Rrjeti telefonik tradicional është zëri me qark, transmetimi i kërkuar i brezit të gjerë prej 64 kbit/s. I ashtuquajturi VoIP është rrjeti i shkëmbimit të paketave IP si platforma e transmetimit, kompresimi i sinjalit të zërit të simuluar, paketimi dhe një sërë përpunimi të veçantë, në mënyrë që të mund të përdorë protokollin e palidhur UDP për transmetim.
Kërkohen disa elementë dhe funksione për të transmetuar sinjale zanore në një rrjet IP. Forma më e thjeshtë e rrjetit përbëhet nga dy ose më shumë pajisje me aftësi VoIP që janë të lidhura nëpërmjet një rrjeti IP.
1.Transformimi i zërit të të dhënave
Sinjali zanor është një formë vale analoge, përmes IP për të transmetuar zërin, qoftë biznes aplikimi në kohë reale apo biznes aplikacioni në kohë reale, së pari në konvertimin e të dhënave analoge të sinjalit zanor, përkatësisht sasia e sinjalit zanor analog 8 ose 6, dhe më pas dërgohet në ruajtjen e tamponit. , madhësia e buferit mund të zgjidhet sipas kërkesave të vonesës dhe kodimit. Shumë kodues me shpejtësi të ulët bit janë të koduar në korniza.
Gjatësia tipike e kornizës varionte nga 10 në 30 ms. Duke marrë parasysh kostot gjatë transmetimit, paketat ndërgjuhësore zakonisht përbëhen nga 60, 120 ose 240 ms të dhëna të të folurit. Dixhitalizimi mund të zbatohet duke përdorur skema të ndryshme të kodimit të zërit, dhe standardet aktuale të kodimit të zërit janë kryesisht ITU-T G.711. Koduesi i zërit në destinacionin e burimit duhet të zbatojë të njëjtin algoritëm në mënyrë që pajisja e të folurit në destinacion të mund të rivendosë sinjalin analog të të folurit.
2.Konvertimi i të dhënave origjinale në IP
Pasi sinjali i të folurit është koduar në mënyrë dixhitale, hapi tjetër është të kompresoni kodimin e paketës së të folurit me një gjatësi specifike të kornizës. Shumica e koduesve kanë një gjatësi specifike të kornizës. Nëse një kodues përdor korniza 15 ms, paketa 60 ms nga vendi i parë ndahet në katër korniza dhe kodohet në sekuencë. Çdo kornizë ka 120 mostra të të folurit (shkalla e kampionimit prej 8 kHz). Pas kodimit, katër kornizat e ngjeshur u sintetizuan në një paketë të ngjeshur të të folurit dhe u dërguan në procesorin e rrjetit. Procesori i rrjetit i shton zërit një Baotou, shkallën kohore dhe informacione të tjera dhe ia kalon në pikën tjetër fundore përmes rrjetit.
Rrjeti i të folurit thjesht vendos një lidhje fizike midis pikave fundore të komunikimit (një linjë) dhe transmeton sinjalet e koduara midis pikave fundore. Ndryshe nga rrjetet komutuese të qarkut, rrjetet IP nuk krijojnë lidhje. Kërkon që të dhënat të vendosen në raporte ose pako të të dhënave të gjata të ndryshueshme, pastaj të adresojnë dhe kontrollojnë informacionin në çdo datagram dhe të dërgohen përmes rrjetit, të përcillen në destinacion.
3.Transferimi
Në këtë kanal, i gjithë rrjeti shihet si një paketë zanore e marrë nga hyrja dhe më pas transmetohet në daljen e rrjetit brenda një kohe të caktuar (t). T mund të ndryshojë në një gamë të plotë, duke reflektuar nervozizmin në transmetimin e rrjetit.
E njëjta nyje në rrjet kontrollon informacionin e adresimit të lidhur me çdo të dhënë IP dhe e përdor këtë informacion për të përcjellë atë datagram në ndalesën tjetër në shtegun e destinacionit. Një lidhje rrjeti mund të jetë çdo topologji ose metodë aksesi që mbështet rrjedhat e të dhënave IP.
