Ang tradisyonal nga network sa telepono mao ang voice by circuit exchange, ang gikinahanglan nga transmission broadband nga 64kbit/s.Ang gitawag nga VoIP mao ang IP packet exchange network isip transmission platform, ang simulated voice signal compression, packaging ug usa ka serye sa espesyal nga pagproseso, aron kini makagamit sa unconnected UDP protocol alang sa transmission.
Daghang mga elemento ug mga gimbuhaton ang gikinahanglan sa pagpasa sa mga signal sa tingog sa usa ka IP network.Ang pinakasimple nga porma sa network naglangkob sa duha o daghan pa nga mga himan nga adunay mga kapabilidad sa VoIP nga konektado pinaagi sa usa ka IP network.
1.Pagbag-o sa Voice-Data
Ang signal sa tingog mao ang analog waveform, pinaagi sa IP aron ipadala ang tingog, bisan ang real-time nga aplikasyon sa negosyo o real-time nga negosyo sa aplikasyon, una sa tingog signal analog data conversion, nga mao ang analog voice signal 8 o 6 quantification, ug dayon gipadala ngadto sa buffer storage , ang gidak-on sa buffer mahimong mapili sumala sa mga kinahanglanon sa paglangan ug coding.Daghang mga low bit rate encoder ang gi-encode sa mga frame.
Ang kasagaran nga gitas-on sa frame gikan sa 10 hangtod 30 ms.Sa pagkonsiderar sa mga gasto sa panahon sa transmission, ang mga interlingual nga pakete kasagaran naglangkob sa 60, 120, o 240ms nga data sa pagsulti.Ang digitalization mahimong ipatuman gamit ang lain-laing mga voice coding schemes, ug ang kasamtangang voice coding standards kasagaran ITU-T G.711.Ang voice encoder sa tinubdan nga destinasyon kinahanglang mopatuman sa samang algorithm aron ang speech device sa destinasyon makapabalik sa analog speech signal.
2.Original nga data-sa-IP nga pagkakabig
Sa higayon nga ang signal sa pagsulti digital nga gi-code, ang sunod nga lakang mao ang pag-compress sa pag-encode sa speech packet nga adunay piho nga gitas-on sa frame.Kadaghanan sa mga encoder adunay piho nga gitas-on sa frame.Kung ang usa ka encoder naggamit sa 15ms nga mga frame, ang 60ms nga pakete gikan sa unang dapit gibahin ngadto sa upat ka mga frame ug gi-encode sa han-ay.Ang matag frame adunay 120 ka mga sample sa pagsulti (sampling rate sa 8kHz).Human sa pag-encode, ang upat ka mga compressed frame gi-synthesize ngadto sa usa ka compressed speech package ug gipadala ngadto sa network processor.Ang network processor modugang ug Baotou, time scale, ug uban pang impormasyon sa tingog ug ipasa kini ngadto sa laing endpoint pinaagi sa network.
Ang network sa pagsulti yano nga nagtukod usa ka pisikal nga koneksyon tali sa mga endpoint sa komunikasyon (usa ka linya) ug nagpadala sa mga naka-encode nga signal taliwala sa mga endpoint.Dili sama sa mga circuit switching network, ang mga IP network wala maghimo mga koneksyon.Nagkinahanglan kini nga ang mga datos ibutang sa lainlain nga taas nga mga taho sa datos o mga pakete, dayon i-address ug kontrolon ang kasayuran sa matag datagram ug ipadala sa network, ipasa sa destinasyon.
3. Pagbalhin
Niini nga channel, ang tibuok network gitan-aw isip voice packet nga nadawat gikan sa input ug dayon gipasa ngadto sa network output sulod sa usa ka panahon (t).Ang t mahimong magkalainlain sa usa ka tibuuk nga sakup, nga nagpakita sa jitter sa transmission sa network.
Ang parehas nga node sa network nagsusi sa kasayuran sa pag-address nga may kalabotan sa matag data sa IP ug gigamit kini nga kasayuran aron ipasa kana nga datagram sa sunod nga paghunong sa agianan sa destinasyon.Ang usa ka link sa network mahimong bisan unsang topology o pamaagi sa pag-access nga nagsuporta sa mga sapa sa datos sa IP.
