Geleneksel telefon şebekesi, 64 kbit/s'lik gerekli iletim geniş bantlı devre değişimiyle sestir.Sözde VoIP, iletim platformu olarak IP paket değişim ağı, simüle edilmiş ses sinyali sıkıştırma, paketleme ve bir dizi özel işlemdir, böylece iletim için bağlantısız UDP protokolünü kullanabilir.
Bir IP ağında ses sinyallerini iletmek için çeşitli öğeler ve işlevler gereklidir.Ağın en basit biçimi, bir IP ağı aracılığıyla bağlanan VoIP özelliklerine sahip iki veya daha fazla cihazdan oluşur.
1.Ses-Veri Dönüşümü
Ses sinyali, gerçek zamanlı uygulama işi veya gerçek zamanlı uygulama işi olsun, önce ses sinyali analog veri dönüşümüne, yani analog ses sinyali 8 veya 6 nicelleştirmesine ve ardından arabellek deposuna gönderilen ses iletmek için IP aracılığıyla analog dalga biçimidir. , arabellek boyutu gecikme ve kodlama gereksinimlerine göre seçilebilir.Birçok düşük bit hızlı kodlayıcı, çerçevelerde kodlanmıştır.
Tipik çerçeve uzunluğu 10 ila 30 ms arasında değişmektedir.İletim sırasındaki maliyetler göz önüne alındığında, diller arası paketler genellikle 60, 120 veya 240 ms konuşma verisinden oluşur.Sayısallaştırma, çeşitli ses kodlama şemaları kullanılarak gerçekleştirilebilir ve mevcut ses kodlama standartları esas olarak ITU-T G.711'dir.Kaynak hedefteki ses kodlayıcı, hedefteki konuşma cihazının analog konuşma sinyalini geri yükleyebilmesi için aynı algoritmayı uygulamalıdır.
2.Orijinal veriden IP'ye dönüştürme
Konuşma sinyali dijital olarak kodlandıktan sonra, bir sonraki adım, konuşma paketini belirli bir çerçeve uzunluğu ile kodlamaktır.Kodlayıcıların çoğu belirli bir çerçeve uzunluğuna sahiptir.Bir kodlayıcı 15ms çerçeveler kullanıyorsa, ilk etapta 60ms'lik paket dört çerçeveye bölünür ve sırayla kodlanır.Her çerçeve 120 konuşma örneğine sahiptir (8kHz örnekleme hızı).Kodlamadan sonra, sıkıştırılmış dört çerçeve sıkıştırılmış bir konuşma paketinde sentezlendi ve ağ işlemcisine gönderildi.Ağ işlemcisi sese bir Baotou, zaman ölçeği ve diğer bilgileri ekler ve bunu ağ üzerinden diğer uç noktaya iletir.
Konuşma ağı, iletişim uç noktaları (bir hat) arasında basitçe fiziksel bir bağlantı kurar ve kodlanmış sinyalleri uç noktalar arasında iletir.Devre anahtarlamalı ağların aksine, IP ağları bağlantı oluşturmaz.Verilerin değişken uzun veri raporlarına veya paketlerine yerleştirilmesini, ardından her datagrama adres ve kontrol bilgilerinin verilmesini ve ağ üzerinden gönderilmesini, hedefe iletilmesini gerektirir.
3. Aktarım
Bu kanalda, tüm ağ, girişten alınan ve belirli bir süre (t) içinde ağ çıkışına iletilen bir ses paketi olarak görülür.t, ağ iletimindeki titreşimi yansıtan tam bir aralıkta değişebilir.
Ağdaki aynı düğüm, her bir IP verisiyle ilişkili adresleme bilgisini kontrol eder ve bu bilgiyi, verikatarını hedef yol üzerindeki bir sonraki durağa iletmek için kullanır.Bir ağ bağlantısı, IP veri akışlarını destekleyen herhangi bir topoloji veya erişim yöntemi olabilir.
