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在IP網(wǎng)絡(luò)傳輸話音和數(shù)據(jù)的漸進方法

云知道

【在IP網(wǎng)絡(luò)傳輸話音和數(shù)據(jù)的漸進方法】
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序言
基于ＩＰ的高速網(wǎng)絡(luò)是通信領(lǐng)域最近一次革新 。網(wǎng)絡(luò)容量以驚人的速度增長，這歸功于因特網(wǎng)的大規(guī)模應用和該技術(shù)帶來的成本下降 。全球范圍的數(shù)據(jù)流量已經(jīng)超過電話網(wǎng)絡(luò)的流量，對于許多應用，ＩＰ流量的費用已經(jīng)低于傳統(tǒng)ＴＤＭ服務的價格了 。正是基于此，人們正在ＶｏＩＰ技術(shù)上進行了大量的工作 。
所有ＶｏＩＰ技術(shù)，本質(zhì)上都具有革命性的變化；因此，許多現(xiàn)存的電話基礎(chǔ)設(shè)施將被基于ＩＰ的新機制取代 。盡管呼聲很高，比預期也付出了更多的努力，而收效甚微 。
還有另外一種利用ＩＰ網(wǎng)絡(luò)完成電話服務的方法，它是漸進性而非革命性的 。這種方法把ＩＰ網(wǎng)絡(luò)作為原有ＴＤＭ網(wǎng)絡(luò)的一種插入式替換 。它可以與所有的現(xiàn)有設(shè)備，如傳統(tǒng)ＰＢＸ和交換機，實現(xiàn)無縫接入，輕松自如地提供上百種電話功能和用戶熟悉的ＰＳＴＮ質(zhì)量 。這種方案就是使用ＴＤＭｏＩＰ技術(shù)在ＩＰ網(wǎng)絡(luò)上進行線路擴展 。
ＶｏＩＰ的缺陷
從理論上講，在ＩＰ網(wǎng)絡(luò)上傳輸話音看起來并不難：數(shù)字化后的話音信號只是一種數(shù)據(jù)，可以和其它數(shù)據(jù)一樣由分組網(wǎng)絡(luò)傳輸 。電話網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)成就，如最低成本路由方法，在ＩＰ網(wǎng)絡(luò)中都可以找到與之相對應的部分 。然而，假如想與ＴＤＭ網(wǎng)絡(luò)進行競爭，ＶｏＩＰ必須切實解決兩個主要問題：即ＱｏＳ和信令 。
服務質(zhì)量（ＱｏＳ）
服務質(zhì)量對于數(shù)據(jù)和話音有著完全不同的含義 。雖然大多數(shù)數(shù)據(jù)可以答應相當長的延遲，但對話音應用來說，低延遲和信號的正確傳輸順序致關(guān)重要，而丟失幾毫秒的信號通常并不會引起注重 。這些要求與ＩＰ網(wǎng)絡(luò)的基本原則完全相左（盡管對其他分組網(wǎng)絡(luò)的原則并不必要） 。為了克服這些限制，使用了如隧道、抖動緩沖等技術(shù) 。有關(guān)話音質(zhì)量的其它技術(shù)，如回聲抑制、話音壓縮，并不是數(shù)據(jù)網(wǎng)的固有功能，對ＶｏＩＰ技術(shù)需要添加到已有網(wǎng)絡(luò)中 。
信令
幾乎所有在ＶｏＩＰ領(lǐng)域的研發(fā)努力都集中在解決ＱｏＳ問題上，而信令問題的解決幾乎是空白 。我們所說的信令問題是指打電話時除了話音之外所需的交換信息 。信令包括如摘機，震鈴等基本的功能；接通正確的號碼和記帳所需的更高級的功能；來電顯示，呼叫轉(zhuǎn)移，電話會議等復雜的功能；以及目前智能網(wǎng)絡(luò)新增的功能 。這樣的功能包括幾千種，再加上幾十個國家和地區(qū)的細微差別，更增加了復雜程度 。除非當你減少了他們已熟悉的功能，終端用戶往往沒有意識到這種復雜性 。
當把ＩＰ網(wǎng)絡(luò)和標準的電話網(wǎng)相互連接時，要想實現(xiàn)在全球的標準電話互連，必須面對以下問題 。
ＴＤＭｏＩＰ技術(shù)
概念、帶寬和端到端的延遲
一個Ｔ１幀由２４個單字節(jié)的時隙和１個單獨比特的同步位共１９３比特組成 。一個Ｅ１幀由完整的３２個字節(jié)（２５６比特）組成，其中一個字節(jié)用來保持同步，一個字節(jié)傳統(tǒng)上為信令保留 。在這兩種情形下，幀速率為８０００幀／秒 。
ＴＤＭｏＩＰ的最簡單的實現(xiàn)方法如下：通過附加適當?shù)膱箢^，用ＩＰ包封裝每個Ｔ１或Ｅ１幀 。因為數(shù)據(jù)包提供分段，同步位／字節(jié)不必包括在內(nèi) 。因此對Ｔ１和Ｅ１的有效負載分別為２４和３１字節(jié) 。對于可靠的面向連接的服務，有人考慮使用ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議，這需要２０字節(jié)的ＴＣＰ報頭，２０字節(jié)的ＩＰ報頭，每個數(shù)據(jù)分組共需４０字節(jié) 。ＴＣＰ提供了端到端的可靠連接，但這對話音分組用處不大，因為重傳的話音分組到達接收端時次序已亂，將被丟棄 。更合理的選擇將是使用實時傳輸協(xié)議ＲＴＰ，它的報頭至少１２個字節(jié)，另加８字節(jié)的ＵＴＰ報頭和ＩＰ的報頭，這與上面的開銷一致 。用４０字節(jié)的額外開銷傳送２４字節(jié)或３１字節(jié)的有效負載實在是浪費，解決這一問題有兩個方法 。

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