A rete telefonica tradiziunale hè u scambiu di voce per circuitu, a banda larga di trasmissione necessaria di 64kbit/s. U chjamatu VoIP hè a reta di scambiu di pacchetti IP cum'è a piattaforma di trasmissione, a cumpressione di signali di voce simulata, imballaggio è una seria di prucessione speciale, per pudè utilizà u protokollu UDP micca cunnessu per a trasmissione.
Diversi elementi è funzioni sò necessarii per trasmette signali di voce in una reta IP. A forma più simplice di a rete hè custituita da dui o più dispositi cù capacità VoIP chì sò cunnessi via una rete IP.
1.Voice-Data Transformation
U signale di voce hè una forma d'onda analogica, attraversu l'IP per trasmette a voce, sia l'affari di l'applicazione in tempu reale sia l'affari di l'applicazioni in tempu reale, prima à a cunversione di dati analogici di signali di voce, vale à dì u signale di voce analogica 8 o 6 di quantificazione, è poi mandatu à u buffer storage. , a dimensione di u buffer pò esse sceltu secondu i requisiti di u ritardu è u codificazione. Parechji codificatori di freccia di pocu pocu sò codificati in frames.
A durata tipica di u quadru variava da 10 à 30 ms. Cunsiderendu i costi durante a trasmissione, i pacchetti interlinguali sò generalmente custituiti da 60, 120 o 240 ms di dati di parlà. A digitalizazione pò esse implementata cù diversi schemi di codificazione di voce, è i normi di codificazione di voce attuale sò principalmente ITU-T G.711. L'encoder di voce à a destinazione fonte deve implementà u stessu algoritmu per chì u dispositivu di parlà à a destinazione pò restaurà u signale di parlà analogicu.
2.Original cunversione dati-à-IP
Una volta chì u signale di discorsu hè codificatu digitale, u prossimu passu hè di cumpressà u pacchettu di discorsu cù una lunghezza di frame specifica. A maiò parte di i codificatori anu una lunghezza di frame specifica. Se un codificatore usa frames 15ms, u pacchettu 60ms da u primu locu hè divisu in quattru frames è codificati in sequenza. Ogni quadru hà 120 campioni di voce (frequenza di campionamentu di 8kHz). Dopu a codificazione, i quattru frames compressi sò stati sintetizzati in un pacchettu di parlà cumpressu è mandati à u processatore di a rete. U prucissuri reta aghjunghje un Baotou, scala tempu, è altre infurmazione à a voce è passa à l 'altru endpoint à traversu a reta.
A reta di parlà stabilisce solu una cunnessione fisica trà i punti finali di cumunicazione (una linea) è trasmette i segnali codificati trà i punti finali. A cuntrariu di e rete di commutazione di circuitu, e rete IP ùn formanu micca cunnessione. Hè bisognu chì e dati sò posti in rapporti di dati longu variàbili o pacchetti, dopu l'indirizzu è l'infurmazioni di cuntrollu à ogni datagramma è mandatu nantu à a reta, trasmessi à u destinazione.
3.Trasferimentu
In questu canale, a reta sanu hè vista cum'è un pacchettu di voce ricevutu da l'input è poi trasmessu à l'output di a rete in un certu tempu (t). U t pò varià in una gamma completa, riflettendu u jitter in a trasmissione di a rete.
U stessu node in a reta cuntrolla l'infurmazioni di l'indirizzu assuciatu cù ogni dati IP è usa sta informazione per trasmette quellu datagramma à a prossima tappa in a strada di destinazione. Un ligame di rete pò esse qualsiasi topulugia o metudu d'accessu chì sustene i flussi di dati IP.
4.U pacchettu IP- -a trasfurmazioni di i dati
U dispusitivu VoIP di destinazione riceve sta dati IP è principia a trasfurmazioni. U livellu di a rete furnisce un buffer di lunghezza variabile utilizatu per regulà u jitter generatu da a reta. U buffer pò accoglie parechji pacchetti di voce, è l'utilizatori ponu sceglie a dimensione di u buffer. I buffers chjuchi pruducenu menu latenza, ma ùn regulanu micca un grande jitter. Siconda, u decodificatore uncompresse u pacchettu di voce codificata per pruduce un novu pacchettu di discorsu, è stu modulu pò ancu operare per frame, esattamente a stessa lunghezza di u decoder.
