【正文】 網(wǎng)中。其中，最令商家感興趣的就是VoFR語音技術(shù)提供的GS互轉(zhuǎn)功能。目前，一些實現(xiàn)VoFR話音業(yè)務(wù)與VoIP話音業(yè)務(wù)互聯(lián)互通的產(chǎn)品已經(jīng)問世，這些產(chǎn)品的問世減少了人們對這兩種分組語音協(xié)議優(yōu)劣的爭論和對VoFR應用前景的擔憂。根據(jù)帶寬利用程度和傳輸?shù)亩〞r機制采用方案等因素。并相應地定義了AALAALAAL3/AAL4和AAL5幾種業(yè)務(wù)類型。ATM論壇為此專門制定了一套用于VoATM的協(xié)議。但由于ATM設(shè)備造價高，尤其是對桌面用戶而言，而且目前在ATM系統(tǒng)中傳輸?shù)恼Z音速率均為64kbps，對帶寬的利用率不高，因此VoATM的應用并不十分廣泛。在接收端,將到達的分組進行合并、重組,再經(jīng)過解壓縮恢復成話音信號，并通過PSTN網(wǎng)送至最終的受話者。但與此同時，也增加了數(shù)據(jù)包的丟失概率,而且一旦共享資源的用戶數(shù)、申請的帶寬、網(wǎng)絡(luò)路由及傳輸能力發(fā)生變化，都會造成數(shù)據(jù)包的傳輸延遲、抖動和丟包現(xiàn)象,直接影響通話質(zhì)量。分組網(wǎng)語音通信技術(shù)如果真正實現(xiàn)商用,不僅要解決語音傳輸?shù)目尚行詥栴},還必須注重提高其語音質(zhì)量。幾十年來，電信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字，從電路交換到分組交換的演變。然后，由于數(shù)字語音信號并沒有在分組網(wǎng)絡(luò)中傳輸，分組技術(shù)所能帶來的統(tǒng)計增益與成本的降低就無法在電信運營領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。與分組語音相關(guān)的主要問題有經(jīng)濟性、業(yè)務(wù)量工程能力、用戶級服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、語音數(shù)字化與壓縮、技術(shù)的可行性等。美國高級研究計劃署(ARPA)很早就支持了對這種技術(shù)可行性的研究。在數(shù)據(jù)傳輸方面，出現(xiàn)了對于在局域網(wǎng)中傳輸語音的支持( II等規(guī)范)，以及對路由器、IP(如RSVP、IPv6)、網(wǎng)絡(luò)層分組處理技術(shù)(如MPLS、MPOA、標記交換等)的增強。其中，VOIP技術(shù)是最典型，也最具前途的一種技術(shù)方案。從目前的發(fā)展情況來看，分組語音的發(fā)展已經(jīng)具備了比較好的基礎(chǔ)。隨著具有時分復用（TDM）功能的語音端口適配器PAVXC2TE1+和PAVXB2TE1+的出現(xiàn)，Cisco 7200VxR現(xiàn)在可以將VoIP或VoFR端接到公共交換電話網(wǎng)（PSTN）或?qū)Ｓ梅纸M交換機（PBX）上，實現(xiàn)分組網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)電話網(wǎng)的互通。華為三康公司的8048綜合路由器（具有語音功能的綜合路由器，當用于語音時，可認為是一個語音網(wǎng)關(guān)）集成了H323協(xié)議、SIP協(xié)議、VoFR協(xié)議等分組語音協(xié)議，同時還集成了RLGS、Eamp。 VxWorks操作系統(tǒng)及其應用20世紀80年代，商業(yè)化的嵌入式操作系統(tǒng)開始得到蓬勃發(fā)展。ucLinux是一種源代碼開放的嵌入式操作系統(tǒng)，它支持多種類型的CPU，對網(wǎng)絡(luò)功能支持比較好，但是它不支持帶有MMU(存儲管理單元)的CPU。