【正文】 后，音頻、視頻以及數(shù)據(jù)的傳輸通道都可以相應建立。這些結(jié)構(gòu)還包含了可選擇的非標準消息，它允許終端建立非標準關系。 被定義在諸如 TCP/IP， SPX/IPX傳輸層。 RTP 工作于 IP多播的頂層，用于處理 IP 網(wǎng)上的視頻和音頻流，每個 UDP 包均加上一個包含時間戳和序號的報頭。 在 多媒體通信系統(tǒng)中，控制信令和數(shù)據(jù)流的傳送利用了面向連接的傳輸機制。通過 處理后也可以使用其它的數(shù)據(jù)應用和協(xié)議。其它音頻編解碼器標準如 、 、 、 MPEG1 音頻則可選擇支持。MC處理端點間的 ，從而決定它對視頻和音頻的通常處理能力。終端使用 和 。其結(jié)構(gòu)如圖 63 所示。系統(tǒng)控制是 。 各種數(shù)據(jù)應用：包括電子白板、靜止圖像傳輸、文件交換、數(shù)據(jù)庫共存、數(shù)據(jù)會議、運程設備控制等，可用的標準為 、 、 等。終端是分組網(wǎng)絡中能提供實時、雙向通信的節(jié)點設備，也是一種終端用戶設備，可以和網(wǎng)關、多點接入控制單元通信。它的基本組成單元是 域 ，在 系統(tǒng)中，所謂域是指一個由關守管理的網(wǎng)關、多 點控制單元（ MCU）、多點控制器（ MC）、多點處理器（ MP）和所有終端組成的集合?；?IP 的 LAN 正變得越來越強大，如 IP over SDH/SONET、 IP over ATM技術正在快速發(fā)展以及 LAN 寬帶正在不斷的提高。同樣，在 IP 電話中，如何尋找被叫方、如何建立應答、如何按照彼此的數(shù)據(jù)處理能力發(fā)送數(shù)據(jù)，也需要相應的信令系統(tǒng)，一般稱為協(xié)議。可以說，在網(wǎng)絡開放的原則下， IP 電話技術發(fā)展會有一個相當快的步伐，為廣大用戶提供一個很好的環(huán)境。 IP電話從廉價呼起叫步，逐步與視頻及數(shù)據(jù)通信技術緊緊結(jié)合，向多媒體應用發(fā)展，才會帶動網(wǎng)絡融合。許多廠家都推出了產(chǎn)品。 VoIP 基本概念 (4):IP 電話的五項基本原則 IP電話系統(tǒng)建設應遵循五項基本原則，它們是：延時 400 毫秒的基本原則， %可靠電信原則，網(wǎng)絡的開發(fā)原則，后方管理的保障原則。 圖 14 第二階段電路交換風到 IP網(wǎng)的示意圖 第三階段的重點是電路交換網(wǎng)通過 IP 網(wǎng)至電路交換網(wǎng)，即實現(xiàn)以 Inter 作為傳送手段進行通 信的目的，其示意圖如圖 15 所示。 PC處理流式音頻和視頻數(shù)據(jù)的能力在用戶中期待已久，所以在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上傳送語音呼叫理所當然成為下一步的目標。目前 ITU 已完成了標準化工作，各廠家正在積極研制，不久會有商品上市，將成為面向 21世紀的寬帶接入技術的主要發(fā)展方向。增加的傳輸速率不僅可以提供更粗的管道，使阻塞的機會更 少，而且使延時降低了許多，因此可以在很大程度上減少 IP 網(wǎng)絡上的 QoS要求。 密集波分多路復用（ Dense Wave Division MultipLexing,DWDM）為光纖網(wǎng)絡注入新的活力，并在電信公司鋪設新的光纖主干網(wǎng)中提供驚人的帶寬。 MPLS既可以作為獨立的選路協(xié)議工作，又能與現(xiàn)有的網(wǎng)絡選路協(xié)議兼容，支持 IP網(wǎng)絡的各種操作、管理和維護功能，使 IP 網(wǎng)絡通信的 QoS、路由、信令等性能大大提高，達到或接近統(tǒng)計復用定長分組交換（ ATM）的水平，而又比 ATM簡單、高效、便宜、適用。由于集中于很窄的應用目標，故它們可以對特定的功能進行高度的優(yōu)化，通常雙通用 CPU 快一個或幾個數(shù)量級。 