Sare tradizionala ahots bidezko zirkuitu trukea da, beharrezkoa den transmisio-banda zabala 64 kbit/s-koa.VoIP deritzona IP paketeen truke-sarea da transmisio-plataforma gisa, simulatutako ahots-seinalearen konpresioa, ontziratzea eta prozesamendu berezi bat, konexiorik gabeko UDP protokoloa erabili ahal izateko transmisiorako.
IP sare batean ahots-seinaleak transmititzeko hainbat elementu eta funtzio behar dira.Sarearen formarik errazena IP sare baten bidez konektatuta dauden VoIP gaitasunak dituzten bi gailu edo gehiagok osatzen dute.
1.Ahots-Datuen Eraldaketa
Ahots-seinalea uhin-forma analogikoa da, IP bidez ahotsa transmititzeko, denbora errealeko aplikazioen negozioa edo denbora errealeko aplikazioen negozioa, lehenik ahots-seinalearen datu analogikoak bihurtzeko, hots, ahots-seinale analogikoa 8 edo 6 kuantifikazioa, eta gero buffer biltegira bidali. , buffer-aren tamaina atzerapenaren eta kodeketaren eskakizunen arabera hauta daiteke.Bit-tasa baxuko kodetzaile asko fotogrametan kodetzen dira.
Fotogramaren luzera tipikoa 10 eta 30 ms bitartekoa zen.Transmisioan zehar kostuak kontuan hartuta, hizkuntza arteko paketeek 60, 120 edo 240 ms-ko hizketa-datu izan ohi dituzte.Digitalizazioa ahots-kodetze-eskema desberdinak erabiliz inplementa daiteke, eta egungo ahots-kodetze estandarrak ITU-T G.711 dira batez ere.Iturburuko helmugako ahots-kodetzaileak algoritmo bera ezarri behar du helmugan dagoen hizkera-gailuak hizkeraren seinale analogikoa berreskura dezan.
2.Jatorrizko datuak IP bihurtzea
Behin hizketa-seinalea digitalki kodetuta, hurrengo urratsa hitz-paketearen fotograma-luzera zehatz batekin kodetzea da.Kodetzaile gehienek fotograma-luzera zehatza dute.Kodetzaile batek 15 ms-ko fotogramak erabiltzen baditu, lehengo 60 ms-ko paketea lau fotogramatan banatzen da eta sekuentzian kodetzen da.Fotograma bakoitzak 120 hizketa-lagin ditu (8 kHz-ko laginketa-abiadura).Kodetu ondoren, lau fotograma konprimituak ahots-pakete konprimitu batean sintetizatu eta sare-prozesadorera bidali ziren.Sare-prozesadoreak Baotou, denbora-eskala eta bestelako informazioa gehitzen dio ahotsari eta sarearen bidez beste muturrera pasatzen du.
Hizketa-sareak komunikazio-puntuen arteko konexio fisiko bat ezartzen du (lerro bat) eta kodetutako seinaleak igortzen ditu amaiera-puntuen artean.Zirkuitu aldatzeko sareek ez bezala, IP sareek ez dute konexiorik sortzen.Datuak datu luze aldakorreko txosten edo paketeetan jartzea eskatzen du, ondoren datagrama bakoitzari zuzendu eta kontrolatzeko informazioa eta sarean bidaltzea, helmugara birbidaltzea.
3.Transferentzia
Kanal honetan, sare osoa sarreratik jasotako ahots-pakete gisa ikusten da eta gero sareko irteerara transmititzen da denbora jakin batean (t).T-a sorta osoan alda daiteke, sareko transmisioan dagoen jitter-a islatuz.
Sareko nodo berak IP datu bakoitzari lotutako helbideratze-informazioa egiaztatzen du eta informazio hori erabiltzen du datagrama hori helmugako bideko hurrengo geltokira bidaltzeko.Sare-esteka IP datu-korronteak onartzen dituen edozein topologia edo sarbide-metodo izan daiteke.
