cisco VoIP.ppt
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1、 2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.1VoIP 2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.02IP Phone IP(Internet Protocol)电话是一种数字电话,是技)电话是一种数字电话,是技术创新的一种通信服务业务。术创新的一种通信服务业务。它把语音、压缩编码、打包分组、分配路由、存储交换、它把语音、压缩编码、打包分组、分配路由、存储交换、解包解压等交换处理在解包解压等交换处理在IP网或互联网上实现语音通信。网或互联网上实现语音通信。它促进了网络资源利用,降低语音业务
2、成本。它促进了网络资源利用,降低语音业务成本。因此在全球范围内得到了迅速的发展,可以说是当仿世因此在全球范围内得到了迅速的发展,可以说是当仿世界上发展最快、普及最快的一门应用服务技术之一,也界上发展最快、普及最快的一门应用服务技术之一,也是计算机网络界关注的热点之一。是计算机网络界关注的热点之一。2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.03IP电话迅速迅速发展的背景展的背景 从最初的从最初的Internet联应用到可以利普通电话实现联应用到可以利普通电话实现通话,通话,IP电话在短短的几年间得到了非常迅速的电话在短短的几年间得到了
3、非常迅速的发展。发展。IP电话为什么会在这样短的时间里引起全电话为什么会在这样短的时间里引起全球电信界的关注,并且正在或将要对传统的通信球电信界的关注,并且正在或将要对传统的通信方式产生巨大的冲击?这除了方式产生巨大的冲击?这除了IP电话采用语音压电话采用语音压缩和统计复用技术节约宽带从而造成运营成本降缩和统计复用技术节约宽带从而造成运营成本降低外,还有以下两个原因。低外,还有以下两个原因。2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.04第一,第一,电话业务历来都是各国管制最为严格的电话业务历来都是各国管制最为严格的业务,但对于业务,
4、但对于IP电话各国大多采取宽容甚至是扶电话各国大多采取宽容甚至是扶植的态度。植的态度。第二,各国国际长途电话费存在着严重的不平第二,各国国际长途电话费存在着严重的不平衡性,且国际长途电话业务在很多国家都是垄断衡性,且国际长途电话业务在很多国家都是垄断经营的。这样,国际话费低的国家电信运营者可经营的。这样,国际话费低的国家电信运营者可以利用各国对以利用各国对IP电话的政策优惠,通过电话的政策优惠,通过IP电话向电话向国际话费高的国家渗透,直接或间接进入电信市国际话费高的国家渗透,直接或间接进入电信市场中尚未开放国家的国际长途业务经营领域场中尚未开放国家的国际长途业务经营领域。2003,Cisco
5、 Systems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.05IP电话在技在技术上大致上大致经历这样的几个的几个阶段段 1.技术突破期(技术突破期(1995-1996)IP电话最早是作为电话最早是作为Internet上的联机应用出现的,那时只要通放上的联机应用出现的,那时只要通放双方拥有同样的客户端应用软件就可以在双方拥有同样的客户端应用软件就可以在Internet上进行实时通话了,当然语音质量存上进行实时通话了,当然语音质量存在很多问题。在很多问题。2.发展期(发展期(1996-1999)逐渐地,电信公司开始)逐渐地,电信公司开始认识到利用认识到利用Internet
6、实现语音业务的巨大潜在实现语音业务的巨大潜在市场,他们开始考虑如何将市场,他们开始考虑如何将Internet和已有的和已有的PSTN结合起来,从而更加广泛的普通电话用结合起来,从而更加广泛的普通电话用户提供业务。户提供业务。2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.06IP电话在技在技术上大致上大致经历这样的几个的几个阶段(段(cont.)成熟期(成熟期(2000)也许再过几年,)也许再过几年,IP电话将步入成熟期,届时电话将步入成熟期,届时IP电话电话将具有以下特点:将具有以下特点:1)技术成熟。技术成熟。2)统一标准。统一标准。
7、3)全球网络实现互通。全球网络实现互通。4)语音质量良好。语音质量良好。5)大部份传统电信运营公司开始提供大部份传统电信运营公司开始提供IP电话业务。电话业务。6)向向IP传输多媒体业务过渡。目前,传输多媒体业务过渡。目前,IP电话正处于发展期,各电话正处于发展期,各个设备制造商纷纷推出个设备制造商纷纷推出IP电话网关产品,众多电信运营公司开始经营电话网关产品,众多电信运营公司开始经营IP电话业务,电话业务,IP电话正以强大的吸引力吸引着传统和新型的电信公司。电话正以强大的吸引力吸引着传统和新型的电信公司。2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.B
8、CMSN v2.07VoIP的原理及技的原理及技术 通过因特网进行语音通信是一个非常复杂的系通过因特网进行语音通信是一个非常复杂的系统工程,其应用面很广,因此涉及的技术也特别统工程,其应用面很广,因此涉及的技术也特别多,其中最根本的技术是多,其中最根本的技术是VoIP(Voice over IP)技术,可以说,因特网语音通信是技术,可以说,因特网语音通信是VoIP技术的一技术的一个最典型的、也是最有前景的应用领域。因此在个最典型的、也是最有前景的应用领域。因此在讨论用因特网进行语音通信之前,有必要首先分讨论用因特网进行语音通信之前,有必要首先分析析VoIP的基本原理,以及的基本原理,以及VoI