它是一個全新的系統(tǒng)，以最現(xiàn)代的技術(shù)設(shè)計和優(yōu)化，適用于現(xiàn)有的和下一代的32位微處理器家族，包括基于MIPS、PowerPC、ARM、StrongARM和Pentium核心的功能強大的新型處理器。VxWorks是市場占有率第一位的嵌入式操作系統(tǒng)，它具有實時性，可確定性，高度可裁減性，支持程序動態(tài)下載等性能。VxWorks只占用了很小的存儲空間，并高度可裁減，保證了系統(tǒng)能以較高的效率運行。最高層是獨立于硬件的軟件(HardwareIndependent Software)，包括文件系統(tǒng)，I/O系統(tǒng)，TCP/IP協(xié)議棧，VxWorks應用程序等。 圖12 VxWorks體系結(jié)構(gòu)VxWorks的核心，一般稱為Wind，包括多任務(wù)調(diào)度（采用基于優(yōu)先級的搶占方式），任務(wù)間的同步和進程間通信機制，中斷管理、看門狗和內(nèi)存管理機制。這些任務(wù)基于進程間通信機制同步、互斥來協(xié)調(diào)其行為。它縮短了上下文轉(zhuǎn)換的時間開銷和中斷延遲。還有一些其他的任務(wù)機制可以使任務(wù)掛起、繼續(xù)、刪除、延時、和改變優(yōu)先級。Wind對外設(shè)不做假設(shè)，所謂對外設(shè)不做假設(shè)是指操作系統(tǒng)不假設(shè)用戶開發(fā)的板子上是否有總線以及有什麼樣的總線，也不假設(shè)內(nèi)存的大小及內(nèi)存如何定位，不假設(shè)I/O及有多少I/O。Wind對外設(shè)不做假設(shè)的優(yōu)點就是系統(tǒng)只與CPU有關(guān)，移植性好。 VxWorks的開發(fā)環(huán)境TornadoVxWorks操作系統(tǒng)提供了一種嵌入式開發(fā)環(huán)境Tornado。Tornado是集成了編輯器、編譯器、調(diào)試器于一體的高度集成的窗口環(huán)境，給嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員提供了一個不受目標機資源限制的超級開發(fā)和調(diào)試環(huán)境。2集成的C和C＋＋編譯器和Make工具。4 WindView：集成的軟件邏輯分析儀。6 VxSim：集成的VxWorks目標機仿真器。運行Tornado的一方稱為宿主機，而運行VxWorks的一方稱為目標機，二者根據(jù)實際應用可以通過采用網(wǎng)絡(luò)或串行線連接。Tornado集成環(huán)境可以提供上述所有特征，而不受目標機資源的約束。Tornado主機工具與目標系統(tǒng)交互關(guān)系如圖14所示。以內(nèi)核被激活為界，將啟動過程分為兩大階段。圖15是VxWorks系統(tǒng)的啟動流程圖[7]。系統(tǒng)處于不會發(fā)生中斷的靜止狀態(tài)(必須包括處理器中斷被禁止和各個設(shè)備中斷被禁止)。第二階段的工作包括3個部分：激活多任務(wù)內(nèi)核；安裝設(shè)備驅(qū)動；各種組件初始化。對內(nèi)核而言，根任務(wù)和普通的用戶任務(wù)一樣。本課題是在分組語音蓬勃發(fā)展的時期提出的，主要針對分組語音中的VoFR語音技術(shù)進行研究，在傳統(tǒng)路由器中增加VoFR語音網(wǎng)關(guān)功能，豐富語音網(wǎng)關(guān)技術(shù)，增加綜合路由器在市場上的競爭力。本課題在硬件方面使用華為三康有限公司的8048路由器，該路由器采用了高性能低功耗PowerPC芯片為主控制處理器來處理各種語音信令。作者在本課題中主要完成的工作：1)在項目中，本文作者參與了VoFR協(xié)議模塊的設(shè)計和實現(xiàn)，熟悉VoFR語音協(xié)議的呼叫流程。3)對設(shè)計完成的VoFR協(xié)議模塊進行單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試，并對測試得出的軟件缺陷進行修改。