4.IP paketea- -datuen eraldaketa
Helmugako VoIP gailuak IP datu hauek jasotzen ditu eta prozesatzen hasten da.Sare-mailak luzera aldakorreko buffer bat eskaintzen du sareak sortutako jitter-a erregulatzeko.Buffer-ak ahots-pakete asko har ditzake, eta erabiltzaileek bufferraren tamaina aukeratu dezakete.Buffer txikiek latentzia gutxiago sortzen dute, baina ez dute jitter handirik erregulatzen.Bigarrenik, deskodetzaileak kodetutako hizkera paketea deskonprimatzen du hizkera pakete berri bat sortzeko, eta modulu honek fotogramaz ere funtziona dezake, deskodetzailearen luzera bera.
Markoaren luzera 15 ms-koa bada, 60 ms-ko ahots-paketeak 4 fotogramatan banatzen dira, eta, ondoren, 60 ms-ko ahots-datuen fluxu batera deskodetzen dira eta deskodetze-bufferera bidaltzen dira.Datu-txostena prozesatzen den bitartean, helbideratze- eta kontrol-informazioa kentzen da, jatorrizko datuak gordetzen dira eta, ondoren, jatorrizko datu horiek deskodetzaileari ematen zaizkio.
5.Hizkuntza digitala hizkera analogikoa bihurtu zen
Erreprodukzio-unitateak bufferreko ahots-laginak (480) kentzen ditu eta soinu-txartelera bidaltzen ditu bozgorailuaren bidez aurrez zehaztutako maiztasun batean (adibidez, 8 kHz).Laburbilduz, IP sareko ahots-seinaleen transmisioa seinale analogikotik seinale digitalera, ahots digitalaren paketatze IP pakete batean, IP paketeen transmisioa sarearen bidez, IP paketeen desegitea eta ahots digitala analogikora leheneratzea da. seinalea.
Bigarrena, VoIPrekin lotutako estandar teknikoak
Dauden komunikazio-sareetako multimedia aplikazioetarako, Nazioarteko Telekomunikazio Batasunak (ITU-T) H.32x Multimedia komunikazio serie protokoloa garatu du, deskribapen erraz baterako estandar nagusi hauek:
H.320, Banda estuko bideo-telefono sisteman eta terminalean multimedia komunikaziorako estandarra (N-ISDN);
H.321, B-ISDNn multimedia komunikaziorako estandarra;
H.322.QoS-ek bermatutako LAN-en multimedia komunikaziorako estandarra;
H.323.QoS bermerik gabeko pakete-konmutazio sare batean multimedia komunikaziorako estandarra;
H.324, bit-tasa baxuko komunikazio terminaletan multimedia komunikaziorako estandarra (PSTN eta haririk gabeko sarea).
Goiko estandarren artean, H. 323 Estandarra definitutako sareak dira gehien erabiltzen direnak, hala nola Ethernet, Token Sarea, FDDI Sarea, etab. H. 323 estandarraren aplikazioa berez merkatuan puntu bero bat bihurtu da, beraz, jarraian H.323-n zentratuko gara。H.323 Proposamenean lau osagai nagusi definitzen dira: terminala, gateway-a, gateway kudeaketa softwarea (gateway edo gate izenez ere ezaguna) eta puntu anitzeko kontrol-unitatea.
1.Terminal (Terminal)
Terminal guztiek ahots bidezko komunikazioa onartu behar dute, eta bideo- eta datu-komunikazio-gaitasunak aukerakoak dira. H guztiak H. 323 terminalak H.245 estandarra ere onartu behar du, H.245 Estandarra kanalaren erabilera eta kanalaren errendimendua kontrolatzeko erabiltzen da.H .323 Ahots-komunikazioko hizketa-kodekaren parametro nagusiak honela zehazten dira: ITU-k gomendatutako ahots-banda zabalera / KHz-ko transmisio-bit-tasa / Kb/s-ko konpresio algoritmoaren oharpena G.711 3.4 56,64 PCM konpresio sinplea, PSTN-ri G-n aplikatua. .728 3.4 16 LD-CELP ahots-kalitatea G.711 gisa, bit-tasa baxuko transmisioari aplikatuta G.722 7 48,56,64 ADPCM ahots-kalitatea G.711 baino handiagoa da, bit-abiadura handiko transmisioari G. .723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ Ahotsaren kalitatea onargarria da, G.723.1 Adoptatu G VOIP fororako.729G.729A 3.4 8 CS-ACELP atzerapena G.723.1 baino txikiagoa da, Ahotsaren kalitatea baino handiagoa da. G.723.1.
