【在IP网络传输话音和数据的渐进方法】
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序言
基于IP的高速网络是通信领域最近一次革新 。网络容量以惊人的速度增长,这归功于因特网的大规模应用和该技术带来的成本下降 。全球范围的数据流量已经超过电话网络的流量,对于许多应用,IP流量的费用已经低于传统TDM服务的价格了 。正是基于此,人们正在VoIP技术上进行了大量的工作 。
所有VoIP技术,本质上都具有革命性的变化;因此,许多现存的电话基础设施将被基于IP的新机制取代 。尽管呼声很高,比预期也付出了更多的努力,而收效甚微 。
还有另外一种利用IP网络完成电话服务的方法,它是渐进性而非革命性的 。这种方法把IP网络作为原有TDM网络的一种插入式替换 。它可以与所有的现有设备,如传统PBX和交换机,实现无缝接入,轻松自如地提供上百种电话功能和用户熟悉的PSTN质量 。这种方案就是使用TDMoIP技术在IP网络上进行线路扩展 。
VoIP的缺陷
从理论上讲,在IP网络上传输话音看起来并不难:数字化后的话音信号只是一种数据,可以和其它数据一样由分组网络传输 。电话网络的主要技术成就,如最低成本路由方法,在IP网络中都可以找到与之相对应的部分 。然而,假如想与TDM网络进行竞争,VoIP必须切实解决两个主要问题:即QoS和信令 。
服务质量(QoS)
服务质量对于数据和话音有着完全不同的含义 。虽然大多数数据可以答应相当长的延迟,但对话音应用来说,低延迟和信号的正确传输顺序致关重要,而丢失几毫秒的信号通常并不会引起注重 。这些要求与IP网络的基本原则完全相左(尽管对其他分组网络的原则并不必要) 。为了克服这些限制,使用了如隧道、抖动缓冲等技术 。有关话音质量的其它技术,如回声抑制、话音压缩,并不是数据网的固有功能,对VoIP技术需要添加到已有网络中 。
信令
几乎所有在VoIP领域的研发努力都集中在解决QoS问题上,而信令问题的解决几乎是空白 。我们所说的信令问题是指打电话时除了话音之外所需的交换信息 。信令包括如摘机,震铃等基本的功能;接通正确的号码和记帐所需的更高级的功能;来电显示,呼叫转移,电话会议等复杂的功能;以及目前智能网络新增的功能 。这样的功能包括几千种,再加上几十个国家和地区的细微差别,更增加了复杂程度 。除非当你减少了他们已熟悉的功能,终端用户往往没有意识到这种复杂性 。
当把IP网络和标准的电话网相互连接时,要想实现在全球的标准电话互连,必须面对以下问题 。
TDMoIP技术
概念、带宽和端到端的延迟
一个T1帧由24个单字节的时隙和1个单独比特的同步位共193比特组成 。一个E1帧由完整的32个字节(256比特)组成,其中一个字节用来保持同步,一个字节传统上为信令保留 。在这两种情形下,帧速率为8000帧/秒 。
TDMoIP的最简单的实现方法如下:通过附加适当的报头,用IP包封装每个T1或E1帧 。因为数据包提供分段,同步位/字节不必包括在内 。因此对T1和E1的有效负载分别为24和31字节 。对于可靠的面向连接的服务,有人考虑使用TCP/IP协议,这需要20字节的TCP报头,20字节的IP报头,每个数据分组共需40字节 。TCP提供了端到端的可靠连接,但这对话音分组用处不大,因为重传的话音分组到达接收端时次序已乱,将被丢弃 。更合理的选择将是使用实时传输协议RTP,它的报头至少12个字节,另加8字节的UTP报头和IP的报头,这与上面的开销一致 。用40字节的额外开销传送24字节或31字节的有效负载实在是浪费,解决这一问题有两个方法 。
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