4.Ang IP package- -ang pagbag-o sa datos
Ang destinasyon nga VoIP device makadawat niini nga IP data ug magsugod sa pagproseso.Ang lebel sa network naghatag usa ka variable nga gitas-on nga buffer nga gigamit aron makontrol ang jitter nga gihimo sa network.Ang buffer maka-accommodate sa daghang mga voice packet, ug ang mga tiggamit makapili sa gidak-on sa buffer.Ang gagmay nga mga buffer nagpatunghag gamay nga latency, apan wala mag-regulate sa dagkong jitter.Ikaduha, gi-uncompress sa decoder ang naka-encode nga speech packet aron makagama og bag-ong speech package, ug kini nga module mahimo usab nga molihok pinaagi sa frame, nga parehas ang gitas-on sa decoder.
Kung ang gitas-on sa frame 15ms, ang 60ms voice packets bahinon sa 4 ka frame, ug unya kini i-decode balik sa 60ms voice data flow ug ipadala sa decoding buffer.Atol sa pagproseso sa taho sa datos, ang pag-address ug pagkontrol sa impormasyon gikuha, ang orihinal nga orihinal nga datos gipabilin, ug kini nga orihinal nga datos gihatag ngadto sa decoder.
5. Ang digital nga sinultihan gikabig ngadto sa analog speech
Gikuha sa playback drive ang voice sample (480) sa buffer ug ipadala kini sa sound card pinaagi sa speaker sa gitakda nang daan nga frequency (eg 8kHz).Sa laktod nga pagkasulti, ang transmission sa voice signal sa IP network moagi sa conversion gikan sa analog signal ngadto sa digital signal, digital voice packaging ngadto sa IP packet, IP packet transmission pinaagi sa network, IP packet unpacking ug ang pagpahiuli sa digital voice ngadto sa analog. signal.
Ikaduha, teknikal nga mga sumbanan nga may kalabutan sa VoIP
Alang sa mga aplikasyon sa multimedia sa kasamtangan nga mga network sa komunikasyon, ang International Telecommunication Union (ITU-T) nagpalambo sa H.32x Multimedia communication series protocol, ang mosunod nga nag-unang mga sumbanan alang sa usa ka yano nga paghulagway:
H.320, Standard alang sa multimedia nga komunikasyon sa narrowband video nga sistema sa telepono ug terminal (N-ISDN);
H.321, Sumbanan alang sa multimedia nga komunikasyon sa B-ISDN;
H.322.Standard alang sa multimedia nga komunikasyon sa LAN nga gigarantiyahan sa QoS;
H.323.Standard alang sa multimedia nga komunikasyon sa usa ka packet switching network nga walay garantiya sa QoS;
H.324, usa ka sumbanan alang sa multimedia nga komunikasyon sa ubos nga bit rate komunikasyon terminal (PSTN ug wireless network).
Lakip sa mga sumbanan sa ibabaw, H. Ang 323 Standard-defined network mao ang labing kaylap nga gigamit, sama sa Ethernet, Token Network, FDDI Network, ug uban pa tungod sa H.Ang paggamit sa 323 nga sumbanan natural nga nahimong init nga lugar sa merkado, busa sa ubos atong tutokan ang H.323。H.323 Upat ka nag-unang sangkap ang gihubit sa sugyot: terminal, ganghaan, software sa pagdumala sa ganghaan (nailhan usab nga ganghaan o ganghaan), ug multi-point control unit.
