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在利用IP網絡或租用專線實現語音交換機的全透明組網方案中,除了采用最先進的信令系統外,在交換系統中集成內置的語音壓縮平臺及其IP網上話音 VoIP技術和網關技術是實現高質量語音通信的關鍵所在｡內置語音壓縮技術為節點間的相互連接提供了一套新的解決方案,并且可以減少企業專網的通信費用｡語音壓縮方案可以在不改變現有的網絡構造條件下,增加交換節點間的話務通過能力｡ 語音壓縮能用于租用線就象語音和數據多路復用器通過一條64kbit/s租用線連接兩個語音交換節點,64kbit/s帶寬其間可傳輸多個語音通道和1個專網信令數據通道｡ 在最先進的組網方案中,可以無需永久專網信令通道而實現行真正具有壓縮功能的VPN方案,專網信令可在B信道傳送,而這B信道僅在兩節點間有話務時按需建立,即按需建立專網網絡,提供全部專網業務｡ 語音壓縮的另一個應用是可降低兩個高話務量公司間的通信費用｡這一功能又稱為第二呼叫免費業務｡這免費的第二呼叫也是按需建立的｡憑借內置語音壓縮平臺及語音網關,語音交換節點可以在IP網上傳送語音VoIP ｡ 一､語音壓縮平臺技術 目前先進的語音交換機中內置的語音壓縮平臺是由系統內的鏈路優化功能模塊實現的｡具體選擇哪種功能板是由交換節點之間如何連接組網決定的｡交換節點之間的連接可以是租用線,ISDN交換網絡,幀中繼及IP網絡等｡ 所謂壓縮平臺實際上是一個語音､數據的多路復用器｡在一個復用器上總是涉及三項內容:語音接入;專網信令及數據;通過廣域網絡(也稱混合通道)組網｡ 1.語音接入部分 先進的內置語音壓縮平臺使用的壓縮算法為G723.1,壓縮率約為6.4 kbit/s,這也是低速VoIP的默認壓縮標準,微軟公司的通信應用軟件網絡會議netmeeting 也采用該標準｡ G723.1的質量由M.O.S平均評判得分 量定｡5表示質量最好,G71164k 語音被量定為4.2,G723.1算法被量定約為3.9,8kbit/s時的G729也為3.9,GSM為3.5｡因為壓縮會引起延時,故內置回聲消除技術｡第三類傳真支持的最大速率為9600bit/s,傳真將被解調和再調制以避免使用廣域網的64kbit/s帶寬｡Modem呼叫不經過壓縮設備｡MFQ23代碼的翻譯,編碼及重建也在另一端完成｡這樣就避免了信號的失真Q23接受器非常敏感 ｡遺失幀的修補功能可避免語音幀的丟失｡該功能在幀中繼網中非常有用,幀中繼網會在網絡飽和情況下丟棄幀｡語音檢測,靜音壓制及靜音再生僅在發生時發送,這就意味著帶寬為動態分布,50%的時間被節約下來,可重新分配給其他話務如數據｡為了損失盡量少的語音,即使語音是在幾個交換節點間傳送,也僅僅是執行一次壓縮和解壓縮｡ 2.數據部分 對語音壓縮平臺來說數據支持是非常重要的,這樣專網信令可在節點間交換｡同時低速率HDLC數據也被支持｡專網信令事實上也是HDLC數據,其不僅包括呼叫處理信號,同時包括對話務的管理,路由選擇,監視等信息｡先進的語音壓縮平臺采用動態帶寬管理,如果沒有語音信號,則帶寬被用作傳送專網信令和數據｡ 3.廣域網(WAN)部分 WAN的連接可以是租用線,ISDN通道,幀中繼永久虛擬電路或IP網絡｡在WAN網傳送之前,語音及數據被復用｡有兩種復用和管理WAN帶寬的方法:時分復用､幀/信元或包｡ TDM方式為每個通道預定一個固定的帶寬｡其優點為延時及延時抖動很小｡