebruik, word die 60ms-pakket van die eerste plek in vier rame verdeel en in volgorde geënkodeer.Elke raam het 120 spraakmonsters (steekproeftempo van 8kHz).Na enkodering is die vier saamgeperste rame in 'n saamgeperste spraakpakket gesintetiseer en na die netwerkverwerker gestuur.Die netwerkverwerker voeg 'n Baotou, tydskaal en ander inligting by die stem en stuur dit na die ander eindpunt deur die netwerk.
Die spraaknetwerk vestig bloot 'n fisiese verbinding tussen die kommunikasie-eindpunte (een lyn) en stuur die geënkodeerde seine tussen die eindpunte.Anders as kringskakelnetwerke, vorm IP-netwerke nie verbindings nie.Dit vereis dat data in veranderlike lang dataverslae of pakkies geplaas word, en dan inligting aan elke datagram adresseer en beheer en oor die netwerk gestuur word, na die bestemming aangestuur word.
3. Oordrag
In hierdie kanaal word die hele netwerk gesien as 'n stempakkie wat van die invoer ontvang word en dan binne 'n sekere tyd (t) na die netwerkuitset versend word.Die t kan in 'n volle reeks verskil, wat die jitter in die netwerktransmissie weerspieël.
Dieselfde nodus in die netwerk kontroleer die adresseringsinligting wat met elke IP-data geassosieer word en gebruik hierdie inligting om daardie datagram aan te stuur na die volgende stop op die bestemmingspad.'n Netwerkskakel kan enige topologie of toegangsmetode wees wat IP-datastrome ondersteun.
4.Die IP-pakket- -die transformasie van die data
Die bestemming VoIP-toestel ontvang hierdie IP-data en begin verwerk.Die netwerkvlak verskaf 'n buffer met veranderlike lengte wat gebruik word om die jitter wat deur die netwerk gegenereer word, te reguleer.Die buffer kan baie stempakkies akkommodeer, en gebruikers kan die grootte van die buffer kies.Klein buffers produseer minder latensie, maar reguleer nie groot jitter nie.Tweedens, die dekodeerder dekomprimeer die geënkodeerde spraakpakket om 'n nuwe spraakpakket te produseer, en hierdie module kan ook per raam werk, presies dieselfde lengte as die dekodeerder.
As die raamlengte 15ms is, word die 60ms-stempakkies in 4 rame verdeel, en dan word hulle teruggedekodeer na 'n 60ms-stemdatavloei en na die dekoderingsbuffer gestuur.Tydens die verwerking van die dataverslag word die adresseer- en beheerinligting verwyder, die oorspronklike oorspronklike data word behou, en hierdie oorspronklike data word dan aan die dekodeerder verskaf.
5.Digitale spraak is omgeskakel na analoog spraak
Die terugspeelaandrywing verwyder die stemmonsters (480) in die buffer en stuur dit na die klankkaart deur die luidspreker teen 'n voorafbepaalde frekwensie (bv. 8kHz).Kortom, die oordrag van stemseine op die IP-netwerk gaan deur die omskakeling van analoogsein na digitale sein, digitale stemverpakking in 'n IP-pakkie, IP-pakkie-oordrag deur die netwerk, IP-pakkie-uitpak en die herstel van digitale stem na die analoog sein.
Tweedens, VoIP-verwante tegniese standaarde
Vir multimediatoepassings op bestaande kommunikasienetwerke het die Internasionale Telekommunikasie Unie (ITU-T) die H.32x Multimedia-kommunikasiereeksprotokol ontwikkel, die volgende hoofstandaarde vir 'n eenvoudige beskrywing:
H.320, Standaard vir multimediakommunikasie op die smalband videotelefoonstelsel en terminaal (N-ISDN);
H.321, Standaard vir multimedia kommunikasie op die B-ISDN;
H.322.Standaard vir multimedia kommunikasie op die LAN gewaarborg deur QoS;
H.323.Standaard vir multimedia kommunikasie op 'n pakkie skakel netwerk sonder QoS waarborg;
H.324, 'n standaard vir multimedia-kommunikasie op lae bistempo-kommunikasieterminale (PSTN en draadlose netwerk).
