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在利用IP網(wǎng)絡(luò )或租用專(zhuān)線(xiàn)實(shí)現語(yǔ)音交換機的全透明組網(wǎng)方案中,除了采用最先進(jìn)的信令系統外,在交換系統中集成內置的語(yǔ)音壓縮平臺及其IP網(wǎng)上話(huà)音 VoIP技術(shù)和網(wǎng)關(guān)技術(shù)是實(shí)現高質(zhì)量語(yǔ)音通信的關(guān)鍵所在｡內置語(yǔ)音壓縮技術(shù)為節點(diǎn)間的相互連接提供了一套新的解決方案,并且可以減少企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)的通信費用｡語(yǔ)音壓縮方案可以在不改變現有的網(wǎng)絡(luò )構造條件下,增加交換節點(diǎn)間的話(huà)務(wù)通過(guò)能力｡ 語(yǔ)音壓縮能用于租用線(xiàn)就象語(yǔ)音和數據多路復用器通過(guò)一條64kbit/s租用線(xiàn)連接兩個(gè)語(yǔ)音交換節點(diǎn),64kbit/s帶寬其間可傳輸多個(gè)語(yǔ)音通道和1個(gè)專(zhuān)網(wǎng)信令數據通道｡ 在最先進(jìn)的組網(wǎng)方案中,可以無(wú)需永久專(zhuān)網(wǎng)信令通道而實(shí)現行真正具有壓縮功能的VPN方案,專(zhuān)網(wǎng)信令可在B信道傳送,而這B信道僅在兩節點(diǎn)間有話(huà)務(wù)時(shí)按需建立,即按需建立專(zhuān)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò ),提供全部專(zhuān)網(wǎng)業(yè)務(wù)｡ 語(yǔ)音壓縮的另一個(gè)應用是可降低兩個(gè)高話(huà)務(wù)量公司間的通信費用｡這一功能又稱(chēng)為第二呼叫免費業(yè)務(wù)｡這免費的第二呼叫也是按需建立的｡憑借內置語(yǔ)音壓縮平臺及語(yǔ)音網(wǎng)關(guān),語(yǔ)音交換節點(diǎn)可以在IP網(wǎng)上傳送語(yǔ)音VoIP ｡ 一､語(yǔ)音壓縮平臺技術(shù) 目前先進(jìn)的語(yǔ)音交換機中內置的語(yǔ)音壓縮平臺是由系統內的鏈路優(yōu)化功能模塊實(shí)現的｡具體選擇哪種功能板是由交換節點(diǎn)之間如何連接組網(wǎng)決定的｡交換節點(diǎn)之間的連接可以是租用線(xiàn),ISDN交換網(wǎng)絡(luò ),幀中繼及IP網(wǎng)絡(luò )等｡ 所謂壓縮平臺實(shí)際上是一個(gè)語(yǔ)音､數據的多路復用器｡在一個(gè)復用器上總是涉及三項內容:語(yǔ)音接入;專(zhuān)網(wǎng)信令及數據;通過(guò)廣域網(wǎng)絡(luò )(也稱(chēng)混合通道)組網(wǎng)｡ 1.語(yǔ)音接入部分 先進(jìn)的內置語(yǔ)音壓縮平臺使用的壓縮算法為G723.1,壓縮率約為6.4 kbit/s,這也是低速VoIP的默認壓縮標準,微軟公司的通信應用軟件網(wǎng)絡(luò )會(huì )議netmeeting 也采用該標準｡ G723.1的質(zhì)量由M.O.S平均評判得分 量定｡5表示質(zhì)量最好,G71164k 語(yǔ)音被量定為4.2,G723.1算法被量定約為3.9,8kbit/s時(shí)的G729也為3.9,GSM為3.5｡因為壓縮會(huì )引起延時(shí),故內置回聲消除技術(shù)｡