MSR系列路由器-VoIP技术基础.ppt

MSR系列路由器 VoIP技术基础,ISSUE 1.0,丘子隽 TS-MSR,2,引入,什么是VoIP？ VoIP和传统的PSTN有何异同？,3,学习目标,VoIP的体系结构 MSR的语音板卡 MSR上VoIP的配置,学习完本课程，您应该能够：,4,课程内容,第一章 VoIP与PSTN 第二章 VoIP体系结构 第三章 MSR的语音板卡 第四章 MSR基础语音配置,5,传统电话PSTN网络组网结构,（1）PSTN网络：由国家电信部门铺设专用线缆；企业用户租用要向其交纳很高的费用； （2）PSTN网络是分组交换网络，语音信息封装为PCM包形式，几乎不丢包；,PSTN,PBX,PBX,010 8277 .,0571 8676 .,北京市海淀区上地分局,杭州市高新区XX分局,PSTN,6,VoIP网络组网结构,（1）VoIP网络：长途线路接入IP网络，省去租用电信PSTN网络的费用； （2）企业用户只要能上网，就能通过Internet打电话了 （3）VoIP网络，语音信息封装为RTP报文形式，并且扩展了PSTN网络的语音包封装形式；,PBX,PBX,010 8277 .,0571 8676 .,华三北研所,华三杭州总部,Internet,VoIP,7,PSTN网络向VoIP网络迁移,长途网络由PSTN网切换到Internet网,PSTN,PBX,PBX,010 8277 .,0571 8676 .,VoIP,8,VoIP网络的基本功能,可以保留原有的PSTN网络终端设备； 长途骨干网络使用Internet网络； VoIP就是在IP网实现PSTN长途呼叫的各种信令和协议； MSR产品实现PSTN网络信令和IP网络信令的双向转换。,9,课程内容,第一章 VoIP与PSTN 第二章 VoIP体系结构 第三章 MSR的语音板卡 第四章 MSR基础语音配置,10,第二章 VoIP体系结构,VoIP总览 SIP H.323 RTP 语音编解码,11,VoIP网络呼叫概述,用PSTN打长途简单吗？ 一个VoIP通话成功建立首先需要通过呼叫信令来发起或接收呼叫，然后建立RTP语音流，通话结束时需要通过呼叫信令来释放呼叫； SIP协议和H.323协议体系均可提供呼叫建立、呼叫终止、呼叫控制、能力交换和附加服务。 MGCP协议，通过媒体网关控制器来控制媒体网关，可与SIP、H.323协议一起使用，SIP、H.323协议进行呼叫控制，MGCP管理媒体建立。,那只看不见的手在操控着长途线路,12,VoIP呼叫基本流程,PSTN,IP,PSTN,PSTN语音流,PSTN语音流,IP语音流,编解码转换,编解码转换,IP侧呼叫信令与能力协商,PSTN侧呼叫信令,PSTN侧呼叫信令,应答,应答,应答,挂机,断开连接,挂机,应答,应答,应答,13,RTCP,RTP,IP,MGCP,呼叫控制信令,信令和网关控制,媒体语音流,H.225,Q.931,H.323,H.323 v1 和 v2 支持H.245 over TCP, Q.931 over TCP 和 RAS over UDP. H.323 v3 和 v4 支持H.245 over UDP/TCP 和 Q.931 over UDP/TCP 和 RAS over UDP. SIP 支持 TCP 和 UDP.,TCP,RAS,UDP,SIP,H.245,Audio/ Video,RTSP,VoIP协议框架,14,第二章 VoIP体系结构,VoIP总览 SIP H.323 RTP 语音编解码,15,“,”,SIP 会话初始化协议，定义多媒体呼叫的建立、修改和终止。,IETF RFC 3261 SIP,VoIP呼叫信令协议：SIP,16,会话建立 多用户 媒体交互应用,会议,远程教学,邮件,视讯会议,即时消息,语音呼叫,MPEG, MP3, Audio, HTML,XML,个人移动办公,呼叫信令协议：SIP应用,17,Redirect Server 重定向服务器,呼叫信令协议：SIP分布式架构,Location Server 定位服务器,Registrar Server 注册服务器,User Agent 用户助理,Proxy Server 代理服务器,Gateway 语音网关,PSTN,SIP 部件,Proxy Server 代理服务器,18,SIP协议实体,19,呼叫信令协议：SIP消息 方法 和 应答,SIP 方法: INVITE 发起呼叫，邀请用户加入会话。 