语音压缩及IP网上话音(VoIP)技术

在利用ＩＰ网络或租用专线实现语音交换机的全透明组网方案中，除了采用最先进的信令系统外，在交换系统中集成内置的语音压缩平台及其ＩＰ网上话音
　　
　　ＶｏＩＰ技术和网关技术是实现高质量语音通信的关键所在。内置语音压缩技术为节点间的相互连接提供了一套新的解决方案，并且可以减少企业专网的通信费用。语音压缩方案可以在不改变现有的网络构造条件下，增加交换节点间的话务通过能力。 语音压缩能用于租用线�熅拖笥镆艉褪�据多路复用器　。通过一条６４ｋｂｉｔ／ｓ租用线连接两个语音交换节点，６４ｋｂｉｔ／ｓ带宽其间可传输多个语音通道和１个专网信令数据通道。
　　
　　在最先进的组网方案中，可以无需永久专网信令通道而实现行真正具有压缩功能的ＶＰＮ方案，专网信令可在Ｂ信道传送，而这Ｂ信道仅在两节点间有话务时按需建立，即按需建立专网网络，提供全部专网业务。 语音压缩的另一个应用是可降低两个高话务量公司间的通信费用。这一功能又称为第二呼叫免费业务。这免费的第二呼叫也是按需建立的。凭借内置语音压缩平台及语音网关，语音交换节点可以在ＩＰ网上传送语音ＶｏＩＰ　。
　　
　　一、语音压缩平台技术 目前�熛冉�的语音交换机中内置的语音压缩平台是由系统内的链路优化功能模块实现的。具体选择哪种功能板是由交换节点之间如何连接组网决定的。交换节点之间的连接可以是租用线，ＩＳＤＮ交换网络，帧中继及ＩＰ网络等。 所谓压缩平台实际上是一个语音、数据的多路复用器。在一个复用器上总是涉及三项内容：语音接入；专网信令及数据；通过广域网络（也称混合通道）组网。
　　
　　１．语音接入部分 先进的内置语音压缩平台使用的压缩算法为Ｇ７２３．１，压缩率约为６．４ ｋｂｉｔ／ｓ，这也是低速ＶｏＩＰ的默认压缩标准，微软公司的通信应用软件网络会议�煟睿澹簦恚澹澹簦椋睿纭∫膊捎酶帽曜肌�
　　
　　Ｇ７２３．１的质量由Ｍ．Ｏ．Ｓ�熎骄�评判得分　量定。５表示质量最好，Ｇ７１１�煟叮矗搿∮镆舯涣慷ㄎ�４．２，Ｇ７２３．１算法被量定约为３．９，８ｋｂｉｔ／ｓ时的Ｇ７２９也为３．９，ＧＳＭ为３．５。因为压缩会引起延时，故内置回声消除技术。第三类传真支持的最大速率为９６００ｂｉｔ／ｓ，传真将被解调和再调制以避免使用广域网的６４ｋｂｉｔ／ｓ带宽。Ｍｏｄｅｍ呼叫不经过压缩设备。ＭＦＱ２３代码的翻译，编码及重建也在另一端完成。这样就避免了信号的失真�煟眩玻辰邮芷鞣浅Ｃ舾小　Ｒ攀е〉男薏构δ芸杀苊庥镆糁〉亩�失。该功能在帧中继网中非常有用，帧中继网会在网络饱和情况下丢弃帧。语音检测，静音压制及静音再生仅在发生时发送，这就意味着带宽为动态分布，５０％的时间被节约下来，可重新分配给其他话务如数据。为了损失尽量少的语音，即使语音是在几个交换节点间传送，也仅仅是执行一次压缩和解压缩。
　　
　　２．数据部分 对语音压缩平台来说数据支持是非常重要的，这样专网信令可在节点间交换。同时低速率ＨＤＬＣ数据也被支持。专网信令事实上也是ＨＤＬＣ数据，其不仅包括呼叫处理信号，同时包括对话务的管理，路由选择，监视等信息。先进的语音压缩平台采用动态带宽管理，如果没有语音信号，则带宽被用作传送专网信令和数据。
　　
　　３．广域网（ＷＡＮ）部分 ＷＡＮ的连接可以是租用线，ＩＳＤＮ通道，帧中继永久虚拟电路或ＩＰ网络。在ＷＡＮ网传送之前，语音及数据被复用。有两种复用和管理ＷＡＮ带宽的方法：时分复用、帧／信元或包。
　　
