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    VoIP原理及技術

    2020-08-17 16:22云杰小編閱讀:56

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    一、發展簡史

    IP電話迅速發展的背景,從最初的Internet聯應用到可以利普通電話實現通話,IP電話在短短的幾年間得到了非常迅速的發展。IP電話為什么會在這樣短的時間里引起全球電信界的關注,并且正在或將要對傳統的通信方式產生巨大的沖擊?這除了IP電話采用語音壓縮和統計復用技術節約寬帶從而造成運營成本降低外,還有以下兩個原因:

    第一, 電話業務歷來都是各國管制最為嚴格的業務,但對于IP電話各國大多采取寬容甚至是扶植的態度,如美國將IP電話歸類為增值業務,從而不必承擔長途電話公司所受的

    管制規定,這樣IP電話提供長途電話業務時,不必向本地電話公司交納占長途電話費40%左右的接入費。這樣龐大的通信市場潛力,必然吸引眾多傳統和新型的電信公司加入到IP電話的研究、開發和經營的隊伍中。

    第二, 各國國際長途電話費存在著嚴重的不平衡性,且國際長途電話業務在很多國家都是壟斷經營的。這樣,國際話費低的國家電信運營者可以利用各國對IP電話的政策優惠,通過IP電話向國際話費高的國家滲透,直接或間接進入電信市場中尚未開放國家的國際長途業務經營領域;而資費高的國家可以降低IP電話同國際回叫業務爭奪用戶,同時開拓新的用戶群;在國際電信業務壟斷經營國家,新的電信或ISP運營者迫切希望進入這一高利潤的壟斷經營領域,IP電話的應運而生好正好為其提供了一條有效途徑。

    二、原理

    VoIP的原理及技術

    一、 VoIP的基本傳輸過程

    傳統的電話網是以電路交換方式傳輸語音,所要求的傳輸寬帶為64kbit/s。而所謂的VoIP是以IP分組交換網絡為傳輸平臺,對模擬的語音信號進行壓縮、打包等一系列的特殊處理,使之可以采用無連接的UDP協議進行傳輸。

    VoIP設備是如何把語音信號轉換為IP數據流,并把這些數據流轉發到IP目的地,IP目的地又把它們轉換回到語音信號。兩者之音的網絡必須支持IP傳輸,且可以是IP路由器和網絡鏈路的任意組合。因此可以簡單地將VoIP的傳輸過程分為下列幾個階段。

    1、 語音-數據轉換

    語音信號是模擬波形,通過IP方式來傳輸語音,不管是實時應用業務還是非實時應用業務,首先要對語音信號進行模擬數據轉換,也就是對模擬語音信號進行8位或6位的量化,然后送入到緩沖存儲區中,緩沖器的大小可以根據延遲和編碼的要求選擇。許多低比特率的編碼器是采取以幀為單位進行編碼。典型幀長為10~30ms??紤]傳輸過程中的代價,語間包通常由60、120或240ms的語音數據組成。數字化可以使用各種語音編碼方案來實現,目前采用的語音編碼標準主要有ITU-T G.711。源和目的地的語音編碼器必須實現相同的算法,這樣目的地的語音設備幫可以還原模擬語音信號。

    2、 原數據到IP轉換

    一旦語音信號進行數字編碼,下一步就是對語音包以特定的幀長進行壓縮編碼。大部份的編碼器都有特定的幀長,若一個編碼器使用15ms的幀,則把從第一來的60ms的包分成4幀,并按順序進行編碼。每個幀合120個語音樣點(抽樣率為8kHz)。編碼后,將4個壓縮的幀合成一個壓縮的語音包送入網絡處理器。網絡處理器為語音添加包頭、時標和其它信息后通過網絡傳送到另一端點。語音網絡簡單地建立通信端點之間的物理連接(一條線路),并在端點之間傳輸編碼的信號。IP網絡不像電路交換網絡,它不形成連接,它要求把數據放在可變長的數據報或分組中,然后給每個數據報附帶尋址和控制信息,并通過網絡發送,一站一站地轉發到目的地。

    3、 傳送

    在這個通道中,全部網絡被看成一個從輸入端接收語音包,然后在一定時間(t)內將其傳送到網絡輸出端。t可以在某全范圍內變化,反映了網絡傳輸中的抖動。網絡中的同間節點檢查每個IP數據附帶的尋址信息,并使用這個信息把該數據報轉發到目的地路徑上的下一站。網絡鏈路可以是支持IP數據流的任何拓結構或訪問方法。

    4、 IP包-數據的轉換

    目的地VoIP設備接收這個IP數據并開始處理。網絡級提供一個可變長度的緩沖器,用來調節網絡產生的抖動。該緩沖器可容納許多語音包,用戶可以選擇緩沖器的大小。小的緩沖器產生延遲較小,但不能調節大的抖動。其次,將經編碼的語音包解壓縮后產生新的語音包,這個模塊也可以按幀進行操作,若幀長度為15ms,是60ms的語音包被分成4幀,然后它們被解碼還原成60ms的語音數據流送入解碼緩沖器。在數據報的處理過程中,去掉尋址和控制信息,保留原始的原數據。

    5、 數字語音轉換為模擬語音

    播放驅動器將緩沖器中的語音樣點(480個)取出送入聲卡,通過揚聲器按預定的頻率(例如8kHz)播出。 簡而言之,語音信號在IP網絡上的傳送要經過從模擬信號到數字信號的轉換、數字語音封裝成IP分組、IP分組通過網絡的傳送、IP分組的解包和數字語音還原到模擬信號等過程。

    文章標題:《VoIP原理及技術》

    作  者:云杰小編。本文部分資料來源于網絡,轉載目的在于傳遞更多信息及學習參考:http://www.lulutops.com/showinfo-114-2786-0.html

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