4. Paketa IP- -transformimi i të dhënave
Pajisja VoIP e destinacionit merr këto të dhëna IP dhe fillon përpunimin. Niveli i rrjetit siguron një tampon me gjatësi të ndryshueshme që përdoret për të rregulluar nervozizmin e krijuar nga rrjeti. Buferi mund të strehojë shumë paketa zanore dhe përdoruesit mund të zgjedhin madhësinë e tamponit. Buferët e vegjël prodhojnë më pak vonesë, por nuk rregullojnë nervozizëm të madh. Së dyti, dekoderi çngjesh paketën e koduar të të folurit për të prodhuar një paketë të re të të folurit dhe ky modul mund të funksionojë gjithashtu sipas kornizës, saktësisht të njëjtën gjatësi si dekoderi.
Nëse gjatësia e kornizës është 15 ms, paketat zanore 60 ms ndahen në 4 korniza dhe më pas ato deshifrohen në një rrjedhë të dhënash zanore prej 60 ms dhe dërgohen në buferin e dekodimit. Gjatë përpunimit të raportit të të dhënave, informacioni i adresimit dhe kontrollit hiqet, të dhënat origjinale ruhen dhe këto të dhëna origjinale i jepen më pas dekoderit.
5.Të folurit dixhital u shndërrua në fjalim analog
Disku i riprodhimit heq mostrat e zërit (480) në tampon dhe i dërgon ato në kartën e zërit përmes altoparlantit me një frekuencë të paracaktuar (p.sh. 8 kHz). Shkurtimisht, transmetimi i sinjaleve zanore në rrjetin IP kalon përmes shndërrimit nga sinjali analog në sinjal dixhital, paketimit dixhital të zërit në një paketë IP, transmetimit të paketës IP përmes rrjetit, shpaketimit të paketës IP dhe rivendosjes së zërit dixhital në atë analog. sinjal.
Së dyti, standardet teknike të lidhura me VoIP
Për aplikimet multimediale në rrjetet ekzistuese të komunikimit, Unioni Ndërkombëtar i Telekomunikacionit (ITU-T) ka zhvilluar protokollin e serisë së komunikimit multimedial H.32x, standardet kryesore të mëposhtme për një përshkrim të thjeshtë:
H.320, Standard për komunikim multimedial në sistemin dhe terminalin video telefonik me brez të ngushtë (N-ISDN);
H.321, Standard për komunikim multimedial në B-ISDN;
H.322. Standard për komunikim multimedial në LAN i garantuar nga QoS;
H.323. Standard për komunikimin multimedial në një rrjet komutues paketash pa garanci QoS;
H.324, një standard për komunikimin multimedial në terminalet e komunikimit me shpejtësi të ulët bit (PSTN dhe rrjeti me valë).
Ndër standardet e mësipërme, H. Rrjetet 323 të përcaktuara me standarde janë më të përdorurat, si Ethernet, Token Network, FDDI Network, etj. Për shkak të H. Aplikimi i standardit 323 është kthyer natyrshëm në një pikë të nxehtë në treg. kështu që më poshtë do të fokusohemi në H.323. H.323 Katër komponentë kryesorë janë përcaktuar në propozim: terminali, gateway, softueri i menaxhimit të portës (i njohur gjithashtu si gateway ose gate) dhe njësia e kontrollit me shumë pika.
1.Terminal (Terminal)
Të gjithë terminalet duhet të mbështesin komunikimin zanor dhe aftësitë e komunikimit me video dhe të dhëna janë opsionale. Të gjitha H.Terminali 323 duhet të mbështesë gjithashtu standardin H.245, H.245 Standardi përdoret për të kontrolluar përdorimin e kanalit dhe performancën e kanalit.H .323 Parametrat kryesorë të kodekut të të folurit në komunikimin zanor janë specifikuar si më poshtë: Gjerësia e brezit të zërit të rekomanduar nga ITU / shkalla e transmetimit të bitit KHz / Shënimi i algoritmit të kompresimit Kb/s G.711 3.4 56,64 PCM kompresim i thjeshtë, i aplikuar në PSTN në G .728 3.4 16 Cilësia e zërit LD-CELP si G.711, siç aplikohet në transmetimin me shpejtësi të ulët bit G.722 7 48,56,64 Cilësia e zërit ADPCM është më e lartë se G.711, e aplikuar për transmetimin me shpejtësi të lartë bit G. .723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ Cilësia e zërit është e pranueshme, G.723.1 Mirato një G për forumin VOIP.729G.729A 3.4 8 Vonesa CS-ACELP është më e ulët se G.723.1, cilësia e zërit është më e lartë se G.723.1.