9、P中的相关技术问中的相关技术问题。题。2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.081、VoIP的基本传输过程的基本传输过程传统的电话网是以电路交换方式传输语音,传统的电话网是以电路交换方式传输语音,所要求的传输宽带为所要求的传输宽带为64kbit/s。而所谓的。而所谓的VoIP是以是以IP分组交换网络为传输平台,对分组交换网络为传输平台,对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理,使之可以采用无连接的的特殊处理,使之可以采用无连接的UDP协议进行传输。协议进行传输。2003,Cisco S
10、ystems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.09为了在一个为了在一个IP网络上传输语音信号,要求几个元网络上传输语音信号,要求几个元素和功能。素和功能。VoIP设备是如何把是如何把语音信号音信号转换为IP数据流,并数据流,并把把这些数据流些数据流转发到到IP目的地,目的地,IP目的地又把它目的地又把它们转换回到回到语音信号。音信号。2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.0101、1 语音音-数据数据转换 语音信号是模拟波形,通过语音信号是模拟波形,通过IP方式来传输语音,方式来传输语音,不管是
11、实时应用业务还是非实时应用业务,都要不管是实时应用业务还是非实时应用业务,都要首先要对语音信号进行模拟数据转换,也就是对首先要对语音信号进行模拟数据转换,也就是对模拟语音信号进行模拟语音信号进行8位或位或6位的量化,然后送入到位的量化,然后送入到缓冲存储区中,缓冲器的大小可以根据延迟和编缓冲存储区中,缓冲器的大小可以根据延迟和编码的要求选择。码的要求选择。2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.0111、2 原数据到原数据到IP转换 一旦语音信号进行数字编码,下一步就是对语音包以特一旦语音信号进行数字编码,下一步就是对语音包以特定
12、的帧长进行压缩编码。大部份的编码器都有特定的帧定的帧长进行压缩编码。大部份的编码器都有特定的帧长,若一个编码器使用长,若一个编码器使用15ms的帧,则把从第一来的的帧,则把从第一来的60ms的包分成的包分成4帧,并按顺序进行编码。每个帧合帧,并按顺序进行编码。每个帧合120个语音样点(抽样率为个语音样点(抽样率为8kHz)。编码后,将)。编码后,将4个压缩的个压缩的帧合成一个压缩的语音包送入网络处理器。网络处理器帧合成一个压缩的语音包送入网络处理器。网络处理器为语音添加包头、时标和其它信息后通过网络传送到另为语音添加包头、时标和其它信息后通过网络传送到另一端点。语音网络简单地建立通信端点之间的
13、物理连接一端点。语音网络简单地建立通信端点之间的物理连接(一条线路),并在端点之间传输编码的信号。(一条线路),并在端点之间传输编码的信号。IP网络网络不像电路交换网络,它不形成连接,它要求把数据放在不像电路交换网络,它不形成连接,它要求把数据放在可变长的数据报或分组中,然后给每个数据报附带寻址可变长的数据报或分组中,然后给每个数据报附带寻址和控制信息,并通过网络发送,一站一站地转发到目的和控制信息,并通过网络发送,一站一站地转发到目的地。地。2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.0121、3 传送送 在这个通道中,全部网络被看
14、成一个从输入端在这个通道中,全部网络被看成一个从输入端接收语音包,然后在一定时间(接收语音包,然后在一定时间(t)内将其传送)内将其传送到网络输出端。到网络输出端。t可以在某全范围内变化,反映可以在某全范围内变化,反映了网络传输中的抖动。网络中的同间节点检查每了网络传输中的抖动。网络中的同间节点检查每个个IP数据附带的寻址信息,并使用这个信息把该数据附带的寻址信息,并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站。网络链路数据报转发到目的地路径上的下一站。网络链路可以是支持可以是支持IP数据流的任何拓结构或访问方法。数据流的任何拓结构或访问方法。2003,Cisco Systems,Inc.
15、All rights reserved.BCMSN v2.0131、4 IP包包-数据的数据的转换 目的地目的地VoIP设备接收这个设备接收这个IP数据并开始处理。网络级数据并开始处理。网络级提供一个可变长度的缓冲器,用来调节网络产生的抖动。提供一个可变长度的缓冲器,用来调节网络产生的抖动。该缓冲器可容纳许多语音包,用户可以选择缓冲器的大该缓冲器可容纳许多语音包,用户可以选择缓冲器的大小。小的缓冲器产生延迟较小,但不能调节大的抖动。小。小的缓冲器产生延迟较小,但不能调节大的抖动。其次,解码器将经编码的语音包解压缩后产生新的语音其次,解码器将经编码的语音包解压缩后产生新的语音包,这个模块也可以按
16、帧进行操作,完全和解码器的长包,这个模块也可以按帧进行操作,完全和解码器的长度相同。度相同。若帧长度为若帧长度为15ms,是,是60ms的语音包被分成的语音包被分成4帧,然帧,然后它们被解码还原成后它们被解码还原成60ms的语音数据流送入解码缓冲的语音数据流送入解码缓冲器。在数据报的处理过程中,去掉寻址和控制信息,保器。在数据报的处理过程中,去掉寻址和控制信息,保留原始的原数据,然后把这个原数据提供给解码器。留原始的原数据,然后把这个原数据提供给解码器。2003,Cisco Systems,Inc.All rights reserved.BCMSN v2.0145、数字数字语音音转换为模模拟语
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