Se a durata di u quadru hè 15ms, i pacchetti di voce di 60ms sò divisi in 4 frames, è dopu sò decodificati in un flussu di dati di voce di 60ms è mandati à u buffer di decodificazione. Durante u processu di u rapportu di dati, l'infurmazioni di l'indirizzu è di u cuntrollu sò eliminati, i dati originali originali sò conservati, è questi dati originali sò furniti à u decoder.
5.Discorsu digitale hè stata cunvertita à parlà analogicu
L'unità di riproduzione elimina i campioni di voce (480) in u buffer è li manda à a carta di sonu attraversu u parlante à una frequenza predeterminata (per esempiu 8kHz). In breve, a trasmissione di segnali di voce nantu à a rete IP passa per a cunversione da u signalu analogicu à u signale digitale, l'imballazione di voce digitale in un pacchettu IP, a trasmissione di pacchetti IP per a reta, u pacchettu di pacchettu IP è a risturazione di a voce digitale à l'analogicu. signale.
Siconda, i normi tecnichi riguardanti VoIP
Per l'applicazioni multimediali nantu à e rete di cumunicazione esistenti, l'Unione Internaziunale di Telecomunicazione (ITU-T) hà sviluppatu u protocolu di serie di cumunicazione H.32x Multimedia, i seguenti standard principali per una descrizzione simplice:
H.320, Standard per a cumunicazione multimediale nantu à u sistema di telefuninu video in banda stretta è terminal (N-ISDN);
H.321, Standard per a cumunicazione multimediale nantu à u B-ISDN;
H.322. Standard per a cumunicazione multimediale nantu à a LAN garantita da QoS;
H.323. Standard per a cumunicazione multimediale in una rete di commutazione di pacchetti senza garanzia QoS;
H.324, un standard per a cumunicazione multimediale nantu à i terminali di cumunicazione à bassa velocità di bit (PSTN è rete wireless).
À mezu à i normi sopra, H. U 323 riti Standard-definitu sò i più largamente usatu, comu Ethernet, Token Network, FDDI Network, etc.because di H.L'applicazzioni di u standard 323 hè naturalmente divintatu un hot spot in u mercatu,. cusì sottu avemu da fucalizza nantu à H.323。H.323 Quattru cumpunenti principali sò definiti in a pruposta: terminal, gateway, software di gestione di gateway (cunnisciutu ancu com'è gateway o gate), è unità di cuntrollu multi-puntu.
1.Terminale (Terminale)
Tutti i terminali devenu sustene a cumunicazione di voce, è e capacità di cumunicazione video è dati sò optional.all H.U terminal 323 deve ancu sustene u standard H.245, H.245 U standard hè utilizatu per cuntrullà l'usu di u canali è u rendiment di u canali.H .323 I paràmetri principali di u codec di u discorsu in a cumunicazione di voce sò specificati cum'è seguitu: larghezza di banda di voce raccomandata da ITU / velocità di trasmissione KHz / annotazione di algoritmu di compressione Kb/s G.711 3.4 56,64 PCM compressione simplice, appiicata à u PSTN in G .728 3.4 16 LD-CELP qualità voce cum'è G.711, cum'è appiicata à a trasmissioni low-bit-rate G.722 7 48,56,64 ADPCM qualità voce hè supiriuri a G.711, appiicata à trasmissioni high bit rate G .723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ A qualità di voce hè accettata, G.723.1 Aduttà una G per u forum VOIP.729G.729A 3.4 8 CS-ACELP ritardu hè più bassu di G.723.1, a qualità di voce hè più altu ch'è u G.723.1.
