Традыцыйная тэлефонная сетка - гэта камутатар галасавой сувязі, неабходная шырокапалосная перадача 64 кбіт/с. Так званы VoIP - гэта сетка абмену IP-пакетамі ў якасці платформы перадачы, змадэляванае сцісканне галасавога сігналу, упакоўка і шэраг спецыяльных апрацовак, каб ён мог выкарыстоўваць для перадачы непадключаны пратакол UDP.
Для перадачы галасавых сігналаў па IP-сетцы патрабуецца некалькі элементаў і функцый. Самая простая форма сеткі складаецца з двух або больш прылад з магчымасцямі VoIP, якія злучаны праз сетку IP.
1. Пераўтварэнне галасавых даных
Галасавы сігнал - гэта аналагавая форма хвалі, праз IP для перадачы голасу, няхай гэта будзе бізнес-прыкладанне ў рэжыме рэальнага часу або бізнес-прыкладанне ў рэжыме рэальнага часу, спачатку для пераўтварэння аналагавых дадзеных галасавога сігналу, а менавіта колькаснага вызначэння аналагавага галасавога сігналу 8 або 6, а затым адпраўляецца ў буфернае сховішча , памер буфера можна выбраць у адпаведнасці з патрабаваннямі затрымкі і кадавання. Многія кадавальнікі з нізкім бітрэйтам кадуюцца ў кадрах.
Звычайная даўжыня кадра вагалася ад 10 да 30 мс. Улічваючы кошт перадачы, міжмоўныя пакеты звычайна складаюцца з 60, 120 або 240 мс маўленчых даных. Аблічбоўка можа быць рэалізавана з дапамогай розных схем кадавання галасы, і сучасныя стандарты кадавання галасы ў асноўным з'яўляюцца ITU-T G.711. Галасавы кадавальнік у месцы прызначэння крыніцы павінен рэалізаваць той жа алгарытм, каб маўленчая прылада ў месцы прызначэння магла аднавіць аналагавы маўленчы сігнал.
2.Пераўтварэнне арыгінальных дадзеных у IP
Пасля таго, як маўленчы сігнал будзе закадаваны ў лічбавым выглядзе, наступным крокам будзе сціснутае кадзіраванне маўленчага пакета з пэўнай даўжынёй кадра. Большасць кадавальнікаў маюць пэўную даўжыню кадра. Калі кадавальнік выкарыстоўвае кадры працягласцю 15 мс, пакет працягласцю 60 мс з першага месца дзеліцца на чатыры кадры і паслядоўна кадуецца. Кожны кадр мае 120 узораў маўлення (частата дыскрэтызацыі 8 кГц). Пасля кадавання чатыры сціснутыя кадры былі сінтэзаваны ў сціснуты маўленчы пакет і адпраўлены ў сеткавы працэсар. Сеткавы працэсар дадае да голасу Баотоу, шкалу часу і іншую інфармацыю і перадае яе іншай канчатковай кропцы праз сетку.
Маўленчая сетка проста ўстанаўлівае фізічнае злучэнне паміж канцавымі кропкамі сувязі (адна лінія) і перадае закадаваныя сігналы паміж канчатковымі кропкамі. У адрозненне ад сетак з камутацыяй каналаў, IP-сеткі не ствараюць злучэнняў. Гэта патрабуе, каб даныя былі змешчаны ў справаздачах або пакетах зменнай даўжыні даных, затым адрасавалі і кіравалі інфармацыяй для кожнай дейтаграммы і адпраўлялі па сетцы да месца прызначэння.
3.Перадача
У гэтым канале ўся сетка разглядаецца як галасавы пакет, атрыманы з уваходу, а затым перададзены на выхад сеткі на працягу пэўнага часу (t). T можа вар'іравацца ў поўным дыяпазоне, адлюстроўваючы дрыгаценне ў сеткавай перадачы.
Той жа вузел у сетцы правярае адрасную інфармацыю, звязаную з кожным IP-дадзеным, і выкарыстоўвае гэтую інфармацыю для перасылкі датаграмы да наступнага прыпынку на шляху прызначэння. Сеткавая сувязь можа быць любой тапалогіяй або метадам доступу, які падтрымлівае IP-патокі дадзеных.
