Rangkaian telefon tradisional ialah pertukaran suara melalui litar, jalur lebar penghantaran yang diperlukan sebanyak 64kbit/s.VoIP yang dipanggil ialah rangkaian pertukaran paket IP sebagai platform penghantaran, pemampatan isyarat suara simulasi, pembungkusan dan satu siri pemprosesan khas, supaya ia boleh menggunakan protokol UDP yang tidak disambungkan untuk penghantaran.
Beberapa elemen dan fungsi diperlukan untuk menghantar isyarat suara pada rangkaian IP.Bentuk rangkaian yang paling mudah terdiri daripada dua atau lebih peranti dengan keupayaan VoIP yang disambungkan melalui rangkaian IP.
1.Transformasi Data-Suara
Isyarat suara adalah bentuk gelombang analog, melalui IP untuk menghantar suara, sama ada perniagaan aplikasi masa nyata atau perniagaan aplikasi masa nyata, pertama kepada isyarat suara penukaran data analog, iaitu isyarat suara analog 8 atau 6 kuantifikasi, dan kemudian dihantar ke storan penimbal , saiz penimbal boleh dipilih mengikut keperluan kelewatan dan pengekodan.Banyak pengekod kadar bit rendah dikodkan dalam bingkai.
Panjang bingkai biasa adalah antara 10 hingga 30 ms.Memandangkan kos semasa penghantaran, paket antara bahasa biasanya terdiri daripada 60, 120, atau 240ms data pertuturan.Pendigitalan boleh dilaksanakan menggunakan pelbagai skim pengekodan suara, dan piawaian pengekodan suara semasa terutamanya ITU-T G.711.Pengekod suara di destinasi sumber mesti melaksanakan algoritma yang sama supaya peranti pertuturan di destinasi boleh memulihkan isyarat pertuturan analog.
2.Penukaran data-ke-IP asal
Setelah isyarat pertuturan dikodkan secara digital, langkah seterusnya ialah memampatkan pengekodan paket pertuturan dengan panjang bingkai tertentu.Kebanyakan pengekod mempunyai panjang bingkai tertentu.Jika pengekod menggunakan bingkai 15ms, pakej 60ms dari tempat pertama dibahagikan kepada empat bingkai dan dikodkan dalam urutan.Setiap bingkai mempunyai 120 sampel pertuturan (kadar pensampelan 8kHz).Selepas pengekodan, empat bingkai termampat telah disintesis ke dalam pakej pertuturan termampat dan dihantar kepada pemproses rangkaian.Pemproses rangkaian menambah Baotou, skala masa dan maklumat lain pada suara dan menghantarnya ke titik akhir yang lain melalui rangkaian.
Rangkaian pertuturan hanya mewujudkan sambungan fizikal antara titik akhir komunikasi (satu baris) dan menghantar isyarat yang dikodkan antara titik akhir.Tidak seperti rangkaian pensuisan litar, rangkaian IP tidak membentuk sambungan.Ia memerlukan data diletakkan dalam laporan atau paket data panjang berubah-ubah, kemudian alamat dan kawalan maklumat kepada setiap datagram dan dihantar melalui rangkaian, dimajukan ke destinasi.
3.Pemindahan
Dalam saluran ini, keseluruhan rangkaian dilihat sebagai paket suara yang diterima daripada input dan kemudian dihantar ke output rangkaian dalam masa tertentu (t).T boleh berbeza dalam julat penuh, mencerminkan jitter dalam penghantaran rangkaian.
Nod yang sama dalam rangkaian menyemak maklumat pengalamatan yang dikaitkan dengan setiap data IP dan menggunakan maklumat ini untuk memajukan datagram itu ke hentian seterusnya pada laluan destinasi.Pautan rangkaian boleh menjadi sebarang topologi atau kaedah capaian yang menyokong aliran data IP.
4. Pakej IP- -transformasi data
Peranti VoIP destinasi menerima data IP ini dan mula memproses.Tahap rangkaian menyediakan penimbal panjang berubah-ubah yang digunakan untuk mengawal jitter yang dihasilkan oleh rangkaian.Penampan boleh memuatkan banyak paket suara dan pengguna boleh memilih saiz penimbal.Penampan kecil menghasilkan kurang kependaman, tetapi tidak mengawal jitter besar.Kedua, penyahkod menyahmampatkan paket pertuturan yang dikodkan untuk menghasilkan pakej pertuturan baharu, dan modul ini juga boleh beroperasi mengikut bingkai, sama panjang dengan penyahkod.