2.Gateway (Gateway)
Questa hè l'opzione H.Una per u sistema 323. U gateway pò trasfurmà i protokolli, l'audio, l'algoritmi di codificazione video è i segnali di cuntrollu utilizati da diversi sistemi per accoglie a cumunicazione terminale di u sistema. Basatu in ISDN H.The 320 System è u H.323 Per a cumunicazione di u sistema, hè necessariu di cunfigurà a porta;
3.Customs keeping (Gatekeeper)
Questu hè H.Un cumpunente facultativu di u sistema 323 hè u software per compie a funzione di gestione. Hà duie funzioni principali: u primu hè à a gestione di l'applicazioni H.323; u sicondu hè a gestione di a cumunicazione di u terminal à traversu u gateway (cum'è stabilimentu di chjama, rimozione, etc.). I gestori ponu fà cunversione di l'indirizzu, cuntrollu di larghezza di banda, autentificazione di chjamate, registrazione di chjamate, registrazione d'utilizatori, gestione di domini di cumunicazione è altre funzioni à traversu a dogana. keeping.one H.323 U duminiu di cumunicazione pò avè parechje gateway, ma solu una gateway funziona.
Unità di cuntrollu 4.Multipoint (Unità di cuntrollu multipuntu)
U MCU permette a cumunicazione multi-puntu nantu à una rete IP, è a cumunicazione puntu à puntu ùn hè micca necessariu. U sistema tutale forma una topulugia stella attraversu u MCU. U MCU cuntene dui cumpunenti principali: controller multipuntu MC è processore multipuntu MP, o senza MP.H trà i terminali di trasfurmazioni MC.245 L'infurmazione di cuntrollu per custruisce un nome publicu minimu per u processu audio è video.MC ùn processa micca direttamente alcun flussu di informazione media, ma lascia à MP.The MP mischia, cambia, è processa l'audio. , video, o infurmazione di dati.
In l'industria ci sò duie architetture parallele, unu hè u ITU-T H introduttu sopra.323 Protocol hè u protocolu SIP (RFC2543) prupostu da l'Internet Engineering Task Force (IETF), è u protocolu SIP hè più adattatu per terminali intelligenti.
Terzu, L'impetu per u sviluppu VoIP
L'usu generalizatu di VoIP diventerà rapidamente per via di parechji hardware, software, sviluppi cunnessi è innovazioni tecnologiche in u protocolu è i normi. L'avanzati tecnologichi è i sviluppi in questi campi ghjucanu un rolu di mutore in a creazione di una rete VoIP più efficaci, funziunale è interoperabile. I fatturi tecnichi chì prumove u sviluppu rapidu è ancu l'applicazione generalizata di VoIP ponu esse riassunti in i seguenti aspetti.
1. Processor di signali digitale
Processori di signali digitale avanzati (Digital Signal Processor, DSP) realizanu i cumpunenti intensivi di computazione necessarii per l'integrazione di voce è dati. a putenza di trasfurmazioni cù u prezzu bassu rende u DSP bè adattatu per eseguisce e funzioni di trasfurmazioni di signali in u sistema VoIP.
Un flussu di voce unicu nantu à u G.729 U costu di l'informatica di a compressione di voce hè di solitu grande, esigendu 20MIPS. Se un CPU cintrali hè necessariu per eseguisce funzioni di routing è di gestione di u sistema mentre processa parechji flussi di voce, questu hè micca realisticu. Dunque, utilizendu unu o più DSP pò disinstallà u compitu di l'informatica di l'algoritmu cumplessu di cumpressione di voce da u CPU centrale. In più, DSP hè adattatu per a rilevazione di l'attività di voce è l'annullamentu di l'eco, chì li permette di processà flussi di dati di voce in tempu reale è accede rapidamente. memoria di bordu, cusì.In questa sezione, detagliamu cumu implementà a codificazione di voce è l'annullamentu di l'eco in a piattaforma TMS320C6201DSP.
Protokollu è software è hardware standard H.323 Metudu di fila di fila ponderata DSP MPLS scambio di tag ponderatu aleatoriu rilevazione precoce avanzata ASIC RTP, RTCP dual funnel algoritmu generale di cellula DWDM RSVP access rated rate fast rate SONET Diffserv, CAR Cisco fast forwarding CPU processing power G. 729, G.729a: CS-ACELP Extended Access Table ADSL, RADSL, SDSL FRF.11/FRF.12 Algoritmu di token barrel Multilink PPP Frame Relay Rectifier Data SIP basatu annantu à l'integrazione prioritaria di CoS Packet over SONET IP è ATM QoS / CoS
2.Advanced circuiti integrati dedicati
U sviluppu Applicazioni-Specific Integrated Circait (ASIC) hà pruduciutu un ASIC.ASIC più veloce, cumplessu è più funziunale, hè un chip d'applicazione specializatu chì eseguisce una sola applicazione o un picculu settore di funzioni. ponu esse altamente ottimizzati per funzioni specifiche, di solitu cù una CPU dual-purpose unu o parechji ordini di grandezza più veloce.