4. Пакет IP - пераўтварэнне даных
Прылада VoIP прызначэння атрымлівае гэтыя даныя IP і пачынае апрацоўку. Сеткавы ўзровень забяспечвае буфер зменнай даўжыні, які выкарыстоўваецца для рэгулявання дрыгацення, якое ствараецца сеткай. Буфер можа змясціць мноства галасавых пакетаў, і карыстальнікі могуць выбіраць памер буфера. Маленькія буферы ствараюць меншую затрымку, але не рэгулююць вялікі дрыгаценне. Па-другое, дэкодэр распакоўвае закадаваны маўленчы пакет, каб стварыць новы маўленчы пакет, і гэты модуль таксама можа працаваць па кадры, дакладна той жа даўжыні, што і дэкодэр.
Калі даўжыня кадра складае 15 мс, галасавыя пакеты працягласцю 60 мс дзеляцца на 4 кадры, а потым дэкадуюцца назад у паток галасавых даных працягласцю 60 мс і адпраўляюцца ў буфер дэкадавання. Падчас апрацоўкі справаздачы аб даных інфармацыя аб адрасаванні і кіраванні выдаляецца, зыходныя зыходныя даныя захоўваюцца, і гэтыя зыходныя даныя затым перадаюцца ў дэкодэр.
5. Лічбавая гаворка была ператворана ў аналагавую
Прывад прайгравання выдаляе выбаркі голасу (480) у буферы і адпраўляе іх на гукавую карту праз дынамік на зададзенай частаце (напрыклад, 8 кГц). Карацей кажучы, перадача галасавых сігналаў па сетцы IP праходзіць праз пераўтварэнне аналагавага сігналу ў лічбавы сігнал, лічбавую ўпакоўку галасавога сігналу ў IP-пакет, перадачу IP-пакетаў праз сетку, распакаванне IP-пакетаў і аднаўленне лічбавага голасу ў аналагавы сігнал.
Па-другое, тэхнічныя стандарты, звязаныя з VoIP
Для мультымедыйных прыкладанняў у існуючых сетках сувязі Міжнародны саюз электрасувязі (ITU-T) распрацаваў пратакол серыі мультымедыйнай сувязі H.32x, наступныя асноўныя стандарты для простага апісання:
H.320, Стандарт мультымедыйнай сувязі ў вузкапалоснай відэатэлефоннай сістэме і тэрмінале (N-ISDN);
H.321, Стандарт мультымедыйнай сувязі па B-ISDN;
H.322. Стандарт мультымедыйнай сувязі па лакальнай сеткі з гарантыяй QoS;
H.323. Стандарт для мультымедыйнай сувязі ў сетцы з камутацыяй пакетаў без гарантыі QoS;
H.324, стандарт для мультымедыйнай сувязі на тэрміналах сувязі з нізкай бітавай хуткасцю (PSTN і бесправадная сетка).
Сярод вышэйпералічаных стандартаў найбольш шырока выкарыстоўваюцца сеткі, вызначаныя стандартам 323, такія як Ethernet, сетка токенаў, сетка FDDI і г. д. з-за H. Прымяненне стандарту 323, натуральна, стала гарачай кропкай на рынку, таму ніжэй мы спынімся на H.323。H.323 У прапанове вызначаны чатыры асноўныя кампаненты: тэрмінал, шлюз, праграмнае забеспячэнне для кіравання шлюзам (таксама вядомае як шлюз або вароты) і шматкропкавы блок кіравання.
1. Тэрмінал (Тэрмінал)
Усе тэрміналы павінны падтрымліваць галасавую сувязь, а магчымасці перадачы відэа і даных не з'яўляюцца абавязковымі. Усе H. Тэрмінал 323 таксама павінен падтрымліваць стандарт H.245, стандарт H.245 выкарыстоўваецца для кантролю выкарыстання канала і прадукцыйнасці канала.H .323 Асноўныя параметры маўленчага кодэка ў галасавой сувязі вызначаюцца наступным чынам: рэкамендуемая МСЭ паласа галасавога сігналу / бітрэйт перадачы ў кГц / алгарытм сціску Кбіт/с, анатацыя G.711 3.4 56,64 Простае сцісканне PCM, прымененае да PSTN у G. .728 3.4 16 Якасць галасы LD-CELP як G.711, у дачыненні да перадачы з нізкай хуткасцю перадачы G.722 7 48,56,64 Якасць галасы ADPCM вышэйшая, чым у G.711, у дачыненні да перадачы з высокай хуткасцю перадачы G. .723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ Якасць галасы прымальная, G.723.1 Прыміце G для форуму VOIP.729G.729A 3.4 8 Затрымка CS-ACELP меншая, чым G.723.1, якасць перадачы голасу вышэйшая за G.723.1.