第三類(lèi)傳真支持的最大速率為9600bit/s,傳真將被解調和再調制以避免使用廣域網(wǎng)的64kbit/s帶寬｡Modem呼叫不經(jīng)過(guò)壓縮設備｡MFQ23代碼的翻譯,編碼及重建也在另一端完成｡這樣就避免了信號的失真Q23接受器非常敏感 ｡遺失幀的修補功能可避免語(yǔ)音幀的丟失｡該功能在幀中繼網(wǎng)中非常有用,幀中繼網(wǎng)會(huì )在網(wǎng)絡(luò )飽和情況下丟棄幀｡語(yǔ)音檢測,靜音壓制及靜音再生僅在發(fā)生時(shí)發(fā)送,這就意味著(zhù)帶寬為動(dòng)態(tài)分布,50%的時(shí)間被節約下來(lái),可重新分配給其他話(huà)務(wù)如數據｡為了損失盡量少的語(yǔ)音,即使語(yǔ)音是在幾個(gè)交換節點(diǎn)間傳送,也僅僅是執行一次壓縮和解壓縮｡ 2.數據部分 對語(yǔ)音壓縮平臺來(lái)說(shuō)數據支持是非常重要的,這樣專(zhuān)網(wǎng)信令可在節點(diǎn)間交換｡同時(shí)低速率HDLC數據也被支持｡專(zhuān)網(wǎng)信令事實(shí)上也是HDLC數據,其不僅包括呼叫處理信號,同時(shí)包括對話(huà)務(wù)的管理,路由選擇,監視等信息｡先進(jìn)的語(yǔ)音壓縮平臺采用動(dòng)態(tài)帶寬管理,如果沒(méi)有語(yǔ)音信號,則帶寬被用作傳送專(zhuān)網(wǎng)信令和數據｡ 3.廣域網(wǎng)(WAN)部分 WAN的連接可以是租用線(xiàn),ISDN通道,幀中繼永久虛擬電路或IP網(wǎng)絡(luò )｡在WAN網(wǎng)傳送之前,語(yǔ)音及數據被復用｡有兩種復用和管理WAN帶寬的方法:時(shí)分復用､幀/信元或包｡ TDM方式為每個(gè)通道預定一個(gè)固定的帶寬｡其優(yōu)點(diǎn)為延時(shí)及延時(shí)抖動(dòng)很小｡但缺點(diǎn)是浪費帶寬,這對于使用低速接入64Kbit/s 128Kbit/s 時(shí)是不能接受的,因為當通道未被使用或沒(méi)有語(yǔ)音話(huà)務(wù),帶寬不能被其他話(huà)務(wù)如數據使用｡在交換節點(diǎn)的內置語(yǔ)音壓縮平臺,使用幀模式｡這意著(zhù)帶寬的分配是動(dòng)態(tài)的｡當有一個(gè)或更多的語(yǔ)音通道沒(méi)有建立或處于通話(huà)的間隙階段,帶寬可被專(zhuān)網(wǎng)信令或數據所用｡這意味著(zhù)例如在夜間,沒(méi)有語(yǔ)音話(huà)務(wù),計費話(huà)單可以使用絕大多數的帶寬傳送｡ 幀模式復用帶來(lái)的問(wèn)題是延時(shí)和如何管理話(huà)務(wù)的優(yōu)先級,為了克服這些問(wèn)題,先進(jìn)的交換節點(diǎn)可采取以下措施: 數據幀分割,用戶(hù)的數據幀可能很長(cháng),當有一個(gè)很長(cháng)的幀發(fā)送時(shí),為避免長(cháng)的延時(shí),該長(cháng)幀被分割成小段;幀被有規律的以最小延時(shí)及延時(shí)變化方式發(fā)送;語(yǔ)音優(yōu)先,幀內首先安排語(yǔ)音信息送入WAN,帶寬內剩余部分發(fā)送專(zhuān)網(wǎng)信令和用戶(hù)數據｡ 網(wǎng)絡(luò )中的時(shí)延:兩個(gè)節點(diǎn)端到端的音呼叫時(shí)延為40~90 ms,每次傳送增加10~40ms｡ 4.鏈路優(yōu)化語(yǔ)音壓縮功能模塊 以阿爾卡特OmniPCX 4400綜合業(yè)務(wù)寬帶多媒體交換平臺為例,語(yǔ)音壓縮平臺的實(shí)現由LIOx系列模塊實(shí)現  IOP, LIOB, LIOX｡