1.Terminal (Terminal)
Ang tanang terminal kinahanglang mosuporta sa voice communication, ug ang video ug data communication capabilities kay optional.all H.Ang 323 terminal kinahanglan usab nga mosuporta sa H.245 Standard, H.245 Ang standard gigamit sa pagkontrolar sa channel usage ug sa channel performance.H .323 Ang mga nag-unang parameter sa speech codec sa voice communication gipiho sama sa mosunod: Girekomenda sa ITU ang voice bandwidth / KHz transmission bit rate / Kb/s compression algorithm annotation G.711 3.4 56,64 PCM simple compression, gipadapat sa PSTN sa G .728 3.4 16 LD-CELP nga kalidad sa tingog sama sa G.711, ingon nga gipadapat sa ubos nga bit-rate transmission G.722 7 48,56,64 ADPCM nga kalidad sa tingog mas taas pa kay sa G.711, gigamit sa taas nga bit rate transmission G .723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ Voice nga kalidad madawat, G.723.1 Adopt a G para sa VOIP forum.729G.729A 3.4 8 CS-ACELP delay is lower than G.723.1, Voice quality is higher than the G.723.1.
2. Ganghaan (Ganghaan)
Kini mao ang H. Usa ka kapilian alang sa 323 nga sistema. Ang ganghaan makahimo sa pagbag-o sa mga protocol, audio, video coding algorithms ug kontrol signal nga gigamit sa lain-laing mga sistema sa pag-accommodate sa sistema terminal komunikasyon.Sama sa PSTN-based sa H.324 System ug narrowband ISDN-based H.Ang 320 System ug ang H.323 Alang sa komunikasyon sa sistema, gikinahanglan ang pag-configure sa ganghaan;
3. Pagtipig sa kostumbre (Gagatekeeper)
Kini mao ang H. Usa ka opsyonal nga bahin sa 323 nga sistema mao ang software sa pagkompleto sa pagdumala function.Kini adunay duha ka nag-unang mga gimbuhaton: ang una mao ang sa H.323 Application management;ang ikaduha mao ang pagdumala sa terminal communication pinaagi sa gateway (sama sa call establishment, pagtangtang, ug uban pa).Ang mga managers makahimo sa address conversion, bandwidth control, call authentication, call recording, user registration, communication domain management ug uban pang mga function pinaagi sa customs keeping.one H.323 Ang domain sa komunikasyon mahimong adunay daghang mga ganghaan, apan usa ra ka ganghaan ang molihok.
4.Multipoint control unit (Multipoint Control Unit)
Ang MCU makahimo sa multi-point nga komunikasyon sa usa ka IP network, ug ang point-to-point nga komunikasyon wala gikinahanglan. Ang tibuok nga sistema nagporma og star topology pinaagi sa MCU. Ang MCU adunay duha ka nag-unang component: multipoint controller MC ug multipoint processor MP, o walay MP.H tali sa mga terminal sa pagproseso sa MC.245 Pagkontrol sa impormasyon aron makatukod ug gamay nga ngalan sa publiko para sa pagproseso sa audio ug video. Ang MC dili direktang magproseso sa bisan unsang sapa sa impormasyon sa media, apan ibilin kini sa MP. Ang MP nagsagol, nagbalhin, ug nagproseso sa audio , video, o impormasyon sa datos.
Sa industriya adunay duha ka parallel nga mga arkitektura, ang usa mao ang ITU-T H nga gipaila sa ibabaw.323 Ang Protocol mao ang SIP protocol (RFC2543) nga gisugyot sa Internet Engineering Task Force (IETF), ug ang SIP protocol mas angay alang sa intelihenteng mga terminal.
Ikatulo, Ang impetus alang sa VoIP development
Ang kaylap nga paggamit sa VoIP dali nga matuman tungod sa daghang hardware, software, may kalabutan nga mga pag-uswag ug mga kauswagan sa teknolohiya sa protocol ug mga sumbanan.Ang mga pag-uswag sa teknolohiya ug pag-uswag niini nga mga natad adunay hinungdan nga papel sa paghimo sa usa ka labi ka episyente, magamit ug interoperable nga VoIP network. Ang mga teknikal nga hinungdan nga nagpasiugda sa paspas nga pag-uswag ug bisan ang kaylap nga aplikasyon sa VoIP mahimong i-summarize sa mga musunud nga aspeto.