Jika panjang bingkai ialah 15ms, paket suara 60ms dibahagikan kepada 4 bingkai, dan kemudiannya dinyahkod kembali kepada aliran data suara 60ms dan dihantar ke penimbal penyahkod.Semasa pemprosesan laporan data, maklumat pengalamatan dan kawalan dialih keluar, data asal asal dikekalkan, dan data asal ini kemudiannya diberikan kepada penyahkod.
5.Pertuturan digital ditukar kepada pertuturan analog
Pemacu main balik mengeluarkan sampel suara (480) dalam penimbal dan menghantarnya ke kad bunyi melalui pembesar suara pada frekuensi yang telah ditetapkan (cth 8kHz).Secara ringkasnya, penghantaran isyarat suara pada rangkaian IP melalui penukaran daripada isyarat analog kepada isyarat digital, pembungkusan suara digital ke dalam paket IP, penghantaran paket IP melalui rangkaian, pembongkaran paket IP dan pemulihan suara digital kepada analog isyarat.
Kedua, standard teknikal berkaitan VoIP
Untuk aplikasi multimedia pada rangkaian komunikasi sedia ada, Kesatuan Telekomunikasi Antarabangsa (ITU-T) telah membangunkan protokol siri komunikasi Multimedia H.32x, piawaian utama berikut untuk penerangan ringkas:
H.320, Standard untuk komunikasi multimedia pada sistem telefon video jalur sempit dan terminal (N-ISDN);
H.321, Standard untuk komunikasi multimedia pada B-ISDN;
H.322.Standard untuk komunikasi multimedia pada LAN yang dijamin oleh QoS;
H.323.Standard untuk komunikasi multimedia pada rangkaian pensuisan paket tanpa jaminan QoS;
H.324, standard untuk komunikasi multimedia pada terminal komunikasi kadar bit rendah (PSTN dan rangkaian wayarles).
Antara piawaian di atas, H. Rangkaian 323 Standard-defined adalah yang paling banyak digunakan, seperti Ethernet, Token Network, FDDI Network, dan lain-lain. Oleh kerana H. Penggunaan standard 323 secara semula jadi menjadi tempat hangat dalam pasaran, jadi di bawah ini kita akan menumpukan pada H.323。H.323 Empat komponen utama ditakrifkan dalam cadangan: terminal, get laluan, perisian pengurusan get laluan (juga dikenali sebagai get laluan atau get), dan unit kawalan berbilang titik.
1.Terminal (Terminal)
Semua terminal mesti menyokong komunikasi suara, dan keupayaan komunikasi video dan data adalah pilihan. semua H. Terminal 323 juga mesti menyokong Standard H.245, H.245 Standard digunakan untuk mengawal penggunaan saluran dan prestasi saluran.H .323 Parameter utama codec pertuturan dalam komunikasi suara ditentukan seperti berikut: jalur lebar suara disyorkan ITU / kadar bit penghantaran KHz / Anotasi algoritma mampatan Kb/s G.711 3.4 56,64 PCM mampatan mudah, digunakan pada PSTN dalam G .728 3.4 16 Kualiti suara LD-CELP sebagai G.711, seperti yang digunakan pada penghantaran kadar bit rendah G.722 7 48,56,64 Kualiti suara ADPCM lebih tinggi daripada G.711, digunakan pada penghantaran kadar bit tinggi G .723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ Kualiti suara boleh diterima, G.723.1 Gunakan G untuk forum VOIP.729G.729A 3.4 8 Kelewatan CS-ACELP lebih rendah daripada G.723.1, Kualiti suara lebih tinggi daripada G.723.1。
2.Gateway (Gateway)
Ini ialah pilihan H.Pilihan untuk sistem 323. Gerbang boleh mengubah protokol, audio, algoritma pengekodan video dan isyarat kawalan yang digunakan oleh sistem yang berbeza untuk menampung komunikasi terminal sistem. Seperti Sistem H.324 berasaskan PSTN dan jalur sempit H.The 320 System dan H.323 berasaskan ISDN Untuk komunikasi sistem, adalah perlu untuk mengkonfigurasi get laluan;
3.Penyimpanan kastam (Penjaga pintu)
Ini ialah H. Komponen pilihan sistem 323 ialah perisian untuk melengkapkan fungsi pengurusan. Ia mempunyai dua fungsi utama: yang pertama adalah untuk pengurusan Aplikasi H.323;yang kedua ialah pengurusan komunikasi terminal melalui pintu masuk (seperti penubuhan panggilan, penyingkiran, dll.).Pengurus boleh melakukan penukaran alamat, kawalan lebar jalur, pengesahan panggilan, rakaman panggilan, pendaftaran pengguna, pengurusan domain komunikasi dan fungsi lain melalui kastam keeping.one H.323 Domain komunikasi boleh mempunyai berbilang get laluan, tetapi hanya satu get laluan berfungsi.
