Devido a muitos desenvolvimentos e avanços tecnológicos em hardware, software, protocolos e padrões relevantes, o uso generalizado de VoIP em breve se tornará uma realidade. Os avanços e desenvolvimentos tecnológicos nestas áreas contribuíram para a criação de uma rede VoIP mais eficiente, funcional e interoperável. Os fatores técnicos que promovem o rápido desenvolvimento e até mesmo a ampla aplicação do VoIP podem ser resumidos nos seguintes aspectos.
1. Processador de sinal digital
Os processadores avançados de sinais digitais (DSPS) executam as tarefas computacionalmente intensivas necessárias para a integração de voz e dados. O processamento DSP de sinais digitais é usado principalmente para executar cálculos complexos que, de outra forma, teriam que ser executados por uma CPU de uso geral. Seu poder de processamento especializado combinado com baixo custo torna o DSPS adequado para executar funções de processamento de sinal em sistemas VoIP.
A sobrecarga computacional da compressão de voz G.729 em um único fluxo de voz é geralmente grande, o que requer 20MIPS. Se uma CPU central for necessária para processar vários fluxos de voz e executar funções de roteamento e gerenciamento de sistema ao mesmo tempo, isso não será realista. Portanto, o uso de um ou mais DSPS pode descarregar as tarefas computacionais do complexo algoritmo de compressão de fala dentro dele da CPU central. Além disso, os DSPS também são adequados para detecção de atividade de voz e funções de cancelamento de eco, para que possam processar os dados de voz transmita em tempo real e tenha acesso rápido à memória on-board. Portanto, neste capítulo, é apresentado em detalhes como implementar codificação de fala e cancelamento de eco na plataforma TMS320C6201DSP.
Protocolos e padrão Software e hardware H.323 Método de enfileiramento justo ponderado DSP Comutação de rótulo MPLS detecção precoce aleatória ponderada ASIC avançado RTP, RTCP Funil duplo Algoritmo de taxa de célula universal DWDM Taxa de acesso nominal RSVP SONET Diffserv, CAR Cisco Fast Forwarding CPU Potência de processamento G.729 , G.729a: CS-ACELP Tabela de acesso estendido ADSL, RADSL, SDSL FRF.11/FRF.12 algoritmo de token bucket Multilink PPP Frame Relay retificação de dados SIP Integração de pacote CoS baseado em prioridade sobre SONET IP e ATM QoS/CoS
2、Circuitos integrados dedicados avançados
O desenvolvimento do Application-Specific Integrated Circait (ASIC) produziu um ASIC mais rápido, mais complexo e mais funcional. Asics são chips de aplicativos especializados que executam um único aplicativo ou um pequeno conjunto de funções. Ao se concentrarem em um objetivo de aplicação restrito, eles podem ser altamente otimizados para uma função específica e geralmente são uma ou várias ordens de magnitude mais rápidas. Assim como os chips de computador com conjunto reduzido de instruções (RSIC) se concentram na execução rápida de um número limitado de operações, os ASICS são pré-programados para executar um número limitado de funções mais rapidamente. Uma vez desenvolvida, a produção em massa do ASIC não é cara e é usada para dispositivos de rede, incluindoroteadorese switches, realizando verificação de tabela de roteamento, encaminhamento de agrupamento, classificação e verificação de agrupamento e enfileiramento. O uso do ASIC confere ao dispositivo maior desempenho e menor custo. Eles fornecem maior banda larga e melhor suporte de QoS para a rede, desempenhando um grande papel na promoção do desenvolvimento de VoIP.
3. Tecnologia de transmissão IP
A maioria das redes de transmissão de telecomunicações usa o modo de multiplexação por divisão de tempo, enquanto a Internet deve adotar o modo de reutilização estatística e troca de pacotes longos. Comparado com os dois, este último apresenta uma elevada taxa de utilização dos recursos de rede, interligação e comunicação simples e eficazes, e é muito adequado para serviços de dados, o que é uma das razões importantes para o rápido desenvolvimento da Internet. No entanto, a comunicação de rede IP de banda larga apresenta requisitos severos em termos de QoS e características de atraso, de modo que o desenvolvimento da tecnologia de comutação de pacotes de comprimento variável multiplexada estatística atraiu a atenção das pessoas. Atualmente, além da nova geração do protocolo IP-ipv6, a World Internet Engineering Task Force (IETF) propôs a tecnologia Multi-protocol Label Switching (MPLS), que é um tipo de tecnologia de comutação de rótulo/rótulo baseada na camada de rede roteamento, que pode melhorar a flexibilidade do roteamento, ampliar a capacidade de roteamento da camada de rede, simplificar a integração deroteadorese troca de células. Melhorando o desempenho da rede. MPLS pode não apenas funcionar como um protocolo de roteamento independente, mas também ser compatível com o protocolo de roteamento de rede existente. Ele suporta várias funções de operação, gerenciamento e manutenção da rede IP e melhora muito o desempenho de QoS, roteamento e sinalização da comunicação da rede IP, atingindo ou se aproximando do nível de comutação de pacotes de comprimento fixo (ATM) multiplexada estatística. É mais simples, mais eficiente, mais barato e mais aplicável que o ATM.
A IETF também está trabalhando em novas técnicas de gerenciamento de pacotes para permitir o roteamento de QoS. A tecnologia de tunelamento está sendo estudada para conseguir transmissão de banda larga em links unidirecionais. Além disso, como escolher a plataforma de transmissão da rede IP também é um importante campo de pesquisa nos últimos anos, e IP sobre ATM, IP sobre SDH, IP sobre DWDM e outras tecnologias têm aparecido sucessivamente.
