Ang tradisyunal na network ng telepono ay voice by circuit exchange, ang kinakailangang transmission broadband na 64kbit/s.Ang tinatawag na VoIP ay ang IP packet exchange network bilang transmission platform, ang simulate voice signal compression, packaging at isang serye ng espesyal na pagproseso, upang magamit nito ang hindi konektadong UDP protocol para sa paghahatid.
Maraming elemento at function ang kinakailangan upang magpadala ng mga voice signal sa isang IP network.Ang pinakasimpleng anyo ng network ay binubuo ng dalawa o higit pang mga device na may mga kakayahan sa VoIP na konektado sa pamamagitan ng isang IP network.
1. Pagbabago ng Boses-Data
Ang signal ng boses ay analog waveform, sa pamamagitan ng IP upang magpadala ng boses, kung real-time na negosyo ng application o real-time na negosyo ng application, una sa voice signal analog data conversion, lalo ang analog voice signal 8 o 6 quantification, at pagkatapos ay ipinadala sa buffer storage , ang laki ng buffer ay maaaring mapili ayon sa mga kinakailangan ng pagkaantala at coding.Maraming mga low bit rate encoder ang naka-encode sa mga frame.
Ang karaniwang haba ng frame ay mula 10 hanggang 30 ms.Isinasaalang-alang ang mga gastos sa panahon ng paghahatid, ang mga interlingual na packet ay karaniwang binubuo ng 60, 120, o 240ms ng data ng pagsasalita.Maaaring ipatupad ang digitization gamit ang iba't ibang mga scheme ng voice coding, at ang kasalukuyang mga pamantayan ng voice coding ay pangunahing ITU-T G.711.Ang voice encoder sa pinagmulang destinasyon ay dapat magpatupad ng parehong algorithm upang ang speech device sa destinasyon ay maibalik ang analog speech signal.
2.Orihinal na data-to-IP na conversion
Kapag ang speech signal ay digital na naka-code, ang susunod na hakbang ay ang pag-compress sa speech packet na may partikular na haba ng frame.Karamihan sa mga encoder ay may partikular na haba ng frame.Kung ang isang encoder ay gumagamit ng 15ms frame, ang 60ms package mula sa unang lugar ay nahahati sa apat na frame at naka-encode sa pagkakasunud-sunod.Ang bawat frame ay may 120 speech sample (sampling rate na 8kHz).Pagkatapos ng pag-encode, ang apat na naka-compress na frame ay na-synthesize sa isang naka-compress na speech package at ipinadala sa processor ng network.Ang network processor ay nagdaragdag ng Baotou, time scale, at iba pang impormasyon sa boses at ipinapasa ito sa kabilang endpoint sa pamamagitan ng network.
Ang network ng pagsasalita ay nagtatatag lamang ng isang pisikal na koneksyon sa pagitan ng mga endpoint ng komunikasyon (isang linya) at nagpapadala ng mga naka-encode na signal sa pagitan ng mga endpoint.Hindi tulad ng mga circuit switching network, ang mga IP network ay hindi bumubuo ng mga koneksyon.Nangangailangan ito na ang data ay ilagay sa mga variable na mahabang ulat ng data o mga pakete, pagkatapos ay i-address at kontrolin ang impormasyon sa bawat datagram at ipinadala sa network, na ipapasa sa patutunguhan.
3.Paglipat
Sa channel na ito, ang buong network ay tinitingnan bilang isang voice packet na natanggap mula sa input at pagkatapos ay ipinadala sa output ng network sa loob ng isang tiyak na oras (t).Ang t ay maaaring mag-iba sa isang buong saklaw, na sumasalamin sa jitter sa paghahatid ng network.
Sinusuri ng parehong node sa network ang impormasyon sa pag-address na nauugnay sa bawat data ng IP at ginagamit ang impormasyong ito upang ipasa ang datagram na iyon sa susunod na hintuan sa patutunguhan na landas.Ang isang link sa network ay maaaring maging anumang topology o paraan ng pag-access na sumusuporta sa mga stream ng data ng IP.
