推動VoIP飛速發(fā)展的技術因素歸納

2019-11-03 09:00:06

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供稿：網(wǎng)友

　　由于相關的硬件、軟件、協(xié)議和標準中的許多發(fā)展和技術突破，使得Voip的廣泛使用很快就會變成現(xiàn)實。這些領域中的技術進步和發(fā)展為創(chuàng)建一個更有效、功能和互操作性更強的VoIP網(wǎng)絡起著推波助瀾的作用。本文簡單列出了這些領域中的主要發(fā)展。將推動VoIP飛速發(fā)展乃至廣泛應用的技術因素歸納為如下幾個方面。

　　1、數(shù)字信號處理器

　　先進的數(shù)字信號處理器（Digital Signal PRocessor ,DSP）執(zhí)行語音和數(shù)據(jù)集成所要求的計算密集的任各。DSP處理數(shù)字信號主要用于執(zhí)行復雜的計算，否則這些計算可能必須由通用CPU執(zhí)行。它們的專門化的處理能力與低成本的結合使DSP很好地適合于執(zhí)行VoIP系統(tǒng)中的信號處理功能。

　　單個語音流上G.729語音壓縮的計算開銷開常大，要求達到20MIPS，如果要求一個中央CPU在處理多個語音流的同時，還執(zhí)行路由和系統(tǒng)管理功能，這是不現(xiàn)實的，因此，使用一個或多個DSP可以從中央CPU卸載其中的復雜語音壓縮算法的計算任務。另外，DSP還適合于語音的活動檢測和回聲取消這樣的功能，困為它們實時處理語音數(shù)據(jù)流，并能快速訪問板上內(nèi)存，因此。在本章節(jié)中，比較詳細地介紹如何在TMS320C6201DSP平臺來實現(xiàn)語音編碼和回聲抵消的功能。

　　1 H.323 加權公平排隊法 DSP

　　2 MPLS標記交換加權隨機早期檢測高級ASIC

　　3 RTP, RTCP 雙漏斗通用信元速率算法 DWDM

　　4 RSVP 額定訪問速成率 SONET

　　5 Diffserv, CAR Cisco快速轉發(fā) CPU處理功率

　　6 G.729, G.729a:CS-ACELP 擴展訪問表 ADSL，RADSL，SDSL

　　7 FRF.11/FRF.12 令牌桶算法

　　8 Multilink PPP 幀中繼數(shù)據(jù)整流形

　　9 SIP 基于優(yōu)先級的CoS

　　10 Packet over SONET IP和ATM QoS/CoS的集成

　　2、高級專用集成電路

　　專用集成電路（application-Specific Integrated Circait, ASIC）發(fā)展產(chǎn)生了更快、更復雜、功能更強的ASIC。ASIC是執(zhí)行單一應用或很小的一組功能專門的應用芯片。由于集中于很窄的應用目標，故它們可以對特定的功能進行高度的優(yōu)化，通常雙通用CPU快一個或幾個數(shù)量級。就像精簡指令集計算機（RSIC）芯片集中于快速執(zhí)行扔限數(shù)目的操作一樣，ASIC被預先編程、使其能更快地執(zhí)行有限數(shù)目的功能。一旦開發(fā)完成，ASIC批量生產(chǎn)的成本并不高，被用于包括路由器和交換機這樣的網(wǎng)絡設備，執(zhí)行路由查表、分組轉發(fā)、分組分類和檢查以及排隊等功能。ASIC的使用使設備的性能更高，而成本更低。它們?yōu)榫W(wǎng)絡提供增加的寬帶和更好的QoS支持，所以對VoIP發(fā)展起著很大的促進作用。

　　3、 IP傳輸持術

　　傳輸電信網(wǎng)大多采用時分多路復用方式，因特網(wǎng)須采用的是統(tǒng)計復用變長分組交換方式，二者相比，后者對網(wǎng)絡資源利用率高，互連互通簡便有效、對數(shù)據(jù)業(yè)務十分適用，這是因特網(wǎng)得以飛速發(fā)展的重要原因之一。但是，寬帶IP網(wǎng)絡通信對QoS和延遲特性提出了茍刻的要求，因此，統(tǒng)計復用變長分組交換的技術發(fā)展為人們所關注。目前，除已問世的新一代IP協(xié)議--IPV6外，世界因特網(wǎng)工程任務組（IETF）提出了多協(xié)議標記交換技術（MPLS），這是一種基于網(wǎng)絡層選路的各種標記/標簽的交換，能提高選路的靈活性，擴展網(wǎng)絡層選路能力，簡化路由器和基于信元交換的集成，提高網(wǎng)絡性能。MPLS既可以作為獨立的選路協(xié)議工作，又能與現(xiàn)有的網(wǎng)絡選路協(xié)議兼容，支持IP網(wǎng)絡的各種操作、管理和維護功能，使IP網(wǎng)絡通信的QoS、路由、信令等性能大大提高，達到或接近統(tǒng)計復用定長分組交換（ATM）的水平，而又比ATM簡單、高效、便宜、適用。IETF還地抓緊新的分組理理持術，以便實現(xiàn)QoS選路。其中正在研究"隧道技術"就是為了實現(xiàn)單向鏈路的寬帶傳送。另外，如何選擇IP網(wǎng)絡傳輸平臺也是近年來研究的一個重要領域，先后出現(xiàn)了IP over ATM、IP over SDH、IP over DWDM等技術，目前公認的寬帶網(wǎng)絡分析模型如圖所示。