2. Шлюз (Шлюз)
Гэта варыянт H.An для сістэмы 323. Шлюз можа пераўтвараць пратаколы, алгарытмы кадавання аўдыё, відэа і сігналы кіравання, якія выкарыстоўваюцца рознымі сістэмамі, каб прыстасаваць сістэмную тэрмінальную сувязь. Такія, як сістэма H.324 на аснове PSTN і вузкапалосная сувязь Сістэма H.The 320 і H.323 на аснове ISDN Для сістэмнай сувязі неабходна наладзіць шлюз;
3.Customs захаванне (Gatekeeper)
Гэта H. Дадатковы кампанент сістэмы 323 - гэта праграмнае забеспячэнне для выканання функцыі кіравання. Ён мае дзве асноўныя функцыі: першая - кіраванне праграмамі H.323; другі - кіраванне сувяззю тэрмінала праз шлюз (напрыклад, усталяванне выкліку, выдаленне і г.д.). Менеджэры могуць выконваць пераўтварэнне адрасоў, кантроль паласы прапускання, аўтэнтыфікацыю выклікаў, запіс выклікаў, рэгістрацыю карыстальнікаў, кіраванне камунікацыйным даменам і іншыя функцыі праз мытню keeping.one H.323 Дамен сувязі можа мець некалькі шлюзаў, але працуе толькі адзін шлюз.
4. Блок кіравання шматкропкавым (Multipoint Control Unit)
MCU забяспечвае шматкропкавую сувязь у сетцы IP, і сувязь кропка-кропка не патрабуецца. Уся сістэма ўтварае зорную тапалогію праз MCU. MCU змяшчае два асноўныя кампаненты: шматкропкавы кантролер MC і шматкропкавы працэсар MP, або без MP.H паміж тэрміналамі апрацоўкі MC. 245 Інфармацыя кіравання для стварэння мінімальнага агульнадаступнага імя для апрацоўкі аўдыё і відэа. MC не апрацоўвае наўпрост любы паток медыя-інфармацыі, а пакідае гэта MP. MP змешвае, пераключае і апрацоўвае аўдыя , відэа ці даныя.
У прамысловасці існуюць дзве паралельныя архітэктуры, адна з якіх - гэта ITU-T H, прадстаўленая вышэй.323 Пратакол - гэта пратакол SIP (RFC2543), прапанаваны Інжынернай рабочай групай Інтэрнэту (IETF), і пратакол SIP больш падыходзіць для інтэлектуальных тэрміналаў.
Па-трэцяе, штуршок для развіцця VoIP
Шырокае выкарыстанне VoIP хутка ажыццявіцца дзякуючы мноству апаратных сродкаў, праграмнага забеспячэння, адпаведных распрацовак і тэхналагічных прарываў у пратаколах і стандартах. Тэхналагічныя дасягненні і распрацоўкі ў гэтых галінах адыгрываюць рухаючую ролю ў стварэнні больш эфектыўнай, функцыянальнай і сумяшчальнай сеткі VoIP. Тэхнічныя фактары, якія спрыяюць хуткаму развіццю і нават шырокаму прымяненню VoIP, можна звесці да наступных аспектаў.
1.Лічбавы сігнальны працэсар
Удасканаленыя лічбавыя сігнальныя працэсары (Digital Signal Processor, DSP) выконваюць кампаненты, якія патрабуюць інтэнсіўных вылічэнняў, неабходныя для інтэграцыі голасу і даных. DSP апрацоўвае лічбавыя сігналы ў асноўным для выканання складаных вылічэнняў, якія ў адваротным выпадку давядзецца выконваць універсальным працэсарам. Спалучэнне іх спецыялізаваных вылічальная магутнасць пры нізкай цане робіць DSP добра прыдатным для выканання функцый апрацоўкі сігналаў у сістэме VoIP.