1.Digital Signal Processor
Ang mga advanced digital signal processors (Digital Signal Processor, DSP) naghimo sa computation-intensive nga mga component nga gikinahanglan alang sa tingog ug data integration. Ang DSP nagproseso sa mga digital signal sa panguna aron sa paghimo sa komplikado nga mga kalkulasyon nga mahimo nga kinahanglan nga ipahigayon sa usa ka unibersal nga CPU. Ang kombinasyon sa ilang mga espesyalista Ang gahum sa pagproseso nga adunay mubu nga gasto naghimo sa DSP nga haum kaayo sa paghimo sa mga gimbuhaton sa pagproseso sa signal sa sistema sa VoIP.
Single voice stream sa G.729 Ang computing cost sa voice compression kasagaran dako, nagkinahanglan ug 20MIPS.Kung gikinahanglan ang usa ka sentral nga CPU sa paghimo sa routing ug mga function sa pagdumala sa sistema samtang nagproseso sa daghang mga sapa sa tingog, kini dili realistiko.Busa, ang paggamit sa usa o daghan pa nga DSP maka-uninstall sa computing task sa komplikadong voice compression algorithm gikan sa sentral nga CPU.Dugang pa, ang DSP angayan alang sa voice activity detection ug echo cancellation, nga nagtugot kanila sa pagproseso sa voice data streams sa tinuod nga panahon ug dali nga maka-access on-board nga panumduman, mao nga.Sa niini nga seksyon, among gidetalye kung giunsa pagpatuman ang voice coding ug pagkansela sa echo sa TMS320C6201DSP nga plataporma.
Protocol ug standard software ug hardware H.323 Timbang patas nga pamaagi sa pagpila DSP MPLS tag exchange gibug-aton nga random sayo nga detection advanced ASIC RTP, RTCP dual funnel general cell rate algorithm DWDM RSVP rated access paspas nga rate SONET Diffserv, CAR Cisco paspas nga pagpasa sa CPU nga gahum sa pagproseso G. 729, G.729a: CS-ACELP Extended Access Table ADSL, RADSL, SDSL FRF.11/FRF.12 Token barrel algorithm Multilink PPP Frame Relay Data rectifier SIP base sa priority integration sa CoS Packet sa SONET IP ug ATM QoS / CoS
2.Advanced nga gipahinungod nga integrated circuits
Ang Application-Specific Integrated Circait (ASIC) nga pag-uswag nakamugna og usa ka mas paspas, mas komplikado, ug mas functional nga ASIC.ASIC usa ka espesyal nga application chip nga naghimo sa usa ka aplikasyon o usa ka gamay nga hugpong sa mga function.Tungod kay sila nagpunting sa hiktin kaayo nga mga tumong sa aplikasyon, mahimo silang ma-optimize pag-ayo alang sa piho nga mga gimbuhaton, kasagaran adunay usa ka dual-purpose nga CPU nga usa o daghang mga order sa magnitude nga mas paspas.
Sama nga ang Thin Instruction set Computer (RSIC) chip nagtutok sa dali nga pagpatuman sa limit nga mga numero, ang ASIC giprograma nang daan aron sa paghimo sa usa ka limitado nga gidaghanon sa mga gimbuhaton nga mas paspas. Sa dihang ang pag-uswag makompleto, ang gasto sa ASIC mass production gamay ra, ug kini gigamit alang sa mga device sa network lakip na ang mga routers ug switch, pagpahigayon sa mga gimbuhaton sama sa routing table checking, group forwarding, group sorting ug checking, ug queuing. network, mao nga sila adunay dako nga papel sa pagpalambo sa VoIP development.