　　ＴＤＭ方式为每个通道预定一个固定的带宽。其优点为延时及延时抖动很小。但缺点是浪费带宽，这对于使用低速接入�煟叮矗耍猓椋簦�ｓ�� １２８Ｋｂｉｔ／ｓ　时是不能接受的，因为当通道未被使用或没有语音话务，带宽不能被其他话务如数据使用。在交换节点的内置语音压缩平台，使用帧模式。这意着带宽的分配是动态的。当有一个或更多的语音通道没有建立或处于通话的间隙阶段，带宽可被专网信令或数据所用。这意味着例如在夜间，没有语音话务，计费话单可以使用绝大多数的带宽传送。帧模式复用带来的问题是延时和如何管理话务的优先级，为了克服这些问题，先进的交换节点可采取以下措施： 数据帧分割，用户的数据帧可能很长，当有一个很长的帧发送时，为避免长的延时，该长帧被分割成小段；帧被有规律的以最小延时及延时变化方式发送；语音优先，帧内首先安排语音信息送入ＷＡＮ，带宽内剩余部分发送专网信令和用户数据。 网络中的时延：两个节点端到端的音呼叫时延为４０～９０ ｍｓ，每次传送增加１０～４０ｍｓ。

　　４．链路优化语音压缩功能模块 以阿尔卡特ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００综合业务宽带多媒体交换平台为例，语音压缩平台的实现由ＬＩＯｘ系列模块实现：ＬＩＯＰ， ＬＩＯＢ， ＬＩＯＸ。每板都有６个语音压缩模块，每个模块动态处理一个语音或传真。不同之处在于外部接口：ＬＩＯＰ带有一个ＰＲＡ接口，ＬＩＯＢ带有一个串行口及４个ＢＲＡ网络接口，ＬＩＯＸ没有外部接口。 ＬＩＯＰ耦合板。ＬＩＯＰ是２合１板，ＬＩＯＸ加ＰＲＡ板。ＰＲＡ接口可连接至公共ＩＳＤＮ网。专网话务�煱葱杞�立通道　和公网话务采用相同接口。ＰＲＡ也可连接至Ｇ７０３／Ｇ７０４的部分速率Ｅ１租用线。适用于两地间高话务量要求。
　　
　　ＬＩＯＢ耦合板。ＬＩＯＢ是ＬＩＯＸ加４个ＢＲＡ网络接口加１个串行接口。ＬＩＯＢ可适用于新系统或已安装的基于串行口要求的系统。ＬＩＯＢ板上的串行口可以是Ｘ２４／Ｖ１１或Ｖ３６。可以连接小容量的租用线�煟叮矗猓椋簦�ｓ，１２８ｋｂｉｔ／ｓ　或帧中继网络；ＬＩＯＢ的串行接口不能被用作连接终端。该接口连接至网络。并且在串口上的压缩只能是使用ＬＩＯＢ，而不可以是ＬＩＯＸ加同步终端适配器；ＢＲＡ可连接至ＩＳＤＮ网上的Ｔ０接口。该接口可用作传送专用和公用话务；ＢＲＡ接口不能连接Ｓ０分机或Ｓ０ ＰＣ板，ＢＲＡ接口只能接Ｔ０，不能接Ｓ０。 ＬＩＯＸ耦合板。ＬＩＯＸ板没有外部接口，ＬＩＯＸ可以用作ＬＩＯＰ或ＬＩＯＢ板的扩展板�熡没Р灰�更多的外部接口，只需要附加的语音压缩资源　；ＬＩＯＸ可以安装在已装有ＰＲＡ或ＢＲＡ板的ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００系统上。在语音压缩资源的集中，语音压缩资源在一节点内集中，可被各个方向共享。优点为：安全，某些压缩资源发生故障不会影响全局；在中心节点压缩资源的需要量大于远端节点的需要量。损失率应该非常低。
　　
　　二、在租用线上 使用内置语音压缩技术 内置语音压缩可使用在租用专线上。这可使用户减小实际租用线的带宽，从而达到节省通信费用的目的。阿尔卡特ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００可以通过各种不同的接口连接：可以是Ｘ２４／Ｖ１１或Ｖ３６或Ｇ７０３／Ｇ７０４�煟牛薄　�
　　
