华为UC统一通信HCNA认证IHUCA第二章VOIP网络及技.ppt

修订记录 本页不打印 第二章VOIP网络及技术介绍 前言 IP语音 VoIP 指通过IP数据网络传输电话呼叫的一种方式 可以是互联网 也可是企业自己的内部网络 VoIP的主要魅力之一在于它允许通过数据网络 而不是电话公司的网络 传输电话呼叫 从而帮助公司降低了成本 目标 学完本课程后 您将能够 了解VoIP网络架构 了解VoIP基础知识 了解VoIP信令和媒体传输协议 目录 第一节什么是VOIP第二节VOIP协议 VoIP概述 VOIP VoiceoverInternetProtocol 是指将模拟声音讯号数字化 经过压缩和封包之后 以数据封包 DataPacket 的形式在IP网络上传输语音讯号 VoIP网络介绍 长途旁路是VoIP网络的最经典应用 PBX 传真 电话终端 电话终端 深圳公司 北京公司 PBX 传真 电话终端 电话终端 IPNetwork PSTN 模数转换 模数转换是将模拟性质的语音讯号转换成数字方式 模数转换包含 抽样 量化 编码三个阶段 时间 幅度 时间 幅度 抽样 量化 127 127 0 01010010 编码 模数转换 抽样是把连续时间模拟信号转换成离散时间连续幅度的抽样信号 量化是把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字信号 编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出 语音压缩算法 语音压缩 在数模转换中 为降低编码速率和提高语音质量而采用一些优化编码技术来进行语音编码的过程 语音编码的意义提高通话质量 数字化 信道编码纠错 提高频谱利用率 低码率编码 提高系统容量 低码率 语音激活技术 语音压缩算法 语音编码分类 波形编码将时域的模拟话音的波形信号经过取样 量化 编码而形成的数字话音信号 参量编码 音源编码 基于人类语言的发音机理 找出表征语音特征参量 对特征参量进行编码 混合编码混合编译码是结合波形编译码和参量编译码之间的优点 语音压缩算法 DSP VoIP的关键部件是DSP 数字信号处理器 DigitalSignalProcessors 是语音编码器和调制解调器的核心部件 DSP特点是体积比较小 功率消耗少 运算速度快 IP电话 通过网线接入系统拥有独立的IP地址 和IP PBX服务器之间用标准VOIP协议建立呼叫 支持TFTP HTTP等多种IP应用协议 基于TCP IP协议语音被封装成IP数据包进行传输 IP PBX IPPBX是从PBX的概念发展而来的 是一种基于IP协议的的公司电话系统 PSTN 企业VOIP 传真 模拟电话 IP电话 IP PBX 用户接入网关 IP PBX优势 PSTN 电话公网 IPPBX 电话终端 主叫方 发起呼叫 IPPBX 电话终端 上海 北京 IP 方式一 电信长途 话费昂贵方式二 利用运营商的IP网络将PBX组网 通过IP走长途 话费相对较低 IP PBX优势 IP PBX Router GW Router GW IP IP PBX TDMPBX TDMPBX PSTN SiteA SiteB CarrierNetwork 经济 降低布线和维护成本便利 号码 终端 网络的移动性效率 业务丰富 与应用整合性强 IP PBX接入方式 IPPBX 模拟电话 AG IAD IAD H 248 SIP VoIP网关接入 2 SIP IMS网络接入 5 移动IMS网络 3 IP电话 IP电话接入 SIP IP语音质量 语音质量评价方法 MOS MeanOpinionScore 测试 IP语音质量 影响语音质量的因素主要包含 信号失真 丢包 延时 抖动 编解码 网络传输 网络拥塞 路由 交换 信号失真 丢包 延时 抖动 语音质量 IP语音质量 提高话音质量的措施回声消除 EC 语音活动检测 VAD 舒适背景噪音 CNG QoS QoS是QualityofService 服务质量 的简称 其目的是针对各种业务的不同需求 为其提供端到端的服务质量保证 QoS技术在当今的互联网中应用越来越多 其作用越来越重要 如果没有QoS技术 业务的服务质量就无法保证 单向时延不超过150 200ms 平均抖动不应超过30ms 每个呼叫需要21 106kb s的保证优先带宽 丢包率不超过1 语音业务QoS需求 QoS功能 服务质量 QoS 提供了下述功能 流分类和标记网络拥塞管理网络拥塞避免流量监管和流量整形 QoS技术 优先级标记流量监管端口限速队列调度高低优先级调度严格优先级调度加权轮循调度最大时延加权轮循调度 QoS 优先级标记 未标记的流 已标记的流 优先级标记的作用 QoS实施差别服务的基础优先级标记方法 IP优先级 TOS优先级 DSCP优先级和802 1p优先级 QoS 流量监管 No 丢弃或缓存 进入设备的所有数据流 继续发送 按规定的速度向桶中存放令牌 令牌足够 Yes 转发 QoS 端口限速 LR LineRate 物理接口总速率限制 须由此端口发送的数据流 分类 队列1 队列2 队列3 队列4 超标 则将超标的报文队列的状态改为不可调度 等端口空闲再调度此队列 调度 符合 转发 出队列 QoS技术 PQ 严格优先级调度 PQ PriorityQueue 队列调度机制 