Debido a muchos desarrollos y avances tecnológicos en el hardware, software, protocolos y estándares relevantes, el uso generalizado de VoIP pronto se convertirá en una realidad. Los avances y desarrollos tecnológicos en estas áreas han contribuido a la creación de una red VoIP más eficiente, funcional e interoperable. Los factores técnicos que promueven el rápido desarrollo e incluso la amplia aplicación de VoIP se pueden resumir en los siguientes aspectos.
1. Procesador de señal digital
Los procesadores avanzados de señales digitales (DSPS) realizan las tareas computacionales intensivas necesarias para la integración de voz y datos. El procesamiento DSP de señales digitales se utiliza principalmente para realizar cálculos complejos que de otro modo tendrían que ser realizados por una CPU de uso general. Su potencia de procesamiento especializada combinada con su bajo costo hace que DSPS sea muy adecuado para realizar funciones de procesamiento de señales en sistemas VoIP.
La sobrecarga computacional de la compresión de voz G.729 en un único flujo de voz suele ser grande y requiere 20 MIPS. Si se requiere una CPU central para procesar múltiples flujos de voz y realizar funciones de enrutamiento y administración del sistema al mismo tiempo, no es realista. Por lo tanto, el uso de uno o más DSPS puede descargar las tareas computacionales del complejo algoritmo de compresión de voz que contiene desde la CPU central. Además, los DSPS también son adecuados para funciones de detección de actividad de voz y cancelación de eco, por lo que pueden procesar los datos de voz. transmita en tiempo real y tenga acceso rápido a la memoria integrada. Por lo tanto, en este capítulo, se presenta en detalle cómo implementar la codificación de voz y la cancelación de eco en la plataforma TMS320C6201DSP.
Protocolos y estándares Software y hardware H.323 Método de cola justa ponderada DSP Conmutación de etiquetas MPLS Detección temprana aleatoria ponderada ASIC avanzado RTP, RTCP Doble embudo Algoritmo de velocidad de celda universal DWDM RSVP Tasa de acceso nominal SONET Diffserv, CAR Cisco Fast Forwarding CPU Potencia de procesamiento G.729 , G.729a:CS-ACELP Tabla de acceso extendido ADSL, RADSL, SDSL Algoritmo de depósito de tokens FRF.11/FRF.12 Rectificación de datos Frame Relay multienlace PPP SIP Integración de paquetes CoS basados en prioridad sobre SONET IP y QoS/CoS ATM
2. Circuitos integrados dedicados avanzados.
El desarrollo de Circait integrado de aplicación específica (ASIC) ha producido un ASIC más rápido, más complejo y más funcional. Los Asics son chips de aplicaciones especializadas que ejecutan una sola aplicación o un pequeño conjunto de funciones. Al centrarse en un objetivo de aplicación limitado, se pueden optimizar en gran medida para una función específica y, por lo general, son uno o varios órdenes de magnitud más rápidos. Así como los chips de computadora con conjunto de instrucciones reducidas (RSIC) se enfocan en realizar un número limitado de operaciones rápidamente, los ASICS están preprogramados. para realizar un número limitado de funciones más rápido. Una vez desarrollado, la producción en masa de ASIC no es costosa y se utiliza para dispositivos de red, incluidosenrutadoresy conmutadores, realizando la verificación de la tabla de enrutamiento, el reenvío de agrupaciones, la clasificación y verificación de agrupaciones y la puesta en cola. El uso de ASIC le da al dispositivo un mayor rendimiento y un menor costo. Proporcionan mayor banda ancha y mejor soporte de QoS para la red, por lo que desempeñan un papel importante en la promoción del desarrollo de VoIP.
3. Tecnología de transmisión IP
La mayoría de las redes de transmisión de telecomunicaciones utilizan el modo de multiplexación por división de tiempo, mientras que Internet debe adoptar el modo de reutilización estadística y de intercambio de paquetes largos. En comparación con los dos, este último tiene una alta tasa de utilización de los recursos de la red, una interconexión y comunicación simples y efectivas y es muy adecuado para los servicios de datos, lo cual es una de las razones importantes del rápido desarrollo de Internet. Sin embargo, la comunicación de red IP de banda ancha plantea requisitos severos en cuanto a QoS y características de retardo, por lo que el desarrollo de la tecnología de conmutación estadística de paquetes de longitud variable multiplexada ha atraído la atención de la gente. En la actualidad, además de la nueva generación del protocolo IP-ipv6, el Grupo de Trabajo Mundial de Ingeniería de Internet (IETF) ha propuesto la tecnología de conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS), que es un tipo de tecnología de conmutación de etiquetas / etiquetas basada en la capa de red. enrutamiento, que puede mejorar la flexibilidad del enrutamiento, ampliar la capacidad de enrutamiento de la capa de red, simplificar la integración deenrutadoresy cambio de celda. Mejora del rendimiento de la red. MPLS no sólo puede funcionar como un protocolo de enrutamiento independiente, sino que también puede ser compatible con el protocolo de enrutamiento de red existente. Admite diversas funciones de operación, gestión y mantenimiento de la red IP, y mejora en gran medida la QoS, el rendimiento de enrutamiento y señalización de la comunicación de la red IP, alcanzando o acercándose al nivel de conmutación de paquetes de longitud fija (ATM) multiplexada estadística. Es más simple, más eficiente, más barato y más aplicable que el cajero automático.
El IETF también está trabajando en nuevas técnicas de gestión de paquetes para permitir el enrutamiento QoS. Se está estudiando la tecnología de túneles para lograr la transmisión de banda ancha a través de enlaces unidireccionales. Además, cómo elegir la plataforma de transmisión de la red IP también es un campo de investigación importante en los últimos años, y han aparecido sucesivamente IP sobre ATM, IP sobre SDH, IP sobre DWDM y otras tecnologías.
