VOIP基础技术培训课程(中文)

net2phoneVoIP基础技术课程1of39欢迎参加net2phoneVoIP(VoiceoverIP)技术培训课程net2phoneVoIP基础技术课程2of39课程概述1.电信发展史2.电路交换网3.ISO七层通讯协议4.IP分组交换网络5.分组网络分析net2phoneVoIP基础技术课程3of391.电信发展史－操作控制•贝尔1876年2月14日申请电话专利•电话通过本地用户环连接到中心交换机•用户通过磁发电机给电话供电•接线员通过在操作面盘上插拔接头建立双方连接net2phoneVoIP基础技术课程4of391.电信发展史－机电交换•AlmonStrowger在1888年8月获得“步进制电话交换”专利•通过用户拨号识别被叫用户(431)，通过用户所拨号码控制交换电路的连接•通过每个数字控制一级的方式，逐级连接主叫用户和被叫用户，直到通过整个交换矩阵123412341234net2phoneVoIP基础技术课程5of391.电信发展史－电路交换•20世纪60年代出现了基于微处理器的电路交换系统•采用微处理器控制模拟交换矩阵，通过连接交叉矩阵实现链路建立•更快的交换速度，高可靠，易维护，低成本•中继间通过SS7信令连接到CCS(公共信道信令)•DTMF拨号技术的引入提高了连接速度AB(A+B)uP地址总线时钟数据总线net2phoneVoIP基础技术课程6of391.电信发展史－数字交换系统ts1ts2ts3ts4•网络中传输的语音数字化•话音信号被采样和量化•采用时分复用（TDM）机制同时传输多路话音•ISDN,综合业务数字网在20世纪80年代被引入–基本速率接口（BRI）,2B+D–普通速率接口（PRI）,23B+Dor30B+2D•B信道,64Kbps话音信道•D信道,16或64kbps信令信道net2phoneVoIP基础技术课程7of39•负荷、分组报头和IP地址的压缩传送•IBM公司于20世纪70年代开发的CSMA/CA和令牌协议使网络性能得到提升•施乐公司的CSMA/CD协议促进了以太网的发展并成为IEEE802.1标准•IP网络是在用于军事的分布式分组通讯网络（ARPNET）基础上发展起来•商业IPLAN/WAN迅速成长起来,以太网随处可见,数据业务已经逐渐超过语音业务–公司对数据业务的需求剧增–万维网的应用呈爆炸性增长1.电信发展史－展望未来net2phoneVoIP基础技术课程8of39•根据信号不同可分为以下模拟电话电路：–用户环路,基本的FXS接口–基于中继或用户线连接–耳麦•中继设备分析音频/脉冲信号•话音和环路监控可用于其它的信令,如服务请求,告警,号码显示,释放等.•MIC的话音通过馈电调制成电流信号,解调后的信号被送到扬声器.2.电路交换网络－模拟电话PSTNNetworkFXSport(SubscriberInterface)BatteryFeedSwitchRingGeneratordialringerhandsetFXOport(PSTNOfficeInterface)TipTipRingRingSwitchHook-switch48Vnet2phoneVoIP基础技术课程9of39•T1最初设计为局间的一级中继连接•E1是和T1类似的欧洲标准•话音数字化:按照Nyquist的8,000bps标准采样速率,并按照8bit进行量化,按照PCM编码.•话音编码T1－U率,E1－A率.•PCM信号复用组帧:T1在1.544MHz24时隙E1在2.048MHz32时隙2.电路交换网络---PSTN、T1/E1、ISDNts1ts2ts3ts4net2phoneVoIP基础技术课程10of39•线性编码,双极性信号有助于消除直流分量和确保和时钟提取和信号同步-AMI-信号交替变换•每个信号码均交替变换一次•用于E1/T1–HDB3-高密度双极性3型码•每3个0插入1个1，输出时根据1的奇偶个数•用于E12.电路交换网络－PSTN、T1/E1、ISDNnet2phoneVoIP基础技术课程11of392.电路交换网络－PSTN、T1/E1、ISDN•按照帧的结构，需要区分时隙的开始和结束–D4,ESF用于T1–CRC4&NOCRC4用于E1•T1的帧定时作为Bit193被加到帧的结束•E1以时隙0作为一帧的起点•E1用时隙16作为信令•SimulateanalogtrunksLoop/Grd/E&M•R2信令用于呼叫控制和服务net2phoneVoIP基础技术课程12of39•ISDNPRI使用T1/E1连接.•ISDN使用基于消息的信令•CCS(公共信道信令)单独的分时时隙作为信令T1:时隙24,E1:时隙16.2.电路交换网络－PSTN、T1/E1、ISDNnet2phoneVoIP基础技术课程13of39•国际标准化组织制定的开放互连模型－ISO标准七层协议•在2个或多个实体之间定义相对应的功能层•不同层之间的名称和功能如下：7应用层交互式语音(VoIP)6表示层编解码5会话层RTP，RTCP4传输层TCP，UDP3网络层IP2链路层以太网1物理层5类UTP3.七层通讯协议－ISO标准七层协议net2phoneVoIP基础技术课程14of39•VoIP标准定义了每层消息和结构•OSI协议栈–用户应用按照从第七层协议到第一层协议的依次转换–接收端，数据是从第一层到第七层依次还原•常见VoIP标准:–IEEEH.323–IETFSIP–MGCP(CableTV)–Net2Phone专有协议4.分组网络－VoIP概念net2phoneVoIP基础技术课程15of39•定义物理链路的共享和接入•10/100M星型连接LANIEEE802•采用5类非屏蔽电缆•全球唯一6字节MAC地址•可以通过MAC层呼叫4.