每板都有6個(gè)語(yǔ)音壓縮模塊,每個(gè)模塊動(dòng)態(tài)處理一個(gè)語(yǔ)音或傳真｡不同之處在于外部接口IOP帶有一個(gè)PRA接口,LIOB帶有一個(gè)串行口及4個(gè)BRA網(wǎng)絡(luò )接口,LIOX沒(méi)有外部接口｡ LIOP耦合板｡LIOP是2合1板,LIOX加PRA板｡ RA接口可連接至公共ISDN網(wǎng)｡專(zhuān)網(wǎng)話(huà)務(wù)?按需建立通道 和公網(wǎng)話(huà)務(wù)采用相同接口｡RA也可連接至G703/G704的部分速率E1租用線(xiàn)｡適用于兩地間高話(huà)務(wù)量要求｡LIOB耦合板｡LIOB是LIOX加4個(gè)BRA網(wǎng)絡(luò )接口加1個(gè)串行接口｡LIOB可適用于新系統或已安裝的基于串行口要求的系統｡LIOB板上的串行口可以是X24/V11或V36｡可以連接小容量的租用線(xiàn)?64bit/s,128kbit/s 或幀中繼網(wǎng)絡(luò );LIOB的串行接口不能被用作連接終端｡該接口連接至網(wǎng)絡(luò )｡并且在串口上的壓縮只能是使用LIOB,而不可以是LIOX加同步終端適配器;BRA可連接至ISDN網(wǎng)上的T0接口｡該接口可用作傳送專(zhuān)用和公用話(huà)務(wù);BRA接口不能連接S0分機或S0 PC板,BRA接口只能接T0,不能接S0｡ LIOX耦合板｡LIOX板沒(méi)有外部接口,LIOX可以用作LIOP或LIOB板的擴展板?用戶(hù)不要更多的外部接口,只需要附加的語(yǔ)音壓縮資源 ;LIOX可以安裝在已裝有PRA或BRA板的OmniPCX 4400系統上｡在語(yǔ)音壓縮資源的集中,語(yǔ)音壓縮資源在一節點(diǎn)內集中,可被各個(gè)方向共享｡優(yōu)點(diǎn)為:安全,某些壓縮資源發(fā)生故障不會(huì )影響全局;在中心節點(diǎn)壓縮資源的需要量大于遠端節點(diǎn)的需要量｡損失率應該非常低｡ 二､在租用線(xiàn)上 使用內置語(yǔ)音壓縮技術(shù) 內置語(yǔ)音壓縮可使用在租用專(zhuān)線(xiàn)上｡這可使用戶(hù)減小實(shí)際租用線(xiàn)的帶寬,從而達到節省通信費用的目的｡阿爾卡特OmniPCX 4400可以通過(guò)各種不同的接口連接:可以是X24/V11或V36或G703/G704E1 ｡ 1.內置語(yǔ)音壓縮平臺以租用線(xiàn)連接 串口連接Serial link leased line;OmniPCX 4400可通過(guò)串口連接網(wǎng)絡(luò );物理接口為X24/V11或V36｡需使用LIOB板;接口速率為64kbit/s或128kbit/s;一個(gè)64kbit/s接口可支持最多6個(gè)語(yǔ)音通道和專(zhuān)網(wǎng)信令;一個(gè)128kbit/s接口可支持最多12個(gè)語(yǔ)音通道和專(zhuān)網(wǎng)信令;如果需更多語(yǔ)音通道,需使用G703/G704租用線(xiàn)｡ G703/G704 E1租用線(xiàn)｡如所需的語(yǔ)音通道超過(guò)12,可使用部分速率租用線(xiàn);物理接口為PRA｡可使用LIOP板;使用256kbit/s E1租用線(xiàn)可實(shí)現最多24個(gè)語(yǔ)音通道和專(zhuān)網(wǎng)信令｡ 2.針對租用線(xiàn)飽和溢出時(shí)的處理 如果2節點(diǎn)間所有的語(yǔ)音通道都忙?