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新一代通信VoIP技术
来源:本站整理  作者:佚名  2010-07-13 09:52:11



  传统的语音通信电话,采用电路信息交换,因此电路的回路越长,费用器材价格越高,从而造成电话呼叫距离越远电话费就越高。近年来流行了IP电话业务,在此技术基础上发展了新一代通信VolP技术,通常把VoIP(VoICe over IP)简单地理解为IP电话。

  基于VoIP技术的电话数据是利用IP网络进行传输的。传统的电话网里面传送的是模拟(连续)语音信号,而在IP网络里面传送的是数字(离散)语音信号。IP网络可能是局域网、企业网、联营商的核心网络甚至是Intemet。IP网络通过语音压缩设备对人们的话音进行编码压缩处理,然后把这些语音数据报经不同的路由器发送至目的地,再按照原先的顺序串接这些数据,经过解压解码后,把数字语音数据还原成人们能听到的模拟语音,从而达到经由IP网络传送话音的目的。

  新一代的通信VoIP技术,能减少或消除长途电话费,这是由于VoIP技术是基于分组交换的IP网络计费方式,这种计费方式与距离的远近无关,因此利用VolP技术的通信可大大节省长途通信费用。一般电路交换电话消耗的带宽为64kbps,而利用VoIP技术的lP电话只需要8~10kbps,从而节省了带宽降低了成本。VoIP技术还支持带宽和流量管理功能,用来管理和控制昂贵的Intemet带宽资源。VoIP技术的一个特殊应用是可以动态分配、有效地管理Intemet带宽,以保证一些重要的服务和用户拥有最大的宽带,极大地提高网络利用率。同时,VoIP技术的IP电话集成了计算机网络的智能模块。可以灵活地控制信令和连接,有利于各种增值业务的开发。VollZ.技术的IP电话是集成了VoIP网络、带宽管理、流量控制和包封装等功能于一身的产品。它可以像PBX(Private Branch Exchange专用分组交换机)一样完成现有电话交换、设置功能,并不需要改变任何操作而达到节省电话开支的目的。此外,决定VoIP技术发展的关键在于能否提供比电路交换技术更吸引用户的新业务,并满足电信联营商的基本要求。通过‘VolP技术系统,最有可能首先实现的新业务,包括视频通信、数据和多媒体文本传送等电路交换技术不能或只能部分支持的业务,为将来全面提供多媒体业务打下基础。

  可见VoIP技术无论是对联营商还是对用户,都有其值得关注的优点。并且随着宽带网络的发展,VoIP技术也正在不断地展现这些优点与其他潜力。但VoIP技术的服务质量和网络安全仍有待进一步提高与加强。在目前的VolP技术IP电信,采用无连接协议进行传输。从VoIP传输基本过程图(见附图所示),可以了解VoIP技术的设备是如何把模拟语音信号转换为IP数据流,并把这些数据流转发到IP目的地,IP目的地又把它们转换回到语音信号。通过附图所示原理,简单地将VoIP传送过程介绍如下。

  1.模数信号转换
    人们发出的语音是模拟信号,如要通过IP方式来传输语音,不管是实时应用业务还是非实时业务,首先要对语音信号进行模数转换,也就是对模拟信号进行量化,然后送入到缓冲存储区中。数字化可以使用各种语音编码方案来实现,目的地语音解码器必须使用和源编码器一致的算法,这样目的地语音设备才能把解码的数据还原成模拟语音信号。

  2.数字语音数据的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。大部分的编码器都有特定的帧长,若一个编码器使用20ms的帧,则把60ms的包分成3帧,并按顺序进行编码。若采用8kHz的取样率,即每帧有160个语音样点。编码后,将3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、时标和其他信息后,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,并在端点之间传输编码信号。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包或分组中,然后给每个数据报附带寻址和控制信息,并通过网络发送,经过多个节点转发到目的地。

  3.IP数据的传送
    TCP/IP协议负责将要传输的IP数据分组排队发送到网络上。每个分组均包含地址及数据分组且交换正确无误。在这个阶段,网络被看成一个从输入端接收语音包,然后在一定时间内将其传送到网络输出端。网络中的节点将检查每个IP数据报附带的寻址信息,并使这个信息把该数据报转换到目的地路径的终点。

  4.IP包到数字语音数据的转换
    目的地VoIP设备接收到IP数据报并开始处理。解码器将经过编码的语音包解压后产生新的语音包,这个模块也可以按帧进行操作,完全和解码器的长度相同。若帧长度为20ms,60lms的语音包被分成3帧,然后他们被解码还原成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,保留初始的原数据,然后把这个数据提供给解码器。

  5.数模信号转换
    播放驱动器将缓冲器的480(采用8kHz抽样率,即每帧有160个语音样点,而60ms分成3帧传送,所以为160×3为480)个语音样点取出送入声卡,通过扬声器按预定的频率还原。简单地说,语音信号在IP网络上的传送要经过模拟信号转换成数字语音,然后封装成IP分组,IP分组经过网络传送,再进行分组的解码以及数模转换等过程。

  VOIP技术的产生,必将是语音通信的一次技术更新,它带给用户和电信联营商,将是双向利益。


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