UniformComm统一通信基础之VoIP基础知识

©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.统一通信基础VOIPCopyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page1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；Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page2目录1.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2.VoIP3.信令与语音知识Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page31.1发展历程传统通信融合通信统一通信智能通信Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page41.2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。PBXCentrex企业A企业BCopyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page51.3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。IPNetwork企业总部分支机构A分支机构BCopyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page61.4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。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page71.5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。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page8目录1.企业通信发展简介2.VoIP2.1VoIP简介2.2VoIP与PSTN对比3.信令与语音知识Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page92.1VoIP简介VoIP概念VoIP(VoiceoverInternetProtocol)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。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page102.2VoIP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Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page112.2VoIP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Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page12目录1.企业通信发展简介2.VoIP3.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Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page133.1信令知识SIP和H.323用于呼叫控制SIP（SessionInitiationProtocol）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IADIP-PBXPOTSSIPCopyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page143.1信令知识（续）MGCP和H.248用于媒体控制MGCP（MediaGatewayControlProtocol）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。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page153.2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-MLQCopyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page163.2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16kb/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。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page173.2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.711PCM4.164AG.726ADPCM3.8532BG.723.1CELP3.655.3/6.3BG.728LD-CELP3.6116BG.729CS-ACELP3.928ACopyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page183.3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,thisisSarah.Hi,Sarah.Howareyou?SlienceSlience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％。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page193.4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。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page203.5回声抵消技术EC的全称为“EchoCanceller”，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。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page213.5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。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page223.5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Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page233.6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）Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page243.7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。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page253.8语音质量Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page263.8语音质量ITUG.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（frameloss）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Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page273.8语音质量语音质量评价方法：MOS(MeanOpinionScore)测试。MOS分值对照表级别MOS分值用户体验优5.0非常好