4.Ang IP package- -ang pagbabago ng data
Natatanggap ng patutunguhang VoIP device ang IP data na ito at nagsimulang magproseso.Ang antas ng network ay nagbibigay ng variable na haba ng buffer na ginagamit upang ayusin ang jitter na nabuo ng network.Maaaring tumanggap ang buffer ng maraming voice packet, at maaaring piliin ng mga user ang laki ng buffer.Ang mga maliliit na buffer ay gumagawa ng mas kaunting latency, ngunit hindi kinokontrol ang malaking jitter.Pangalawa, inaalis ng decoder ang pagkaka-compress sa naka-encode na speech packet upang makabuo ng bagong speech package, at ang module na ito ay maaari ding gumana ayon sa frame, eksaktong kapareho ng haba ng decoder.
Kung ang haba ng frame ay 15ms, ang 60ms voice packet ay nahahati sa 4 na frame, at pagkatapos ay i-decode ang mga ito pabalik sa isang 60ms voice data flow at ipapadala sa decoding buffer.Sa panahon ng pagpoproseso ng ulat ng data, ang impormasyon sa pagtugon at kontrol ay aalisin, ang orihinal na orihinal na data ay pananatilihin, at ang orihinal na data na ito ay ibibigay sa decoder.
5.Ang digital na pagsasalita ay na-convert sa analog na pagsasalita
Inaalis ng playback drive ang mga sample ng boses (480) sa buffer at ipinapadala ang mga ito sa sound card sa pamamagitan ng speaker sa isang paunang natukoy na frequency (hal. 8kHz).Sa madaling salita, ang paghahatid ng mga signal ng boses sa IP network ay dumadaan sa conversion mula sa analog signal patungo sa digital signal, digital voice packaging sa isang IP packet, IP packet transmission sa pamamagitan ng network, IP packet unpacking at ang pagpapanumbalik ng digital voice sa analog hudyat.
Pangalawa, ang mga teknikal na pamantayan na nauugnay sa VoIP
Para sa mga aplikasyong multimedia sa mga umiiral nang network ng komunikasyon, binuo ng International Telecommunication Union (ITU-T) ang H.32x Multimedia communication series protocol, ang mga sumusunod na pangunahing pamantayan para sa isang simpleng paglalarawan:
H.320, Pamantayan para sa komunikasyong multimedia sa sistema ng telepono at terminal ng video na narrowband (N-ISDN);
H.321, Pamantayan para sa komunikasyong multimedia sa B-ISDN;
H.322.Pamantayan para sa komunikasyong multimedia sa LAN na ginagarantiyahan ng QoS;
H.323.Pamantayan para sa komunikasyong multimedia sa isang packet switching network na walang garantiya ng QoS;
H.324, isang pamantayan para sa multimedia na komunikasyon sa mababang bit rate na mga terminal ng komunikasyon (PSTN at wireless network).
Kabilang sa mga pamantayan sa itaas, ang H. Ang 323 Standard-defined na mga network ay ang pinakamalawak na ginagamit, tulad ng Ethernet, Token Network, FDDI Network, atbp. dahil sa H. Ang paggamit ng 323 standard ay natural na naging isang mainit na lugar sa merkado, kaya sa ibaba ay tututukan natin ang H.323。H.323 Apat na pangunahing bahagi ang tinukoy sa panukala: terminal, gateway, gateway management software (kilala rin bilang gateway o gate), at multi-point control unit.