Onder die bogenoemde standaarde, H. Die 323 Standaard-gedefinieerde netwerke is die mees gebruikte, soos Ethernet, Token Network, FDDI Network, ens. as gevolg van H. Die toepassing van 323 standaard het natuurlik 'n hot spot in die mark geword, so hieronder sal ons fokus op H.323。H.323 Vier hoofkomponente word in die voorstel gedefinieer: terminaal, poort, poortbestuursagteware (ook bekend as poort of hek), en meerpuntbeheereenheid.
1. Terminal (Terminaal)
Alle terminale moet stemkommunikasie ondersteun, en die video- en datakommunikasievermoëns is opsioneel.almal H.Die 323-terminaal moet ook die H.245-standaard ondersteun, H.245 Die standaard word gebruik om die kanaalgebruik en die kanaalwerkverrigting te beheer.H .323 Die hoofparameters van die spraakkodek in stemkommunikasie word soos volg gespesifiseer: ITU aanbeveel stembandwydte / KHz transmissie bistempo / Kb/s kompressie algoritme annotasie G.711 3.4 56,64 PCM eenvoudige kompressie, toegepas op die PSTN in G .728 3.4 16 LD-CELP-stemkwaliteit as G.711, soos toegepas op die lae-bistempo-oordrag G.722 7 48,56,64 ADPCM-stemkwaliteit is hoër as G.711, toegepas op hoë-bistempo-transmissie G .723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ Stemkwaliteit is aanvaarbaar, G.723.1 Neem 'n G aan vir die VOIP-forum.729G.729A 3.4 8 CS-ACELP vertraging is laer as G.723.1, Stemkwaliteit is hoër as die G.723.1.
2. Gateway (Gateway)
Dit is H. 'n Opsie vir die 323-stelsel. Die poort kan die protokolle, oudio-, videokoderingsalgoritmes en beheerseine wat deur verskillende stelsels gebruik word om die stelselterminale kommunikasie te akkommodeer transformeer.Soos die PSTN-gebaseerde van H.324-stelsel en smalband ISDN-gebaseerde H.Die 320-stelsel en die H.323 Vir stelselkommunikasie is dit nodig om die poort op te stel;
3. Doeane-houding (hekwagter)
Dit is H. 'n Opsionele komponent van die 323-stelsel is die sagteware om die bestuursfunksie te voltooi. Dit het twee hooffunksies: die eerste is vir die H.323 Toepassingsbestuur;die tweede is die bestuur van die terminale kommunikasie deur die poort (soos oproep vestiging, verwydering, ens.). Bestuurders kan adres omskakeling, bandwydte beheer, oproep stawing, oproep opname, gebruiker registrasie, kommunikasie domein bestuur en ander funksies uitvoer deur doeane keeping.one H.323 Die kommunikasiedomein kan veelvuldige poorte hê, maar net een poort werk.
4.Multipuntbeheereenheid (Multipuntbeheereenheid)
Die MCU maak meerpuntkommunikasie op 'n IP-netwerk moontlik, en punt-tot-punt kommunikasie word nie vereis nie.Die hele stelsel vorm 'n stertopologie deur die MCU.Die MCU bevat twee hoofkomponente: meerpuntbeheerder MC en meerpuntverwerker MP, of sonder MP.H tussen MC-verwerkingsterminale.245 Beheer inligting om 'n minimale publieke naamgewer vir oudio- en videoverwerking te bou.MC verwerk nie enige media-inligtingstroom direk nie, maar laat dit aan MP oor. Die MP meng, skakel en verwerk die oudio , video of data inligting.
In die industrie is daar twee parallelle argitekture, een is die ITU-T H wat hierbo bekendgestel is.323 Protokol is die SIP-protokol (RFC2543) wat deur die Internet Engineering Task Force (IETF) voorgestel word, en die SIP-protokol is meer geskik vir intelligente terminale.