如64kbit/s租用線(xiàn)上6個(gè)通道 ,第七個(gè)呼叫溢出至公網(wǎng),由于使用專(zhuān)網(wǎng)VPN,用戶(hù)得到的仍是專(zhuān)網(wǎng)層的業(yè)務(wù)｡ 3.多方向租用線(xiàn)的語(yǔ)音壓縮通信 使用租用線(xiàn)構造了一個(gè)星形網(wǎng),租用線(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)形式,一般情況下有多少遠端節點(diǎn)就需要在中心配置多少接口:如10個(gè)以64kbit/s租用線(xiàn)連接的節點(diǎn),在中心節點(diǎn)需配置10個(gè)串口鏈路,需加上大量硬件｡一些運營(yíng)商可提供多方向租用線(xiàn):這意味著(zhù)在中心節點(diǎn)的租用線(xiàn)為多方向的G703/G704 E1 接口｡在E1中有些B通道指定去向方向A,有些去向方向B｡遠端可以E1或64kbit/s串聯(lián)鏈路連接?依據運營(yíng)商 ｡ 4.語(yǔ)音及數據集成通信 下游的OmniPCX 4400連接至TDM復用器,替代通常在復用器上進(jìn)行的語(yǔ)音壓縮功能｡在OmniPCX 4400內部本身可以合成內部語(yǔ)音壓縮,在TDM復用器上只需簡(jiǎn)單集成語(yǔ)音及數據流可采用Newbridge復用器 ｡ 如果用戶(hù)不認可由復用器提供語(yǔ)音壓縮,他可使用OmniPCX 4400完成內置的語(yǔ)音壓縮,這樣仍保留TDM復用器完成復用｡LIOB板的串聯(lián)輸出可連接至復用器的同步串聯(lián)鏈路輸入端｡由LAN網(wǎng)來(lái)的數據被一起復用,復用器接在OmniPCX 4400后端｡若在OmniPCX 4400前端連接高速數據2Mbit/s ｡可以使用N64功能模塊板連接路由器,提供E1或部分速率E1可使帶寬最大為2Mbit/s｡租用線(xiàn)帶寬在TDM模式下可由語(yǔ)音加專(zhuān)網(wǎng)信令和數據一起共享:B通道一些給語(yǔ)音,一些給數據｡ OmniPCX 4400的內置語(yǔ)音壓縮將減少語(yǔ)音通信的帶寬｡節約下來(lái)的帶寬可被數據傳送使用,以便為數據用戶(hù)提供更好的服務(wù)｡ 在上游的OmniPCX 4400連接低速數據最大64kbit/s ｡內置語(yǔ)音壓縮平臺是語(yǔ)音數據復用器,它處理特殊數據專(zhuān)網(wǎng)信令｡它還可以復用低速HDLC數據流,如連接一個(gè)小的分局路由器到總部的大路由器｡使用64K租用線(xiàn)最極端情況,具有6個(gè)語(yǔ)音通道,專(zhuān)網(wǎng)信令和數據可使用64-6×7=22kbit/s｡但由于可對帶寬實(shí)現動(dòng)態(tài)分配和靜聲抑制,當6個(gè)通道忙時(shí),數據可使用64-6×35=36kbit/s｡在夜間沒(méi)有語(yǔ)音通信的情況下,整個(gè)64K可被數據傳輸使用｡數據設備必須連接至同步64kbit/s終端適配器｡數據交換必須是HDLC,如果從路由器來(lái)的數據流量為PPP或是幀中繼,數據流量必須遵從HDLC規范,OmniPCX 4400對HDLC規范透明｡語(yǔ)音的優(yōu)先級高于專(zhuān)網(wǎng)信令和HDLC數據｡而專(zhuān)網(wǎng)信令又高于HDLC數據｡注:當租用線(xiàn)為128K并提供串聯(lián)鏈路連接,需使用TDM復用器｡其中64K用作數據,64K用作壓縮語(yǔ)音｡ 該種語(yǔ)音數據集成模式僅工作在租用線(xiàn)｡