3.IP transmission teknolohiya
Kadaghanan sa mga transmission telecom network naggamit sa time-division multiplexing, samtang ang Internet kinahanglang mosagop sa statistical reuse ug taas nga packet exchange.Kung itandi, ang ulahi adunay taas nga rate sa paggamit sa mga kapanguhaan sa network, yano ug epektibo nga interconnection, ug magamit kaayo sa mga serbisyo sa datos, nga usa sa hinungdanon nga hinungdan sa paspas nga pag-uswag sa Internet. Bisan pa, ang komunikasyon sa broadband IP network nanginahanglan QoS ug mga kinaiya sa paglangan. , mao nga ang pag-uswag sa statistical multiplexing packet exchange nakadani sa kabalaka.Sa pagkakaron, dugang pa sa bag-ong henerasyon sa IP protocol-IPV6, ang world Internet engineering task group (IETF) misugyot sa multi-protocol tag exchange technology (MPLS), kini mao ang usa ka matang sa network layer pagpili base sa lain-laing mga tag / label exchange, mahimo sa pagpalambo sa pagka-flexible sa dalan pagpili, pagpalapad sa network layer sa pagpili abilidad, pasimplehon ang router ug channel exchange integration, pagpalambo sa network performance.MPLS mahimong molihok ingon nga usa ka independenteng routing protocol, ug compatible sa kasamtangan nga network routing protocol, pagsuporta sa lain-laing mga operasyon, pagdumala ug maintenance function sa IP neTwork, paghimo sa QoS, routing, signaling performance nga milambo pag-ayo, aron maabot o duol sa lebel sa statistical reuse fixed length packet exchange (ATM), ug simple, episyente, barato ug magamit kay sa ATM.
Ang IETF usab lokal nga nagkupot sa bag-ong teknolohiya sa paggrupo, aron makab-ot ang QoS nga pagpili sa dalan. Ang "tunnel technology" gitun-an aron makab-ot ang broadband transmission sa one-way links. Dugang pa, unsaon pagpili sa IP network transmission platform usa usab ka importante nga natad sa panukiduki sa bag-ohay nga mga tuig, ug IP sa ATM, IP sa SDH, IP sa DWDM ug uban pang mga teknolohiya nga sunodsunod nga nagpakita.
Ang IP layer naghatag sa mga IP user og taas nga kalidad nga IP access nga mga serbisyo nga adunay piho nga serbisyo nga garantiya.Ang user layer naghatag sa access form (IP access ug broadband access) ug ang service content nga porma.Sa batakang layer, Ethernet, isip pisikal nga layer sa ang IP network, usa ka butang nga siyempre, apan ang IP overDWDM adunay pinakabag-o nga teknolohiya, ug adunay dako nga potensyal alang sa kalamboan.
Ang Dense Wave Division MultipLexing (DWDM) nag-inject sa bag-ong kinabuhi sa mga fiber network ug naghatag katingad-an nga bandwidth sa mga kompanya sa telecom nga nagbutang bag-ong fiber backbone.Ang teknolohiya sa DWDM naggamit sa mga kapabilidad sa optical fibers ug advanced optical transmission equipment.Ang ngalan sa wave division multiplexing nakuha alang sa pagpasa sa daghang wavelengths sa kahayag (LASER) gikan sa usa ka sapa sa optical fiber.Ang mga sistema karon makapadala ug makaila sa 16 ka wavelength, samtang ang umaabot nga mga sistema makasuporta sa 40 ngadto sa 96 ka bug-os nga wavelength.Kini mahinungdanon tungod kay ang matag dugang nga wavelength makadugang ug dugang nga dagan sa impormasyon.Mahimo nimo busa palapdan ang 2.6 Gbit/s (OC-48) nga network sa 16 ka beses nga dili kinahanglan nga magbutang ug bag-ong mga lanot.
Kadaghanan sa mga bag-ong fiber network nagpadagan sa OC-192 sa (9.6 Gbit / s), nga nagmugna og kapasidad nga labaw sa 150 Gbit / s sa usa ka parisan sa mga lanot kung gihiusa sa DWDM. , SDH ug Gigabit Ethernet signal transmission sa usa ka fiber, nga mahimong compatible sa kasamtangan nga mga network, aron ang DWDM makapanalipod sa kasamtangan nga mga kabtangan, apan naghatag usab sa ISP ug telecom nga mga kompaniya nga adunay mas lig-on nga backbone, ug naghimo sa broadband nga dili kaayo mahal ug mas sayon, nga naghatag lig-on nga suporta alang sa mga kinahanglanon sa bandwidth sa mga solusyon sa VoIP.