Derdens, Die stukrag vir VoIP-ontwikkeling
Die wydverspreide gebruik van VoIP sal vinnig waar word as gevolg van baie hardeware, sagteware, verwante ontwikkelings en tegnologiese deurbrake in die protokol en standaarde.Tegnologiese vooruitgang en ontwikkelings in hierdie velde speel 'n dryfkrag in die skep van 'n meer doeltreffende, funksionele en interoperabele VoIP-netwerk. Die tegniese faktore wat die vinnige ontwikkeling en selfs wydverspreide toepassing van VoIP bevorder, kan in die volgende aspekte opgesom word.
1.Digitale seinverwerker
Gevorderde digitale seinverwerkers (Digital Signal Processor, DSP) voer die berekening-intensiewe komponente uit wat benodig word vir stem- en data-integrasie.DSP verwerk digitale seine hoofsaaklik om komplekse berekeninge uit te voer wat andersins deur 'n universele SVE uitgevoer moet word. Die kombinasie van hul gespesialiseerde verwerkingskrag met die lae koste maak die DSP goed geskik om die seinverwerkingsfunksies in die VoIP-stelsel uit te voer.
Enkelstemstroom op die G.729 Die rekenaarkoste van stemkompressie is gewoonlik groot, wat 20MIPS benodig.As 'n sentrale SVE vereis word om roete- en stelselbestuurfunksies uit te voer terwyl verskeie stemstrome verwerk word, is dit onrealisties.Daarom kan die gebruik van een of meer DSP die rekenaartaak van die komplekse stemkompressie-algoritme van die sentrale SVE verwyder. Daarbenewens is DSP geskik vir stemaktiwiteitopsporing en eggo-kansellasie, wat hulle in staat stel om stemdatastrome in reële tyd te verwerk en vinnig toegang te verkry aanboordgeheue, dus.In hierdie afdeling beskryf ons hoe om stemkodering en eggo-kansellasie op die TMS320C6201DSP-platform te implementeer.
Protokol en standaard sagteware en hardeware H.323 Geweegde billike tou-metode DSP MPLS-merkeruitruiling geweegde ewekansige vroeë opsporing gevorderde ASIC RTP, RTCP dubbele tregter algemene seltempo-algoritme DWDM RSVP-gegradeerde toegang vinnige tempo SONET Diffserv, MOTOR Cisco vinnige aanstuur SVE verwerkingskrag G. 729, G.729a: CS-ACELP Uitgebreide Toegangstabel ADSL, RADSL, SDSL FRF.11/FRF.12 Tokenvat-algoritme Multilink PPP Frame Relay Data-gelykrigter SIP gebaseer op prioriteitsintegrasie van CoS-pakket oor SONET IP en OTM QoS / CoS
2.Gevorderde toegewyde geïntegreerde stroombane
Die Application-Specific Integrated Circait (ASIC)-ontwikkeling het 'n vinniger, meer komplekse en meer funksionele ASIC opgelewer. ASIC is 'n gespesialiseerde toepassingskyfie wat 'n enkele toepassing of 'n klein stel funksies verrig. Omdat hulle fokus op baie nou toepassingsdoelwitte, hulle kan hoogs geoptimaliseer word vir spesifieke funksies, gewoonlik met 'n dubbeldoel SVE een of meer ordes van grootte vinniger.
Net soos die Thin Instruction set Computer (RSIC)-skyfie fokus op vinnige uitvoering van limietgetalle, is die ASIC vooraf geprogrammeer om 'n eindige aantal funksies vinniger uit te voer. Sodra ontwikkeling voltooi is, is die koste van ASIC-massaproduksie laag, en dit word gebruik vir netwerktoestelle insluitend roeteerders en skakelaars, die uitvoering van funksies soos roetetabelkontrolering, groepaanstuur, groepsortering en kontrolering, en toustaan. Die gebruik van ASIC gee die toestel hoër werkverrigting en minder koste. Hulle bied verhoogde breëband en beter QoS-ondersteuning vir die netwerk, dus speel hulle 'n groot rol in die bevordering van VoIP-ontwikkeling.