但缺點是浪費帶寬,這對于使用低速接入64Kbit/s 128Kbit/s 時是不能接受的,因為當通道未被使用或沒有語音話務,帶寬不能被其他話務如數據使用｡在交換節點的內置語音壓縮平臺,使用幀模式｡這意著帶寬的分配是動態的｡當有一個或更多的語音通道沒有建立或處于通話的間隙階段,帶寬可被專網信令或數據所用｡這意味著例如在夜間,沒有語音話務,計費話單可以使用絕大多數的帶寬傳送｡ 幀模式復用帶來的問題是延時和如何管理話務的優先級,為了克服這些問題,先進的交換節點可采取以下措施: 數據幀分割,用戶的數據幀可能很長,當有一個很長的幀發送時,為避免長的延時,該長幀被分割成小段;幀被有規律的以最小延時及延時變化方式發送;語音優先,幀內首先安排語音信息送入WAN,帶寬內剩余部分發送專網信令和用戶數據｡ 網絡中的時延:兩個節點端到端的音呼叫時延為40~90 ms,每次傳送增加10~40ms｡ 4.鏈路優化語音壓縮功能模塊 以阿爾卡特OmniPCX 4400綜合業務寬帶多媒體交換平臺為例,語音壓縮平臺的實現由LIOx系列模塊實現  IOP, LIOB, LIOX｡每板都有6個語音壓縮模塊,每個模塊動態處理一個語音或傳真｡不同之處在于外部接口IOP帶有一個PRA接口,LIOB帶有一個串行口及4個BRA網絡接口,LIOX沒有外部接口｡ LIOP耦合板｡LIOP是2合1板,LIOX加PRA板｡ RA接口可連接至公共ISDN網｡專網話務?按需建立通道 和公網話務采用相同接口｡RA也可連接至G703/G704的部分速率E1租用線｡適用于兩地間高話務量要求｡LIOB耦合板｡LIOB是LIOX加4個BRA網絡接口加1個串行接口｡LIOB可適用于新系統或已安裝的基于串行口要求的系統｡LIOB板上的串行口可以是X24/V11或V36｡可以連接小容量的租用線?64bit/s,128kbit/s 或幀中繼網絡;LIOB的串行接口不能被用作連接終端｡該接口連接至網絡｡并且在串口上的壓縮只能是使用LIOB,而不可以是LIOX加同步終端適配器;BRA可連接至ISDN網上的T0接口｡該接口可用作傳送專用和公用話務;BRA接口不能連接S0分機或S0 PC板,BRA接口只能接T0,不能接S0｡ LIOX耦合板｡LIOX板沒有外部接口,LIOX可以用作LIOP或LIOB板的擴展板?用戶不要更多的外部接口,只需要附加的語音壓縮資源 ;LIOX可以安裝在已裝有PRA或BRA板的OmniPCX 4400系統上｡在語音壓縮資源的集中,語音壓縮資源在一節點內集中,可被各個方向共享｡優點為:安全,某些壓縮資源發生故障不會影響全局;在中心節點壓縮資源的需要量大于遠端節點的需要量｡損失率應該非常低｡ 二､在租用線上 使用內置語音壓縮技術 內置語音壓縮可使用在租用專線上｡這可使用戶減小實際租用線的帶寬,從而達到節省通信費用的目的｡阿爾卡特OmniPCX 4400可以通過各種不同的接口連接:可以是X24/V11或V36或G703/G704E1 ｡ 1.內置語音壓縮平臺以租用線連接 串口連接Serial link leased line;OmniPCX 4400可通過串口連接網絡;物理接口為X24/V11或V36｡需使用LIOB板;接口速率為64kbit/s或128kbit/s;一個64kbit/s接口可支持最多6個語音通道和專網信令;一個128kbit/s接口可支持最多12個語音通道和專網信令;如果需更多語音通道,需使用G703/G704租用線｡ G703/G704 E1租用線｡如所需的語音通道超過12,可使用部分速率租用線;物理接口為PRA｡