4.Unit kawalan berbilang titik (Unit Kawalan Berbilang Titik)
MCU membolehkan komunikasi berbilang titik pada rangkaian IP, dan komunikasi titik ke titik tidak diperlukan. Keseluruhan sistem membentuk topologi bintang melalui MCU. MCU mengandungi dua komponen utama: pengawal berbilang titik MC dan pemproses berbilang titik MP, atau tanpa MP.H antara terminal pemprosesan MC.245 Kawal maklumat untuk membina penama awam yang minimum untuk pemprosesan audio dan video. MC tidak secara langsung memproses sebarang aliran maklumat media, tetapi menyerahkannya kepada MP. MP mencampur, menukar dan memproses audio , video atau maklumat data.
Dalam industri terdapat dua seni bina selari, satu ialah ITU-T H yang diperkenalkan di atas.323 Protokol ialah protokol SIP (RFC2543) yang dicadangkan oleh Pasukan Petugas Kejuruteraan Internet (IETF), dan protokol SIP lebih sesuai untuk terminal pintar.
Ketiga, Dorongan untuk pembangunan VoIP
Penggunaan meluas VoIP akan menjadi kenyataan dengan cepat disebabkan oleh banyak perkakasan, perisian, perkembangan berkaitan dan penemuan teknologi dalam protokol dan piawaian. Kemajuan dan perkembangan teknologi dalam bidang ini memainkan peranan penggerak dalam mewujudkan rangkaian VoIP yang lebih cekap, berfungsi dan saling beroperasi. Faktor teknikal yang menggalakkan pembangunan pesat dan juga aplikasi VoIP yang meluas boleh diringkaskan kepada aspek berikut.
1. Pemproses Isyarat Digital
Pemproses isyarat digital lanjutan (Pemproses Isyarat Digital, DSP) melaksanakan komponen intensif pengiraan yang diperlukan untuk penyepaduan suara dan data. DSP memproses isyarat digital terutamanya untuk melakukan pengiraan kompleks yang mungkin perlu dilakukan oleh CPU universal. Gabungan pengkhususannya kuasa pemprosesan dengan kos yang rendah menjadikan DSP sangat sesuai untuk melaksanakan fungsi pemprosesan isyarat dalam sistem VoIP.
Strim suara tunggal pada G.729 Kos pengkomputeran pemampatan suara biasanya besar, memerlukan 20MIPS.Jika CPU pusat diperlukan untuk melaksanakan penghalaan dan fungsi pengurusan sistem semasa memproses berbilang aliran suara, ini adalah tidak realistik.Oleh itu, menggunakan satu atau lebih DSP boleh menyahpasang tugas pengkomputeran algoritma pemampatan suara yang kompleks daripada CPU pusat. Selain itu, DSP sesuai untuk pengesanan aktiviti suara dan pembatalan gema, membolehkan mereka memproses aliran data suara dalam masa nyata dan mengakses dengan cepat memori on-board, jadi.Dalam bahagian ini, kami memperincikan cara melaksanakan pengekodan suara dan pembatalan gema pada platform TMS320C6201DSP.
Protokol dan perisian standard dan perkakasan H.323 Kaedah giliran adil berwajaran Pertukaran teg DSP MPLS berwajaran pengesanan awal rawak lanjutan ASIC RTP, RTCP dwi corong algoritma kadar sel umum DWDM RSVP kadar akses pantas SONET Diffserv, CAR Cisco kuasa pemprosesan CPU pemajuan pantas G. 729, G.729a: Jadual Akses Lanjutan CS-ACELP ADSL, RADSL, SDSL FRF.11/FRF.12 Algoritma tong token Multilink PPP Frame Relay Penerus data SIP berdasarkan penyepaduan keutamaan Paket CoS berbanding SONET IP dan ATM QoS / CoS
2. litar bersepadu khusus lanjutan
Pembangunan Litar Bersepadu Khusus Aplikasi (ASIC) telah menghasilkan ASIC yang lebih pantas, lebih kompleks dan lebih berfungsi.ASIC ialah cip aplikasi khusus yang melaksanakan satu aplikasi atau set fungsi yang kecil.Oleh kerana ia menumpukan pada matlamat aplikasi yang sangat sempit, ia boleh sangat dioptimumkan untuk fungsi tertentu, biasanya dengan CPU dwi-tujuan satu atau beberapa pesanan magnitud lebih pantas.