數(shù)字信號處理器 先進的數(shù)字信號處理器（ Digital Signal Processor ,DSP）執(zhí)行語音和數(shù)據(jù)集成所要求的計算密集的任各。在數(shù)據(jù)報的處理過程中，去掉尋址和控制信息，保留原始的原數(shù)據(jù)，然后把這個原數(shù)據(jù)提供給解碼器。網(wǎng)絡中的同間節(jié)點檢查每個 IP 數(shù)據(jù)附帶的尋址信息，并使用這個信息把該數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)到目的地路徑上的下一站。大部份的編碼器都有特定的幀長，若一個編碼器使用 15ms的幀，則把從第一來的 60ms的 包分成4 幀，并按順序進行編碼。因此可以簡單地將 VoIP 的傳輸過程分為下列幾個階段。因此在討論用因特網(wǎng)進行語音通信之前，有必要首先分析 VoIP 的基本原理，以及 VoIP 中的相 關技術問題。1996 年是 IP電話客戶端軟件年。 3） 全球網(wǎng)絡實現(xiàn)互通。 這一時期，使用者大多數(shù)是 Inter上的網(wǎng)迷，語音質(zhì)量基本沒有保證，技術還不完全成熟，人們對它的認識也比較稚嫩，我們也可以把這一時期 IP 電話發(fā)展的萌芽期。 IP 電話為什么會在這樣短的時間里引起全球電信界的關注，并且正在或?qū)⒁獙鹘y(tǒng)的通信方式產(chǎn)生巨大的沖擊？這除了 IP電話采用語音壓縮和統(tǒng)計復用技術節(jié)約寬帶從而造成運營成本降低外，還有以下兩個原因： 第一， 電話業(yè)務歷來都是各國管制最為嚴格的業(yè)務，但對于 IP電話各國大多采取寬容甚至是扶植的態(tài)度，如美國將 IP 電話歸類為增值業(yè)務，從而不必承擔長途電話公司所受的管制規(guī)定，這 樣 IP電話提供長途電話業(yè)務時，不必向本地電話公司交納占長途電話費 40%左右的接入費。1995 年 2 月以色列 VocalTec 公司研制出可以通過 Inter 網(wǎng)打長途電話的軟件產(chǎn)品Inter Phone。由于在全部信息傳輸量中， IP信息量占極高的比例，因此整個網(wǎng)絡應適應于 IP信息量，少量的語言信息量也應搭載在 IP網(wǎng)上，這比起分別建立 IP網(wǎng)和語音網(wǎng)要經(jīng)濟得多。它把語音、壓縮編碼、打包分組、分配路由、存儲交換、解包解壓等交換處理在 IP 網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)語音通信。 經(jīng)過五年的發(fā)展， IP 電話成為信息技術進步帶來的一項新型電話業(yè)務在全世界開展，并對傳統(tǒng)電話業(yè)務形成越來越大的威脅。這樣，國際話費低的國家電信運營者可以利用各國對 IP電話的政策優(yōu)惠，通過 IP 電話向國際話費高的國家滲透，直接或間接進入電信市場中尚未開放國家的國際長途業(yè)務經(jīng)營領域；而資費高的國家可以降低 IP 電話同國際回叫業(yè)務爭奪用戶，同時開拓新的用 戶群；在國際電信業(yè)務壟斷經(jīng)營國家，新的電信或 ISP運營者迫切希望進入這一高利潤的壟斷經(jīng)營領域， IP 電話的應運而生好正好為其提供了一條有效途徑。可以說，這時 IP電話進入快速的發(fā)展階段。 6） 向 IP傳輸多媒體業(yè)務過渡。 為了在一個 IP 網(wǎng)絡上傳輸語音信號，要求幾個元素和功能。典型幀長為 10~30ms。網(wǎng)絡處理器為語音添加包頭、時標和其它信息后通過網(wǎng)絡傳送到另一端點。網(wǎng)絡級提供一個可變長度的緩沖器，用來調(diào)節(jié)網(wǎng)絡產(chǎn)生的抖動。整個過程如圖 219所示。 