第二章語音IP原理分析VoFR（Voice Over Frame Relay）技術(shù)實現(xiàn)了在幀中繼（Frame Relay）網(wǎng)絡(luò)中傳輸語音及語音類數(shù)據(jù)的功能，是分組語音技術(shù)的一種。VoRF是近幾年才出現(xiàn)的語音通信方式，它的實現(xiàn)主要包括以下幾個方面。、編碼類型和分組格式的標準，這樣可以為不同廠商的互操作性提供基礎(chǔ)。語音的路由依賴于建立PVC所選擇的路由協(xié)議以及幀中繼網(wǎng)絡(luò)所使用的硬設(shè)備。目前有很多種方法可以減小幀中繼網(wǎng)絡(luò)中傳輸時延和時延抖動。通過將長幀分割為多個短幀來減小時延和時延抖動。為了保證語音質(zhì)量，每一條PVC都必須提供CIR(Com2 mitted Iformation rate)以確保語音幀在傳遞過程中不會被丟棄。圖21 VoFR的基本構(gòu)成在圖12中，支持幀中繼功能的語音網(wǎng)關(guān)提供幀中繼網(wǎng)絡(luò)和PSTN（Public Switched Telephony network，公用電話網(wǎng)）間的接口，用戶通過PSTN連接到支持幀中繼功能的語音網(wǎng)關(guān)，由支持幀中繼功能的語音網(wǎng)關(guān)負責將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，封裝成為可以在幀中繼網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)恼Z音分組，再傳送到被叫語音網(wǎng)關(guān)，將分組數(shù)據(jù)包還原為可識別的模擬語音信號，并通過PSTN到達被叫方的終端。 幀中繼語音傳送語音技術(shù)的發(fā)展及應用現(xiàn)狀由于VoFR技術(shù)是在幀中繼網(wǎng)絡(luò)上傳輸語音及語音類數(shù)據(jù)，因此VoFR的發(fā)展與幀中繼的發(fā)展密不可分。利用本發(fā)明， PVC傳輸語音信令,保證了VoFR中語音信令的可靠傳輸, PVC上復用多路語音， SVC呼叫建立的流程，加快了語音接續(xù)的速度。其特征在于，所述方法包括：A、在所述幀中繼網(wǎng)絡(luò)中建立幀中繼永久虛擬電路PVC；B； C；D、建立話音通道進行通話；E、通話過程結(jié)束后清除所述話音通道，釋放所述呼叫。最初，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者并未考慮到幀中繼在語音方面的要求與趨勢。為了進一步構(gòu)建其企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，并獲得更多的經(jīng)濟利益，很多公司開始希望能在幀中繼網(wǎng)絡(luò)上有效地傳送語音、傳真和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并據(jù)此向完全多媒體網(wǎng)方向發(fā)展。雖然在幀中繼上支持普通應用和語音應用的綜合接入解決方案很令人感興趣，幀中繼協(xié)議中定義的虛電路也可以使幀按適當?shù)捻樞蚪?jīng)由廣域網(wǎng)傳送，而且差錯校驗還會避免傳送出錯的幀，然而當時的幀中繼業(yè)務(wù)沒有為更高級的業(yè)務(wù)提供任何內(nèi)在的有效機制。1997年。“幀中繼上的語音”，特別提供了幀中繼上語音和三類傳真通信帶寬的高效組網(wǎng)。圖22支持電話的幀中繼業(yè)務(wù)協(xié)議的結(jié)構(gòu)（VC），這一功能允許在幀中繼網(wǎng)絡(luò)中的一條虛連接上最多可承載255條語音和數(shù)據(jù)子通道。為了得到最大的靈活性和在世界范圍通用，它支持兩類語音依從性。第二類依從性為8kbit/s（8:1壓縮）。