2.Gateway (Gateway)
Ky është një opsion H.Një për sistemin 323. Porta mund të transformojë protokollet, algoritmet e kodimit audio, video dhe sinjalet e kontrollit të përdorura nga sisteme të ndryshme për të akomoduar komunikimin e terminalit të sistemit. Të tilla si sistemi i bazuar në PSTN i H.324 dhe brezi i ngushtë Sistemi H. 320 i bazuar në ISDN dhe H.323 Për komunikimin e sistemit, është e nevojshme të konfiguroni gateway;
3. Dogana (Portë)
Ky është H. Një komponent opsional i sistemit 323 është softueri për të përfunduar funksionin e menaxhimit. Ka dy funksione kryesore: i pari është për menaxhimin e aplikacionit H.323; e dyta është menaxhimi i komunikimit të terminalit përmes portës (si vendosja e thirrjeve, heqja, etj.). Menaxherët mund të kryejnë konvertimin e adresave, kontrollin e gjerësisë së brezit, vërtetimin e thirrjeve, regjistrimin e thirrjeve, regjistrimin e përdoruesit, menaxhimin e domenit të komunikimit dhe funksione të tjera përmes doganës keeping.one H.323 Domeni i komunikimit mund të ketë porta të shumta, por funksionon vetëm një portë.
4. Njësia e kontrollit me shumë pika (njësia e kontrollit me shumë pika)
MCU mundëson komunikimin me shumë pika në një rrjet IP dhe nuk kërkohet komunikimi pikë-për-pikë. I gjithë sistemi formon një topologji yll përmes MCU. MCU përmban dy komponentë kryesorë: kontrolluesin me shumë pika MC dhe procesorin me shumë pika MP, ose pa MP.H midis terminaleve të përpunimit MC. 245 Informacioni i kontrollit për të ndërtuar një emër publik minimal për përpunimin e audios dhe videove. MC nuk përpunon drejtpërdrejt asnjë transmetim informacioni mediatik, por ia lë MP. MP përzien, ndërron dhe përpunon audion , video ose informacione të të dhënave.
Në industri ekzistojnë dy arkitektura paralele, njëra është ITU-T H e prezantuar më sipër.323 Protokolli është protokolli SIP (RFC2543) i propozuar nga Task Forca e Inxhinierisë së Internetit (IETF), dhe protokolli SIP është më i përshtatshëm për terminalet inteligjente.
Së treti, shtysa për zhvillimin e VoIP
Përdorimi i gjerë i VoIP do të realizohet shpejt për shkak të shumë harduerëve, softuerëve, zhvillimeve të lidhura dhe përparimeve teknologjike në protokoll dhe standarde. Përparimet dhe zhvillimet teknologjike në këto fusha luajnë një rol shtytës në krijimin e një rrjeti VoIP më efikas, funksional dhe ndërveprues. Faktorët teknikë që nxisin zhvillimin e shpejtë dhe madje edhe aplikimin e gjerë të VoIP-it mund të përmblidhen në aspektet e mëposhtme.
1.Procesori dixhital i sinjalit
Procesorët e avancuar të sinjalit dixhital (Digital Signal Processor, DSP) kryejnë komponentët me intensitet llogaritjeje të kërkuara për integrimin e zërit dhe të të dhënave.DSP përpunon sinjalet dixhitale kryesisht për të kryer llogaritje komplekse që përndryshe mund të kryhen nga një CPU universale. Kombinimi i tyre i specializuar Fuqia përpunuese me kosto të ulët e bën DSP-në të përshtatshme për të kryer funksionet e përpunimit të sinjalit në sistemin VoIP.