可使用LIOP板;使用256kbit/s E1租用線可實現最多24個語音通道和專網信令｡ 2.針對租用線飽和溢出時的處理 如果2節點間所有的語音通道都忙?如64kbit/s租用線上6個通道 ,第七個呼叫溢出至公網,由于使用專網VPN,用戶得到的仍是專網層的業務｡ 3.多方向租用線的語音壓縮通信 使用租用線構造了一個星形網,租用線點對點形式,一般情況下有多少遠端節點就需要在中心配置多少接口:如10個以64kbit/s租用線連接的節點,在中心節點需配置10個串口鏈路,需加上大量硬件｡一些運營商可提供多方向租用線:這意味著在中心節點的租用線為多方向的G703/G704 E1 接口｡在E1中有些B通道指定去向方向A,有些去向方向B｡遠端可以E1或64kbit/s串聯鏈路連接?依據運營商 ｡ 4.語音及數據集成通信 下游的OmniPCX 4400連接至TDM復用器,替代通常在復用器上進行的語音壓縮功能｡在OmniPCX 4400內部本身可以合成內部語音壓縮,在TDM復用器上只需簡單集成語音及數據流可采用Newbridge復用器 ｡ 如果用戶不認可由復用器提供語音壓縮,他可使用OmniPCX 4400完成內置的語音壓縮,這樣仍保留TDM復用器完成復用｡LIOB板的串聯輸出可連接至復用器的同步串聯鏈路輸入端｡由LAN網來的數據被一起復用,復用器接在OmniPCX 4400后端｡若在OmniPCX 4400前端連接高速數據2Mbit/s ｡可以使用N64功能模塊板連接路由器,提供E1或部分速率E1可使帶寬最大為2Mbit/s｡租用線帶寬在TDM模式下可由語音加專網信令和數據一起共享:B通道一些給語音,一些給數據｡ OmniPCX 4400的內置語音壓縮將減少語音通信的帶寬｡節約下來的帶寬可被數據傳送使用,以便為數據用戶提供更好的服務｡ 在上游的OmniPCX 4400連接低速數據最大64kbit/s ｡內置語音壓縮平臺是語音數據復用器,它處理特殊數據專網信令｡它還可以復用低速HDLC數據流,如連接一個小的分局路由器到總部的大路由器｡使用64K租用線最極端情況,具有6個語音通道,專網信令和數據可使用64-6×7=22kbit/s｡但由于可對帶寬實現動態分配和靜聲抑制,當6個通道忙時,數據可使用64-6×35=36kbit/s｡在夜間沒有語音通信的情況下,整個64K可被數據傳輸使用｡數據設備必須連接至同步64kbit/s終端適配器｡數據交換必須是HDLC,如果從路由器來的數據流量為PPP或是幀中繼,數據流量必須遵從HDLC規范,OmniPCX 4400對HDLC規范透明｡語音的優先級高于專網信令和HDLC數據｡而專網信令又高于HDLC數據｡注:當租用線為128K并提供串聯鏈路連接,需使用TDM復用器｡其中64K用作數據,64K用作壓縮語音｡ 該種語音數據集成模式僅工作在租用線｡當WAN的鏈路是ISDN或幀中繼時,就不可能集成語音和數據｡對于用ISDN組網方式,路由器間的數據鏈路永久連接與按需建立專網網絡不相容｡ 對于采用幀中繼組網方式,OmniPCX 4400不是FRAD,因此OmniPCX 4400不能復用不同的FR數據流,數據被集成在OmniPCX 4400之外｡ 三､基于IP網絡的 語音壓縮技術及其VoIP 所謂IP電話,就是在IP網上通過TCP/IP協議實時傳送語音信息的應用｡IP電話發展迅速､受到人們關注的主要原因是IP電話能大量節省打長途電話的費用,尤其是打國際長途電話時更為顯著｡IP電話可以比普通的長途電話節省很多費用是因為普通的長途電話是通過電話網傳送的,而IP電話是利用因特網傳送的｡ 