當WAN的鏈路是ISDN或幀中繼時(shí),就不可能集成語(yǔ)音和數據｡對于用ISDN組網(wǎng)方式,路由器間的數據鏈路永久連接與按需建立專(zhuān)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )不相容｡ 對于采用幀中繼組網(wǎng)方式,OmniPCX 4400不是FRAD,因此OmniPCX 4400不能復用不同的FR數據流,數據被集成在OmniPCX 4400之外｡ 三､基于IP網(wǎng)絡(luò )的 語(yǔ)音壓縮技術(shù)及其VoIP 所謂IP電話(huà),就是在IP網(wǎng)上通過(guò)TCP/IP協(xié)議實(shí)時(shí)傳送語(yǔ)音信息的應用｡IP電話(huà)發(fā)展迅速､受到人們關(guān)注的主要原因是IP電話(huà)能大量節省打長(cháng)途電話(huà)的費用,尤其是打國際長(cháng)途電話(huà)時(shí)更為顯著(zhù)｡IP電話(huà)可以比普通的長(cháng)途電話(huà)節省很多費用是因為普通的長(cháng)途電話(huà)是通過(guò)電話(huà)網(wǎng)傳送的,而IP電話(huà)是利用因特網(wǎng)傳送的｡ 電話(huà)網(wǎng)和因特網(wǎng)的傳送有很大的區別｡電話(huà)網(wǎng)是采用電路交換方式,即電話(huà)通信的電路一旦接通后,電話(huà)用戶(hù)就占用了一個(gè)信道,無(wú)論用戶(hù)是否在講話(huà),只要用戶(hù)不掛斷,信道就一直被占用著(zhù)｡一般情況下,通話(huà)雙方總是一方在講話(huà)､另一方在聽(tīng),聽(tīng)的一方?jīng)]有講話(huà)也占用著(zhù)信道,而且講話(huà)過(guò)程中也總會(huì )有停頓的時(shí)間｡因此用電路交換方式時(shí)線(xiàn)路利用率很低,至少有50%以上的時(shí)間被浪費掉｡而因特網(wǎng)的信息傳送是采用分組交換方式,所謂分組交換,是把數字化的信息,按一定的長(cháng)?quot;分組"､打"包",每個(gè)"包"加上地址標識和控制信息,在網(wǎng)絡(luò )中以"存儲-轉發(fā)"的方式傳送,即遇到電路有空就傳送,并不占用固定的電路或信道,因此被稱(chēng)為是"無(wú)連接"的方式｡這種方式可以在一個(gè)信道上提供多條信息通路,此外在因特網(wǎng)上傳送信息通常還采用數據壓縮技術(shù),被壓縮的語(yǔ)音信息分組在到達目的地后再復原､合成為原來(lái)的語(yǔ)音信號送到接收端的用戶(hù)｡因此,利用因特網(wǎng)傳送語(yǔ)音信息要比電話(huà)網(wǎng)傳送語(yǔ)音的線(xiàn)路利用率提高許多倍,這也是電話(huà)費用大大降低的重要原因｡ VoIP是建立在IP技術(shù)上的分組化､數字化傳輸技術(shù),其基本原理是:通過(guò)語(yǔ)音壓縮算法對語(yǔ)音數據進(jìn)行壓縮編碼處理,然后把這些語(yǔ)音數據按IP等相關(guān)協(xié)議進(jìn)行打包,經(jīng)過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )把數據包傳輸到接收地,再把這些語(yǔ)音數據包串起來(lái),經(jīng)過(guò)解碼解壓處理后,恢復成原來(lái)的語(yǔ)音信號,從而達到由IP網(wǎng)絡(luò )傳送語(yǔ)音的目的｡ IP電話(huà)系統把普通電話(huà)的模擬信號轉換成計算機可聯(lián)入因特網(wǎng)傳送的IP數據包,同時(shí)也將收到的IP數據包轉換成聲音的模擬電信號｡ 