ACK 证实已收到对INVITE消息的最终应答。 BYE 终止一个呼叫。 CANCEL 取消一个请求。 REGISTER 注册用户助理。 OPTIONS 查询服务器能力。 INFO 携带带外信息，如DTMF数字。,SIP 应答: 1xx - Informational Messages. 2xx 成功应答 3xx 重定向应答 4xx 请求失败应答 5xx 服务器失败应答 6xx 全局失败应答,SIP部件通信，通过交换SIP消息:,20,呼叫信令协议：SIP头字段,SIP 借用HTTP的语法和语义 SIP 消息类似HTTP消息 消息格式，头和MIME支持。 例如： - SIP 头 - INVITE sip:4949:5060 SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 2:5060;branch=z9hG4bK7e7c328e1 Call-ID: 2396582b1b1a09229e65548c7e7c328e2 From: ;tag=7e7c328e To: CSeq: 1 INVITE Contact: Max-Forwards: 70 Content-Length: 213 Content-Type: application/sdp,21,呼叫信令协议：SIP寻址,SIP 地址，URL 格式： userhost. 例如： sip: sip:hostname ,22,呼叫信令协议：SIP通信建立过程,使用SIP建立通信，通常需要6步： 注册，初始化和定位一个用户（可选）； 判断使用媒体 递交会话描述； 判断被叫意愿 被叫发送应答表明意愿 接受或者拒绝； 呼叫建立； 呼叫修改或者处置 例如，呼叫转移 (可选)； 呼叫终止。,23,呼叫信令协议：SIP注册,打开SIP用户客户端 (SIP IP 电话, PC, 或者 其它 SIP 设备), 客户端就会注册到注册服务器 当SIP用户客户端需要通告位置时，也可以注册到注册服务器 注册信息定期刷新，并且SIP用户客户端需要重新注册到注册服务器 注册服务器通常转发这些信息到定位服务器或者重定向服务器,代理/ 注册 服务器,SIP IP 电话 用户,定位/重定向 服务器,24,呼叫信令协议：简化的SIP呼叫建立和终止,302 (Moved Temporarily),ACK,INVITE,302 (Moved Temporarily),ACK,Call Teardown,Media Path,Call Setup,25,第二章 VoIP体系结构,VoIP总览 SIP H.323 RTP 语音编解码,26,呼叫信令协议：H.323,“,”,描述终端和其它实体，在分组网上，提供多媒体通信，不提供QOS保证。H.323实体可提供语音、视频 和/或 数据通信。,ITU-T 建议 H.323 V4,27,呼叫信令协议：H.323组件,Terminal 终端,分组交换网,Multipoint Control Unit 多点控制单元,Gatekeeper 网守,电路交换网,28,呼叫信令协议：H.323终端,H.323 终端必须支持： H.225 呼叫控制信令 H.245 控制通道信令 RTP/RTCP 协议 音频编解码 视频编解码（可选）,29,呼叫信令协议：H.323网关,网关提供转换: 例如, 网关提供IP网 和 PSTN 之间的转换 网关能提供传送格式转换，通信过程转换，H.323和非H.323端点转换，编解码转换,30,呼叫信令协议：H.323网守,网守提供下面功能： 地址解析 接入控制 带宽控制 区域管理 呼叫控制信令 (可选) 呼叫授权 (可选) 带宽管理 (可选) 呼叫管理 (可选) 