3.IP transmissie tegnologie
Die meeste transmissie-telekommunikasienetwerke gebruik tydverdelingsmultipleksing, terwyl die internet statistiese hergebruik en langpakkie-uitruiling moet aanneem.In vergelyking het laasgenoemde 'n hoë benuttingskoers van netwerkhulpbronne, eenvoudige en effektiewe interkonneksie, en baie van toepassing op datadienste, wat een van die belangrike redes vir die vinnige ontwikkeling van die internet is. Breëband IP-netwerkkommunikasie vereis egter QoS en vertragingseienskappe , so die ontwikkeling van statistiese multipleksing pakkie-uitruiling het bekommerd gelok. Op die oomblik, bykomend tot die nuwe generasie van IP-protokol-IPV6, het die wêreld Internet ingenieurstaakgroep (IETF) die multi-protokol tag-uitruil tegnologie (MPLS) voorgestel. is 'n soort netwerklaagseleksie gebaseer op verskeie merker / etiketuitruiling, kan die buigsaamheid van padkeuse verbeter, netwerklaagseleksievermoë uitbrei, die roeteerder en kanaaluitruilintegrasie vereenvoudig, netwerkwerkverrigting verbeter.MPLS kan as 'n onafhanklike roeteprotokol werk, en versoenbaar is met die bestaande netwerk roetering protokol, ondersteun verskeie bedryf, bestuur en instandhouding funksies van IP netwerk, maak die QoS, roetering, sein prestasie aansienlik verbeter, om te bereik of naby die vlak van statistiese hergebruik vaste lengte pakkie uitruil (OTM), en eenvoudig, doeltreffend, goedkoop en toepaslik as OTM.
IETF gryp ook plaaslik die nuwe groeperingstegnologie aan om QoS-padkeuse te bewerkstellig. Die "tonneltegnologie" word bestudeer om breëbandtransmissie van eenrigtingskakels te bewerkstellig. Daarbenewens is hoe om die IP-netwerktransmissieplatform te kies ook 'n belangrike navorsingsveld in onlangse jare, en IP oor OTM, IP oor SDH, IP oor DWDM en ander tegnologieë het agtereenvolgens verskyn.
Die IP-laag voorsien IP-gebruikers van hoëgehalte-IP-toegangsdienste met sekere dienswaarborge. Die gebruikerslaag verskaf die toegangsvorm (IP-toegang en breëbandtoegang) en die diensinhoudvorm.In die basiese laag, Ethernet, as die fisiese laag van die IP-netwerk, is 'n vanselfsprekendheid, maar IP overDWDM het die nuutste tegnologie, en het groot potensiaal vir ontwikkeling.
Dense Wave Division MultipLexing (DWDM) spuit nuwe lewe in veselnetwerke en verskaf ongelooflike bandwydte in telekommunikasiemaatskappye wat nuwe veselruggraat lê. DWDM-tegnologie gebruik die vermoëns van optiese vesels en gevorderde optiese transmissietoerusting. golflengtes van lig (LASER) van 'n enkele stroom optiese vesel. Huidige stelsels kan 16 golflengtes stuur en herken, terwyl toekomstige stelsels 40 tot 96 volle golflengtes kan ondersteun. Dit is betekenisvol omdat elke bykomende golflengte 'n bykomende vloei van inligting byvoeg. Jy kan brei dus die 2,6 Gbit/s (OC-48)-netwerk met 16 keer uit sonder om nuwe vesels aan te lê.
Die meeste nuwe veselnetwerke loop OC-192 teen (9.6 Gbit/s), genereer kapasiteit van meer as 150 Gbit/s op 'n paar vesels wanneer dit gekombineer word met DWDM. Daarbenewens bied DWDM koppelvlakprotokol en spoed-onafhanklike kenmerke, en ondersteun beide OTM , SDH en Gigabit Ethernet seintransmissie op 'n enkele vesel, wat versoenbaar kan wees met die bestaande netwerke, sodat DWDM bestaande bates kan beskerm, maar ook ISP- en telekommunikasiemaatskappye van sterker ruggraat kan voorsien, en breëband goedkoper en meer toeganklik maak, wat sterk ondersteuning vir die bandwydtevereistes van VoIP-oplossings.