，也為廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)應用的互操作性提供了一種可兼容的方式，是對幀中繼業(yè)務(wù)的全面補充。并且隨著光纖通信的發(fā)展，以及幀中繼QoS機制的不斷完善，在幀中繼網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)恼Z音質(zhì)量也不斷提高,目前VoFR的通話質(zhì)量已可達到話音級的質(zhì)量水平，比一般模擬業(yè)務(wù)提供的質(zhì)量更好。圖23 VoFR與傳統(tǒng)電話網(wǎng)的聯(lián)合組網(wǎng)圖目前許多國家已經(jīng)建立了以VoFR技術(shù)為核心的電話交換網(wǎng)，大幅度地降低了話費地開銷。該公司習慣用單獨的網(wǎng)絡(luò)傳輸話音和數(shù)據(jù)，現(xiàn)在它將這兩種業(yè)務(wù)結(jié)合到一個幀中繼網(wǎng)絡(luò)上。使用VoFR業(yè)務(wù)后，該公司以較低的成本實現(xiàn)了同樣的任務(wù)。英國電信公司在西班牙正使用多媒體外圍路由器和相關(guān)的壓縮技術(shù)在其公共的幀中繼網(wǎng)范圍內(nèi)提供話音傳輸和傳真功能。提供VoFR話音通信的其它歐洲公司還有Global One公司和Telefonica公司。在黑龍江省牡丹江市公安三級網(wǎng)建設(shè)中，市級到省級的電話網(wǎng)就采用了VoFR，在保證語音通話質(zhì)量的前提下，大幅度降低了電話費用。支持傳統(tǒng)數(shù)據(jù)和LAN數(shù)據(jù)的幀中繼要有效地支持語音業(yè)務(wù)，就要解決語音壓縮、延時、帶寬管理、擁塞控制、優(yōu)先級和其他一些問題。1)語音壓縮VoFR語音技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一就是語音的編碼及壓縮技術(shù)，采取的編解碼算法和壓縮技術(shù)直接影響到VoFR業(yè)務(wù)的語音質(zhì)量。語音信號是隨時間而變的一維信號。語音壓縮是語音編碼技術(shù)的一項主要內(nèi)容，即是研究如何在盡量減少失真的情況下，采用各種信源編碼技術(shù)減小語音信號的冗余度，并充分利用人耳的聽覺掩蔽效應，高效率對模擬語音信號進行數(shù)字表達，而仍能恢復出可懂度甚至自然度很好的語音。針對近些年來由于語音編碼技術(shù)的突破性發(fā)展而出現(xiàn)的眾多使用的高質(zhì)量語音編碼算法及應用，ITU和一些地區(qū)標準協(xié)會已制定了一系列語音編碼標準，為應用在通信網(wǎng)中的各種語音編碼的兼容性提供了有力的保證。由于語音傳送相對要短并且已被壓縮，故要求帶寬很小。語音及其信令信息被壓縮和打包后，與其他數(shù)據(jù)通過幀中繼進行傳送。由于這些電路的性能和要求有很大差異，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要實現(xiàn)對兩種類型業(yè)務(wù)的優(yōu)先處理。廣域網(wǎng)通信系統(tǒng)采用隊列方式來提供鏈路帶寬的緩沖存儲。支持VoFR技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用隊列管理來提供廣域網(wǎng)鏈路帶寬對語音通路的更高的優(yōu)先級。數(shù)據(jù)通道可以在語音通路幀之間接入鏈路。分段機制是為了提高數(shù)據(jù)分組的性能，而將其分成較小的分段。但簡單的分段會增加數(shù)據(jù)幀的數(shù)量，因此會增加標記和分組頭的數(shù)量，這就導致開銷增加并減少了帶寬的效率。4)回聲消除與傳統(tǒng)電話相比，在幀中繼網(wǎng)絡(luò)上進行語音的實時傳輸，語音質(zhì)量較差?；芈暿怯蛇h端電話設(shè)備將講話者語音的信號反射回來產(chǎn)生的?