4. IP paketi - - verilerin dönüştürülmesi
Hedef VoIP cihazı bu IP verilerini alır ve işlemeye başlar.Ağ seviyesi, ağ tarafından üretilen titreşimi düzenlemek için kullanılan değişken uzunluklu bir tampon sağlar.Arabellek birçok ses paketini barındırabilir ve kullanıcılar arabelleğin boyutunu seçebilir.Küçük arabellekler daha az gecikme sağlar, ancak büyük titreşimi düzenlemez.İkinci olarak, kod çözücü yeni bir konuşma paketi üretmek için kodlanmış konuşma paketini açar ve bu modül aynı zamanda kod çözücüyle tam olarak aynı uzunlukta çerçeve ile de çalışabilir.
Çerçeve uzunluğu 15ms ise, 60ms'lik ses paketleri 4 çerçeveye bölünür ve ardından 60ms'lik bir ses veri akışına kodu çözülür ve kod çözme arabelleğine gönderilir.Veri raporunun işlenmesi sırasında, adresleme ve kontrol bilgileri kaldırılır, orijinal orijinal veriler korunur ve bu orijinal veriler daha sonra kod çözücüye sağlanır.
5.Dijital konuşma analog konuşmaya dönüştürüldü
Oynatma sürücüsü, arabellekteki ses örneklerini (480) çıkarır ve önceden belirlenmiş bir frekansta (örn. 8kHz) hoparlör aracılığıyla ses kartına gönderir.Kısacası, IP ağındaki ses sinyallerinin iletimi, analog sinyalden dijital sinyale, dijital ses paketlemesinden bir IP paketine, IP paketinin ağ üzerinden iletiminden, IP paketinin açılmasından ve dijital sesin analoga geri yüklenmesinden geçer. sinyal.
İkincisi, VoIP ile ilgili teknik standartlar
Mevcut iletişim ağlarındaki multimedya uygulamaları için, Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU-T), basit bir açıklama için aşağıdaki ana standartlar olan H.32x Multimedya iletişim serisi protokolünü geliştirmiştir:
H.320, Dar bant video telefon sistemi ve terminal (N-ISDN) üzerinde multimedya iletişimi için standart;
H.321, B-ISDN'de multimedya iletişimi için standart;
H.322.QoS tarafından garanti edilen LAN üzerinde multimedya iletişimi için standart;
H.323.QoS garantisi olmayan bir paket anahtarlamalı ağda multimedya iletişimi için standart;
H.324, düşük bit hızlı iletişim terminallerinde (PSTN ve kablosuz ağ) multimedya iletişimi için bir standart.
Yukarıdaki standartlar arasında H. 323 Standardı tanımlı ağlar, Ethernet, Token Network, FDDI Network, vb. Gibi en yaygın kullanılanlardır. H nedeniyle 323 standardının uygulanması doğal olarak piyasada bir sıcak nokta haline gelmiştir, bu nedenle aşağıda H.323~H.323'e odaklanacağız. Teklifte dört ana bileşen tanımlanmıştır: terminal, ağ geçidi, ağ geçidi yönetim yazılımı (ağ geçidi veya kapı olarak da bilinir) ve çok noktalı kontrol ünitesi.