1.Terminal (Terminal)
Dapat suportahan ng lahat ng terminal ang voice communication, at ang mga kakayahan sa komunikasyon ng video at data ay opsyonal.lahat ng H. Dapat ding suportahan ng 323 terminal ang H.245 Standard, H.245 Ang pamantayan ay ginagamit upang kontrolin ang paggamit ng channel at ang performance ng channel.H .323 Ang mga pangunahing parameter ng speech codec sa voice communication ay tinukoy bilang mga sumusunod: Inirerekomenda ng ITU ang voice bandwidth / KHz transmission bit rate / Kb/s compression algorithm annotation G.711 3.4 56,64 PCM simpleng compression, na inilapat sa PSTN sa G . .723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ Ang kalidad ng boses ay katanggap-tanggap, G.723.1 Mag-adopt ng G para sa VOIP forum.729G.729A 3.4 8 CS-ACELP delay ay mas mababa kaysa sa G.723.1, Ang kalidad ng boses ay mas mataas kaysa sa G.723.1.
2.Gateway (Gateway)
Ito ay H. Isang opsyon para sa 323 system. Maaaring baguhin ng gateway ang mga protocol, audio, video coding algorithm at mga control signal na ginagamit ng iba't ibang mga system upang ma-accommodate ang system terminal communication. Gaya ng PSTN-based ng H.324 System at narrowband ISDN-based H.The 320 System at ang H.323 Para sa system communication, kailangang i-configure ang gateway;
3.Customs keeping (Gagatekeeper)
Ito ay H. Ang isang opsyonal na bahagi ng 323 system ay ang software upang makumpleto ang function ng pamamahala. Ito ay may dalawang pangunahing function: ang una ay sa pamamahala ng H.323 Application;ang pangalawa ay ang pamamahala ng terminal na komunikasyon sa pamamagitan ng gateway (tulad ng call establishment, pagtanggal, atbp.). Ang mga manager ay maaaring magsagawa ng address conversion, bandwidth control, call authentication, call recording, user registration, communication domain management at iba pang function sa pamamagitan ng customs keeping.one H.323 Maaaring magkaroon ng maraming gateway ang domain ng komunikasyon, ngunit isang gateway lang ang gumagana.
4.Multipoint control unit (Multipoint Control Unit)
Ang MCU ay nagbibigay-daan sa multi-point na komunikasyon sa isang IP network, at point-to-point na komunikasyon ay hindi kinakailangan. Ang buong sistema ay bumubuo ng star topology sa pamamagitan ng MCU. Ang MCU ay naglalaman ng dalawang pangunahing bahagi: multipoint controller MC at multipoint processor MP, o walang MP.H sa pagitan ng mga terminal sa pagpoproseso ng MC.245 Kontrolin ang impormasyon upang bumuo ng kaunting pampublikong pangalan para sa pagpoproseso ng audio at video. Hindi direktang pinoproseso ng MC ang anumang stream ng impormasyon ng media, ngunit iniiwan ito sa MP. Hinahalo, inililipat, at pinoproseso ng MP ang audio , video, o impormasyon ng data.
Sa industriya mayroong dalawang magkatulad na arkitektura, ang isa ay ang ITU-T H na ipinakilala sa itaas.323 Ang Protocol ay ang SIP protocol (RFC2543) na iminungkahi ng Internet Engineering Task Force (IETF), at ang SIP protocol ay mas angkop para sa mga matatalinong terminal.
Pangatlo, Ang impetus para sa pag-unlad ng VoIP
Ang malawakang paggamit ng VoIP ay mabilis na magkakatotoo dahil sa maraming hardware, software, kaugnay na mga pag-unlad at mga teknolohikal na tagumpay sa protocol at mga pamantayan. Ang mga pagsulong at pag-unlad ng teknolohiya sa mga larangang ito ay gumaganap ng isang papel sa pagmamaneho sa paglikha ng isang mas mahusay, gumagana at interoperable na VoIP network. Ang mga teknikal na salik na nagsusulong ng mabilis na pag-unlad at kahit na malawakang aplikasyon ng VoIP ay maaaring maibuod sa mga sumusunod na aspeto.