La capa IP proporciona servicios de acceso IP de alta calidad con ciertas garantías de servicio a los usuarios de IP. La capa de usuario proporciona una forma de acceso (acceso IP y acceso de banda ancha) y una forma de contenido de servicio. En la capa base, Ethernet es la capa física de la red IP, es algo natural, pero IP overDWDM es la última tecnología y tiene grandes ventajas. potencial de desarrollo.
Dense Wave Division MultipLexing (DWDM) ha dado nueva vida a las redes de fibra y ha proporcionado un ancho de banda sorprendente en las nuevas redes troncales de fibra de las empresas de telecomunicaciones. La tecnología DWDM utiliza las capacidades de las fibras ópticas y los equipos de transmisión óptica avanzados. El nombre de multiplexación por división de ondas se deriva de la transmisión de múltiples longitudes de onda de luz (LÁSER) desde un solo hilo de una fibra óptica. Los sistemas actuales son capaces de enviar e identificar 16 longitudes de onda, mientras que los sistemas futuros podrán admitir de 40 a 96 longitudes de onda completas. Esto es importante porque cada longitud de onda adicional añade un flujo adicional de información. De este modo, la red de 2,6 Gbit/s (OC-48) se puede ampliar 16 veces sin tener que tender nuevas fibras.
La mayoría de las redes de fibra nuevas ejecutan OC-192 a (9,6 Gbit/s), generando una capacidad de más de 150 Gbit/s en un par de fibras cuando se combinan con DWDM. Además, DWDM proporciona el protocolo de interfaz y las características independientes de la velocidad, en una lata de fibra. Admite transmisión de señales ATM, SDH y Gigabit Ethernet al mismo tiempo, por lo que puede ser compatible con las diversas redes que se han construido ahora, por lo que DWDM no solo puede proteger la infraestructura existente, sino que también puede proporcionar una red troncal más potente para el ISP. y empresas de telecomunicaciones con su enorme ancho de banda. Y hacer que la banda ancha sea más barata y accesible, lo que brinda un fuerte soporte para los requisitos de ancho de banda de las soluciones VoIP.
El aumento de la velocidad de transmisión no sólo puede proporcionar una tubería más gruesa con menos posibilidades de bloqueo, sino que también puede hacer que el retraso sea mucho menor y, por lo tanto, puede reducir en gran medida los requisitos de QoS en las redes IP.
4. Tecnología de acceso a banda ancha
El acceso de los usuarios a la red IP se ha convertido en un cuello de botella que restringe el desarrollo de toda la red. A largo plazo, el objetivo final del acceso de los usuarios es la fibra hasta el hogar (FTTH). En términos generales, la red de acceso óptico incluye un sistema portador de bucle digital óptico y una red óptica pasiva. El primero se encuentra principalmente en Estados Unidos, combinado con boca abierta V5.1/V5.2, transmitiendo su sistema integrado por fibra óptica, mostrando gran vitalidad. Estos últimos se encuentran principalmente en Japón y Alemania. Japón ha persistido en la investigación durante más de una década y ha tomado una serie de medidas para reducir el costo de las redes ópticas pasivas a un nivel similar al de los cables de cobre y los cables metálicos de par trenzado, y un gran número de usos. Especialmente en los últimos años, la UIT ha propuesto una red óptica pasiva (APON) basada en ATM, que combina las ventajas de la ATM y la red óptica pasiva. La tasa de acceso puede alcanzar los 622 Mbit/s, lo que es muy beneficioso para el desarrollo de servicios multimedia IP de banda ancha y puede reducir la tasa de fallas y la cantidad de nodos, y ampliar el área de cobertura. Actualmente, la UIT ha completado el trabajo de normalización y varios fabricantes lo están desarrollando activamente. Pronto habrá productos en el mercado y se convertirá en la principal dirección de desarrollo de la tecnología de acceso de banda ancha de cara al siglo XXI.
En la actualidad, las principales tecnologías de acceso son: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25, Ethernet y sistema de acceso inalámbrico de banda ancha. Estas tecnologías de acceso tienen características propias, entre las que las de mayor desarrollo son ADSL y CM; CM (Cable Modem) adopta un cable coaxial con una alta velocidad de transmisión y una fuerte capacidad antiinterferencias; pero no la transmisión bidireccional, no existe un estándar unificado.
ADSL (bucle digital asimétrico) proporciona acceso exclusivo a banda ancha, aprovecha al máximo la red telefónica existente y proporciona una velocidad de transmisión asimétrica. La velocidad de descarga en el lado del usuario puede alcanzar los 8 Mbit/s y la velocidad de carga en el lado del usuario puede alcanzar 1 M bit/s. ADSL proporciona la banda ancha necesaria para empresas y usuarios individuales y reduce considerablemente los costos. Utilizando circuitos regionales ADSL de menor costo, las empresas ahora pueden acceder a Internet y a VPN basada en proveedores de servicios de Internet a velocidades más altas, lo que permite una mayor capacidad de llamadas VoIP.
5. Tecnología de unidad central de procesamiento
Las unidades centrales de procesamiento (cpus) continúan evolucionando en términos de funcionalidad, potencia y velocidad. Esto permite que los PCS multimedia se utilicen ampliamente y mejora el rendimiento de las funciones del sistema que están limitadas por la potencia de la CPU. Los usuarios esperaban desde hacía mucho tiempo la capacidad de PCS para manejar la transmisión de datos de audio y video, por lo que realizar llamadas de voz a través de redes de datos era el siguiente paso lógico. Esta capacidad computacional permite que tanto aplicaciones de escritorio multimedia avanzadas como funciones avanzadas en componentes de red admitan aplicaciones de voz.
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