；芈曉趥鹘y(tǒng)的電話網(wǎng)中也會出現(xiàn)，但由于在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的往返延時小于50ms，因此傳統(tǒng)電話網(wǎng)中的回聲可以被用戶接受。用戶在發(fā)起呼叫時無需再向幀中繼申請建立語音通道。沒有呼叫信令交互的過程。(2)用戶開始撥號，語音接口收集并儲存用戶撥打的號碼，即被叫號碼。(4)如果匹配的是VoFR語音實體，則由VoFR處理呼叫。(5)，主叫端直接進入通話狀態(tài)。(6)當被叫端語音網(wǎng)關(guān)收到語音報文后，再將該語音實體配置好的PSTN呼出號作為被叫號碼完成呼叫。(8)當呼叫某一端掛機時，該端的VoFR模塊不會通知對端釋放呼叫。第三章VoFR模塊的設(shè)計VoFR信令系統(tǒng)是整個語音平臺的一部分，并與幀中繼協(xié)議模塊緊密相連。VoFR系統(tǒng)所處的軟件體系結(jié)構(gòu)主要采用組件化程序設(shè)計思想，把對象技術(shù)應用于系統(tǒng)設(shè)計，對面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計的實現(xiàn)過程作進一步的抽象。組件化程序設(shè)計強調(diào)軟件可重用性和高度的互操作性。組件的產(chǎn)生過程不僅僅是應用系統(tǒng)的需求，組件市場本身也推動了組件的發(fā)展，促進了軟件廠商的交流與合作。VoFR的軟件環(huán)境就是要做成這樣的組件化。在組件和組件之間、組件和客戶之間都通過接口進行交互。這種接口定義之間的穩(wěn)定性使客戶應用開發(fā)者能夠構(gòu)造出堅固的應用。組件接口必須是能夠自我描述的。同時這也要求組件接口必須使用一種與組件實現(xiàn)無關(guān)的語言。由于接口是組件之間的協(xié)議，因此組件的接口一旦被發(fā)布，組件生產(chǎn)者就應該盡可能地保持接口不變，任何對接口語法或語義上的改變，都有可能造成現(xiàn)有組件與客戶之間的聯(lián)系遭到破壞。當一個組件需要提供新的服務(wù)時，可以通過增加新的接口來實現(xiàn)。而新的客戶可以重新選擇新的接口來獲得服務(wù)。整個語音平臺同下層協(xié)議和驅(qū)動程序一起完成各種語音協(xié)議功能。圖31展現(xiàn)了語音平臺的整個結(jié)構(gòu)?！駬芴柌呗阅K（DPL）：該模塊提供了號碼查詢、號碼變換以及呼叫信息統(tǒng)計等功能?！窠涌诠芾砟K（VIM）：該模塊的主要功能是管理各種語音接口的狀態(tài)、申請和占用空閑語音通道、接收底層數(shù)據(jù)等?！裾Z音業(yè)務(wù)模塊（Opration）：該模塊用于處理各種語音擴展業(yè)務(wù)。1)呼叫控制中心呼叫控制中心是整個語音平臺的核心模塊，該模塊的設(shè)計屏蔽了不同語音協(xié)議之間的差異性。呼叫控制中心模塊設(shè)計了一組統(tǒng)一的消息類型。各協(xié)議模塊通過這組統(tǒng)一的消息原語與呼叫控制中心進行全雙工通信，共同完成呼叫控制、傳真切換等功能。表31列出了消息原語及功能。其中，呼叫控制完成對呼叫的建立、保持、接續(xù)以及釋放功能。業(yè)務(wù)承載功能是將擴展的語音業(yè)務(wù)建立在呼叫控制中心之上，從而使語音業(yè)務(wù)能夠獨立組成一個模塊，從而實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)與語音協(xié)議的分離。該方案標識了與每個站點或區(qū)域相關(guān)的電話號碼塊，及其管理網(wǎng)絡(luò)中所有電話交換機的路由行為。這個文檔也提供了幫助每個國家發(fā)展其本國編號方案的建議。撥號對等體是靜態(tài)呼叫路由入口的邏輯結(jié)構(gòu)，執(zhí)行以下三個主要的任務(wù)：●識別本次通話選擇了哪個撥號對等