1.Digital Signal Processor
Ang mga advanced na digital signal processor (Digital Signal Processor, DSP) ay gumaganap ng computation-intensive na mga bahagi na kinakailangan para sa voice at data integration. Pinoproseso ng DSP ang mga digital na signal lalo na upang magsagawa ng mga kumplikadong kalkulasyon na maaaring kailanganing isagawa ng isang unibersal na CPU. Ang kumbinasyon ng kanilang mga dalubhasang Ang kapangyarihan sa pagpoproseso na may mababang halaga ay ginagawang angkop ang DSP upang maisagawa ang mga function ng pagpoproseso ng signal sa sistema ng VoIP.
Iisang voice stream sa G.729 Karaniwang malaki ang gastos sa pag-compute ng voice compression, na nangangailangan ng 20MIPS.Kung ang isang gitnang CPU ay kinakailangan upang magsagawa ng pagruruta at pamamahala ng system function habang pinoproseso ang maramihang mga voice stream, ito ay hindi makatotohanan.Samakatuwid, ang paggamit ng isa o higit pang DSP ay maaaring i-uninstall ang computing task ng kumplikadong voice compression algorithm mula sa gitnang CPU. Bilang karagdagan, ang DSP ay angkop para sa voice activity detection at echo cancellation, na nagpapahintulot sa kanila na magproseso ng mga voice data stream sa real time at mabilis na ma-access on-board memory, kaya.Sa seksyong ito, idedetalye namin kung paano ipatupad ang voice coding at echo cancellation sa platform ng TMS320C6201DSP.
Protocol at standard na software at hardware H.323 Weighted fair queuing method DSP MPLS tag exchange weighted random early detection advanced ASIC RTP, RTCP dual funnel general cell rate algorithm DWDM RSVP rate access fast rate SONET Diffserv, CAR Cisco fast forwarding CPU processing power 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 batay sa priority integration ng CoS Packet sa SONET IP at ATM QoS / CoS
2.Advanced na nakatuon integrated circuits
Ang Application-Specific Integrated Circait (ASIC) development ay gumawa ng isang mas mabilis, mas kumplikado, at mas functional na ASIC. Ang ASIC ay isang dalubhasang application chip na gumaganap ng isang application o isang maliit na hanay ng mga function. Dahil nakatuon sila sa napakakitid na layunin ng application, maaari silang lubos na ma-optimize para sa mga partikular na function, kadalasan ay may dual-purpose na CPU ng isa o ilang mga order ng magnitude na mas mabilis.
Kung paanong ang Thin Instruction set Computer (RSIC) chip ay nakatutok sa mabilis na pagpapatupad ng mga limit na numero, ang ASIC ay na-preprogram para magsagawa ng may hangganan na bilang ng mga function nang mas mabilis. Kapag nakumpleto na ang development, mababa ang gastos ng mass production ng ASIC, at ito ay ginagamit. para sa mga device sa network kabilang ang mga router at switch, gumaganap ng mga function tulad ng routing table checking, group forwarding, group sorting at checking, at queuing. Ang paggamit ng ASIC ay nagbibigay sa device ng mas mataas na performance at mas kaunting gastos. network, kaya malaki ang papel nila sa pagtataguyod ng pag-unlad ng VoIP.
3.Teknolohiya ng paghahatid ng IP
Karamihan sa mga transmission telecom network ay gumagamit ng time-division multiplexing, habang ang Internet ay dapat gumamit ng istatistikal na muling paggamit at mahabang packet exchange.Kung ikukumpara, ang huli ay may mataas na rate ng paggamit ng mga mapagkukunan ng network, simple at epektibong pagkakabit, at napaka-angkop sa mga serbisyo ng data, na isa sa mga mahalagang dahilan para sa mabilis na pag-unlad ng Internet. Gayunpaman, ang broadband IP network na komunikasyon ay nangangailangan ng QoS at mga katangian ng pagkaantala , kaya ang pagbuo ng statistical multiplexing packet exchange ay nakakaakit ng pag-aalala. Sa kasalukuyan, bilang karagdagan sa bagong henerasyon ng IP protocol-IPV6, iminungkahi ng world Internet engineering task group (IETF) ang multi-protocol tag exchange technology (MPLS), ito ay isang uri ng network layer selection na nakabatay sa iba't ibang tag/label exchange, maaaring mapabuti ang flexibility ng road selection, palawakin ang network layer selection ability, pasimplehin ang router at channel exchange integration, pagbutihin ang network performance.MPLS ay maaaring gumana bilang isang independiyenteng routing protocol, at tugma sa umiiral na network routing protocol, sumusuporta sa iba't ibang operasyon, pamamahala at pagpapanatili ng mga function ng IP neTwork, gawin ang QoS, routing, signaling performance na lubos na napabuti, upang maabot o malapit sa antas ng statistical reuse fixed length packet exchange (ATM), at simple, episyente, mura at naaangkop kaysa sa ATM.
