所謂的VoIP是以IP分組交換網(wǎng)絡(luò )為傳輸平臺，對模擬的語(yǔ)音信號進(jìn)行壓縮、打包等一系列的特殊處理，使之可以采用無(wú)連接的UDP協(xié)議進(jìn)行傳輸。
通過(guò)因特網(wǎng)進(jìn)行語(yǔ)音通信是一個(gè)非常復雜的系統工程，其應用面很廣，因此涉及的技術(shù)也特別多，其中最根本的技術(shù)是VoIP (Voice over IP)技術(shù)，可以說(shuō)，因特網(wǎng)語(yǔ)音通信是VoIP技術(shù)的一個(gè)最典型的、也是最有前景的應用領(lǐng)域。本文主要介紹VOIP的基本傳輸過(guò)程。
傳統的電話(huà)網(wǎng)是以電路交換方式傳輸語(yǔ)音，所要求的傳輸寬帶為64kbit/s。而所謂的VoIP是以IP分組交換網(wǎng)絡(luò )為傳輸平臺，對模擬的語(yǔ)音信號進(jìn)行壓縮、打包等一系列的特殊處理，使之可以采用無(wú)連接的UDP協(xié)議進(jìn)行傳輸。
為了在一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò )上傳輸語(yǔ)音信號，要求幾個(gè)元素和功能。最簡(jiǎn)單形式的網(wǎng)絡(luò )由兩個(gè)或多個(gè)具有VoIP功能的設備組成，這一設備通過(guò)一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò )連接。VoIP模型的基本結構圖如圖1所示。可以發(fā)現VoIP設備是如何把語(yǔ)音信號轉換為IP數據流，并把這些數據流轉發(fā)到IP目的地，IP目的地又把它們轉換回到語(yǔ)音信號。
兩者之音的網(wǎng)絡(luò )必須支持IP傳輸，且可以是IP路由器和網(wǎng)絡(luò )鏈路的任意組合。因此可以簡(jiǎn)單地將VoIP的傳輸過(guò)程分為下列幾個(gè)階段。
1、 語(yǔ)音-數據轉換
語(yǔ)音信號是模擬波形，通過(guò)IP方式來(lái)傳輸語(yǔ)音，不管是實(shí)時(shí)應用業(yè)務(wù)還是非實(shí)時(shí)應用業(yè)務(wù)，道貌岸首先要對語(yǔ)音信號進(jìn)行模擬數據轉換，也就是對模擬語(yǔ)音信號進(jìn)行8位或6位的量化，然后送入到緩沖存儲區中，緩沖器的大小可以根據延遲和編碼的要求選擇。許多低比特率的編碼器是采取以幀為單位進(jìn)行編碼。
典型幀長(cháng)為10~30ms。考慮傳輸過(guò)程中的代價(jià)，語(yǔ)間包通常由60、120或240ms的語(yǔ)音數據組成。數字化可以使用各種語(yǔ)音編碼方案來(lái)實(shí)現，目前采用的語(yǔ)音編碼標準主要有ITU-T G.711。源和目的地的語(yǔ)音編碼器必須實(shí)現相同的算法，這樣目的地的語(yǔ)音設備幫可以還原模擬語(yǔ)音信號。
2、 原數據到IP轉換
一旦語(yǔ)音信號進(jìn)行數字編碼，下一步就是對語(yǔ)音包以特定的幀長(cháng)進(jìn)行壓縮編碼。大部份的編碼器都有特定的幀長(cháng)，若一個(gè)編碼器使用15ms的幀，則把從第一來(lái)的60ms的包分成4幀，并按順序進(jìn)行編碼。每個(gè)幀合120個(gè)語(yǔ)音樣點(diǎn)(抽樣率為8kHz)。編碼后，將4個(gè)壓縮的幀合成一個(gè)壓縮的語(yǔ)音包送入網(wǎng)絡(luò )處理器。
網(wǎng)絡(luò )處理器為語(yǔ)音添加包頭、時(shí)標和其它信息后通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送到另一端點(diǎn)。語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)單地建立通信端點(diǎn)之間的物理連接(一條線(xiàn)路)，并在端點(diǎn)之間傳輸編碼的信號。IP網(wǎng)絡(luò )不像電路交換網(wǎng)絡(luò )，它不形成連接，它要求把數據放在可變長(cháng)的數據報或分組中，然后給每個(gè)數據報附帶尋址和控制信息，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送，一站一站地轉發(fā)到目的地。
3、 傳送
在這個(gè)通道中，全部網(wǎng)絡(luò )被看成一個(gè)從輸入端接收語(yǔ)音包，然后在一定時(shí)間(t)內將其傳送到網(wǎng)絡(luò )輸出端。t可以在某全范圍內變化，反映了網(wǎng)絡(luò )傳輸中的抖動(dòng)。網(wǎng)絡(luò )中的同間節點(diǎn)檢查每個(gè)IP數據附帶的尋址信息，并使用這個(gè)信息把該數據報轉發(fā)到目的地路徑上的下一站。網(wǎng)絡(luò )鏈路可以是支持IP數據流的任何拓結構或訪(fǎng)問(wèn)方法。
4、 IP包-數據的轉換
目的地VoIP設備接收這個(gè)IP數據并開(kāi)始處理。網(wǎng)絡(luò )級提供一個(gè)可變長(cháng)度的緩沖器，用來(lái)調節網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生的抖動(dòng)。該緩沖器可容納許多語(yǔ)音包，用戶(hù)可以選擇緩沖器的大小。小的緩沖器產(chǎn)生延遲較小，但不能調節大的抖動(dòng)。其次，解碼器將經(jīng)編碼的語(yǔ)音包解壓縮后產(chǎn)生新的語(yǔ)音包，這個(gè)模塊也可以按幀進(jìn)行操作，完全和解碼器的長(cháng)度相同。
若幀長(cháng)度為15ms，，是60ms的語(yǔ)音包被分成4幀，然后它們被解碼還原成60ms的語(yǔ)音數據流送入解碼緩沖器。在數據報的處理過(guò)程中，去掉尋址和控制信息，保留原始的原數據，然后把這個(gè)原數據提供給解碼器。
5、 數字語(yǔ)音轉換為模擬語(yǔ)音
播放驅動(dòng)器將緩沖器中的語(yǔ)音樣點(diǎn)(480個(gè))取出送入聲卡，通過(guò)揚聲器按預定的頻率(例如8kHz)播出。 簡(jiǎn)而言之，語(yǔ)音信號在IP網(wǎng)絡(luò )上的傳送要經(jīng)過(guò)從模擬信號到數字信號的轉換、數字語(yǔ)音封裝成IP分組、IP分組通過(guò)網(wǎng)絡(luò )的傳送、IP分組的解包和數字語(yǔ)音還原到模擬信號等過(guò)程。