　　寬帶IP網(wǎng)絡的分層模型

　　第一層是基礎層，提供高速的數(shù)據(jù)傳輸骨干。IP層向IP用戶提供高質量的，具有一定服務保證的IP接入服務。用戶層提供接入形式（IP接入和寬帶接入）和服務內(nèi)容形式。在基礎層，以太網(wǎng)作為IP網(wǎng)絡的物理層，是理所當然的事情，但是IP overDWDM卻上最新技術，并具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br>
　　密集波分多路復用（Dense Wave Division MultipLexing,DWDM）為光纖網(wǎng)絡注入新的活力，并在電信公司鋪設新的光纖主干網(wǎng)中提供驚人的帶寬。DWDM技術利用光纖的能力和先進的光傳輸設備。波分多路復用的名稱是從單股光纖上傳送多個波長的光（LASER）而得來的。目前的系統(tǒng)能夠發(fā)送和識別16個波長，而將來的系統(tǒng)能夠支持40~96全波長。這具有重要意義，因為每增加一個波長，就增加了一個信息流。因此可以將2.6Gbit/s（OC-48）網(wǎng)絡擴大16倍，而不必鋪設新的光纖。

　　大多數(shù)新的光纖網(wǎng)絡以（9.6Gbit/s）的速度運行OC-192，在與DWDM結合時，在一對光纖上產(chǎn)生150Gbit/s以上的容量。另外，DWDM提供了接口的協(xié)議和速度無關的特征，在一條光纖上可同時支持ATM、SDH和千兆以太網(wǎng)信號的傳輸，這樣和現(xiàn)在已建成的各種網(wǎng)絡都可以兼容，因此DWDM既可以保護已有的設資，還可以以其巨大帶寬為ISP和電信公司提供了功能更強的主干網(wǎng)，并使寬帶成本更低和訪問性更強，這對VoIP解決方案的帶寬要求提供強有力的支持。增加的傳輸速率不僅可以提供更粗的管道，使阻塞的機會更少，而且使延時降低了許多，因此可以在很大程度上減少IP網(wǎng)絡上的QoS要求。

　　4、寬帶接入技術

　　IP網(wǎng)絡的用戶接入已成為制約全網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。從長期發(fā)展看，用戶接入的終極目標是光纖到戶（FTTH）。光接入網(wǎng)從廣義上講包括光數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)和無源光網(wǎng)絡兩類。前者主要在美國，結合開放口V5.1/V5.2，在光纖上傳送其綜合系統(tǒng)，顯示了很大的生命力。后者主要在目本和德國。日本堅持不懈攻關十多年，采取一系列措施，將無源光網(wǎng)絡成本降低至與銅纜和金屬雙絞線相近的水平，并大量使用。特別是近年ITU提出以ATM為基礎的無源光網(wǎng)絡（APON），將ATM與無源光網(wǎng)絡優(yōu)勢互補，接入速率可達622M bit/s，對寬帶IP多媒體業(yè)務發(fā)展十分有利，且能減少故障率和節(jié)點數(shù)目，擴大覆蓋范圍。目前ITU已完成了標準化工作，各廠家正在積極研制，不久會有商品上市，將成為面向21世紀的寬帶接入技術的主要發(fā)展方向。

　　目前主要采用的接入技術有:PSTN、IADN、ADSL、CM、DDN、 X.25和 Ethernet以及寬帶無線接入系統(tǒng)列等。這些接入技術各有特點，其中發(fā)展最快的是ADSL和CM；CM(Cable Modem)采用同軸電纜，傳輸速率高、抗干擾能力強；但是不能雙向傳輸，無統(tǒng)一標準。ADSL（Asymmetrical Digital Loop）獨享接入寬帶，充分利有現(xiàn)有電話網(wǎng)，提供非對稱的傳輸速率，用戶側的下載速率可以達到8 Mbit/s，用戶側的上載速率可以達到1M bit/s。ADSL為企業(yè)和各個用戶提供必要的寬帶，并極大地降低成本。使用較低成本的ADSL地區(qū)環(huán)路，現(xiàn)在公司能以更高的速度訪問因特網(wǎng)和基于因特網(wǎng)服務供應商的VPN，允許更高的VoIP呼叫容量。

　　5、中央處理單元技術

　　中央處理單元（CPU）在功能、功率和速度方面繼續(xù)發(fā)展。這使多媒體PC能夠廣泛應用，并提高了受CPU功率限制的系統(tǒng)功能的性能。PC處理流式音頻和視頻數(shù)據(jù)的能力在用戶中期待已久，所以在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上傳送語音呼叫理所當然成為下一步的目標。這個計算功能使先進的多媒體桌面應用和網(wǎng)絡組件中的先進功能都支持語音應用。

摘自中寬網(wǎng)

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