2. Gateway (Gateway)
Hau da H. 323 sistemarako aukera bat. Atebideak sistema ezberdinek erabiltzen dituzten protokoloak, audioa, bideoa kodetzeko algoritmoak eta kontrol-seinaleak eraldatu ditzake sistemaren terminal-komunikazioa egokitzeko. Esaterako, H.324 Sistemaren PSTNn oinarritutakoa eta banda estua. ISDNn oinarritutako H.The 320 System eta H.323 Sistemaren komunikaziorako, beharrezkoa da atebidea konfiguratzea;
3. Aduana mantentzea (atezaina)
Hau da H. 323 sistemaren aukerako osagai bat kudeaketa funtzioa osatzeko softwarea da. Bi funtzio nagusi ditu: lehena H.323 Aplikazioen kudeaketa da;bigarrena, atebidearen bidez terminalaren komunikazioa kudeatzea da (adibidez, deiak ezartzea, kentzea, etab.). Kudeatzaileek helbideen bihurketa, banda zabalera kontrola, deien autentifikazioa, deiak grabatzea, erabiltzaileen erregistroa, komunikazio-domeinuaren kudeaketa eta beste funtzio batzuk egin ditzakete aduanen bidez. keeping.one H.323 Komunikazio-domeinuak atebide anitz izan ditzake, baina atebide bakarrak funtzionatzen du.
4.Multipoint kontrol-unitatea (Multipoint Control Unit)
MCUak puntu anitzeko komunikazioa ahalbidetzen du IP sare batean, eta puntuz puntuko komunikazioa ez da beharrezkoa. Sistema osoak izar topologia bat osatzen du MCUaren bidez. MCUak bi osagai nagusi ditu: puntu anitzeko kontrolagailu MC eta puntu anitzeko prozesadorearen MP, edo MP.H gabe MC prozesatzeko terminalen artean.245 Kontrol-informazioa audioa eta bideoa prozesatzeko izen publiko minimo bat eraikitzeko.MC-k ez du zuzenean prozesatzen multimedia-informazio-jariorik, baina MPren esku uzten du. MP-ak audioa nahasten, aldatzen eta prozesatzen du. , bideoa edo datuen informazioa.
Industrian bi arkitektura paralelo daude, bata goian aurkeztutako ITU-T H da.323 Protokoloa Internet Engineering Task Force-k (IETF) proposatutako SIP protokoloa (RFC2543) da, eta SIP protokoloa terminal adimendunetarako egokiagoa da.
Hirugarrena, VoIP garapenerako bultzada
VoIP-aren erabilera hedatua berehala gauzatuko da hardware, software, erlazionatutako garapen eta aurrerapen teknologiko askoren ondorioz protokoloaren eta estandarren aurrerapen teknologikoen ondorioz. Alor hauetako aurrerapen teknologikoek eta garapenek eragin handia dute VoIP sare eraginkorragoa, funtzionalagoa eta elkarreragingarriagoa sortzeko. VoIPren garapen azkarra eta are hedatua dagoen aplikazioa sustatzen duten faktore teknikoak alderdi hauetan laburbil daitezke.
1.Seinale digitalaren prozesadorea
Seinale digitaleko prozesadore aurreratuek (Digital Signal Processor, DSP) ahotsa eta datuak integratzeko beharrezkoak diren konputazio intentsiboko osagaiak egiten dituzte. DSP-k seinale digitalak prozesatzen ditu batez ere PUZ unibertsal batek egin beharko lituzkeen kalkulu konplexuak egiteko. Beren espezializatuen konbinazioa kostu baxuarekin prozesatzeko potentzia DSP egokia da VoIP sisteman seinalea prozesatzeko funtzioak egiteko.