Адзіны галасавы паток на G.729 Вылічальныя выдаткі на сціск галасы звычайна вялікія і патрабуюць 20 MIPS. Калі цэнтральны працэсар патрабуецца для выканання функцый маршрутызацыі і кіравання сістэмай падчас апрацоўкі некалькіх галасавых патокаў, гэта нерэальна. Такім чынам, выкарыстанне аднаго або некалькіх DSP можа выдаліць вылічальную задачу складанага алгарытму сціску голасу з цэнтральнага працэсара. Акрамя таго, DSP падыходзіць для выяўлення галасавой актыўнасці і падаўлення рэха, дазваляючы ім апрацоўваць патокі галасавых даных у рэжыме рэальнага часу і хутка атрымліваць доступ убудаванай памяці, таму. У гэтым раздзеле мы падрабязна апісваем, як рэалізаваць галасавое кадаванне і падаўленне рэха на платформе TMS320C6201DSP.
Пратакол і стандартнае праграмнае і апаратнае забеспячэнне H.323 Узважаны справядлівы метад пастаноўкі ў чаргу DSP MPLS абмен тэгамі ўзважанае выпадковае ранняе выяўленне пашыраны ASIC RTP, RTCP з падвойнай варонкай агульны алгарытм хуткасці ячэйкі DWDM RSVP рэйтынг доступу хуткая хуткасць SONET Diffserv, CAR Cisco хуткая пераадрасацыя вылічальная магутнасць працэсара G. 729, G.729a: Табліца пашыранага доступу CS-ACELP ADSL, RADSL, SDSL FRF.11/FRF.12 Алгарытм бочкі маркераў Шматканальны PPP Frame Relay Выпрамнік дадзеных SIP на аснове прыярытэтнай інтэграцыі пакета CoS над SONET IP і ATM QoS / CoS
2.Удасканаленыя выдзеленыя інтэгральныя схемы
Распрацоўка спецыяльнай інтэгральнай схемы (ASIC) стварыла больш хуткую, складаную і функцыянальную ASIC. ASIC - гэта спецыялізаваны прыкладны чып, які выконвае адно прыкладанне або невялікі набор функцый. Паколькі яны сканцэнтраваны на вельмі вузкіх мэтах прыкладанняў, яны могуць быць вельмі аптымізаваны для выканання пэўных функцый, звычайна з працэсарам падвойнага прызначэння на адзін або некалькі парадкаў хутчэй.
Падобна таму, як чып камп'ютэра з тонкім наборам каманд (RSIC) сканцэнтраваны на хуткім выкананні лімітавых лікаў, ASIC папярэдне запраграмаваны для хутчэйшага выканання канчатковай колькасці функцый. Пасля завяршэння распрацоўкі кошт масавай вытворчасці ASIC нізкі, і ён выкарыстоўваецца для сеткавых прылад у тым лікумаршрутызатарыі камутатары, якія выконваюць такія функцыі, як праверка табліцы маршрутызацыі, пераадрасацыя груп, сартаванне і праверка груп і пастаўка ў чаргу. Выкарыстанне ASIC дае прыладзе больш высокую прадукцыйнасць і меншы кошт. Яны забяспечваюць пашыраную шырокапалосную сувязь і лепшую падтрымку QoS для сеткі, таму яны гуляюць вялікую ролю ў садзейнічанні развіццю VoIP.