分组网络－链路层net2phoneVoIP基础技术课程16of39•IP(因特网协议)和支撑它的低层协议相互独立•IP分组包定义了IPv4头、源和目的地址、数据报内容•IPv4包头包含20字节(5个32比特字):–服务类型字节–包头和数据的总字节数–序号–分块标志和偏移–传输类型(TCP/UDP)–CRC校验•网络层路由协议4.分组网络－网络层net2phoneVoIP基础技术课程17of39•传输层完成可靠性控制和其它路由特征•VOIP基于TCP(传输控制协议)&UDP(用户数据报协议)•TCP的可靠性是基于重传机制，它用于VoIP的呼叫信令•UDP基于非可靠性传输，语音的实时传送使用UDP协议能取得较好的效果4.分组网络－传输层net2phoneVoIP基础技术课程18of39•每个会话(呼叫或请求)携带唯一的ID•RTP和RTCP会话统计•接收请求和应用程序处理。例如，当延时太大时，应用程序能够修改编码类型•呼叫(会话)控制信令消息:请求告警连接释放•资源预留协议(RSVP),质量保证协议4.分组网络－会话层net2phoneVoIP基础技术课程19of394.分组网络－表示层•未来减少LAN/WAN带宽占用,采用以下几种编码方法：–G.711,PCM编码,64kbps–G.726,ADPCM编码,16to32kbps–G.723.1,MP-MLQ/ACELP编码5.3/6.4kbps–G.729A,CS-ACELP,8kbps•编码类型由“Capability”消息携带,也可以预先定义•采用VAD(VoiceActivityDetection)进行静音压缩，舒适噪声产生(ComfortNoiseGeneration).net2phoneVoIP基础技术课程20of39•交互式语音通讯:–IP电话呼叫–办公传真–IP电话会议–语音邮件–电子邮件传真4.分组网络－应用层net2phoneVoIP基础技术课程21of39•建立在“不可靠网络”通讯基础上的多媒体通信,采用基于IP的UDP协议•应用层控制协议•采用多个相关协议作为补充•H.225呼叫信令-Q.931•H.245呼叫控制–能力,介质,逻辑信道•H.235安全协议•H.450增值服务协议–呼叫转移–呼叫保持–主叫显示–等等4.分组交换网络－IEEEH.323net2phoneVoIP基础技术课程22of39•四个实体:–网守区域控制器,RAS信道(注册,状态,登记)–网关连接两个协议独立的网络–终端(IP电话设备)用户接口设备–MCU(多点控制单元)会议控制和音频处理4.分组交换网络－IEEEH.323InternetZoneGatewaysTerminalsGatekeeperW/MCUPSTNPSTNnet2phoneVoIP基础技术课程23of394.分组交换网络－IEEEH.323架构RTPG.711G.729G.723.1H.261H.263AudioAppsVideoAppsH.225.0CallsignalingTCPUDPIPLinkLayer802.3RTCPH.225.0RASH.245ControlsignalingT.120DataTerminalcontrolandmanagementH.323Stacknet2phoneVoIP基础技术课程24of394.分组交换网络－IEEEH.323•RAS信道消息:发送请求到GK并获取响应(证实/拒绝):»GRQ-GCF/GRJ:GK接收到请求消息»RRQ-RCF/RRJ:端点注册请求、响应»URQ-UCF/URJ:端点释放请求、响应»LRQ-LCF/LRJ:端点登陆请求、响应»ARQ-ACF/ARJ:接入允许、拒绝»BRQ-BCF/BRJ:带宽请求、拒绝»DRQ-DCF/DRJ:释放请求、响应»IRQ-IRR:消息请求、响应net2phoneVoIP基础技术课程25of39•网守必须提供:地址翻译接入控制域管理和带宽控制•终端,网关,MCU注册以后必须受GK控制•GK可以在多级条件下管理呼叫:呼叫快速建立呼叫信令和控制模块GK呼叫信令和控制路由•快速建立甚至直接建立呼叫4.分组交换网络－IEEEH.323net2phoneVoIP基础技术课程26of394.分组交换网络－IEEEH.323•RAS•RASnet2phoneVoIP基础技术课程27of394.分组交换网络－IEEEH.323-FastStartH.323endpointH.323endpointGateKeepersetupARQACFARQACFalertingconnectendsessionendsessionReleasecomplete•端点获得GK的呼叫允许(ARQ/ACF).•ARQ消息携带目的点和介质类型直接启动呼叫•Setup消息包含介质类型和编码类型•后续消息(告警,连接)完成后打开语音信道•关闭语音信道(任一端点发起)•去活连接,向GK返回空闲指示RAS=黑色H.225=蓝色H.245=绿色AudioDRQDCFDRQDCFnet2phoneVoIP基础技术课程28of39•SIP:建立在多媒体通信委员会IETF的RFC-2543.•基于文本的协议,类似于HTTP,SIPURLsSIP:[e-mail].•底层独立,可靠连接(TCP)或不可靠连接(UDP),以分组或字节在网络中传输•应用层采用客户机/服务器模式•默认IP端口5060•SIP实体包含用户代理和代理服务器,注册,本地服务,重传服务•呼叫由呼叫代理控制的按照一定的顺序独立的ID标示4.分组交换网络－SIP(会话初始化协议)net2phoneVoIP基础技术课程29of394.PacketSwitchedNetworksVoIPProtocols,SIPProtocolArchitectureRTP/RTCPG.711G.729G.723.1H.261H.263AudioAppsVideoAppsUDPIPLinkLayer,802.3SDPTerminalcontrolandmanagementSIPStackTCPSAP/Q.931net2phoneVoIP基础技术课程30of39•客户