Ahots-fluxu bakarra G.729-n Ahots-konpresioaren kostu informatiko handia izan ohi da, 20 MIPS behar ditu.PUZ zentrala behar bada bideratze eta sistema kudeatzeko funtzioak egiteko hainbat ahots-korronte prozesatzen diren bitartean, hori ez da errealista.Hori dela eta, DSP bat edo gehiago erabiliz, ahots-konpresio-algoritmo konplexuaren konputazio-ataza desinstalatu daiteke CPU zentraletik. Horrez gain, DSP egokia da ahots-jarduera detektatzeko eta oihartzuna bertan behera uzteko, ahots-datuen korronteak denbora errealean prozesatzeko eta azkar sartzeko aukera emanez. barneko memoria, beraz.Atal honetan, ahots-kodeketa eta oihartzuna ezeztatzea TMS320C6201DSP plataforman nola ezarri zehazten dugu.
Protokoloa eta software eta hardware estandarra H.323 Bidezko ilara-metodo haztatua DSP MPLS etiketa truke haztatua ausazko detekzio goiztiarra ASIC aurreratua RTP, RTCP inbutu bikoitzeko zelula-tasa orokorra algoritmoa DWDM RSVP sarbide baloratua tasa azkarra SONET Diffserv, CAR Cisco birbidaltze azkarra CPU prozesatzeko ahalmena G. 729, G.729a: CS-ACELP Extended Access Table ADSL, RADSL, SDSL FRF.11/FRF.12 Token barril algoritmoa Multilink PPP Frame Relay Datu zuzentzailea SIP CoS paketearen lehentasunezko integrazioan oinarritutako SONET IP eta ATM QoS / CoS baino gehiago
2.Zirkuitu integratu dedikatu aurreratuak
Application-Specific Integrated Circait (ASIC) garapenak ASIC azkarrago, konplexuagoa eta funtzionalagoa sortu du.ASIC aplikazio bakar bat edo funtzio multzo txiki bat egiten duen aplikazio-txipa espezializatua da. Aplikazio-helburu oso estuetan zentratzen direlako, funtzio zehatzetarako oso optimizatu daitezke, normalean helburu bikoitzeko CPU batekin magnitude-ordena bat edo gehiago azkarrago.
Thin Instruction Set Computer (RSC) txipa muga-zenbakien exekuzio azkarrean zentratzen den bezala, ASIC aurrez programatuta dago funtzio kopuru finitu bat azkarrago egiteko. Garapena amaitutakoan, ASIC-eko ekoizpen masiboaren kostua txikia da eta erabiltzen da. sareko gailuetarako, bideratzaileak eta etengailuak barne, bideratze-taulen egiaztapena, taldeen birbidaltzea, taldeen sailkapena eta egiaztapena eta ilaran jartzea bezalako funtzioak egitea. ASIC-en erabilerak gailuaren errendimendu handiagoa eta kostu txikiagoa ematen dio. sarean, beraz, zeregin handia dute VoIP garapena sustatzeko.