3. Тэхналогія перадачы IP
Большасць тэлекамунікацыйных сетак перадачы выкарыстоўваюць мультыплексаванне з часавым падзелам, у той час як Інтэрнэт павінен выкарыстоўваць паўторнае статыстычнае выкарыстанне і абмен доўгімі пакетамі. У параўнанні з апошнім, ён мае высокі ўзровень выкарыстання сеткавых рэсурсаў, простае і эфектыўнае ўзаемазлучэнне і вельмі прыдатны для паслуг перадачы даных, што з'яўляецца адной з важных прычын хуткага развіцця Інтэрнэту. Аднак шырокапалосная IP-сеткавая сувязь патрабуе QoS і характарыстык затрымкі. , таму распрацоўка абмену пакетамі статыстычнага мультыплексавання выклікала заклапочанасць. У цяперашні час у дадатак да новага пакалення пратаколу IP-IPV6 Сусветная рабочая група па распрацоўцы Інтэрнэту (IETF) прапанавала тэхналогію абмену тэгамі з некалькімі пратаколамі (MPLS), гэта гэта свайго роду выбар сеткавага ўзроўню, заснаваны на абмене рознымі тэгамі/меткамі, можа палепшыць гібкасць выбару дарогі, пашырыць магчымасці выбару сеткавага ўзроўню, спрасціцьмаршрутызатарі інтэграцыя абмену каналамі, павышэнне прадукцыйнасці сеткі. MPLS можа працаваць як незалежны пратакол маршрутызацыі і сумяшчальны з існуючым пратаколам маршрутызацыі сеткі, падтрымлівае розныя функцыі эксплуатацыі, кіравання і абслугоўвання IP-сеткі, робіць QoS, маршрутызацыю, прадукцыйнасць сігналізацыі значна палепшанай, каб дасягнуць або наблізіцца да ўзроўню статыстычнага паўторнага выкарыстання абмену пакетамі з фіксаванай даўжынёй (ATM), а таксама простага, эфектыўнага, таннага і прыдатнага, чым ATM.
IETF таксама лакальна асвойвае новую тэхналогію групоўкі, каб дасягнуць выбару дарогі QoS. «Тунэльная тэхналогія» вывучаецца для дасягнення шырокапалоснай перадачы аднабаковай сувязі. Акрамя таго, як выбраць сеткавую платформу перадачы IP таксама з'яўляецца важнае поле даследаванняў у апошнія гады, і IP праз ATM, IP праз SDH, IP праз DWDM і іншыя тэхналогіі з'яўляліся паслядоўна.
Узровень IP прадастаўляе карыстальнікам IP высакаякасныя паслугі IP-доступу з пэўнымі гарантыямі абслугоўвання. Карыстальніцкі ўзровень забяспечвае форму доступу (IP-доступ і шырокапалосны доступ) і форму кантэнту паслугі. На базавым узроўні, Ethernet, як фізічны ўзровень сетка IP, гэта само сабой зразумела, але IP overDWDM мае найноўшыя тэхналогіі і мае вялікі патэнцыял для развіцця.
Dense Wave Division MultipLexing (DWDM) уводзіць новае жыццё ў валаконна-валаконныя сеткі і забяспечвае цудоўную прапускную здольнасць у тэлекамунікацыйных кампаніях, якія пракладваюць новую магістраль валакна. Тэхналогія DWDM выкарыстоўвае магчымасці аптычных валокнаў і сучаснага аптычнага абсталявання перадачы. даўжынь хваль святла (ЛАЗЕР) з аднаго патоку аптычнага валакна. Цяперашнія сістэмы могуць адпраўляць і распазнаваць 16 даўжынь хваль, у той час як будучыя сістэмы могуць падтрымліваць ад 40 да 96 поўных даўжынь хваль. Гэта важна, таму што кожная дадатковая даўжыня хвалі дадае дадатковы паток інфармацыі. Вы можаце таму пашырыце сетку 2,6 Гбіт/с (OC-48) у 16 разоў без неабходнасці пракладкі новых валокнаў.
Большасць новых валаконна-валаконных сетак працуюць з хуткасцю OC-192 (9,6 Гбіт/с), генеруючы прапускную здольнасць больш за 150 Гбіт/с на пары валокнаў у спалучэнні з DWDM. Акрамя таго, DWDM забяспечвае пратакол інтэрфейсу і функцыі, незалежныя ад хуткасці, і падтрымлівае як ATM , SDH і перадача сігналу Gigabit Ethernet па адным валакне, якое можа быць сумяшчальна з існуючымі сеткамі, таму DWDM можа абараніць існуючыя актывы, а таксама забяспечыць інтэрнэт-правайдэрам і тэлекамунікацыйным кампаніям больш трывалую магістраль і зрабіць шырокапалосны доступ менш дарагім і больш даступным, што забяспечвае моцная падтрымка патрабаванняў да прапускной здольнасці рашэнняў VoIP.