1. Terminal (Terminal)
Tüm terminaller sesli iletişimi desteklemelidir ve video ve veri iletişim yetenekleri isteğe bağlıdır.tümü H.323 terminali ayrıca H.245 Standardı, H.245'i de desteklemelidir.Standart, kanal kullanımını ve kanal performansını kontrol etmek için kullanılır.H .323 Sesli iletişimde konuşma codec bileşeninin ana parametreleri şu şekilde belirtilmiştir: ITU tarafından önerilen ses bant genişliği / KHz iletim bit hızı / Kb/s sıkıştırma algoritması açıklama G.711 3.4 56,64 PCM basit sıkıştırma, G'de PSTN'ye uygulanır .728 3.4 16 LD-CELP ses kalitesi, düşük bit hızlı iletim G.722'ye uygulandığı gibi G.711 olarak G.722 7 48,56,64 ADPCM ses kalitesi, yüksek bit hızlı iletim G'ye uygulandığında G.711'den daha yüksek .723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ Ses kalitesi kabul edilebilir, G.723.1 VOIP forumu için bir G kabul edin.729G.729A 3.4 8 CS-ACELP gecikmesi G.723.1'den düşük, Ses kalitesi, G.723.1。
2.Ağ Geçidi (Ağ Geçidi)
Bu H. 323 sistemi için bir seçenektir. Ağ geçidi, sistem terminal iletişimine uyum sağlamak için farklı sistemler tarafından kullanılan protokolleri, ses, video kodlama algoritmalarını ve kontrol sinyallerini dönüştürebilir. H.324 Sisteminin PSTN tabanlı ve dar bant gibi ISDN tabanlı H.The 320 System ve H.323 Sistem iletişimi için ağ geçidini yapılandırmak gereklidir;
3.Gümrük tutma (Kapı Bekçisi)
Bu H'dir. 323 sisteminin isteğe bağlı bir bileşeni, yönetim işlevini tamamlayan yazılımdır. İki ana işlevi vardır: ilki H.323 Uygulama yönetimidir;ikincisi, ağ geçidi üzerinden terminal iletişiminin yönetimidir (çağrı oluşturma, kaldırma vb. gibi). Yöneticiler, adres dönüştürme, bant genişliği kontrolü, çağrı doğrulama, çağrı kaydı, kullanıcı kaydı, iletişim alanı yönetimi ve diğer işlevleri gümrük yoluyla gerçekleştirebilir. keep.one H.323 İletişim etki alanında birden çok ağ geçidi olabilir, ancak yalnızca bir ağ geçidi çalışır.
4.Çok Noktalı Kontrol Ünitesi (Çok Noktalı Kontrol Ünitesi)
MCU, bir IP ağında çok noktalı iletişimi sağlar ve noktadan noktaya iletişim gerekli değildir. Tüm sistem, MCU aracılığıyla bir yıldız topolojisi oluşturur. MCU iki ana bileşen içerir: çok noktalı denetleyici MC ve çok noktalı işlemci MP veya MC işleme terminalleri arasında MP.H olmadan.245 Ses ve video işleme için minimum bir genel ad oluşturmak için bilgileri kontrol edin.MC, herhangi bir ortam bilgisi akışını doğrudan işlemez, ancak MP'ye bırakır. MP, sesi karıştırır, değiştirir ve işler , video veya veri bilgileri.
Endüstride iki paralel mimari vardır, biri yukarıda tanıtılan ITU-TH'dir.323 Protokol, İnternet Mühendisliği Görev Gücü (IETF) tarafından önerilen SIP protokolüdür (RFC2543) ve SIP protokolü akıllı terminaller için daha uygundur.
Üçüncüsü, VoIP geliştirme için itici güç
Protokol ve standartlardaki birçok donanım, yazılım, ilgili gelişmeler ve teknolojik atılımlar nedeniyle VoIP'nin yaygın kullanımı hızla gerçekleşecektir. Bu alanlardaki teknolojik ilerlemeler ve gelişmeler daha verimli, işlevsel ve birlikte çalışabilir bir VoIP ağı oluşturmada itici bir rol oynamaktadır. VoIP'nin hızlı gelişimini ve hatta yaygın uygulamasını destekleyen teknik faktörler aşağıdaki hususlarda özetlenebilir.
1.Dijital Sinyal İşlemcisi
Gelişmiş dijital sinyal işlemcileri (Digital Signal Processor, DSP), ses ve veri entegrasyonu için gereken yoğun hesaplamalı bileşenleri gerçekleştirir. DSP, dijital sinyalleri öncelikle, aksi takdirde evrensel bir CPU tarafından yapılması gerekebilecek karmaşık hesaplamaları gerçekleştirmek için işler. Düşük maliyetli işlem gücü, DSP'yi VoIP sistemindeki sinyal işleme işlevlerini gerçekleştirmek için çok uygun hale getirir.