Sama seperti cip Thin Instruction set Computer (RSIC) memfokuskan pada pelaksanaan pantas nombor had, ASIC dipraprogramkan untuk melaksanakan bilangan fungsi terhingga dengan lebih pantas. Setelah pembangunan selesai, kos pengeluaran besar-besaran ASIC adalah rendah dan ia digunakan. untuk peranti rangkaian termasuk penghala dan suis, melaksanakan fungsi seperti penyemakan jadual penghalaan, pemajuan kumpulan, pengisihan dan penyemakan kumpulan, dan baris gilir. Penggunaan ASIC memberikan peranti prestasi yang lebih tinggi dan kos yang lebih rendah. Mereka menyediakan jalur lebar yang meningkat dan sokongan QoS yang lebih baik untuk rangkaian, jadi mereka memainkan peranan yang besar dalam mempromosikan pembangunan VoIP.
3. teknologi penghantaran IP
Kebanyakan rangkaian telekom penghantaran menggunakan pemultipleksan pembahagian masa, manakala Internet mesti menggunakan penggunaan semula statistik dan pertukaran paket yang panjang.Berbanding, yang kedua mempunyai kadar penggunaan sumber rangkaian yang tinggi, interkoneksi yang mudah dan berkesan, dan sangat sesuai untuk perkhidmatan data, yang merupakan salah satu sebab penting untuk perkembangan pesat Internet. Walau bagaimanapun, komunikasi rangkaian IP jalur lebar memerlukan QoS dan ciri kelewatan. , jadi pembangunan pertukaran paket pemultipleksan statistik telah menarik perhatian pihak berkenaan.Pada masa ini, sebagai tambahan kepada generasi baharu protokol IP-IPV6, kumpulan tugas kejuruteraan Internet dunia (IETF) mencadangkan teknologi pertukaran tag berbilang protokol (MPLS), ini adalah sejenis pemilihan lapisan rangkaian berdasarkan pelbagai pertukaran tag / label, boleh meningkatkan fleksibiliti pemilihan jalan, mengembangkan keupayaan pemilihan lapisan rangkaian, memudahkan penghala dan penyepaduan pertukaran saluran, meningkatkan prestasi rangkaian.MPLS boleh berfungsi sebagai protokol penghalaan bebas, dan serasi dengan protokol penghalaan rangkaian sedia ada, menyokong pelbagai operasi, pengurusan dan fungsi penyelenggaraan IP nebekerja, menjadikan QoS, penghalaan, prestasi isyarat bertambah baik, untuk mencapai atau menghampiri tahap penggunaan semula statistik pertukaran paket panjang tetap (ATM), dan mudah, cekap, murah dan boleh digunakan daripada ATM.
IETF juga secara tempatan memahami teknologi kumpulan baharu, untuk mencapai pemilihan jalan QoS. "Teknologi terowong" sedang dikaji untuk mencapai penghantaran jalur lebar pautan sehala. Selain itu, cara memilih platform penghantaran rangkaian IP juga merupakan satu bidang penyelidikan penting dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dan IP atas ATM, IP atas SDH, IP atas DWDM dan teknologi lain telah muncul berturut-turut.
Lapisan IP menyediakan pengguna IP perkhidmatan capaian IP berkualiti tinggi dengan jaminan perkhidmatan tertentu. Lapisan pengguna menyediakan borang capaian (akses IP dan capaian jalur lebar) dan borang kandungan perkhidmatan. Dalam lapisan asas, Ethernet, sebagai lapisan fizikal rangkaian IP, sudah tentu, tetapi IP overDWDM mempunyai teknologi terkini, dan mempunyai potensi besar untuk pembangunan.
Dense Wave Division MultipLexing (DWDM) menyuntik kehidupan baharu ke dalam rangkaian gentian dan menyediakan lebar jalur yang menakjubkan dalam syarikat telekomunikasi yang meletakkan tulang belakang gentian baharu. Teknologi DWDM menggunakan keupayaan gentian optik dan peralatan penghantaran optik termaju. Nama pemultipleksan pembahagian gelombang diperoleh untuk menghantar berbilang panjang gelombang cahaya (LASER) daripada satu aliran gentian optik. Sistem semasa boleh menghantar dan mengenali 16 panjang gelombang, manakala sistem masa hadapan boleh menyokong 40 hingga 96 panjang gelombang penuh. Ini penting kerana setiap panjang gelombang tambahan menambah aliran maklumat tambahan. Anda boleh oleh itu kembangkan rangkaian 2.6 Gbit/s (OC-48) sebanyak 16 kali ganda tanpa perlu meletakkan gentian baharu.