Ang IETF ay lokal din na humahawak sa bagong teknolohiya ng pagpapangkat, upang makamit ang QoS na pagpili ng kalsada. Ang "tunnel technology" ay pinag-aaralan upang makamit ang broadband transmission ng one-way na mga link. Bilang karagdagan, kung paano pumili ng IP network transmission platform ay isa ring mahalagang larangan ng pananaliksik sa mga nakaraang taon, at ang IP sa ATM, IP sa SDH, IP sa DWDM at iba pang mga teknolohiya ay sunod-sunod na lumitaw.
Ang layer ng IP ay nagbibigay sa mga user ng IP ng mataas na kalidad na mga serbisyo sa pag-access ng IP na may ilang mga garantiya ng serbisyo. Ang layer ng gumagamit ay nagbibigay ng form ng pag-access (IP access at broadband access) at ang form ng nilalaman ng serbisyo. Sa pangunahing layer, Ethernet, bilang pisikal na layer ng ang IP network, ay isang bagay na siyempre, ngunit ang IP overDWDM ay may pinakabagong teknolohiya, at may malaking potensyal para sa pag-unlad.
Ang Dense Wave Division MultipLexing (DWDM) ay nag-inject ng bagong buhay sa mga fiber network at nagbibigay ng kamangha-manghang bandwidth sa mga kumpanya ng telecom na naglalagay ng bagong fiber backbone. Ginagamit ng DWDM technology ang mga kakayahan ng optical fibers at advanced optical transmission equipment. Ang pangalan ng wave division multiplexing ay hinango para sa pagpapadala ng maramihang wavelength ng liwanag (LASER) mula sa isang stream ng optical fiber. Ang mga kasalukuyang system ay maaaring magpadala at makilala ang 16 na wavelength, habang ang hinaharap na mga system ay maaaring suportahan ang 40 hanggang 96 buong wavelength. Ito ay makabuluhan dahil ang bawat karagdagang wavelength ay nagdaragdag ng karagdagang daloy ng impormasyon. Maaari kang samakatuwid palawakin ang 2.6 Gbit/s (OC-48) network ng 16 na beses nang hindi kinakailangang maglagay ng mga bagong hibla.
Karamihan sa mga bagong fiber network ay nagpapatakbo ng OC-192 sa (9.6 Gbit/s), na bumubuo ng kapasidad na higit sa 150 Gbit/s sa isang pares ng mga fibers kapag pinagsama sa DWDM. Bilang karagdagan, ang DWDM ay nagbibigay ng interface protocol at speed-independent na mga feature, at sumusuporta sa parehong ATM , SDH at Gigabit Ethernet signal transmission sa iisang fiber, na maaaring tugma sa mga kasalukuyang network, kaya mapoprotektahan ng DWDM ang mga kasalukuyang asset, ngunit nagbibigay din ng mas malakas na backbone ang mga kumpanya ng ISP at telecom, at gawing mas mura at mas madaling ma-access ang broadband, na nagbibigay ng malakas na suporta para sa mga kinakailangan sa bandwidth ng mga solusyon sa VoIP.
Ang tumaas na bilis ng paghahatid ay hindi lamang makakapagbigay ng mas magaspang na pipeline na may mas kaunting pagkakataong ma-block, ngunit mababawasan din ang pagkaantala nang malaki, at sa gayon ay lubos na makakabawas sa mga kinakailangan ng QoS sa mga IP network.
