従来の電話ネットワークは回線交換によって音声を伝送し、必要な伝送ブロードバンドは 64 k ビット/秒です。いわゆる VoIP は、伝送プラットフォームとして IP パケット交換ネットワークに基づいており、アナログ音声信号は圧縮、パッケージ化され、一連の特別な処理が行われるため、伝送にコネクションレス UDP プロトコルを使用できます。
IP ネットワーク上で音声信号を送信するには、いくつかの要素と機能が必要です。ネットワークの最も単純な形式は、IP ネットワークを介して接続された VoIP 機能を備えた 2 つ以上のデバイスで構成されます。
1、音声データ通信反転
音声信号はアナログ波形であり、リアルタイム アプリケーションであろうと非リアルタイム アプリケーションであろうと、IP 方式で音声を送信します。まず、音声信号をアナログ データに変換する必要があります。つまり、アナログ音声信号は8 ビットまたは 6 ビットで量子化されてからバッファ記憶領域に送信され、バッファのサイズはそれに応じて選択できます。遅延とコーディング要件に合わせて調整します。多くの低ビット レート エンコーダはフレーム コーディングに基づいています。
一般的なフレーム長の範囲は 10 ～ 30 ミリ秒です。音声間パケットは、伝送時のコストを考慮して、通常60、120、240msの音声データで構成されます。デジタル化が可能です。さまざまな音声符号化方式を使用します。主なものは ITU-T G.711 です。宛先の音声デバイスがアナログ音声信号を復元できるように、ソース宛先の音声エンコーダは同じアルゴリズムを実装する必要があります。
2、元のデータをtにIP変換
スピーチサインが出たらすべてがデジタル的にエンコードされると、次のステップでは、音声パケットを特定のフレーム長で圧縮してエンコードします。ほとんどのエンコーダには特定のフレーム長があります。エンコーダが 15ms フレームを使用する場合、最初の 60ms パッケージは 4 つのフレームに分割され、順番にエンコードされます。各フレームには 120 の音声サンプルがあります (サンプリング レート 8 kHz)。エンコード後、4 つの圧縮フレームが圧縮音声パケットに合成され、ネットワーク プロセッサに送信されます。ネットワーク プロセッサは、パケット ヘッダー、タイムスタンプ、その他の情報を音声に追加し、ネットワーク経由で他のエンドポイントに送信します。
音声ネットワークは、通信エンドポイント間に物理接続 (回線) を確立するだけです。を実行し、エンコードされた信号をエンドポイント間で送信します。回線交換ネットワークとは異なり、IP ネットワークは接続を形成しません。代わりに、データを可変長のデータグラムまたはパケットに配置する必要があり、それぞれがアドレス指定および制御情報とともにネットワーク経由で送信され、ステーションからステーションへ宛先に転送されます。
3. 転送
このチャネルでは、ネットワーク全体が入力から音声パケットを受信し、それを一定時間 (t) 以内にネットワーク出力に配信しているように見えます。 t は、ネットワーク伝送のジッターを反映して、あるフルレンジで変化する可能性があります。
ネットワーク内のピアは、各 IP パケットに付加されたアドレス指定情報を調べ、この情報を使用して、データグラムを宛先へのパス上の次のステーションに転送します。ネット作業リンクには、IP データ フローをサポートする任意のトポロジまたはアクセス方法を使用できます。
4、IPパッケージデータ変換
宛先 VoIP デバイスは、この IP データを受信して処理を開始します。ネットワーク レベルは、ネットワークによって生成されるジッターを調整するために使用される可変長のバッファーを提供します。バッファーは、多くの音声パケットを収容でき、ユーザーはバッファのサイズを選択できます。バッファが小さいと遅延は小さくなりますが、大きなジッターを調整することはできません。次に、デコーダは、エンコードされた音声パッケージを解凍して、新しい音声パッケージを生成します。このモジュールは、デコーダとまったく同じ長さのフレーム単位で操作することもできます。
フレーム長が 15 ミリ秒の場合、60 ミリ秒の音声パケットは 4 つのフレームに分割され、60 ミリ秒の音声データ ストリームにデコードされてデコード バッファに送信されます。データグラムが停止すると、アドレス指定および制御情報が削除され、元の生データが保存され、デコーダに提供されます。
5、デジタルボイスコンバータアナログ音声への変換
再生ドライバーはバッファー内の音声サンプル ポイント (480) を取り出してサウンド カードに送信し、所定の周波数 (たとえば 8kHz) でスピーカーからブロードキャストします。一言で言えば、IP ネットワーク上の音声信号の伝送は、アナログ信号からデジタル信号への変換、つまりカプセル化を経ます。デジタル音声の IP パケットへの変換、ネットワークを介した IP パケットの送信、IP パケットのアンパック、およびデジタル音声のアナログ信号への復元です。
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