單個語音流上 ，要求達到 20MIPS，如果要求一個中央 CPU 在處理多個語音流的同時，還執(zhí)行路由和系統(tǒng)管理功能，這是不現(xiàn)實的，因此，使用一個或多個 DSP 可以從 中央 CPU 卸載其中的復雜語音壓縮算法的計算任務。 ASIC的使用使設備的性能更 高，而成本更低。 另外，如何選擇 IP網(wǎng)絡傳輸平臺也是近年來研究的一個重要領域，先后出現(xiàn)了 IP over ATM、 IP over SDH、 IP over DWDM 等技術，目前公認的寬帶網(wǎng)絡分析模型如圖 220所示。目前的系統(tǒng)能夠發(fā)送和識別 16個波長，而將來的系統(tǒng)能夠支持 40~96 全波長。光接入網(wǎng)從廣義上講包括光數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)和無源光網(wǎng)絡兩類。 ADSL（ Asymmetrical Digital Loop）獨享接入寬帶， 充分利有現(xiàn)有電話網(wǎng)，提供非對稱的傳輸速率，用戶側(cè)的下載速率可以達到 8 Mbit/s，用戶側(cè)的上載速率可以達到 1M bit/s。 1. ITUT 國際電聯(lián)是世界是制定通信標準最具有權(quán)威性和影響力的組織， ITUT 第 16研究組制定的 協(xié)議已經(jīng)提到計算機業(yè)和傳統(tǒng)電信業(yè)的廣泛支持，目前， v2 已經(jīng)完成，并已經(jīng)開始 v2 的研究的制定工作。 IMTC 目前與 ETSI TIPHON 合作重點研究互通問題，以保證設備的互操作性； IETF 中的 IPTEL、 PINT、 MEGACO 等研究組正在進行 IP 電 話方面廠家，主要研究 IP電話的新協(xié)議（如 MGCP、 SIP 等）、 IP電話網(wǎng)與 PSTN和 IN 的互通等。據(jù)專家介紹，只有端到端延遲降低到 400 毫秒以下，將丟包率降低到 5%8%，才能使 IP電話與傳統(tǒng)電話相媲美，實現(xiàn) 收費質(zhì)量 的語音業(yè)務，而且必須 自始至終保證這兩項指標。看來，唯有經(jīng)過漫長、艱苦的變革， VOIP 才能成為下一代電信基礎設施結(jié)構(gòu)的核心。目前，各廠商的 IP電話還不能完全互能，如不能解決這個問題， IP電話的發(fā)展必將大打折扣。隨著數(shù)據(jù)和語音的綜合，從數(shù)據(jù)領域遺留下來的這一問題便會成為不利的包袱，并且成為運營商環(huán)境中的長期障礙。 制定了無 QoS（服務質(zhì)量）保證的分組網(wǎng)絡 PBN（ packet Based Networks）上的多媒體通信系統(tǒng)標準，這些分組網(wǎng)絡主宰了當今的桌面網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括基于 TCP/IP、 IPX分組交換的以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、 FDDI 技術。 可提供 PBN與別的網(wǎng)絡之間進行多媒體通信的互連互通標準。其中終端、網(wǎng)關、多點控制單元（ MCU）是 中的終端設備，是網(wǎng)絡中的邏輯單元。它將是下一代因特網(wǎng)電話、音頻會議終端和視頻會議技術的主 要標準。 z 層：將視頻、音頻、控制等數(shù)據(jù)格式化并發(fā)送，同時從網(wǎng)絡接收數(shù)據(jù)。 終端應由對本身所具有的音頻編解碼能力進行非對稱操作。在 終端中 的其它可選組件是圖像編解碼器、 數(shù)據(jù)會議協(xié)議以及 MCU 功能。當系統(tǒng)中存在 關守時，其必須提供以下四種服務地址：地址翻譯、帶寬控制、許可控制與區(qū)域管理功能。 MP 對音頻、視頻或數(shù)據(jù)信息進行混合、切換和處理。 