3.IP transmisio teknologia
Transmisioko telekomunikazio sare gehienek denbora-zatiketaren multiplexazioa erabiltzen dute, eta Internetek, berriz, berrerabilpen estatistikoa eta pakete luzeak hartu behar ditu.Alderatuta, azken honek sareko baliabideen erabilera-tasa handia du, interkonexio sinple eta eraginkorra eta datu-zerbitzuetarako oso aplikagarria da, hau da Interneten garapen azkarraren arrazoi garrantzitsuetako bat. Hala ere, banda zabaleko IP sareko komunikazioak QoS eta atzerapen ezaugarriak behar ditu. , beraz, estatistika-multiplexazio-pakete-trukearen garapenak kezkatuta erakarri du. Gaur egun, IP protokolo-IPV6 belaunaldi berriaz gain, munduko Interneteko ingeniaritza-taldeak (IETF) protokolo anitzeko etiketa-truke teknologia (MPLS) proposatu zuen, hau Hainbat etiketa / etiketa trukean oinarritutako sare-geruzen aukeraketa moduko bat da, errepide hautatzeko malgutasuna hobetu dezake, sare-geruzen hautapen gaitasuna zabaldu, bideratzailea eta kanal-trukearen integrazioa erraztu, sarearen errendimendua hobetu.MPLS bideratze protokolo independente gisa funtziona dezake eta Lehendik dagoen sare bideratze-protokoloarekin bateragarria, IP ne-ren hainbat funtzionamendu, kudeaketa eta mantentze-lanak onartzen dituTwork, QoS, bideratze, seinaleztapen-errendimendua asko hobetu da, luzera finkoko pakete-truke (ATM) berrerabilpen estatistikoaren mailara iristeko edo kutxazain automatikoa baino erraza, eraginkorra, merkea eta aplikagarria.
IETF lokalean taldekatze-teknologia berria ere jabetzen ari da, QoS errepideen hautaketa lortzeko. "Tunela teknologia" noranzko bakarreko esteken banda zabaleko transmisioa lortzeko aztertzen ari da. Horrez gain, IP sarearen transmisio plataforma nola aukeratu ere bat da. azken urteotan ikerketa-eremu garrantzitsua, eta IP kutxazainaren gainekoa, IPa SDHren gainekoa, IPa DWDMren gainekoa eta beste teknologia batzuk agertu dira segidan.
IP geruzak IP erabiltzaileei kalitate handiko IP sarbide-zerbitzuak eskaintzen dizkie zerbitzu-berme batzuekin. Erabiltzaile-geruzak sarbide-inprimakia (IP sarbidea eta banda zabaleko sarbidea) eta zerbitzu-edukien forma eskaintzen ditu. Oinarrizko geruzan, Ethernet, geruza fisiko gisa. IP sarea, jakina da, baina IP overDWDM teknologia berriena du, eta garapenerako potentzial handia du.
Dense Wave Division MultipLexing (DWDM) bizitza berria txertatzen du zuntz sareetan eta banda zabalera harrigarria eskaintzen du zuntz bizkarrezurra berria jartzen duten telekomunikazio enpresetan. DWDM teknologiak zuntz optikoen eta transmisio optikoko ekipo aurreratuen gaitasunak erabiltzen ditu. argiaren uhin-luzerak (LASER) zuntz optikoko korronte bakarretik. Oraingo sistemek 16 uhin-luzera bidali eta ezagutu ditzakete, eta etorkizuneko sistemek, berriz, 40 eta 96 uhin-luzera osorik onartzen dituzte. Hau esanguratsua da uhin-luzera gehigarri bakoitzak informazio-fluxu gehigarria gehitzen duelako. beraz, 2,6 Gbit/s (OC-48) sarea 16 aldiz zabaldu zuntz berririk jarri beharrik gabe.
Zuntz sare berri gehienek OC-192 (9,6 Gbit/s) exekutatzen dute, eta 150 Gbit/s-tik gorako ahalmena sortzen dute zuntz pare batean DWDMrekin konbinatuta. Horrez gain, DWDM-k interfaze-protokoloa eta abiaduraren araberako funtzioak eskaintzen ditu, eta bi kutxazain automatikoak onartzen ditu. , SDH eta Gigabit Ethernet seinaleen transmisioa zuntz bakarrean, lehendik dauden sareekin bateragarria izan daitekeena, beraz, DWDMk lehendik dauden aktiboak babestu ditzake, baina ISP eta telekomunikazio enpresei bizkarrezurra sendoagoa eskain diezaieke eta banda zabala merkeago eta irisgarriagoa izan dadin. VoIP soluzioen banda zabalerako eskakizunetarako laguntza sendoa.