Die verhoogde transmissietempo kan nie net 'n growwer pyplyn verskaf met minder kans om te blokkeer nie, maar ook die vertraging met baie verminder, en kan dus die QoS-vereistes op IP-netwerke aansienlik verminder.
4.Breëbandtoegangstegnologie
Gebruikerstoegang van IP-netwerk het 'n knelpunt geword wat die ontwikkeling van die hele netwerk beperk. Op die lang termyn is die uiteindelike doel van gebruikerstoegang vesel-tot-huis (FTTH). Breedweg gesproke sluit optiese toegangsnetwerk optiese digitale lusdraerstelsel in en passiewe optiese netwerk. Eersgenoemde is hoofsaaklik in die Verenigde State, gekombineer met oopmond V5.1/V5.2, wat sy geïntegreerde stelsel op optiese vesel oordra, wat groot lewenskragtigheid toon.
Laasgenoemde is hoofsaaklik in die orde en in Duitsland.Vir meer as 'n dekade het Japan 'n reeks maatreëls getref om die koste van passiewe optiese netwerk te verminder tot 'n vlak soortgelyk aan koperkabels en metaal gedraaide paar, en gebruik dit gebruik.Veral In onlangse jare het ITU die OTM-gebaseerde passiewe optiese netwerk (APON) voorgestel, wat die voordele van OTM en passiewe optiese netwerk aanvul.Die toegangtempo kan 622 M bit/s bereik, wat baie voordelig is vir die ontwikkeling van breëband IP-multimediadiens, en kan die mislukkingskoers en die aantal nodusse verminder, en die dekking uitbrei.Op die oomblik het ITU die standaardiseringswerk voltooi. , vervaardigers aktief ontwikkel, daar sal goedere op die mark wees, sal die belangrikste ontwikkelingsrigting van breëbandtoegangstegnologie vir die 21ste eeu word.
Tans is die belangrikste toegangstegnologieë: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25 en Ethernet en breëband draadlose toegangstelselkolom, ens.Hierdie toegangstegnologieë het hul eie kenmerke, insluitend die vinnigste ontwikkelende ADSL en CM;CM (Kabelmodem) gebruik koaksiale kabel, hoë transmissietempo, sterk anti-interferensievermoë;maar nie tweerigtingtransmissie nie, geen eenvormige standaard nie.ADSL (Asymmetrical Digital Loop) het eksklusiewe toegang tot breëband, maak ten volle gebruik van die bestaande telefoonnetwerk en verskaf asimmetriese transmissietempo.Die aflaaitempo aan die gebruikerkant kan 8 Mbit/s bereik, en die oplaaitempo aan die gebruikerkant kan 1M bis/s bereik. ADSL verskaf die nodige breëband vir besighede en alle gebruikers, en verminder die koste aansienlik. Die gebruik van laerkoste ADSL plaaslike stroombane, het maatskappye nou toegang tot internet en internetgebaseerde VPN teen hoër spoed, wat hoër VoIP-oproepkapasiteit moontlik maak.
5.Sentrale verwerkingseenheid tegnologie
Sentrale verwerkingseenhede (SVE) ontwikkel steeds in funksie, krag en spoed. Dit maak wydverspreide toepassing van multimedia-rekenaar moontlik en verbeter die werkverrigting van stelselfunksies wat deur SVE-krag beperk word. Die rekenaar se vermoë om stroom-oudio- en videodata te verwerk, is lank reeds gewag deur gebruikers, dus is die lewering van stemoproepe op datanetwerke natuurlik die volgende doelwit. Hierdie rekenaarkenmerk stel beide gevorderde multimedia-rekenaartoepassings en gevorderde kenmerke in netwerkkomponente in staat om stemtoepassings te ondersteun.