Transmetimi i vetëm zëri në G.729 Kostoja llogaritëse e kompresimit të zërit është zakonisht e madhe, duke kërkuar 20MIPS. Nëse një CPU qendrore kërkohet për të kryer funksionet e rrugëzimit dhe të menaxhimit të sistemit gjatë përpunimit të transmetimeve të shumta zanore, kjo është joreale. Prandaj, përdorimi i një ose më shumë DSP mund të çinstalojë detyrën llogaritëse të algoritmit kompleks të kompresimit të zërit nga CPU qendrore. Për më tepër, DSP është i përshtatshëm për zbulimin e aktivitetit të zërit dhe anulimin e jehonës, duke i lejuar ata të përpunojnë rrjedhat e të dhënave zanore në kohë reale dhe të kenë akses të shpejtë memorie në bord, pra. Në këtë seksion, ne detajojmë se si të zbatojmë kodimin e zërit dhe anulimin e jehonës në platformën TMS320C6201DSP.
Protokolli dhe softueri dhe pajisja standarde H.323 Metoda e ponderuar e renditjes së drejtë DSP MPLS e shkëmbimit të etiketave me zbulim të hershëm të peshuar, i avancuar ASIC RTP, RTCP me gyp të dyfishtë algoritmi i shpejtësisë së përgjithshme të celularit DWDM RSVP i vlerësuar me shpejtësi të shpejtë të aksesit SONET Diffserv, CAR Fuqia përpunuese e CPU-së për përcjellje të shpejtë G. 729.
2.Qarqet e integruara të dedikuara të avancuara
Zhvillimi i qarkut të integruar specifik për aplikacionin (ASIC) ka prodhuar një më të shpejtë, më kompleks dhe më funksional ASIC.ASIC është një çip aplikacioni i specializuar që kryen një aplikacion të vetëm ose një grup të vogël funksionesh. Për shkak se ato fokusohen në qëllime shumë të ngushta aplikimi, ato mund të optimizohen shumë për funksione specifike, zakonisht me një CPU me qëllime të dyfishta një ose disa rend të madhësisë më të shpejtë.
Ashtu si çipi i Kompjuterit të Kompjuterit të grupit të instruksioneve të hollë (RSIC) fokusohet në ekzekutimin e shpejtë të numrave limit, ASIC është paraprogramuar për të kryer një numër të caktuar funksionesh më shpejt. Pasi të përfundojë zhvillimi, kostoja e prodhimit masiv ASIC është e ulët dhe përdoret për pajisjet e rrjetit duke përfshirëruteratdhe çelsat, duke kryer funksione të tilla si kontrolli i tabelës së rrugëtimit, përcjellja në grup, renditja dhe kontrollimi në grup, dhe rradhët. Përdorimi i ASIC i jep pajisjes performancë më të lartë dhe më pak kosto. Ato ofrojnë rritje të brezit të gjerë dhe mbështetje më të mirë QoS për rrjetin, kështu që ata luajnë një rol të madh në promovimin e zhvillimit të VoIP.
3.Teknologjia e transmetimit IP
Shumica e rrjeteve të telekomit të transmetimit përdorin multipleksimin e ndarjes së kohës, ndërsa interneti duhet të adoptojë ripërdorimin statistikor dhe shkëmbimin e gjatë të paketave. Krahasuar, ky i fundit ka shkallë të lartë shfrytëzimi të burimeve të rrjetit, ndërlidhje të thjeshtë dhe efektive dhe shumë të zbatueshme për shërbimet e të dhënave, që është një nga arsyet e rëndësishme për zhvillimin e shpejtë të internetit. Megjithatë, komunikimi i rrjetit IP me brez të gjerë kërkon QoS dhe karakteristika vonese. , kështu që zhvillimi i shkëmbimit të paketave të shumëfishimit statistikor ka tërhequr shqetësimin. Aktualisht, përveç gjeneratës së re të protokollit IP-IPV6, grupi botëror i detyrave të inxhinierisë së internetit (IETF) propozoi teknologjinë e shkëmbimit të etiketave me shumë protokolle (MPLS), kjo është një lloj shkëmbimi i ndryshëm i etiketave / etiketave bazuar në zgjedhjen e shtresave të rrjetit, mund të përmirësojë fleksibilitetin e zgjedhjes së rrugëve, të zgjerojë aftësinë e zgjedhjes së shtresës së rrjetit, të thjeshtojëruterdhe integrimi i shkëmbimit të kanaleve, përmirëson performancën e rrjetit. MPLS mund të funksionojë si një protokoll i pavarur i rrugëtimit dhe i pajtueshëm me protokollin ekzistues të rrugëtimit të rrjetit, të mbështesë funksione të ndryshme të funksionimit, menaxhimit dhe mirëmbajtjes së rrjetit IP, të bëjë QoS, kursimin, performancën e sinjalizimit të përmirësuar shumë, për të arritur ose afër nivelit të ripërdorimit statistikor të shkëmbimit të paketave me gjatësi fikse (ATM), dhe i thjeshtë, efikas, i lirë dhe i zbatueshëm se ATM.