視頻編解碼器在視頻源處將 視頻信息進行解碼傳輸，在接收端進行解碼顯示。這些功能包括呼叫控制（建立與拆除）、通力切換、命令和指示信令以及用于開放和描述邏輯信道內(nèi)容的報文等。 將可靠的 TCP用于 控制信道、 數(shù)據(jù)信道，呼叫信令信道。 RTCP 監(jiān)視服務質(zhì)量以及網(wǎng) 上傳送的信息，并定期將包含服務質(zhì)量信息的控制信息包發(fā)分給所有通信節(jié)點。 試圖把 擴展到無質(zhì)量保證的局域網(wǎng)中，通過使用強大的認可控制會議控制，使一個專門會議的參加者從幾人到幾千人。非標準信息用來在兩個終端之間相通知其年限及非標準狀態(tài)。錯誤隱藏和其它一些信息是用來處理發(fā)生丟包的情況。在終端與終端的呼叫信號傳輸中，每個終端都可以打開或關閉可靠呼叫信號通道。在一個會議中，一個終端甚至可以同時打開多種類型的通道，例如，同時打開兩個音頻通道來得到立體聲效果。終端不需具備所有的能力，對于不能理解的要求可以不予理睬。性能消息描述的不僅僅是終端具有的固有能力，還描述了它可以同時具有哪些模型。接收方可以向傳送方請求關閉邏輯通道，傳送方可以接受請求，也可以拒絕請求。 協(xié)議規(guī)定，音頻和視頻分組必須被封裝在實時協(xié)議 RTP 中，并通過發(fā)送端和接收端的一個 UDP 的 Socket對來進行承載。 SIP 中有客戶機和服務器之分。在轉(zhuǎn)發(fā)請求之前，它可以改寫原請求消息中的內(nèi)容。 SIP 在設計上充分考慮了對其它協(xié)議的擴展適應性。通過 SIP 代理建立呼叫的例子如圖 68 所示?；谖谋镜木幋a意味著頭域的含義是一目了然的，如 From、 To、 Subject 等域名。只要充分利用SIP已定義的頭域（如 Contact頭域），并對 SIP 進行簡單的擴展（如增加幾個域），就可以實現(xiàn)這些業(yè)務。而 SIP 獨立于低層協(xié)議，一般使用UDP 等無法連接的協(xié)議，用自己信用層的可靠性機制來保證消息的可靠傳輸。 一、 語音編碼器的功能 語音編碼器的主要功能就是把用戶語音的 PCM（脈沖編碼調(diào)制）樣值編碼成少量的比特（幀）。 聲碼器（ vocoder）不會再生原始波形。激勵信號就是由輸入的語音信號導出的，其方法是使合成語音與輸入語音的差別非常小。 矢量量化和碼激勵線性預測 一種較好的方法就是用預測存儲的最優(yōu)參數(shù)（碼元矢量）的碼本對輸入語音信號的表示矢量進行編碼，這種技術稱為矢量量化（ VQ， vector quantization）。 前向自適應 LPAS編碼器： 8kbps 與 編碼器 在前向自適應的 AbS 編碼器中，預測濾波器的系數(shù)和增益是顯示傳送 的。在這種 適應中，由于視頻編碼時延通常大于語音編碼時延，因此對時延的要求不是很嚴格。主速率編碼器使用多脈沖最大自然量化（ MPMLQ），低速率編碼器使用代數(shù)碼激勵線性預測（ ACELP， AlgebraicCodeExcited LinearPrediction）方法。 解碼器的處理也是基于幀的，解碼過程如下（ 算法摘要）： 這些時隙和其它時隙一起在一個信道中進行時分復用。兩種編碼器都提供了對幀丟失和分組丟失的隱藏處理機制，因此在因特網(wǎng)上傳輸語音時，這兩種編碼器都是很好的選擇。 CELP 中共有 1024 個可能的激勵矢量。這類編碼器是基于分析合成模型的，可用相當少的參數(shù)表示語音信號。這會降低所需的存儲空間。 這個信道編碼器支持的比特率范圍從 kbps到 kbps。 五、編碼器評價 評估編碼器的性能時要考慮幾個重要因素。它通常簡單計入幀時延。 這個時間是指編碼器的緩存及處理時間，稱為單向系統(tǒng)時延。 VoIP 基本概念 (9):回聲消除技術 一、 因特網(wǎng)語音通信中回聲的特點 與傳統(tǒng)電話相比，因特網(wǎng)上進行語音的實時傳輸，有其致命的弱點，那就是語音質(zhì)量較