Transmisio-tasa handitzeak blokeatzeko aukera gutxiago duen kanalizazio latzagoa izateaz gain, atzerapena asko murrizten du eta, beraz, IP sareetako QoS eskakizunak asko murrizten ditu.
4.Banda zabaleko sarbidearen teknologia
Erabiltzaileen IP sarearen sarbidea sare osoaren garapena mugatzen duen botila-lepo bihurtu da. Epe luzera, erabiltzaileen sarbidearen azken helburua zuntz-etxera (FTTH) da. Oro har, sarbide optikoko sareak begizta digital optikoko eramaile sistema barne hartzen du. eta sare optiko pasiboa.Lehena, batez ere, Estatu Batuetan dago, V5.1/V5.2 aho irekiarekin konbinatuta, bere sistema integratua zuntz optikoaren gainean transmititzen du, bizitasun handia erakutsiz.
Azken hau, batez ere, ordenan eta Alemanian dago.Hamarkada bat baino gehiagoz, Japoniak hainbat neurri hartu ditu sare optiko pasiboaren kostua murrizteko kobrezko kableen eta metalezko par bihurrituaren antzeko maila bateraino, eta erabili zuen erabilera.Batez ere. azken urteotan, ITUk kutxazainetan oinarritutako sare optiko pasiboa (APON) proposatu du, kutxazain automatikoaren eta sare optiko pasiboaren abantailak osatzen dituena.Sarbide-tasa 622 M bit/s-ra irits daiteke, eta hori oso onuragarria da banda zabaleko IP multimedia-zerbitzua garatzeko, eta hutsegite-tasa eta nodo-kopurua murrizteko eta estaldura zabaltzeko. Gaur egun, ITUk normalizazio lana amaitu du. , fabrikatzaileak aktiboki garatzen ari dira, merkatuan ondasunak egongo dira, banda zabaleko sarbide teknologiaren garapen norabide nagusia bihurtuko da XXI.
Gaur egun, sarbide-teknologia nagusiak hauek dira: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25 eta Ethernet eta banda zabaleko haririk gabeko sarbide-sistemaren zutabea, etab. Sarbide-teknologia hauek ezaugarri propioak dituzte, garapen azkarreneko ADSL eta CM barne;CM (Kable Modem) kable coaxiala erabiltzen du, transmisio-tasa handia, interferentziaren aurkako gaitasun handia;baina ez bi norabideko transmisioa, ez estandar uniformerik.ADSL (Asymmetrical Digital Loop) banda zabalerako sarbide esklusiboa du, lehendik dagoen telefono-sarea guztiz aprobetxatuz eta transmisio-tasa asimetrikoa eskainiz.Erabiltzailearen aldean deskarga-tasa 8 Mbit/s-ra irits daiteke, eta erabiltzailearen aldean igoera-tasa 1M bit/s.ADSL-k beharrezko banda zabala eskaintzen du enpresentzat eta erabiltzaile guztientzat, eta kostuak asko murrizten ditu.Kostu baxuagoko ADSL erabiltzea. eskualdeko zirkuituetan, enpresek Internetera eta Internet bidezko VPN abiadura handiagoan sartzen dira gaur egun, VoIP dei-gaitasun handiagoa ahalbidetuz.
5.Prozesatzeko unitate zentrala teknologia
Prozesatzeko unitate zentralek (CPU) funtzioan, potentzian eta abiaduran eboluzionatzen jarraitzen dute. Honek multimedia ordenagailuaren aplikazio zabala ahalbidetzen du eta PUZaren potentziak mugatutako sistema-funtzioen errendimendua hobetzen du. Aspalditik itxaron da ordenagailuak audio- eta bideo-datuak prozesatzeko duen gaitasuna. erabiltzaileek, beraz, ahots-deiak datu-sareetan ematea da, berez, hurrengo helburua. Informatika-eginbide honek mahaigaineko multimedia aplikazio aurreratuak eta sareko osagaien funtzio aurreratuak ahalbidetzen ditu ahots-aplikazioak onartzen dituzten.