3 统一通信基础VoIP.pptx

PSTN与VOIP组网架构对比. 窄带传输. PSTN基于电路交换原理进行工作 ... H.248也是用于媒体网关控制器(MGC)和媒体网关(MG)之间的一种控制协议。 两种协议 ...
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1.统一通信基础 VOIP

2.目标 学完本课程后,您将能够 : 企业通信发展历程; 了解 VOIP 概念; 区分 VOIP 与 PSTN 区别; 了解 VOIP 关键技术; 了解 VOIP 相关协议;

3.目录 企业通信发展简介 1.1 发展历程 1.2 传统通信 1.2 融合通信 1.3 统一通信 1.4 智能通信 VoIP 信令与语音知识

4.1.1 发展历程 企业通信发展历程 传统通信 融合通信 统一通信 智能通信

5.1.2 传统通信 在 数据网络的发展初期 , 语音与数据网络完全 割 离。 语音网络是基于传统的 TDM 技术 。中小企业的 语音通信 或采用 自行部署内部 PBX 交换机 ,或由 运营商 提供 Centrex 业务 。 数据网络实现企业内部与各分支机构的互联和信息化接入。 PBX Centrex 企业 A 企业 B

6.1.3 融合通信 IP 网络建设 已具备一定的基础,可提供相对有保障的 VoIP 质量。 长途旁路是 VoIP 在该阶段最典型的应用。 IP Network 企业总部 分支机构 A 分支机构 B

7.1.4 统一通信 统一通信,是指用户不受所处地点、时间、所使用终端类型、运营商商网络条件、信息媒介类型等等条件限制,都可以实现实时和有效的沟通,实现文字、图像等各种媒介信息流的高效流动。

8.1.5 智能通信 智能通信的实质就是统一通信技术与业务运作流程的结合,实现企业内部业务运作流程的智能化和自动化。

9.目录 企业通信发展简介 VoIP 2.1 VoIP 简介 2.2 VoIP 与 PSTN 对比 信令与语音知识

10.2.1 VoIP 简介 VoIP 概念 VoIP(Voice over Internet Protocol) 是指将模拟的声音讯号经过压缩与封包之后,以数据封包的形式在 IP 网络的环境进行语音讯号的传输,通俗来说也就是互联网电话、网络电话或者简称 IP 电话。 基本原理 通过语音的压缩算法对语音数据编码进行压缩处理,然后把这些语音数据按 TCP/IP 标准进行打包,经过 IP 网络把数据包送至接收地,再把这些语音数据包串起来,经过解压处理后,恢复成原来的语音信号,从而达到由互联网传送语音的目的。

11.2.2 VoIP 与 PSTN 对比 PSTN 与 VOIP 组网架构对比 窄带传输 PSTN 基于电路交换原理进行工作 网关服务器 网关服务器 VOIP 基于分组交换原理进行工作

12.2.2 VoIP 与 PSTN 对比(续) 性能品种  IP 电 话   传统电话 传输媒体 互联网 (Internet) 公众电话网 (PSTN) 交换方式 分组交换 电路交换 带宽利用率 高 低 使 用 费 低 高 话音质量 低 高

13.目录 企业通信发展简介 VoIP 信令与语音知识 3.1 信令知识 3.2 语音压缩编码技术 3.3 静音压缩技术 3.4 话音丢包补偿技术 3.5 回 声 抵消技术 3.6 语音传输技术 3.7 语音防抖动技术 3.8 语音质量 3.9 窄带中继

14.3.1 信令知识 SIP 和 H.323 用于呼叫控制 SIP ( Session Initiation Protocol ) 是 IETF 提出的 IP 电话信令协议。 ITU 的 H.323 系列建议定义了在无业务质量保证的因特网或其它分组网络上多媒体通信的协议及其规程 IAD IP-PBX POTS SIP

15.3.1 信令知识(续) MGCP 和 H.248 用于媒体控制 MGCP ( Media Gateway Control Protocol )用于软交换和媒体网关或软交换和 MGCP 终端之间,软交换通过此协议来控制媒体网关 /MGCP 终端上的媒体 / 控制流的连接、建立、释放。 H.248 也是用于媒体网关控制器( MGC )和媒体网关( MG )之间的一种控制协议。 两种协议的区别 两者非常相似, MGCP 可以认为是 H.248 的先驱,由于出现较早,现在主流厂商的软交换系统都支持 MGCP 。

16.3.2 语音压缩编码技术 语音编码 对模拟的语音信号进行编码,将模拟信号转化成数字信号。 常用的语音编解码技术: PCM ADPCM LD-CELP CS-ACELP MP-MLQ

17.3.2 语音编码压缩技术(续) 语音编码分类 : 波形编码 将时域的模拟话音的波形信号经过取样、量化、编码而形成的数字话音信号,波形编译码器虽然可提供高话音的质量,但数据率低于 16 kb/s 的情况下,在技术上还没有解决音质的问题。 参量编码(音源编码) 基于人类语言的发音机理,找出表征语音特征参量,对特征参量进行编码。 混合编码 混合编译码是结合波形编译码和参量编译码之间的优点。