G.729'da tek ses akışı Ses sıkıştırmanın bilgi işlem maliyeti genellikle yüksektir ve 20MIPS gerektirir.Birden fazla ses akışını işlerken yönlendirme ve sistem yönetimi işlevlerini gerçekleştirmek için merkezi bir CPU gerekiyorsa, bu gerçekçi değildir.Bu nedenle, bir veya daha fazla DSP kullanmak, karmaşık ses sıkıştırma algoritmasının bilgi işlem görevini merkezi CPU'dan kaldırabilir. Ek olarak, DSP, ses etkinliği algılama ve yankı iptali için uygundur ve ses veri akışlarını gerçek zamanlı olarak işlemelerine ve hızlı bir şekilde erişmelerine olanak tanır. yerleşik bellek, yani.Bu bölümde, TMS320C6201DSP platformunda ses kodlama ve yankı iptalinin nasıl uygulanacağını ayrıntılarıyla anlatacağız.
Protokol ve standart yazılım ve donanım H.323 Ağırlıklı adil kuyruklama yöntemi DSP MPLS etiket değişimi ağırlıklı rastgele erken algılama gelişmiş ASIC RTP, RTCP çift huni genel hücre hızı algoritması DWDM RSVP dereceli erişim hızlı hız SONET Diffserv, CAR Cisco hızlı iletme CPU işlem gücü G. 729, G.729a: CS-ACELP Genişletilmiş Erişim Tablosu ADSL, RADSL, SDSL FRF.11/FRF.12 Token varil algoritması Multilink PPP Çerçeve Rölesi Veri doğrultucu SIP, SONET IP ve ATM QoS / CoS üzerinden CoS Paketinin öncelikli entegrasyonuna dayalı
2.Gelişmiş özel entegre devreler
Application-Specific Integrated Circait (ASIC) geliştirmesi daha hızlı, daha karmaşık ve daha işlevsel bir ASIC üretti.ASIC, tek bir uygulamayı veya küçük bir dizi işlevi gerçekleştiren özel bir uygulama çipidir. Çok dar uygulama hedeflerine odaklandıkları için, genellikle bir veya birkaç büyüklük sırası daha hızlı olan çift amaçlı bir CPU ile belirli işlevler için yüksek düzeyde optimize edilebilirler.
Thin Instruction set Computer (RSIC) çipinin limit sayılarının hızlı yürütülmesine odaklanması gibi, ASIC de sınırlı sayıda işlevi daha hızlı gerçekleştirmek için önceden programlanmıştır. Geliştirme tamamlandığında, ASIC seri üretiminin maliyeti düşüktür ve kullanılır. yönlendiriciler ve anahtarlar dahil ağ cihazları için, yönlendirme tablosu denetimi, grup iletme, grup sıralama ve denetimi ve kuyruğa alma gibi işlevleri yerine getirir. ASIC kullanımı, aygıta daha yüksek performans ve daha az maliyet sağlar. ağ, bu nedenle VoIP geliştirmeyi teşvik etmede büyük rol oynarlar.