　　１．内置语音压缩平台以租用线连接。 串口连接Ｓｅｒｉａｌ ｌｉｎｋ ｌｅａｓｅｄ ｌｉｎｅ；ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００可通过串口连接网络；物理接口为Ｘ２４／Ｖ１１或Ｖ３６。需使用ＬＩＯＢ板；接口速率为６４ｋｂｉｔ／ｓ或１２８ｋｂｉｔ／ｓ；一个６４ｋｂｉｔ／ｓ接口可支持最多６个语音通道和专网信令；一个１２８ｋｂｉｔ／ｓ接口可支持最多１２个语音通道和专网信令；如果需更多语音通道，需使用Ｇ７０３／Ｇ７０４租用线。 Ｇ７０３／Ｇ７０４ Ｅ１租用线。如所需的语音通道超过１２，可使用部分速率租用线；物理接口为ＰＲＡ。可使用ＬＩＯＰ板；使用２５６ｋｂｉｔ／ｓ Ｅ１租用线可实现最多２４个语音通道和专网信令。 ２．针对租用线饱和溢出时的处理。
　　
　　如果２节点间所有的语音通道都忙�熑纾叮矗耄猓椋簦�ｓ租用线上６个通道　，第七个呼叫溢出至公网，由于使用专网ＶＰＮ，用户得到的仍是专网层的业务。
　　
　　３．多方向租用线的语音压缩通信 使用租用线构造了一个星形网，租用线点对点形式，一般情况下有多少远端节点就需要在中心配置多少接口：如１０个以６４ｋｂｉｔ／ｓ租用线连接的节点，在中心节点需配置１０个串口链路，需加上大量硬件。一些运营商可提供多方向租用线：这意味着在中心节点的租用线为多方向的Ｇ７０３／Ｇ７０４ Ｅ１ 接口。在Ｅ１中有些Ｂ通道指定去向方向Ａ，有些去向方向Ｂ。远端可以Ｅ１或６４ｋｂｉｔ／ｓ串联链路连接�熞谰菰擞�商。

４．语音及数据集成通信 下游的ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００连接至ＴＤＭ复用器，替代通常在复用器上进行的语音压缩功能。在ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００内部本身可以合成内部语音压缩，在ＴＤＭ复用器上只需简单集成语音及数据流�熆刹捎茫危澹鳎猓颍椋洌纾甯从闷鳌　�
　　
　　如果用户不认可由复用器提供语音压缩，他可使用ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００完成内置的语音压缩，这样仍保留ＴＤＭ复用器完成复用。ＬＩＯＢ板的串联输出可连接至复用器的同步串联链路输入端。由ＬＡＮ网来的数据被一起复用，复用器接在ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００后端。若在ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００前端连接高速数据�煟玻停猓椋簦�ｓ　。可以使用Ｎ�潱叮垂δ苣？榘辶�接路由器，提供Ｅ１或部分速率Ｅ１可使带宽最大为２Ｍｂｉｔ／ｓ。租用线带宽在ＴＤＭ模式下可由语音加专网信令和数据一起共享：Ｂ通道一些给语音，一些给数据。 ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００的内置语音压缩将减少语音通信的带宽。节约下来的带宽可被数据传送使用，以便为数据用户提供更好的服务。

　　在上游的ＯｍｎｉＰＣＸ ４４００连接低速数据�熥畲螅叮矗耄猓椋簦�ｓ　。内置语音压缩平台是语音数据复用器，它处理特殊数据专网信令。它还可以复用低速ＨＤＬＣ数据流，如连接一个小的分局路由器到总部的大路由器。使用６４Ｋ租用线最极端情况，具有６个语音通道，专网信令和数据可使用６４－６×７＝２２ｋｂｉｔ／ｓ。