Ang dugang nga transmission rate dili lamang makahatag sa usa ka coarser pipeline nga adunay gamay nga kahigayunan sa pagbabag, apan usab makunhuran ang paglangan sa daghan, ug sa ingon makapakunhod pag-ayo sa mga kinahanglanon sa QoS sa mga IP network.
4.Broadband access teknolohiya
Ang access sa user sa IP network nahimong bottleneck nga nagpugong sa pagpalambo sa tibuok network.Sa taas nga termino, ang katapusang tumong sa user access mao ang fiber-to-home (FTTH).Sa kinatibuk-an, ang optical access network naglakip sa optical digital loop carrier system ug passive optical network.Ang kanhi nag-una sa Estados Unidos, inubanan sa bukas nga baba V5.1/V5.2, pagpasa sa iyang integrated nga sistema sa optical fiber, nga nagpakita sa dakong kalagsik.
Ang ulahi mao ang nag-una sa han-ay ug sa Germany.Sulod sa kapin sa usa ka dekada, Japan mikuha sa usa ka serye sa mga lakang sa pagpakunhod sa gasto sa passive optical network ngadto sa usa ka lebel nga susama sa tumbaga kable ug metal twisted parisan, ug gigamit kini sa paggamit. sa bag-ohay nga mga tuig, ang ITU nagsugyot sa ATM-based passive optical network (APON), nga komplemento sa mga bentaha sa ATM ug passive optical network.Ang access rate mahimong moabot sa 622 M bit/s, nga mapuslanon kaayo sa pagpalambo sa broadband IP multimedia service, ug makapakunhod sa failure rate ug sa gidaghanon sa mga node, ug makapalapad sa coverage. Sa pagkakaron, ang ITU nakakompleto sa standardization work , ang mga tiggama aktibo nga nag-uswag, adunay mga produkto sa merkado, mahimong panguna nga direksyon sa pag-uswag sa teknolohiya sa pag-access sa broadband alang sa ika-21 nga siglo.
Sa pagkakaron, ang mga nag-unang teknolohiya sa pag-access mao ang: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25 ug Ethernet ug broadband wireless access system column, ug uban pa.Kini nga mga teknolohiya sa pag-access adunay kaugalingong mga kinaiya, lakip ang pinakapaspas nga pagpalambo sa ADSL ug CM;Ang CM (Cable Modem) naggamit sa coaxial cable, taas nga transmission rate, lig-on nga anti-interference nga abilidad;apan dili two-way transmission, walay uniporme nga sumbanan.Ang ADSL (Asymmetrical Digital Loop) adunay eksklusibong pag-access sa broadband, nga hingpit nga naggamit sa kasamtangan nga network sa telepono ug naghatag og asymmetric transmission rate.Ang download rate sa user nga bahin makaabot sa 8 Mbit/s, ug ang upload rate sa user nga bahin mahimong moabot sa 1M bit/s.ADSL naghatag sa gikinahanglan nga broadband alang sa mga negosyo ug sa tanan nga mga tiggamit, ug sa hilabihan nga pagkunhod sa gasto.Ang paggamit sa ubos nga gasto ADSL rehiyonal nga sirkito, ang mga kompanya karon nag-access sa Internet ug Internet-based nga VPN sa mas taas nga katulin, nga nagtugot sa mas taas nga kapasidad sa tawag sa VoIP.
5.Teknolohiya sa yunit sa pagproseso sa sentro
Ang mga central processing units (CPU) nagpadayon sa pag-uswag sa function, power, ug speed.Kini nakapahimo sa kaylap nga aplikasyon sa multimedia PC ug nagpalambo sa performance sa system functions nga limitado sa CPU power.Ang abilidad sa PC sa pagproseso sa stream audio ug video data dugay nang gipaabot sa mga tiggamit, mao nga ang paghatud sa mga tawag sa tingog sa mga network sa datos natural nga ang sunod nga katuyoan.Kini nga bahin sa pag-compute makapahimo sa duha nga mga advanced multimedia desktop nga aplikasyon ug mga advanced nga bahin sa mga sangkap sa network aron suportahan ang mga aplikasyon sa tingog.