1、歡迎參與net2phoneVoIP (Voice over IP)技術培訓課程 課程概述1.電信開展史2.電路交換網3.ISO 七層通訊協議4.IP分組交換網絡5.分組網絡分析電信開展史操作控制貝爾1876年2月14日懇求專利 經過本地用戶環銜接到中心交換機用戶經過磁發電機給供電接線員經過在操作面盤上插拔接頭建立雙方銜接電信開展史機電交換Almon Strowger 在1888年8月獲得“步進制交換專利經過用戶撥號識別被叫用戶(431)，經過用戶所撥號碼控制交換電路的銜接經過每個數字控制一級的方式，逐級銜接主叫用戶和被叫用戶，直到經過整個交換矩陣1234123412341.電信開展史電路交換2

2、0世紀60年代出現了基于微處置器的電路交換系統采用微處置器控制模擬交換矩陣，經過銜接交叉矩陣實現鏈路建立更快的交換速度，高可靠，易維護，低本錢中繼間經過SS7信令銜接到 CCS (公共信道信令) DTMF撥號技術的引入提高了銜接速度AB(A+B)uP地址總線時鐘數據總線電信開展史數字交換系統ts 1ts 2ts 3ts 4網絡中傳輸的語音數字化話音信號被采樣和量化采用時分復用TDM機制同時傳輸多路話音ISDN, 綜合業務數字網在20世紀80年代被引入根本速率接口BRI, 2B+D普通速率接口 PRI , 23B+D or 30B+2DB信道, 64 Kbps 話音信道D信道, 16或64 kb

3、ps信令信道 負荷、分組報頭和IP地址的緊縮傳送IBM公司于20世紀70年代開發的CSMA/CA和令牌協議使網絡性能得到提升施樂公司的 CSMA/CD協議促進了以太網的開展并成為IEEE 802.1規范IP 網絡是在用于軍事的分布式分組通訊網絡 ARPNET 根底上開展起來商業 IP LAN/WAN 迅速生長起來,以太網隨處可見,數據業務曾經逐漸超越語音業務公司對數據業務的需求劇增萬維網的運用呈爆炸性增長電信開展史展望未來根據信號不同可分為以下模擬電路：用戶環路, 根本的FXS接口基于中繼或用戶線銜接耳麥中繼設備分析音頻/脈沖信號話音和環路監控可用于其它的信令, 如效力懇求, 告警, 號碼顯示

4、,釋放等.MIC的話音經過饋電調制成電流信號,解調后的信號被送到揚聲器.2.電路交換網絡模擬PSTNNetworkFXS port(SubscriberInterface)BatteryFeedSwitchRing GeneratordialringerhandsetFXO port(PSTN OfficeInterface)TipTipRingRingSwitchHook-switch48VT1最初設計為局間的一級中繼銜接 E1 是和T1類似的歐洲規范話音數字化: 按照Nyquist的8,000bps規范采樣速率, 并按照8bit進展量化, 按照PCM編碼.話音編碼 T1U率, E1A率.P

5、CM信號復用組幀: T1 在1.544 MHz 24時隙E1 在2.048 MHz 32時隙2.電路交換網絡- PSTN、T1/E1、ISDNts 1ts 2ts 3ts 4線性編碼,雙極性信號有助于消除直流分量和確保和時鐘提取和信號同步 - AMI-信號交替變換每個信號碼均交替變換一次用于E1/T1HDB3-高密度雙極性3型碼每3個0插入1個1，輸出時根據1的奇偶個數用于E12.電路交換網絡PSTN、T1/E1、ISDN2.電路交換網絡PSTN、T1/E1、ISDN按照幀的構造，需求區分時隙的開場和終了D4, ESF 用于 T1CRC4 & NOCRC4用于 E1T1 的幀定時作為Bit19

6、3被加到幀的終了E1以時隙0作為一幀的起點E1用時隙16作為信令Simulate analog trunks Loop/Grd/E&MR2 信令用于呼叫控制和效力ISDN PRI 運用T1/E1銜接.ISDN 運用基于音訊的信令CCS (公共信道信令) 單獨的分時時隙作為信令 T1: 時隙24, E1: 時隙16.2.電路交換網絡PSTN、T1/E1、ISDN國際規范化組織制定的開放互連模型ISO規范七層協議在2個或多個實體之間定義相對應的功能層不同層之間的稱號和功能如下： 7運用層交互式語音 (VoIP)6表示層編解碼5會話層RTP，RTCP4傳輸層TCP，UDP3網絡層IP2鏈路層以太網1