要使企業(yè)語(yǔ)音交換機上的普通電話(huà)機或企業(yè)局域網(wǎng)IP電話(huà)機利用IP網(wǎng)進(jìn)行通話(huà)或實(shí)現交換機組網(wǎng),網(wǎng)關(guān)及語(yǔ)音壓縮技術(shù)尤為重要｡所謂網(wǎng)關(guān),是一個(gè)H.323標準實(shí)體,它能夠提供在不保證質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò )上的H.323終端之間實(shí)現實(shí)時(shí)雙向通信,網(wǎng)關(guān)起到連接IP網(wǎng)絡(luò )與PSTN/ISDN網(wǎng)絡(luò )的關(guān)閘作用｡它將來(lái)自語(yǔ)音交換機的話(huà)音信號經(jīng)數字化和壓縮處理后轉化成IP網(wǎng)絡(luò )上傳送的IP包,并將它送到IP網(wǎng)上,在對端的網(wǎng)關(guān)上又將這些IP包還原成話(huà)音信號并傳送到語(yǔ)音網(wǎng)上｡ 話(huà)音網(wǎng)關(guān)是把因特網(wǎng)(或IP專(zhuān)網(wǎng))和電話(huà)網(wǎng)這兩種不同特性的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)起來(lái)的設備,它的作用就好比是IP網(wǎng)和電話(huà)網(wǎng)之間的橋梁｡任務(wù)是解決電話(huà)呼叫接續過(guò)程在這兩種網(wǎng)絡(luò )之間的各種轉換問(wèn)題,包括把用戶(hù)撥號的電話(huà)號碼轉換成IP地址,把模擬話(huà)音信號轉換為數據信號,把數據信號分段打包成為分組,選擇路由發(fā)送分組,以及在接收時(shí)把發(fā)來(lái)的話(huà)音分組按次序合并､解碼恢復成原來(lái)的模擬信號等工作,因此網(wǎng)關(guān)設備需要具備話(huà)音信號處理､信令轉換､呼應答､選擇路由等多種功能,它是因特網(wǎng)電話(huà)技術(shù)中的主要設備｡ VoIP所涉及的技術(shù)包括信令技術(shù)､編碼技術(shù)､傳輸技術(shù)､服務(wù)質(zhì)量(QoS)控制等｡下圖以阿爾卡特OmniPCX 4400為例,內置一體化的語(yǔ)音壓縮和H323語(yǔ)音網(wǎng)關(guān),同時(shí)完成來(lái)自語(yǔ)音交換網(wǎng)絡(luò )的語(yǔ)音信號的壓縮和分組工作｡在這基礎上,跨越IP網(wǎng)絡(luò )的各語(yǔ)音交換節點(diǎn),可組成全透明的綜合業(yè)務(wù)企業(yè)通信專(zhuān)網(wǎng),從而實(shí)現了高質(zhì)量的IP網(wǎng)上話(huà)音(VoIP)業(yè)務(wù)｡ 其中作為語(yǔ)音壓縮和分組的一體化平臺INT-IP的功能特點(diǎn): 1.實(shí)現語(yǔ)音壓縮功能,一個(gè)模塊可提供60個(gè)語(yǔ)音壓縮信道(G.723.1或G.729A或G.711),A律或μ律; 2.實(shí)現H323網(wǎng)關(guān)?gateway 功能?相當于"IP中繼線(xiàn)" ,通過(guò)廣域網(wǎng)互連OmniPCX 4400節點(diǎn);使普通電話(huà)機能與 H323 終端對話(huà); 3.作為局域網(wǎng)上IP電話(huà)機接入語(yǔ)音系統的通信接口,完成語(yǔ)音信號與IP數據包之間的轉換工作｡ |