Cum'è u chip Thin Instruction Set Computer (RSIC) fucalizza nantu à l'esekzione rapida di numeri limite, l'ASIC hè preprogrammatu per realizà un numeru finitu di funzioni più veloce. Una volta u sviluppu hè finitu, u costu di a produzzione di massa ASIC hè bassu, è hè utilizatu. per i dispositi di rete cumpresiroutersè switches, eseguendu funzioni cum'è a verificazione di a tavola di routing, l'inviazione di u gruppu, a classificazione è a verificazione di u gruppu, è a fila. L'usu di ASIC dà à u dispusitivu un rendimentu più altu è menu costu. un grande rolu à prumove u sviluppu VoIP.
3.Tecnulugia di trasmissione IP
A maiò parte di e rete di telecomunicazioni di trasmissione utilizanu multiplexing à divisione di u tempu, mentre chì Internet deve aduttà a reutilizazione statistica è u scambiu di pacchetti longu. Comparatu, l'ultime hà un altu tassu d'utilizazione di risorse di rete, interconnessione simplice è efficace, è assai appiecabile à i servizii di dati, chì hè unu di i mutivi impurtanti per u sviluppu rapidu di Internet. , cusì u sviluppu di u scambiu di pacchetti di multiplexing statistiche hà attrattu preoccupatu.Attualmente, in più di a nova generazione di protocolu IP-IPV6, u gruppu di travagliu di l'ingegneria di Internet (IETF) hà prupostu a tecnulugia di scambiu di tag multiprotocolu (MPLS), questu hè un tipu di selezzione di strati di rete basatu in vari scambii di tag / etichette, pò migliurà a flessibilità di a selezzione di strada, espansione a capacità di selezzione di strati di rete, simplificà arouterè l'integrazione di u scambiu di u canali, migliurà a prestazione di a rete.MPLS pò travaglià cum'è un protocolu di routing indipindenti, è cumpatibile cù u protocolu di routing di a rete esistenti, supporta diverse funzioni di operazione, gestione è mantenimentu di a rete IP, facenu a QoS, routing, signaling performance assai migliuratu, per ghjunghje o vicinu à u livellu di riutilizazione statistica di scambiu di pacchetti di lunghezza fissa (ATM), è simplice, efficiente, economicu è applicabile cà ATM.
L'IETF hè ancu affermendu in u locu di a nova tecnulugia di raggruppamentu, per ottene una selezzione di strada QoS. A "tecnulugia di u tunnel" hè studiata per ottene a trasmissione in banda larga di ligami unidirezionali. In più, cumu sceglie a piattaforma di trasmissione di rete IP hè ancu una impurtante campu di ricerca in l'ultimi anni, è IP over ATM, IP over SDH, IP over DWDM è altre tecnulugia sò apparsu successivamente.
U stratu IP furnisce l'utilizatori IP cù servizii d'accessu IP d'alta qualità cù certi garantii di serviziu. A capa d'utilizatore furnisce a forma d'accessu (accessu IP è accessu à banda larga) è a forma di cuntenutu di u serviziu. a reta IP, hè una materia di sicuru, ma IP overDWDM hà l'ultime tecnulugia, è hà un grande putenziale di sviluppu.
Dense Wave Division MultipLexing (DWDM) injecta una nova vita in e rete di fibra è furnisce una larghezza di banda incredibile in e cumpagnie di telecomunicazioni chì ponenu una nova spina di fibra. lunghezze d'onda di luce (LASER) da un unicu flussu di fibre ottiche. I sistemi attuali ponu mandà è ricunnosce 16 lunghezze d'onda, mentre chì i sistemi futuri ponu supportà 40 à 96 lunghezze d'onda complete. Questu hè significativu perchè ogni lunghezza d'onda addiziale aghjunghje un flussu supplementu di informazioni. dunque espansione a reta di 2,6 Gbit/s (OC-48) da 16 volte senza avè à mette novi fibre.