A camada IP fornece serviços de acesso IP de alta qualidade com certas garantias de serviço aos usuários IP. A camada do usuário fornece forma de acesso (acesso IP e acesso banda larga) e forma de conteúdo de serviço. Na camada base, Ethernet é a camada física da rede IP, é claro, mas IP overDWDM é a tecnologia mais recente e tem ótimo potencial de desenvolvimento.
Dense Wave Division MultipLexing (DWDM) deu nova vida às redes de fibra e forneceu largura de banda incrível nas novas redes de backbone de fibra das empresas de telecomunicações. A tecnologia DWDM utiliza os recursos de fibras ópticas e equipamentos avançados de transmissão óptica. O nome multiplexação por divisão de onda é derivado da transmissão de múltiplos comprimentos de onda de luz (LASER) de um único fio de uma fibra óptica. Os sistemas atuais são capazes de enviar e identificar 16 comprimentos de onda, enquanto os sistemas futuros podem suportar de 40 a 96 comprimentos de onda completos. Isto é significativo porque cada comprimento de onda adicional adiciona um fluxo adicional de informações. Assim, a rede de 2,6 Gbit/s (OC-48) pode ser expandida 16 vezes sem a necessidade de instalar novas fibras.
A maioria das novas redes de fibra executa OC-192 a (9,6 Gbit/s), gerando capacidade superior a 150 Gbit/s em um par de fibras quando combinada com DWDM. Além disso, o DWDM fornece o protocolo de interface e características independentes de velocidade, em uma fibra pode suporta transmissão de sinal ATM, SDH e Gigabit Ethernet ao mesmo tempo, para que possa ser compatível com as várias redes que foram construídas agora, para que o DWDM possa não apenas proteger a infraestrutura existente, mas também fornecer uma rede de backbone mais poderosa para o ISP e empresas de telecomunicações com sua enorme largura de banda. E tornar a banda larga mais barata e mais acessível, o que proporciona um forte suporte para os requisitos de largura de banda das soluções VoIP.
O aumento da taxa de transmissão pode não apenas fornecer um pipeline mais espesso com menos chances de bloqueio, mas também tornar o atraso muito menor e, portanto, pode reduzir em grande medida os requisitos de QoS nas redes IP.
4. Tecnologia de acesso em banda larga
O acesso dos usuários à rede IP tornou-se um gargalo que restringe o desenvolvimento de toda a rede. No longo prazo, o objetivo final do acesso do usuário é a fibra para casa (FTTH). Em termos gerais, a rede de acesso óptico inclui sistema óptico de portador de loop digital e rede óptica passiva. O primeiro está principalmente nos Estados Unidos, combinado com a boca aberta V5.1/V5.2, transmitindo seu sistema integrado em fibra óptica, mostrando grande vitalidade. Estes últimos estão principalmente no Japão e na Alemanha. O Japão persistiu na pesquisa por mais de uma década e tomou uma série de medidas para reduzir o custo das redes ópticas passivas a um nível semelhante com cabos de cobre e fios metálicos de par trançado, e um grande número de uso. Especialmente nos últimos anos, a ITU propôs uma rede óptica passiva baseada em ATM (APON), que combina as vantagens do ATM e da rede óptica passiva. A taxa de acesso pode chegar a 622M bit/s, o que é muito benéfico para o desenvolvimento de serviços multimídia IP de banda larga, podendo reduzir a taxa de falhas e o número de nós, além de ampliar a área de cobertura. Atualmente, a ITU concluiu o trabalho de padronização e vários fabricantes estão desenvolvendo-o ativamente. Em breve haverá produtos no mercado e esta se tornará a principal direção de desenvolvimento da tecnologia de acesso em banda larga no século XXI.
Actualmente, as principais tecnologias de acesso são: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25, Ethernet e sistema de acesso sem fios de banda larga. Estas tecnologias de acesso têm características próprias, entre as quais as que mais se desenvolvem são ADSL e CM; CM (Cable Modem) adota cabo coaxial com alta taxa de transmissão e forte capacidade anti-interferência; mas não a transmissão bidirecional, não existe um padrão unificado.
ADSL (Asimétrico Digital Loop) fornece acesso exclusivo à banda larga, aproveita ao máximo a rede telefônica existente e fornece taxa de transmissão assimétrica. A taxa de download do lado do usuário pode chegar a 8 Mbit/s, e a taxa de upload do lado do usuário pode chegar a 1M bit/s. ADSL fornece a banda larga necessária para empresas e usuários individuais e reduz bastante os custos. Usando circuitos regionais ADSL de baixo custo, as empresas agora podem acessar a Internet e a VPN baseada em provedores de serviços de Internet em velocidades mais altas, permitindo maior capacidade de chamadas VoIP.
5. Tecnologia de unidade central de processamento
As unidades centrais de processamento (Cpus) continuam a evoluir em termos de funcionalidade, potência e velocidade. Isto permite que o PCS multimídia seja amplamente utilizado e melhora o desempenho das funções do sistema que são limitadas pela potência da CPU. A capacidade do PCS de lidar com streaming de dados de áudio e vídeo era esperada há muito tempo pelos usuários, portanto, entregar chamadas de voz através de redes de dados era o próximo passo lógico. Essa capacidade computacional permite que aplicativos multimídia avançados de desktop e recursos avançados em componentes de rede suportem aplicativos de voz.
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