网守可选，但在一个H.323系统中，选择了网守，所有端点必须注册到网守，并接受呼叫许可,31,呼叫信令协议：H.323多点控制单元,MCU 提供三方会议或多方会议 MCU 组成： 多点控制器 (MC) 提供控制功能 多点处理器 (MP) 接受和处理音频/视频数据流,32,呼叫信令协议：H.323是一个“Umbrella”规格,呼叫控制和信令 H.245 能力协商, 媒体通道建立，和会议控制 H.225 呼叫控制： Q.931 呼叫信令和呼叫建立 RAS 注册、接入控制、状态,数据/传真 T.120 数据会议 T.38 传真,媒体 H.261 and H.263 视频编解码. G.711, G.723, G.729 音频编解码. RTP/RTCP 媒体.,H.323,33,H.323端到端（无GK）呼叫过程,34,呼叫信令协议：H.323组件和信令,H.245 能力协商，媒体通道建立，会议控制 H.225 呼叫控制 Q.931 呼叫控制和呼叫建立 RAS 注册，接入和状态，用于H.323端点和网守之间的通信,PSTN,Gatekeeper 网守,Terminal 终端,H.225/RAS messages over RAS channel,H.245 messages over call control channel,H.225/Q.931 messages over call signaling channel,H.225/RAS messages over RAS channel,H.225/Q.931 (optional),H.225/Q.931 (optional),H.245 messages (optional),H.245 messages (optional),35,呼叫信令协议：H.323建立通信的过程,使用H.323建立通信，需要6步： 向网守注册（可选） 呼叫建立 初始化通信和能力交换 音频/视频通信建立 呼叫服务 呼叫终止,36,呼叫信令协议：简化的H.323呼叫过程,H.323终端提前注册到网守 终端A初始化呼叫，与网守交换RAS消息。 网守提供终端B的地址信息给终端A 终端A发送SETUP消息给终端B 终端B应答Call Proceeding消息，并需要得到网守许可 终端B发送Alerting和Connect消息 终端B和A交换H.245消息，决定主从关系，终端能力，打开逻辑通道 两终端建立RTP媒体通道,终端 A,网守,终端 B,RAS消息,Call Signaling消息,1. ARQ,2. ACF,5. ARQ,6. ACF,3. SETUP,4. Call Proceeding,7.Alerting,8.Connect,H.245消息,RTP Media Path,37,呼叫信令协议： H.323版本,版本,关键特性参考,H.323 Version 3,/iptel/h323/whatsnew_v3.html,日期,September 1999,38,SIP与H.323 共同点,从功能上来看, SIP和H.323相似，都提供： 呼叫控制，呼叫建立和呼叫终止 基本呼叫特性，如：呼叫等待，呼叫保持，呼叫转换，呼叫返回，呼叫标志，呼叫释放 能力交换,39,SIP与H.323 各自优势,H.323 定义成熟的多媒体会议。支持白板，数据协作，视频会议 SIP 支持弹性扩展，和新特性创建，使用通用网关接口CGI和呼叫过程语言CPL SIP 第三方呼叫控制（SIP支持，H.323不支持）,40,表1 SIP与H.323,H.323,SIP,ITU.,IETF.,Peer-to-Peer.,Peer-to-Peer.,电话网。