3.IP iletim teknolojisi
Çoğu iletim telekom ağı, zaman bölmeli çoğullamayı kullanırken, İnternet'in istatistiksel yeniden kullanımı ve uzun paket alışverişini benimsemesi gerekir.Karşılaştırıldığında, ikincisi ağ kaynaklarının yüksek kullanım oranına, basit ve etkili ara bağlantıya sahiptir ve İnternet'in hızlı gelişiminin önemli nedenlerinden biri olan veri hizmetlerine çok uygundur. Bununla birlikte, geniş bant IP ağ iletişimi QoS ve gecikme özellikleri gerektirir. , bu nedenle istatistiksel çoğullama paket değişiminin gelişimi ilgilileri çekti. Şu anda, yeni nesil IP protokolü-IPV6'ya ek olarak, dünya İnternet mühendisliği görev grubu (IETF) çok protokollü etiket değişim teknolojisini (MPLS) önerdi, bu çeşitli etiket / etiket alışverişine dayalı bir tür ağ katmanı seçimidir, yol seçiminin esnekliğini artırabilir, ağ katmanı seçim yeteneğini genişletebilir, yönlendirici ve kanal değişim entegrasyonunu basitleştirebilir, ağ performansını iyileştirebilir. MPLS bağımsız bir yönlendirme protokolü olarak çalışabilir ve mevcut ağ yönlendirme protokolü ile uyumlu, IP ne'nin çeşitli işletim, yönetim ve bakım işlevlerini desteklerTwork, istatistiksel yeniden kullanım sabit uzunluklu paket değişimi (ATM) düzeyine ulaşmak veya buna yakın olmak için QoS, yönlendirme, sinyalleme performansını büyük ölçüde iyileştirdi ve ATM'den basit, verimli, ucuz ve uygulanabilir hale getirdi.
IETF ayrıca QoS yol seçimini elde etmek için yeni gruplama teknolojisini yerel olarak kavramaktadır. Tek yönlü bağlantıların geniş bant iletimini sağlamak için “tünel teknolojisi” üzerinde çalışılmaktadır. Ayrıca, IP ağ iletim platformunun nasıl seçileceği de bir son yıllarda önemli bir araştırma alanı olan ATM üzerinden IP, SDH üzerinden IP, DWDM üzerinden IP ve diğer teknolojiler ardı ardına ortaya çıkmıştır.
IP katmanı, IP kullanıcılarına belirli hizmet garantileri ile yüksek kaliteli IP erişim hizmetleri sağlar. Kullanıcı katmanı, erişim formunu (IP erişimi ve geniş bant erişimi) ve hizmet içeriği formunu sağlar. IP ağı doğaldır, ancak IP overDWDM en son teknolojiye sahiptir ve geliştirme için büyük bir potansiyele sahiptir.
Yoğun Dalga Bölmeli Çoğullama (DWDM), fiber ağlara yeni bir hayat katar ve yeni fiber omurga oluşturan telekom şirketlerinde inanılmaz bant genişliği sağlar. DWDM teknolojisi, optik fiberlerin ve gelişmiş optik iletim ekipmanlarının özelliklerini kullanır. Dalga bölmeli çoğullamanın adı, çoklu iletim için türetilmiştir. tek bir optik fiber akışından gelen ışığın dalga boyları (LAZER). Mevcut sistemler 16 dalga boyunu gönderip tanıyabilirken, gelecekteki sistemler 40 ila 96 tam dalga boyunu destekleyebilir. Bu önemlidir, çünkü her ek dalga boyu ek bir bilgi akışı ekler. bu nedenle yeni fiber döşemek zorunda kalmadan 2,6 Gbit/s (OC-48) ağını 16 kat genişletin.
Çoğu yeni fiber ağ, OC-192'yi (9,6 Gbit/sn) çalıştırır ve DWDM ile birleştirildiğinde bir çift fiberde 150 Gbit/s'nin üzerinde kapasite üretir. Ayrıca, DWDM, arayüz protokolü ve hızdan bağımsız özellikler sağlar ve her iki ATM'yi de destekler. Mevcut ağlarla uyumlu olabilen tek bir fiber üzerinde SDH ve Gigabit Ethernet sinyal iletimi, böylece DWDM mevcut varlıkları koruyabilir, aynı zamanda ISP ve telekom şirketlerine daha güçlü bir omurga sağlar ve geniş bandı daha ucuz ve daha erişilebilir hale getirir; VoIP çözümlerinin bant genişliği gereksinimleri için güçlü destek.