4. Broadband access technology
Ang pag-access ng gumagamit ng IP network ay naging isang bottleneck na naghihigpit sa pagbuo ng buong network. Sa mahabang panahon, ang pinakalayunin ng pag-access ng user ay fiber-to-home (FTTH). Sa pangkalahatan, ang optical access network ay may kasamang optical digital loop carrier system at passive optical network. Ang dating ay higit sa lahat sa Estados Unidos, na sinamahan ng bukas na bibig V5.1/V5.2, na nagpapadala ng pinagsamang sistema nito sa optical fiber, na nagpapakita ng mahusay na sigla.
Ang huli ay pangunahin sa pagkakasunud-sunod at sa Alemanya. Sa loob ng higit sa isang dekada, ang Japan ay gumawa ng isang serye ng mga hakbang upang bawasan ang gastos ng passive optical network sa isang antas na katulad ng mga copper cable at metal twisted pair, at ginamit ito sa paggamit. Lalo na sa mga nakaraang taon, iminungkahi ng ITU ang ATM-based passive optical network (APON), na umaakma sa mga pakinabang ng ATM at passive optical network.Ang rate ng pag-access ay maaaring umabot sa 622 M bit/s, na lubhang kapaki-pakinabang sa pagbuo ng broadband IP multimedia na serbisyo, at maaaring mabawasan ang rate ng pagkabigo at ang bilang ng mga node, at palawakin ang saklaw. Sa kasalukuyan, natapos na ng ITU ang gawaing standardisasyon , ang mga tagagawa ay aktibong umuunlad, magkakaroon ng mga kalakal sa merkado, ay magiging pangunahing direksyon ng pag-unlad ng teknolohiya ng broadband access para sa ika-21 siglo.
Sa kasalukuyan, ang mga pangunahing teknolohiya sa pag-access ay: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25 at Ethernet at broadband wireless access system column, atbp. Ang mga teknolohiyang ito sa pag-access ay may sariling katangian, kabilang ang pinakamabilis na pagbuo ng ADSL at CM;Ang CM (Cable Modem) ay gumagamit ng coaxial cable, mataas na transmission rate, malakas na anti-interference na kakayahan;ngunit hindi two-way transmission, walang pare-parehong pamantayan.Ang ADSL (Asymmetrical Digital Loop) ay may eksklusibong access sa broadband, na ganap na gumagamit ng kasalukuyang network ng telepono at nagbibigay ng walang simetriko na bilis ng paghahatid.Maaaring umabot sa 8 Mbit/s ang download rate sa side ng user, at ang rate ng pag-upload sa side ng user ay maaaring umabot sa 1M bit / s. Ang ADSL ay nagbibigay ng kinakailangang broadband para sa mga negosyo at lahat ng user, at lubos na nakakabawas ng mga gastos. Gumagamit ng mas murang ADSL rehiyonal na circuits, ang mga kumpanya ay nag-a-access na ngayon ng Internet at Internet-based na VPN sa mas mataas na bilis, na nagbibigay-daan sa mas mataas na kapasidad ng tawag sa VoIP.
5.Teknolohiya ng central processing unit
Ang mga central processing unit (CPU) ay patuloy na nagbabago sa pag-andar, kapangyarihan, at bilis. Nagbibigay-daan ito sa malawakang aplikasyon ng multimedia PC at pinapahusay ang pagganap ng mga function ng system na limitado ng CPU power. Ang kakayahan ng PC na magproseso ng stream ng audio at data ng video ay matagal nang hinihintay ng mga user, kaya ang paghahatid ng mga voice call sa mga network ng data ay natural na ang susunod na layunin. Ang tampok na computing na ito ay nagbibigay-daan sa parehong mga advanced na multimedia desktop application at mga advanced na feature sa mga bahagi ng network upang suportahan ang mga voice application.