借用ISDN Q.SIG呼叫信令协议,Internet网，Web中心，借用HTTP的语法和消息,智能H.323终端,智能用户助理,H.323网守,SIP代理，重定向，定位，注册服务器,使用H.323、SIP协议双网关，可以实现协议转换，完成H.323和SIP设备的互通,41,表2 SIP与H.323,Information,H.323,SIP,42,表3 SIP与H.323,Information,H.323,SIP,43,表4 SIP与H.323,Information,H.323,SIP,注: 基本呼叫特性包括：呼叫保持，呼叫等待，呼叫转移，主叫识别，呼叫释放,44,第二章 VoIP体系结构,VoIP总览 SIP H.323 RTP 语音编解码,45,语音流在PSTN网络中采用分组交换的形式（PCM）发送； 语音流在VoIP网络中依据RTP协议封装成RTP报文发送；RTP协议是应用层协议，基于UDP封装； 一个完整的RTP报文结构（与OSI七层协议模型相对应） 举例：一个完整的慢起快速打开H245通道的呼叫过程.cap,VoIP网络中语音流的承载形式：RTP/RTCP,46,VoIP网络中语音流的承载形式：RTP/RTCP,RTCP报文的作用：定期相互通报RTP报文统计信息，以便进行实时语音质量判断等。 典型的RTCP报文结构：,47,第二章 VoIP体系结构,VoIP总览 SIP H.323 RTP 语音编解码,48,语音编解码类型,源波形，例如ADPCM (Adaptive PCM) 预测PCM编码 减少64 kbps到32或者16 kbps，基本不损失质量 声音编码器 带宽小( 例如 2.4 kbps) 声音不自然，失真 不可能识别讲话者 混合，例如 CELP (Code Excited Linear Predictive) 综合了上述两个方法的长处,49,语音编解码：典型的编解码算法,50,语音编解码：MSR产品支持的语音编解码,G711A、G711：64Kbps G729r8、G729a：8Kbps（默认编解码） G723r53、G723r63：5.3Kbps/6.3Kbps G726r16、G726r24、G726r32、G726r40： 16Kbps、 24Kbps、 32Kbps、 64Kbps,51,小结,VoIP的体系结构 SIP H.323 RTP/RTCP 语音编解码格式,52,课程内容,第一章 VoIP与PSTN 第二章 VoIP体系结构 第三章 MSR的语音板卡 第四章 MSR基础语音配置,53,第三章 MSR语音板卡,VPM/VCPM 语音板卡 PSTN信令 MSR语音板卡选配关系,54,VPM和VCPM,VPM（Voice Processing Module ） 数字语音编解码 数字语音板卡需要 MIM/FIC板卡上的DIMM条 SIC用主板上的DIMM条 VCPM（Voice Co-Processing Module） 提供TDM语音时钟 数字语音板卡需要 MIM/FIC板卡上的扣卡 SIC用主板上的扣卡 主板扣卡和板卡扣卡不可混用,55,第三章 MSR语音板卡,VPM/VCPM 语音板卡 PSTN信令 MSR语音板卡选配关系,56,MSR语音板卡,模拟板卡 FXO 连接PBX等PSTN设备 FXS 连接话机 E&M 连接话机、PBX等PSTN设备 数字板卡 VE1/VT1 连接PBX等PSTN设备 可以传送多路话音,57,第三章 MSR语音板卡,VPM/VCPM 语音板卡 PSTN信令 MSR语音板卡选配关系,58,MSR语音PSTN信令,模拟信令模拟板卡使用 LGS E&M 数字信令数字板卡使用 ISDN-PRI R2 CNo.1 & No.7 数字LGS 数字E&M,59,第三章 MSR语音板卡,VPM/VCPM 语音板卡 PSTN信令 MSR语音板卡选配关系,60,MSR各机型与语音板卡选配关系,支持,不支持,61,MSR语音板卡选配技巧,模拟卡只要机器上有相应插槽就能支持 FXS/FXO比较特殊，需要最新的Lundy板卡 VE1/VT1 MIM/FIC只要有相应插槽就能支持 SIC只要MSR前面板有VCPM指示灯就能支持,62,MSR语音板卡与AR的兼容性,MSR目前的模拟语音板卡移植于AR MSR支持AR新开发的Lundy FXS和FXO MSR支持AR的E&M MSR的数字语音板卡 AR的E1VI/T1VI对外宣称不支持 2E1VI/T1VI不支持 AR不支持VE1/VT1,63,小结,VPM和VCPM 语音板卡 信令 板卡选配,64,课程内容,第一章 VoIP与PSTN