Павялічаная хуткасць перадачы можа не толькі забяспечыць больш грубы канвеер з меншай верагоднасцю блакіроўкі, але і значна паменшыць затрымку, і, такім чынам, можа значна знізіць патрабаванні да QoS у сетках IP.
4. Тэхналогія шырокапалоснага доступу
Карыстальніцкі доступ да IP-сеткі стаў вузкім месцам, якое абмяжоўвае развіццё ўсёй сеткі. У доўгатэрміновай перспектыве канчатковай мэтай карыстальніцкага доступу з'яўляецца оптавалакно да дома (FTTH). Шырока кажучы, аптычная сетка доступу ўключае ў сябе аптычную лічбавую апорную сістэму і пасіўная аптычная сетка. Першая ў асноўным у Злучаных Штатах, у спалучэнні з адкрытым ротам V5.1/V5.2, перадаючы сваю інтэграваную сістэму па аптычным валакне, дэманструючы вялікую жыццёвую сілу.
Апошняе ў асноўным у парадку і ў Германіі. Больш за дзесяць гадоў Японія прыняла шэраг мер па зніжэнні кошту пасіўнай аптычнай сеткі да ўзроўню, аналагічнага медным кабелям і металічнай вітай пары, і выкарыстоўвала яе. Асабліва у апошнія гады МСЭ прапанаваў пасіўную аптычную сетку на аснове банкаматаў (APON), якая дапаўняе перавагі банкаматаў і пасіўнай аптычнай сеткі. Хуткасць доступу можа дасягаць 622 Мбіт/с, што вельмі спрыяльна для развіцця шырокапалосных IP-мультымедыйных паслуг і можа паменшыць частату адмоваў і колькасць вузлоў, а таксама пашырыць ахоп. У цяперашні час МСЭ завяршыў працу па стандартызацыі , вытворцы актыўна развіваюцца, з'явяцца тавары на рынку, стане асноўным напрамкам развіцця тэхналогіі шырокапалоснага доступу для 21 стагоддзя.
У цяперашні час асноўнымі тэхналогіямі доступу з'яўляюцца: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25 і Ethernet і калонка сістэмы шырокапалоснага бесправаднога доступу і г.д. Гэтыя тэхналогіі доступу маюць свае асаблівасці, у тым ліку найбольш хутка развіваюцца ADSL і CM; CM (кабельны мадэм) выкарыстоўвае кааксіяльны кабель, высокую хуткасць перадачы, моцную здольнасць супраць перашкод; але не двухбаковая перадача, няма адзінага стандарту. ADSL (Asymmetrical Digital Loop) мае эксклюзіўны доступ да шырокапалоснай сувязі, цалкам выкарыстоўваючы існуючую тэлефонную сетку і забяспечваючы асіметрычную хуткасць перадачы. Хуткасць загрузкі на баку карыстальніка можа дасягаць 8 Мбіт/с, а хуткасць загрузкі на баку карыстальніка можа дасягаць 1 Мбіт/с. ADSL забяспечвае неабходную шырокапалосную сувязь для прадпрыемстваў і ўсіх карыстальнікаў і значна зніжае выдаткі. Выкарыстанне недарагога ADSL рэгіянальных ланцугоў, кампаніі цяпер атрымліваюць доступ да Інтэрнэту і Інтэрнэт-VPN на больш высокіх хуткасцях, што дазваляе павялічыць ёмістасць VoIP-званкоў.
5. Тэхналогія цэнтральнага працэсара
Цэнтральныя працэсары (CPU) працягваюць развівацца ў функцыянальнасці, магутнасці і хуткасці. Гэта забяспечвае шырокае прымяненне мультымедыйных ПК і паляпшае прадукцыйнасць сістэмных функцый, абмежаваных магутнасцю працэсара. Здольнасць ПК апрацоўваць струменевыя аўдыё- і відэададзеныя чакалася даўно карыстальнікамі, таму дастаўка галасавых выклікаў у сетках перадачы дадзеных, натуральна, з'яўляецца наступнай мэтай. Гэтая вылічальная функцыя дазваляе выкарыстоўваць як перадавыя мультымедыйныя настольныя прыкладанні, так і пашыраныя функцыі ў сеткавых кампанентах для падтрымкі галасавых прыкладанняў.