IETF gjithashtu është duke e kapur në nivel lokal teknologjinë e re të grupimit, me qëllim që të arrijë përzgjedhjen e rrugëve QoS. "Teknologjia e tunelit" është duke u studiuar për të arritur transmetimin me brez të gjerë të lidhjeve njëkahëshe. Përveç kësaj, mënyra e zgjedhjes së platformës së transmetimit të rrjetit IP është gjithashtu një fushë e rëndësishme e kërkimit në vitet e fundit, dhe IP mbi ATM, IP mbi SDH, IP mbi DWDM dhe teknologji të tjera janë shfaqur radhazi.
Shtresa IP u ofron përdoruesve të IP-së shërbime të aksesit IP me cilësi të lartë me garanci të caktuara shërbimi. Shtresa e përdoruesit ofron formën e aksesit (qasja IP dhe aksesi me brez të gjerë) dhe formën e përmbajtjes së shërbimit. Në shtresën bazë, Ethernet, si shtresa fizike e rrjeti IP, është një çështje e natyrshme, por IP overDWDM ka teknologjinë më të fundit dhe ka potencial të madh për zhvillim.
Dense Wave Division MultipLexing (DWDM) injekton jetë të re në rrjetet e fibrave dhe ofron gjerësi bande mahnitëse në kompanitë e telekomit që vendosin shtyllë të re fibrash. Teknologjia DWDM përdor aftësitë e fibrave optike dhe pajisjeve të përparuara të transmetimit optik. Emri i shumëfishimit të ndarjes së valëve rrjedh për transmetim të shumëfishtë gjatësitë e valëve të dritës (LAZER) nga një rrymë e vetme e fibrave optike. Sistemet aktuale mund të dërgojnë dhe njohin 16 gjatësi vale, ndërsa sistemet e ardhshme mund të mbështesin 40 deri në 96 gjatësi vale të plota. Kjo është e rëndësishme sepse çdo gjatësi vale shtesë shton një rrjedhë shtesë informacioni. prandaj zgjeroni rrjetin 2.6 Gbit/s (OC-48) me 16 herë pa pasur nevojë të vendosni fibra të reja.
Shumica e rrjeteve të reja me fibra funksionojnë OC-192 në (9,6 Gbit/s), duke gjeneruar kapacitet mbi 150 Gbit/s në një palë fibrash kur kombinohen me DWDM. Për më tepër, DWDM ofron protokoll të ndërfaqes dhe veçori të pavarura nga shpejtësia, dhe mbështet të dyja ATM Transmetimi i sinjalit , SDH dhe Gigabit Ethernet në një fibër të vetme, e cila mund të jetë e pajtueshme me rrjetet ekzistuese, kështu që DWDM mund të mbrojë asetet ekzistuese, por gjithashtu t'u sigurojë ISP-ve dhe kompanive të telekomit shtyllë më të fortë dhe ta bëjë brezin e gjerë më pak të shtrenjtë dhe më të aksesueshëm, gjë që siguron mbështetje e fortë për kërkesat e gjerësisë së brezit të zgjidhjeve VoIP.
Shkalla e rritur e transmetimit jo vetëm që mund të sigurojë një tubacion më të trashë me më pak shanse bllokimi, por gjithashtu të zvogëlojë shumë vonesën, dhe kështu mund të reduktojë shumë kërkesat QoS në rrjetet IP.