A maiò parte di e reti di fibra novi funzionanu OC-192 à (9,6 Gbit/s), chì generanu capacità più di 150 Gbit/s in un paru di fibre quandu sò cumminati cù DWDM. , SDH è a trasmissione di signali Gigabit Ethernet nantu à una sola fibra, chì pò esse cumpatibile cù e rete esistenti, cusì DWDM pò prutege l'assi esistenti, ma ancu furnisce ISP è cumpagnie di telecomunicazioni cù una spina più forte, è rende a banda larga menu caru è più accessibile, chì furnisce un forte supportu per i requisiti di larghezza di banda di e soluzioni VoIP.
L'aumentu di a velocità di trasmissione ùn pò micca solu furnisce un pipeline più grossu cù menu chance di bluccà, ma ancu riduce u ritardu assai, è cusì pò riduce assai i requisiti di QoS in e rete IP.
4.Tecnulugia d'accessu à banda larga
L'accessu di l'utilizatori di a rete IP hè diventatu un collu di buttiglia chì restringe u sviluppu di tutta a reta. À longu andà, l'ultimu scopu di l'accessu di l'utilizatori hè a fibra à casa (FTTH). è rete ottica passiva. L'anzianu hè principalmente in i Stati Uniti, cumminati cù a bocca aperta V5.1 / V5.2, trasmette u so sistema integratu nantu à a fibra ottica, chì mostra una grande vitalità.
L'ultimu hè principarmenti in l'ordine è in Germany.For più di una dicada, u Giappone hà pigliatu una seria di misure per riduce u costu di rete otticu passiu à un livellu simili à i cavi di ramu è u paru torcia di metallu, è l'utilizanu use.Specialy in l'ultimi anni, l'ITU hà prupostu a rete ottica passiva (APON) basatu in ATM, chì cumplementa i vantaghji di ATM è a rete ottica passiva. A tarifa d'accessu pò ghjunghje à 622 M bit / s, chì hè assai benefica per u sviluppu di u serviziu multimediale di banda larga IP, è pò riduce a rata di fallimentu è u numeru di nodi, è espansione a cobertura.Attuale, ITU hà cumpletu u travagliu di standardizazione. , i pruduttori sò attivamente sviluppati, ci sarà merchenzie nantu à u mercatu, diventerà a direzzione principale di sviluppu di a tecnulugia d'accessu à banda larga per u 21u seculu.
Attualmente, i tecnulugii d'accessu principali sò: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25 è Ethernet è a colonna di u sistema d'accessu senza filu di banda larga, etc.Questi tecnulugii d'accessu anu e so caratteristiche, cumpresu u più veloce ADSL è CM chì si sviluppanu; CM (Cable Modem) usa cable coaxial, alta velocità di trasmissione, forte capacità anti-interferenza; ma micca trasmissione bidirezionale, senza standard uniforme. L'ADSL (Asymmetrical Digital Loop) hà accessu esclusivu à a banda larga, sfruttendu pienamente a reta di telefuni esistenti è furnisce una velocità di trasmissione asimmetrica. A tarifa di scaricamentu da u latu di l'utilizatori pò ghjunghje à 8 Mbit/s, è a tarifa di carica in u latu di l'utilizatori pò ghjunghje à 1M bit / s.ADSL furnisce a banda larga necessaria per l'imprese è tutti l'utilizatori, è riduce assai i costi.Using ADSL low-cost I circuiti regiunale, l'imprese accede à Internet è VPN basati in Internet à velocità più altu, chì permettenu una capacità di chjama VoIP più alta.
5.Central tecnulugia unità trasfurmazioni
Unità di trasfurmazioni cintrali (CPU) cuntinueghjanu à evoluzione in funzione, putenza è velocità. Questu permette l'applicazione generalizata di u PC multimedia è migliurà a prestazione di e funzioni di u sistema limitate da a putenza CPU. da l'utilizatori, cusì furnisce e chjama di voce nantu à e rete di dati hè naturalmente u prossimu scopu. Questa funzione di l'informatica permette à l'applicazioni avanzate di desktop multimediali è e funzioni avanzate in i cumpunenti di a rete per sustene l'applicazioni di voce.