接入产品语音业务实现原理

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedSecurityLevel:InternalUseOnly接入网语音业务实现原理接入网产品导入部HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage2目前接入网设备中包括UA5000，MA5600TMSAN和MDU等均可以实现语音业务，具体实现方式支持传统V5语音，H248，MGCP，SIP等，各个产品的语言业务在内部实现时即存在差异，也有很多相似点。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage3学习完本课程，您将会：了解语音业务的组网应用掌握语音业务的呼叫流程理解语音业务的实现原理HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage4第1章语音业务概览第2章系统结构第3章语音业务实现原理第4章语音业务呼叫流程第5章语音维护特性介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage5NGN体系架构接入网语音产品就是MGHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage6POTSModemVOICE、FAX、MODEMTwistedpairFaxMGLEV5.1/V5.2H.248/MGCPFE/GEH.248/MGCPSoftSwitchIPnetworkE1IUAIUA支持V5上行的产品：UA5000不支持V5上行的产品：MA5600T/MA5606T/MA5620E/MA5620GHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage7第1章语音业务概览第2章系统结构第3章语音业务实现原理第4章语音业务呼叫流程第5章语音维护特性介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage8软件结构逻辑图HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage9硬件逻辑框图（以MA5600T为例）POTS接入ISDNBRA接入ISDNPRA接入业务接口模块GE/FEEPONGPON上行接口模块E1业务转发模块业务控制模块HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage10第1章语音业务概览第2章系统结构第3章语音业务实现原理第4章语音业务呼叫流程第5章语音维护特性介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage11第3章语音业务实现原理第1节VOIP中的媒体流和信令流第2节VOIP中的关键技术HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage12媒体流和信令流设备外流向PSTN分组核心网Soft-phoneUMGMA5600T（MSAN）UA5000（MSAN）E-phoneSoftswitchRouterSoftswitchRouterMA5680T（OLT）MA5620E/MA5620G（ONU）信令流媒体流HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage13媒体流和信令流设备内流向POTS接入ISDNBRA接入ISDNPRA接入业务接口模块GE/FEEPONGPON上行接口模块E1业务转发模块业务控制模块信令流媒体流HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage14第3章语音业务实现原理第1节VOIP中的媒体流和信令流第2节VOIP中的关键技术HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage15VoIP关键技术VoIP关键技术HDJUROK;UPO’XCGDSZGJHFKLHL信令技术实时传输技术网络传输技术QOS技术媒体技术传统的IP网络主要是用来传输数据业务，采用的是尽力而为的、无连接的技术，因此没有服务质量保证，存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。数据业务对此要求不高，但话音属于实时业务，对时序、时延等有严格的要求。因此必须采取特殊措施来保障一定的业务质量。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage16信令技术信令技术保证电话呼叫的顺利实现，目前被广泛接受的VOIP控制信令体系包括：−H.323系列−MGCP−H.248/Megaco−SIPHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage17RTP/RTCPRTP报文格式：RTCP报文格式：RTCP(Real-timeTransportControlProtocol)：实时传输控制协议RTCP采用和数据分组同样的分配传送机制向RTP会话中的所有与会者周期性地发送控制包。从而提供数据传送QoS的监测手段。RTCP包一般占带宽的5%；RTCP协议提供的QOS参数包括:环路时延,丢包率,抖动等;RTP端口一般为偶数，RTCP端口为紧挨着的奇数；RTP(Real-timeTransportProtocol)：实时传输协议RTP协议为音频、视频等实时数据提供端到端的传送服务，可以向接收端点传送恢复实时信号必需的定时和顺序信息。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage18网络传输技术VOIP中网络传输技术主要是TCP和UDP，此外还包括网关互联技术、路由选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。