7、物理層5類UTP3.七層通訊協議ISO規范七層協議VoIP 規范定義了每層音訊和構造 OSI協議棧用戶運用按照從第七層協議到第一層協議的依次轉換接納端，數據是從第一層到第七層依次復原常見VoIP規范:IEEE H.323IETF SIPMGCP (Cable TV)Net2Phone 專有協議4.分組網絡VoIP概念定義物理鏈路的共享和接入10/100M星型銜接 LAN IEEE 802采用5類非屏蔽電纜全球獨一6字節MAC地址可以經過MAC層呼叫4.分組網絡鏈路層IP (因特網協議) 和支撐它的低層協議相互獨立IP分組包定義了IPv4頭、源和目的地址、數據報內容IPv4包頭包含20字節(5個

8、32比特字):效力類型字節包頭和數據的總字節數序號分塊標志和偏移傳輸類型 (TCP/UDP)CRC校驗網絡層路由協議4.分組網絡網絡層傳輸層完成可靠性控制和其它路由特征VOIP基于TCP (傳輸控制協議) & UDP (用戶數據報協議) TCP的可靠性是基于重傳機制，它用于VoIP的呼叫信令UDP 基于非可靠性傳輸， 語音的實時傳送運用UDP協議能獲得較好的效果4.分組網絡傳輸層每個會話 (呼叫或懇求) 攜帶獨一的IDRTP和RTCP會話統計接納懇求和運用程序處置。例如，當延時太大時，運用程序可以修正編碼類型呼叫 (會話) 控制信令音訊:懇求告警銜接釋放資源預留協議 (RSVP), 質量保證協

9、議4.分組網絡會話層4.分組網絡表示層未來減少LAN/WAN帶寬占用, 采用以下幾種編碼方法：G.711, PCM編碼, 64 kbpsG.726, ADPCM編碼, 16 to 32 kbpsG.723.1, MP-MLQ/ACELP編碼 5.3/6.4 kbpsG.729A, CS-ACELP, 8 kbps編碼類型由 “Capability音訊攜帶,也可以預先定義采用VAD (Voice Activity Detection) 進展靜音緊縮， 溫馨噪聲產生 (Comfort Noise Generation).交互式語音通訊:IP呼叫辦公IP 會議語音郵件電子郵件4.分組網絡運用層建立在

10、“不可靠網絡通訊根底上的多媒體通訊,采用基于IP的UDP協議運用層控制協議采用多個相關協議作為補充H.225 呼叫信令 - Q.931H.245 呼叫控制 才干, 介質, 邏輯信道H.235 平安協議H.450 增值效力協議呼叫轉移呼叫堅持主叫顯示等等4.分組交換網絡IEEE H.323四個實體:網守區域控制器, RAS 信道 (注冊, 形狀, 登記)網關銜接兩個協議獨立的網絡終端 (IP設備)用戶接口設備MCU (多點控制單元)會議控制和音頻處置4.分組交換網絡IEEE H.323InternetZoneGatewaysTerminalsGatekeeper W/MCUPSTNPSTN4.分

11、組交換網絡IEEE H.323架構 RTPG.711G.729G.723.1H.261H.263AudioAppsVideoAppsH.225.0CallsignalingTCPUDP IPLink Layer 802.3RTCPH.225.0RASH.245ControlsignalingT.120DataTerminal control and managementH.323 Stack4.分組交換網絡IEEE H.323RAS 信道音訊:發送懇求到 GK并獲取呼應 (證明/回絕): GRQ - GCF/GRJ: GK接納到懇求音訊 RRQ - RCF/RRJ:端點注冊懇求、呼應 URQ

12、- UCF/URJ: 端點釋放懇求、呼應 LRQ - LCF/LRJ: 端點登陸懇求、呼應 ARQ - ACF/ARJ:接入允許、回絕 BRQ - BCF/BRJ:帶寬懇求、回絕 DRQ - DCF/DRJ:釋放懇求、呼應 IRQ - IRR: 音訊懇求、呼應網守必需提供:地址翻譯接入控制域管理和帶寬控制終端, 網關, MCU注冊以后必需受GK控制GK 可以在多級條件下管理呼叫:呼叫快速建立呼叫信令和控制模塊GK呼叫信令和控制路由快速建立甚至直接建立呼叫4.分組交換網絡IEEE H.323 connect setup alerting4.分組交換網絡IEEE H.323 media type