電話網和因特網的傳送有很大的區別｡電話網是采用電路交換方式,即電話通信的電路一旦接通后,電話用戶就占用了一個信道,無論用戶是否在講話,只要用戶不掛斷,信道就一直被占用著｡一般情況下,通話雙方總是一方在講話､另一方在聽,聽的一方沒有講話也占用著信道,而且講話過程中也總會有停頓的時間｡因此用電路交換方式時線路利用率很低,至少有50%以上的時間被浪費掉｡而因特網的信息傳送是采用分組交換方式,所謂分組交換,是把數字化的信息,按一定的長?quot;分組"､打"包",每個"包"加上地址標識和控制信息,在網絡中以"存儲-轉發"的方式傳送,即遇到電路有空就傳送,并不占用固定的電路或信道,因此被稱為是"無連接"的方式｡這種方式可以在一個信道上提供多條信息通路,此外在因特網上傳送信息通常還采用數據壓縮技術,被壓縮的語音信息分組在到達目的地后再復原､合成為原來的語音信號送到接收端的用戶｡因此,利用因特網傳送語音信息要比電話網傳送語音的線路利用率提高許多倍,這也是電話費用大大降低的重要原因｡ VoIP是建立在IP技術上的分組化､數字化傳輸技術,其基本原理是:通過語音壓縮算法對語音數據進行壓縮編碼處理,然后把這些語音數據按IP等相關協議進行打包,經過IP網絡把數據包傳輸到接收地,再把這些語音數據包串起來,經過解碼解壓處理后,恢復成原來的語音信號,從而達到由IP網絡傳送語音的目的｡ IP電話系統把普通電話的模擬信號轉換成計算機可聯入因特網傳送的IP數據包,同時也將收到的IP數據包轉換成聲音的模擬電信號｡ 要使企業語音交換機上的普通電話機或企業局域網IP電話機利用IP網進行通話或實現交換機組網,網關及語音壓縮技術尤為重要｡所謂網關,是一個H.323標準實體,它能夠提供在不保證質量的網絡上的H.323終端之間實現實時雙向通信,網關起到連接IP網絡與PSTN/ISDN網絡的關閘作用｡它將來自語音交換機的話音信號經數字化和壓縮處理后轉化成IP網絡上傳送的IP包,并將它送到IP網上,在對端的網關上又將這些IP包還原成話音信號并傳送到語音網上｡ 話音網關是把因特網(或IP專網)和電話網這兩種不同特性的網絡互聯起來的設備,它的作用就好比是IP網和電話網之間的橋梁｡任務是解決電話呼叫接續過程在這兩種網絡之間的各種轉換問題,包括把用戶撥號的電話號碼轉換成IP地址,把模擬話音信號轉換為數據信號,把數據信號分段打包成為分組,選擇路由發送分組,以及在接收時把發來的話音分組按次序合并､解碼恢復成原來的模擬信號等工作,因此網關設備需要具備話音信號處理､信令轉換､呼應答､選擇路由等多種功能,它是因特網電話技術中的主要設備｡ VoIP所涉及的技術包括信令技術､編碼技術､傳輸技術､服務質量(QoS)控制等｡下圖以阿爾卡特OmniPCX 4400為例,內置一體化的語音壓縮和H323語音網關,同時完成來自語音交換網絡的語音信號的壓縮和分組工作｡在這基礎上,跨越IP網絡的各語音交換節點,可組成全透明的綜合業務企業通信專網,從而實現了高質量的IP網上話音(VoIP)業務｡ 其中作為語音壓縮和分組的一體化平臺INT-IP的功能特點: 1.實現語音壓縮功能,一個模塊可提供60個語音壓縮信道(G.723.1或G.729A或G.711),A律或μ律; 2.實現H323網關?gateway 功能?相當于"IP中繼線" ,通過廣域網互連OmniPCX 4400節點;使普通電話機能與 H323 終端對話; 3.作為局域網上IP電話機接入語音系統的通信接口,完成語音信號與IP數據包之間的轉換工作｡ |