18.3.2 语音编码压缩技术(续) 常用编解码算法有 G.711 、 G.723.1 、 G.726 、 G.728 、 G.729 。 G.711 和 G.726 采用的是波形编码,脉冲调制。 G.723.1 、 G.728 、 G.729 采用参数编码,是线性预计合成分析方法。 编解码算法 调制技术 理想的 MOS 值 净带宽 Kbps 语音质量 G.711 PCM 4.1 64 A G.726 ADPCM 3.85 32 B G.723.1 CELP 3.65 5.3/6.3 B G.728 LD-CELP 3.61 16 B G.729 CS-ACELP 3.92 8 A

19.3.3 静音压缩技术 静音压缩,即在不说话时不发包,从而节省大量网络带宽。 实现静音压缩有两个关键技术: VAD (静音检测):判断话音信号能量,当低于一定门限时就认为时静默状态。 CNG (舒适噪音生成):静默状态不发包导致通话中听者会因为听不到对方任何动静而感到不舒服,甚至认为对方已经挂机。 CNG 就是在对方不说话的时候,给听者采用某种方式重构舒适的背景音。 Hi, Jack, this is Sarah. Hi, Sarah. How are you? Slience Slience 一次通话中,说话的时间和听对方说话的时间大体上各占 50% ,即使说话也有停顿间隙约 10% ,这样话音活动度大约只有40%。

20.3.4 话音丢包补偿技术 VoIP 是在 IP 网络上使用 UDP 进行语音数据的传输,由于网络拥塞、缓冲区溢出、误码等原因,丢包的情况在无连接的 IP 网络中时常发生。 为避免包丢失带来的影响,采用丢包补偿算法,根据前后语音信息的相关性,在解码时重构出丢失的帧,较好地保证接收语音的音质效果。

21.3.5 回声抵消技术 EC 的全称为“ Echo Canceller” ,即“回波消除器”。 在通话过程中,由于设备的原因,讲话方的语音通过某种途径又返回到讲话方的听筒中。这种返回的声音就叫做“回波”,回波会使讲话方感到不适,影响通话质量,所以,应当尽可能的消除回波。

22.3.5 回声抵消技术(续) 线路回声 线路回声是由于二 / 四线转化时混合线圈的不匹配引起的。由于混合线圈的不平衡造成电流泄漏,一部分能量被反射回信号源,形成了回声。线路回声产生于 PSTN 中,但同样会传至于 VOIP 网络。 线路回声消除主要是基于预测滤波器来实现的,该滤波器能根据参考信号,预测出接收信号的回声,并将回声从信号中扣除,从而获得“干净”的信号。

23.3.5 回声抵消技术(续) 声学回声 声学回声是指扬声器播放出来的声音被麦克风拾取后发回远端,这就使得远端谈话者能听到自己的声音。 声学回声消除方法: 周围环境的处理 回声抑制器 声学回声消除器

24.3.6 语音传输技术 实时传输技术主要是采用实时传输协议 RTP 。 RTP 是提供端到端的包括音频在内的实时数据传送的协议。 RTP 协议在 VOIP 中的用途: 解决包传输中的乱序 消除 IP 网络传输中的网络抖动 编解码类型的指示 静音传输的指示 可以传输一些信令、事件、 DTMF 等( DTMF 采用 RFC2833 方式进行带内传输)

25.3.7 语音防抖动技术 语音网关通常采用 JitterBuffer 来消除抖动。 JitterBuffer 增加了端对端的时延。

26.3.8 语音质量

27.3.8 语音质量 ITU G.113 定义了传输损伤及他们对语音质量的影响。 传输网络的影响 可能会丢包( frame loss ) 可能会延时( latency ) 不同的编解码带来的延时( jitter ) 编解码 数模转换 模数转换 语音压缩算法带来的语音质量的降低

28.3.8 语音质量 语音质量评价方法: MOS(Mean Opinion Score) 测试。 MOS 分值对照表 级别 MOS 分值 用户体验 优 5.0 非常好,听得很清楚,无失真感,无延迟感 良 4.0 稍差,听得清楚,延迟小,有点杂音 中 3.0 还可以,听不太清楚,有一定延迟,有杂音,有失真 差 2.0 勉强,听不太清楚,有较大杂音或断续,失真严重 劣 1.0 极差,静音或完全听不清楚,杂音很大

29.3.9 窄带中继 E1/T1 E1 和 T1 是两种独立的、不同的标准的 TDM (时分复用)技术,在 OSI 参考模型中则属物理层。 E1 和 T1 系统的基本特征数据 基本特征 E1 和 T1 1 采样频率 8 KHz 2 每通道电话信号的采样次数 8000 3 PCM 帧的长度 1/b=1/8000 s=125 微秒 4 每采样点的编码字的位数 8 5 每通道的速率 b*d=8000*8=64 kbit /s