13、capabilities RAS RAS audio codec4.分組交換網絡IEEE H.323 -Fast StartH.323 endpointH.323 endpointGateKeepersetupARQACFARQACFalertingconnectend sessionend sessionRelease complete端點獲得GK的呼叫允許 (ARQ/ACF).ARQ 音訊攜帶目的點和介質類型直接啟動呼叫Setup音訊包含介質類型和編碼類型后續音訊 (告警, 銜接) 完成后翻開語音信道封鎖語音信道 (任一端點發起)去活銜接,向GK前往空閑指示RAS = 黑色H.225 =

14、藍色H.245 = 綠色AudioDRQDCFDRQDCFSIP: 建立在多媒體通訊委員會 IETF的RFC-2543.基于文本的協議,類似于HTTP, SIP URLs SIP:memyco.底層獨立, 可靠銜接 (TCP)或不可靠銜接(UDP),以分組或字節在網絡中傳輸運用層采用客戶機/效力器方式默許IP端口 5060SIP實體包含用戶代理和代理效力器, 注冊, 本地效力, 重傳效力呼叫由呼叫代理控制的按照一定的順序獨立的ID標示4.分組交換網絡SIP (會話初始化協議)4.Packet Switched NetworksVoIP Protocols, SIP Protocol Archi

15、tecture RTP/RTCPG.711G.729G.723.1H.261H.263AudioAppsVideoAppsUDP IPLink Layer, 802.3SDPTerminal control and managementSIP StackTCPSAP/Q.931客戶端懇求:INVITEACKCANCELBYEOPTIONREGISTER 4.分組交換網絡SIP呼應音訊韓3個數字的形狀嗎:1xx 信息2xx 勝利3xx 重定向4xx 客戶端錯5xx 效力器錯6xx 網絡錯 SIP音訊:客戶機到效力器“User Agent, Client.效力器到客戶機 “User Agent,

16、Server.用戶代理 A, 客戶懇求復位音訊 INVITESDP (會話描畫協議) 定義介質類型,編碼, 兼容性等SDP音訊包括SIP INVITE或ACK音訊用戶呼叫代理B, 效力器呼應包含呼叫群受理, 重定向, 回絕用戶呼叫代理A, 客戶端在接受呼應后發送ACKRTP會話(語音)建立任何一方用戶代理經過BYE音訊懇求終了呼叫4.分組交換網絡SIPINVITE+SDP200+SDPACKRTP/RTCPBYE200User Agent AUse r Agent BProxy基于實現IP上的一切相關協議4.分組交換網絡net2phoneIP 是一個“盡力而為的網絡, 分組在經過路由器/交換機

17、時能夠被延時或丟棄集成 (語音 & 數據)業務網必需支持 彈性運用,實時可接受運用和實時不可接受的運用交互式語音RTI運用, 時延 150 msec抖動延時 30 ms, 網絡擁塞和碰撞導致對時間敏感的語音業務包的損失 2% 的包喪失將導致語音的質量難以接受5.分組網絡分析QoS (效力質量)兩個QoS機制,預留帶寬或包優先權分級 (業務分組和排隊).RSVP layer 4/5 帶寬預留協議, PATH from sender & RESV request from receiver.層三的TOS指示不通的效力優先級：TOS字節編碼:BEF (盡力)AF (確定)EF (暢通)IEEE的 8

18、02.1 p/Q,層二的優先級和隊列, 在以太網的分組包中攜帶TOS比特.5.分組網絡分析QoS (效力質量)抖動 (延時變化) 需求緩沖對話音包進展重新排序較長延時產生的回聲導致語音質量惡化, G.168 回聲抵消可以消除這一問題編碼, 高緊縮話音 較好的處置才干和時延, 基于DSP處置器723.1 時延 37.5 msec (30 msec 幀 + 7.5 msec查找同步) 729A 時延 15 msec (10 msec幀 + 5 msec查找同步)UDP 分組w/voice負荷是短的, 中繼器和長線傳輸能呵斥碰撞, 建議運用LAN交換機.帶寬管理5.分組網絡分析QoS (效力質量)WAN的帶寬要求可以根據編碼和協議的不通滿足語音業務的需求, 帶寬需求 = (包頭 + 負荷).負荷是編碼的輸出結果.G.723.1