Artan iletim hızı, yalnızca daha az engelleme şansı olan daha kaba bir boru hattı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda gecikmeyi büyük ölçüde azaltır ve böylece IP ağlarındaki QoS gereksinimlerini büyük ölçüde azaltabilir.
4.Geniş bant erişim teknolojisi
IP ağının kullanıcı erişimi, tüm ağın gelişimini kısıtlayan bir darboğaz haline geldi. Uzun vadede, kullanıcı erişiminin nihai hedefi fiberden eve (FTTH). Genel olarak konuşursak, optik erişim ağı, optik dijital döngü taşıyıcı sistemi içerir. ve pasif optik ağ. İlki esas olarak Amerika Birleşik Devletleri'nde, açık ağızlı V5.1/V5.2 ile birlikte, entegre sistemini optik fiber üzerinde ileterek büyük bir canlılık gösteriyor.
İkincisi esas olarak düzende ve Almanya'da. On yıldan fazla bir süredir Japonya, pasif optik ağ maliyetini bakır kablolara ve metal bükümlü çiftlere benzer bir seviyeye düşürmek için bir dizi önlem aldı ve kullandı. Özellikle Son yıllarda İTÜ, ATM ve pasif optik ağın avantajlarını tamamlayan ATM tabanlı pasif optik ağı (APON) önerdi.Erişim hızı 622 M bit/s'ye ulaşabilir, bu da geniş bant IP multimedya hizmetinin geliştirilmesi için çok faydalıdır ve hata oranını ve düğüm sayısını azaltabilir ve kapsama alanını genişletebilir. Şu anda ITU standardizasyon çalışmalarını tamamladı. , üreticiler aktif olarak gelişiyor, piyasada mallar olacak, 21. yüzyıl için geniş bant erişim teknolojisinin ana gelişme yönü olacak.
Şu anda ana erişim teknolojileri şunlardır: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25 ve Ethernet ve geniş bant kablosuz erişim sistemi sütunu, vb. Bu erişim teknolojileri, en hızlı gelişen ADSL ve CM dahil olmak üzere kendi özelliklerine sahiptir;CM (Kablo Modem) koaksiyel kablo, yüksek iletim hızı, güçlü parazit önleme özelliği kullanır;ancak iki yönlü iletim değil, tek tip standart yok.ADSL (Asimetrik Sayısal Döngü), mevcut telefon ağından tam olarak yararlanarak ve asimetrik iletim hızı sağlayarak genişbanta özel erişime sahiptir.Kullanıcı tarafındaki indirme hızı 8 Mbit/s'ye, kullanıcı tarafındaki yükleme hızı ise 1M bit/s'ye ulaşabilir.ADSL, işletmeler ve tüm kullanıcılar için gerekli geniş bandı sağlar ve maliyetleri büyük ölçüde düşürür.Daha düşük maliyetli ADSL kullanımı bölgesel devreler, şirketler artık İnternete ve İnternet tabanlı VPN'ye daha yüksek hızlarda erişerek daha yüksek VoIP arama kapasitesi sağlıyor.
5. Merkezi işlem birimi teknolojisi
Merkezi işlem birimleri (CPU) işlev, güç ve hız açısından gelişmeye devam ediyor. Bu, multimedya PC'nin yaygın şekilde uygulanmasını sağlar ve CPU gücü ile sınırlandırılan sistem işlevlerinin performansını iyileştirir. PC'nin akış ses ve video verilerini işleme yeteneği uzun zamandır bekleniyordu. kullanıcılar tarafından, bu nedenle, veri ağlarında sesli arama yapmak doğal olarak bir sonraki hedeftir. Bu bilgi işlem özelliği, hem gelişmiş multimedya masaüstü uygulamalarına hem de ağ bileşenlerindeki gelişmiş özelliklerin ses uygulamalarını desteklemesine olanak tanır.