Kebanyakan rangkaian gentian baharu menjalankan OC-192 pada (9.6 Gbit/s), menjana kapasiti lebih 150 Gbit/s pada sepasang gentian apabila digabungkan dengan DWDM. Selain itu, DWDM menyediakan protokol antara muka dan ciri bebas kelajuan, dan menyokong kedua-dua ATM , SDH dan Gigabit Ethernet penghantaran isyarat pada gentian tunggal, yang boleh serasi dengan rangkaian sedia ada, jadi DWDM boleh melindungi aset sedia ada, tetapi juga menyediakan ISP dan syarikat telekomunikasi dengan tulang belakang yang lebih kukuh, dan menjadikan jalur lebar lebih murah dan lebih mudah diakses, yang menyediakan sokongan kukuh untuk keperluan lebar jalur penyelesaian VoIP.
Kadar penghantaran yang meningkat bukan sahaja dapat menyediakan saluran paip yang lebih kasar dengan peluang yang lebih sedikit untuk disekat, tetapi juga mengurangkan kelewatan dengan banyak, dan dengan itu boleh mengurangkan keperluan QoS pada rangkaian IP dengan banyak.
4. Teknologi capaian jalur lebar
Akses pengguna rangkaian IP telah menjadi halangan yang menyekat pembangunan keseluruhan rangkaian. Dalam jangka panjang, matlamat utama capaian pengguna ialah gentian ke rumah (FTTH). Secara umum, rangkaian capaian optik termasuk sistem pembawa gelung digital optik dan rangkaian optik pasif. Yang pertama adalah terutamanya di Amerika Syarikat, digabungkan dengan mulut terbuka V5.1/V5.2, memancarkan sistem bersepadunya pada gentian optik, menunjukkan daya hidup yang hebat.
Yang terakhir adalah terutamanya dalam perintah dan di Jerman.Selama lebih sedekad, Jepun telah mengambil satu siri langkah untuk mengurangkan kos rangkaian optik pasif ke tahap yang serupa dengan kabel tembaga dan pasangan berpintal logam, dan menggunakannya menggunakannya.Terutama dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ITU telah mencadangkan rangkaian optik pasif (APON) berasaskan ATM, yang melengkapkan kelebihan ATM dan rangkaian optik pasif.Kadar capaian boleh mencapai 622 M bit/s, yang sangat bermanfaat untuk pembangunan perkhidmatan multimedia IP jalur lebar, dan boleh mengurangkan kadar kegagalan dan bilangan nod, dan mengembangkan liputan. Pada masa ini, ITU telah menyelesaikan kerja penyeragaman , pengeluar sedang giat membangun, akan ada barangan di pasaran, akan menjadi hala tuju pembangunan utama teknologi akses jalur lebar untuk abad ke-21.
Pada masa ini, teknologi capaian utama ialah: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25 dan Ethernet dan lajur sistem akses wayarles jalur lebar, dsb. Teknologi capaian ini mempunyai ciri tersendiri, termasuk ADSL dan CM yang paling pesat membangun;CM (Modem Kabel) menggunakan kabel sepaksi, kadar penghantaran yang tinggi, keupayaan anti-gangguan yang kuat;tetapi bukan penghantaran dua hala, tiada standard seragam.ADSL (Asymmetrical Digital Loop) mempunyai akses eksklusif kepada jalur lebar, menggunakan sepenuhnya rangkaian telefon sedia ada dan menyediakan kadar penghantaran tidak simetri.Kadar muat turun pada bahagian pengguna boleh mencapai 8 Mbit/s, dan kadar muat naik pada bahagian pengguna boleh mencapai 1M bit / s.ADSL menyediakan jalur lebar yang diperlukan untuk perniagaan dan semua pengguna, dan sangat mengurangkan kos.Menggunakan ADSL kos rendah litar serantau, syarikat kini mengakses Internet dan VPN berasaskan Internet pada kelajuan yang lebih tinggi, membolehkan kapasiti panggilan VoIP yang lebih tinggi.
5.Teknologi unit pemprosesan pusat
Unit pemprosesan pusat (CPU) terus berkembang dalam fungsi, kuasa dan kelajuan. Ini membolehkan aplikasi PC multimedia yang meluas dan meningkatkan prestasi fungsi sistem yang dihadkan oleh kuasa CPU. Keupayaan PC untuk memproses data audio dan video strim telah lama ditunggu-tunggu oleh pengguna, jadi menyampaikan panggilan suara pada rangkaian data sememangnya matlamat seterusnya. Ciri pengkomputeran ini membolehkan kedua-dua aplikasi desktop multimedia lanjutan dan ciri lanjutan dalam komponen rangkaian untuk menyokong aplikasi suara.