VOIP信号传输过程
通过因特网进行语音通信是一个非常复杂的系统工程,其应用面很广,因此涉及的技术也特别多,其中最根本的技术是VoIP (Voice over IP)技术,可以说,因特网语音通信是VoIP技术的一个最典型的、也是最有前景的应用领域。因此在讨论用因特网进行语音通信之前,有必要首先分析 VoIP的基本原理,以及VoIP中的相关技术问题。
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1、 语音-数据转换 网管网 bitsCN.com
2、 原数据到IP转换
一旦语音信号进行数字编码,下一步就是对语音包以特定的帧长进行压缩编码。大部份的编码器都有特定的帧长,若一个编码器使用15ms的帧, 则把从第一来的60ms的包分成4帧,并按顺序进行编码。每个帧合120个语音样点(抽样率为8kHz)。编码后,将4个压缩的帧合成一个压缩的语音包送 入网络处理器。网络处理器为语音添加包头、时标和其它信息后通过网络传送到另一端点。语音网络简单地建立通信端点之间的物理连接(一条线路),并在端点之 间传输编码的信号。IP网络不像电路交换网络,它不形成连接,它要求把数据放在可变长的数据报或分组中,然后给每个数据报附带寻址和控制信息,并通过网络 发送,一站一站地转发到目的地。
在这个通道中,全部网络被看成一个从输入端接收语音包,然后在一定时间(t)内将其传送到网络输出端。t可以在某全范围内变化,反映了网络 传输中的抖动。网络中的同间节点检查每个IP数据附带的寻址信息,并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站。网络链路可以是支持IP数据流的 任何拓结构或访问方法。
目的地VoIP设备接收这个IP数据并开始处理。网络级提供一个可变长度的缓冲器,用来调节网络产生的抖动。该缓冲器可容纳许多语音包,用 户可以选择缓冲器的大小。小的缓冲器产生延迟较小,但不能调节大的抖动。其次,×××将经编码的语音包解压缩后产生新的语音包,这个模块也可以按帧进行操 作,完全和×××的长度相同。若帧长度为15ms,,是60ms的语音包被分成4帧,然后它们被解码还原成60ms的语音数据流送入解码缓冲器。在数据报 的处理过程中,去掉寻址和控制信息,保留原始的原数据,然后把这个原数据提供给×××。
图2-19 VoIP传输的基本过程
由于相关的硬件、软件、协议和标准中的许多发展和技术突破,使得VoIP的广泛使用很快就会变成现实。这些领域中的技术进步和发展为创建一个更有效、功能 和互操作性更强的VoIP网络起着推波助澜的作用。表2-2简单列出了这些领域中的主要发展。从表中可以看出,推动VoIP飞速发展乃至广泛应用的技术因 素可以归纳为如下几个方面。
单个语音流上G.729语音压缩的计算开销开常大,要求达到20MIPS,如果要求一个中央CPU在处理多个语音流的同时,还执行路由和系 统管理功能,这是不现实的,因此,使用一个或多个DSP可以从中央CPU卸载其中的复杂语音压缩算法的计算任务。另外,DSP还适合于语音的活动检测和回 声取消这样的功能,困为它们实时处理语音数据流,并能快速访问板上内存,因此。在本章节中,比较详细地介绍如何在TMS320C6201DSP平台来实现 语音编码和回声抵消的功能。
表2-2 推动VoIP的主要技术进展
协议和标准 软件 硬件
H.323 加权公平排队法 DSP
MPLS标记交换 加权随机早期检测 高级ASIC
RTP, RTCP 双漏斗通用信元速率算法 DWDM
RSVP 额定访问速成率 SONET
Diffserv, CAR Cisco快速转发 CPU处理功率
G.729, G.729a:CS-ACELP 扩展访问表 ADSL,RADSL,SDSL
FRF.11/FRF.12 令牌桶算法
Multili
nk PPP 帧中继数据整流形
SIP 基于优先级的CoS
Packet over SONET IP和ATM QoS/CoS的集成
协议和标准 软件 硬件 H.323 加权公平排队法 DSP MPLS标记交换 加权随机早期检测 高级ASIC RTP, RTCP 双漏斗通用信元速率算法 DWDM RSVP 额定访问速成率 SONET Diffserv, CAR Cisco快速转发 CPU处理功率 G.729, G.729a:CS-ACELP 扩展访问表 ADSL,RADSL,SDSL FRF.11/FRF.12 令牌桶算法 Multilink PPP 帧中继数据整流形 SIP 基于优先级的CoS Packet over SONET IP和ATM QoS/CoS的集成
第一层是基层础,提供高速的数据传输骨干。IP层向IP用户提供高质量的,具有一定服务保证的IP接入服务。用 户层提供接入形式(IP接入和宽带接入)和服务内容形式。在基础层,以太网作为IP网络的物理层,是理所当然的事情,但是IP overDWDM却上最新技术,并具有很大的发展潜力。
密集波分多路复用(Dense Wave Division MultipLexing,DWDM)为光纤网络注入新的活力,并在电信公司铺设新的光纤主干网中提供惊人的带宽。DWDM技术利用光纤的能力和先进的光 传输设备。波分多路复用的名称是从单股光纤上传送多个波长的光(LASER)而得来的。目前的系统能够发送和识别16个波长,而将来的系统能够支持 40~96全波长。这具有重要意义,因为每增加一个波长,就增加了一个信息流。因此可以将2.6Gbit/s(OC-48)网络扩大16倍,而不必铺设新 的光纤。
IP网络的用户接入已成为制约全网发展的瓶颈。从长期发展看,用户接入的终极目标是光纤到户(FTTH)。光接 入网从广义上讲包括光数字环路载波系统和无源光网络两类。前者主要在美国,结合开放口V5.1/V5.2,在光纤上传送其综合系统,显示了很大的生命力。 后者主要在日本和德国。日本坚持不懈攻关十多年,采取一系列措施,将无源光网络成本降低至与铜缆和金属双绞线相近的水平,并大量使用。特别是近年ITU提 出以ATM为基础的无源光网络(APON),将ATM与无源光网络优势互补,接入速率可达622M bit/s,对宽带IP多媒体业务发展十分有利,且能减少故障率和节点数目,扩大覆盖范围。目前ITU已完成了标准化工作,各厂家正在积极研制,不久会有 商品上市,将成为面向21世纪的宽带接入技术的主要发展方向。
中央处理单元(CPU)在功能、功率和速度方面继续发展。这使多媒体PC能够广泛应用,并提高了受CPU功率限制的系统功能的性能。PC处理流式音频和视 频数据的能力在用户中期待已久,所以在数据网络上传送语音呼叫理所当然成为下一步的目标。这个计算功能使先进的多媒体桌面应用和网络组件中的先进功能都支 持语音应用。
转载于:https://blog.51cto.com/yuxin/331739
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