由于实时传输协议RTP提供具有实时特征的、端到端的数据传输业务，因此VOIP可用RTP来传送话音数据。通常RTP协议数据单元是用UDP分组来承载，而且为了尽量减少时延，话音净荷通常都很短。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage19语音通信协议HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage20媒体处理技术JBCODECVAD/CNGPLCEC媒体处理技术编码技术静音检测/舒适噪音丢包补偿回声取消JutterBufferHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage21CODEC（编码）编解码性能因素：比特率语音质量复杂度时延一般来说，编码的比特率越低，算法的复杂度就越高，编码的处理时延也会越长，并降低语音质量。在实际的应用过程中，用户真正关心的并不是算法的原理以及所采用的具体技术，而是各种算法的使用特点HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage22JB（Jitterbuffer）媒体流传输RTP协议是基于UDP协议，在网络上传输时，因无Qos保证，远端匀速发送的数据包到达近端时的时间间隔并不均匀（抖动），甚至可能发生了乱序（后发的包先到）。jitterbuffer技术就是用来消除数据包在IP网络上传输的抖动使数据包在接收近端通过缓存调整，使乱序、抖动的数据包，匀速送给Decoder。很明显，Jitterbuffer需要对包进行缓存，就增加了数据包的传输时延。Jitterbuffer的大小与Delay是对立的，如何进行均衡处理，也是jitterbuffer技术考虑的重点。76543217654321Rtp包JutterBufferJitterbuffer工作模式：动态JB：根据网络的jitter情况动态调整jitterbuffer的深度，使防抖动能力和时延达到最佳均衡Fixed静态JB：不根据网络jitter进行调整jitterbuffer的深度HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage23PLC（丢包补偿）PLC：PacketLossConcealment丢包补偿应用：当网络出现丢包时，根据语音信号的时域相关性，通过前几帧的数据恢复丢失帧的信息，达到平滑补偿的作用；丢包补偿对语音有好处，据测试，5％的随机丢包对语音几乎没有多大影响，在20％的随机丢包情况下，语音质量还可以接受。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage24EC（回声抵消）电学回声主要是电话网络上的二四线转换器（在用户板上）引入的，由于二四线转换器两侧的阻抗不匹配，导致部分能量返回，引起回声。声学回声是由于话机听筒中的声音又直接送至了话筒中所导致。使用话机的免提功能时，这种现象更为明显。回声消除技术主要利用数字滤波器技术来消除对通话质量影响很大回声干扰，保证通话质量。这点在时延相对较大的IP分组网络中尤为重要。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage25VAD/CNG（静音检测/舒适噪音）VAD：VoiceActivityDetect语音活动检测（静音检测）CNG：ComfortNoiseGenerator舒适噪声产生应用：统计显示：在人的通话过程中，仅40%左右的时间是真正有声音的．如果在静音期间发送方不发送语音包,理论上可以节约60%左右的带宽；发送端检测到TDM静音时，发送静音包SID帧(遵循RFC3889)；接收端接收到静音包SID帧时，为了不使得对方产生断线的错觉，在对方产生舒适噪声。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage26数字信号处理器（DSP）数字信号处理器（DSP,digitalsignalprocessors）是语音编码器和调制解调器的核心部件，DSP是进行语音分组和压缩的关键部件，在VoIP中也起到关键作用。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage27保证NGN语音质量常用技术VOIP本身提供的技术冗余，丢包补偿，FFC2198，adaptive/FixedJitter,EC,选择合适的编解码提高音源质量自动增益调整&背景噪声抑制（接收端）合理的规划网络规划独立的NGN网络或者独立的VPN；信令和媒体分离设计给语音规划合理的TOS/DSCP;合理的规划和定义每个网元的时延和抖动；HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage28第1章语音业务概览第2章系统结构第3章语音业务实现原理第4章语音业务呼叫流程第5章语音维护特性介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage29第4章语音业务呼叫流程第1节常见业务流程第2节FAX、MODEM流程第3节其他特色业务流程HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage30SLIC+CODECCPUCPUDSPSLIC+CODEC摘机DSP摘机摘机正常极性拨号音+数图第一个号码停拨号音最后一个号码号码上报振铃振铃远端回铃音回铃音摘机摘机摘机停远端回铃音DSP停振铃RTP（回铃音）RTP反极性反极性反极性拨号音呼叫建立流程MGMG振铃HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage31SLIC+CODECCPUCPUSLIC+CODECDSP忙音+正常极性忙音挂机挂机挂机挂机DSP释放资源释放资源挂机DSP正常极性释放资源呼叫释放流程RTPDSPDSPMGMGMGC正常极性HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage32SLIC+CODECCPUCPUDSPSLIC+CODEC摘机DSP