4.Teknologjia e aksesit me brez të gjerë
Qasja e përdoruesit në rrjetin IP është bërë një pengesë që kufizon zhvillimin e të gjithë rrjetit. Në terma afatgjatë, qëllimi përfundimtar i aksesit të përdoruesit është nga fibra në shtëpi (FTTH). Në përgjithësi, rrjeti i aksesit optik përfshin sistemin e transportuesit optik të qarkut dixhital dhe rrjet optik pasiv. I pari është kryesisht në Shtetet e Bashkuara, i kombinuar me gojë të hapur V5.1/V5.2, duke transmetuar sistemin e tij të integruar në fibër optike, duke treguar vitalitet të madh.
Ky i fundit është kryesisht në rregull dhe në Gjermani. Për më shumë se një dekadë, Japonia ka marrë një sërë masash për të ulur koston e rrjetit optik pasiv në një nivel të ngjashëm me kabllot e bakrit dhe çiftin e përdredhur metalik, dhe e ka përdorur atë. Sidomos Në vitet e fundit, ITU ka propozuar rrjetin optik pasiv të bazuar në ATM (APON), i cili plotëson avantazhet e ATM dhe rrjetit optik pasiv. Shkalla e aksesit mund të arrijë 622 M bit/s, që është shumë e dobishme për zhvillimin e shërbimit multimedial IP me brez të gjerë dhe mund të zvogëlojë shkallën e dështimit dhe numrin e nyjeve dhe të zgjerojë mbulimin. Aktualisht, ITU ka përfunduar punën e standardizimit , prodhuesit po zhvillohen në mënyrë aktive, do të ketë mallra në treg, do të bëhet drejtimi kryesor i zhvillimit të teknologjisë së aksesit me brez të gjerë për shekullin e 21-të.
Aktualisht, teknologjitë kryesore të aksesit janë: PSTN, IADN, ADSL, CM, DDN, X.25 dhe Ethernet dhe kolona e sistemit të aksesit pa tela me brez të gjerë, etj. Këto teknologji aksesi kanë karakteristikat e tyre, duke përfshirë ADSL dhe CM me zhvillim më të shpejtë; CM (Cable Modem) përdor kabllo koaksiale, shpejtësi të lartë transmetimi, aftësi të fortë kundër ndërhyrjeve; por jo transmetim me dy drejtime, pa standard uniform. ADSL (Asymmetrical Digital Loop) ka akses ekskluziv në brez të gjerë, duke shfrytëzuar plotësisht rrjetin ekzistues telefonik dhe duke siguruar shpejtësi transmetimi asimetrik. Shpejtësia e shkarkimit nga ana e përdoruesit mund të arrijë 8 Mbit/s dhe shkalla e ngarkimit nga ana e përdoruesit mund të arrijë 1M bit/s. ADSL ofron brezin e nevojshëm të brezit të gjerë për bizneset dhe të gjithë përdoruesit dhe ul ndjeshëm kostot. Përdorimi i ADSL me kosto më të ulët qarqeve rajonale, kompanitë tani përdorin internetin dhe VPN të bazuara në internet me shpejtësi më të larta, duke lejuar kapacitet më të lartë të thirrjeve VoIP.
5.Teknologjia e njësisë së përpunimit qendror
Njësitë qendrore të përpunimit (CPU) vazhdojnë të evoluojnë në funksion, fuqi dhe shpejtësi. Kjo mundëson aplikimin e gjerë të kompjuterit multimedial dhe përmirëson performancën e funksioneve të sistemit të kufizuar nga fuqia e CPU-së. Aftësia e kompjuterit për të përpunuar të dhënat audio dhe video të transmetimit është pritur prej kohësh nga përdoruesit, kështu që ofrimi i thirrjeve zanore në rrjetet e të dhënave është natyrisht qëllimi tjetër. Kjo veçori kompjuterike mundëson që aplikacionet e avancuara multimediale të desktopit dhe veçoritë e avancuara në komponentët e rrjetit të mbështesin aplikacionet zanore.