PQ对报文进行分类 对于IP网络 可以根据报文的IP优先级 DSCP优先级 五元组等条件进行分类 然后按报文的类别将其送入相应的队列 在报文出队时 PQ首先让高优先队列中的报文出队并发送 直到高优先队列中的报文发送完 然后发送中优先队列中的报文 直到发送完 然后是正常优先和低优先队列 华为路由器 交换机的QoS技术 U1980 U19xx IP话机 IP话机 总部 SBC PC客户端 WAN UC服务器 Internet SVN 远程办公 分支 支持802 1p q媒体 信令和管理数据划分不同VLAN支持Diffserv流量优先级控制支持iLBC编解码 在低带宽下提供高质量语音支持节点间的编解码更改和呼叫量控制 支持802 1p q支持语音和数据VLAN支持Diffserv流量优先级控制支持iLBC编解码 在低带宽下提供高质量语音 IP终端 IPPBX 实时监控网络状况 并及时调整路由和编解码策略 网络 总结 简述VoIP网络架构 描述VoIP语音处理流程和语音质量 描述IPPBX功能和基本特性 简述QoS技术 目录 第一节什么是VOIP第二节VOIP协议 VoIP常用协议 IP分组信令为语音 视频媒体流建立虚电路 它独立与媒体信息流传输 H323 SIP MGCP MegacoH248 H 323 H 323是由ITU制定的通信控制协议 用于在分组交换网中提供多媒体业务 呼叫控制是其中的重要组成部分 它可用来建立点到点的媒体会话和多点间媒体会议 目前最新的H 323版本是V4 H 323实体 H 323定义了如下实体 Gateway 介于电路交换网和分组交换网之间的H 323网关GateKeeper 用于地址翻译和访问控制的网守MCU 多点会议控制单元Terminal 分组交换网络中能提供实时 双向通信的节点设备MC 提供多点控制的多点会议控制器MP 提供多点会议媒体流混合的多点处理器 H 323体系架构 MCU多点控制单元 Gateway网关 TerminalH 323终端 Gatekeeper网守 H 323协议族 H 323呼叫过程 GK 终端A 终端B ARQ ACF Setup ARQ ACF CallProceeding Alerting Connect audio capabilitiesexchange master slavedetermination OpenLogicalChannel EndSessionCommand EndSessionCommand RealseComplete DRQ DCF DRQ DCF RASMessage CallSignalingMessage H 245message SIP 会话发起协议 SessionInitiationProtocol 是由IETF提出并研究的一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议 SIP被用来创建 修改和终结一个或多个参加者参加的会话进程 SIP所支持的功能 基本会话多用户之间的会话交互的媒体应用 SIP在协议栈中的位置 Ethernet IP TCP UDP SDP codecs RTP 应用层 传输层 网络层 物理 数据链路层 SIP SIP实体之间的基本呼叫流程 Calls 18 18 2 4 Rings Answers Hangsup Talking Talking UserB SIP实体之间的呼叫流程 B2BUA B2BUA SIPPhoneA SIPPhoneB 180Ringing 10 200OK 12 INVITE 1 100Trying 2 RTP MGCP MGCP定义了一种呼叫控制结构 在该结构中 呼叫控制与业务承载分离 MGCP是一个主 从协议 MG需要执行MGC发出的命令 信令 媒体 H 248 H 248协议 也叫MeGaCo协议 一种媒体网关控制协议 是一项ITU T与IETF合作制定的新标准 H 248协议是在MGCP协议的基础上 结合其它媒体网关控制协议特点发展而成的一种协议 与MGCP相比 H 248有以下优点 支持更多类型的接入技术并支持终端的移动性支持更大规模的网络应用和协议扩充 灵活性更强 RTP 实时传输协议 RTP Real timeTransportProtocol 提供带有实时特性的端对端数据传输服务 RTP运行在UDP之上 每一个RTP报文封装在一个UDP数据报之中 RTP在Internet中的位置 RTP RTP在VoIP中的作用为 实时传输媒体信息消除抖动排序丢包在一定场合下可以传输DTMF信号 信号音和信令 RTP起源 RTCP RTCP Real timeTransportControlProtocol 和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务 在RTP会话期间 各参与者周期性地传送RTCP包 RTCP包中含有已发送的数据包的数量 丢失的数据包的数量等统计资料 因此 服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率 甚至改变有效载荷类型 RTCP报文封装在UDP中进行传输 并且发送时使用的端口号比它们所属的RTP数据流端口号大1 DTMF DTMF DoubleToneMultiFrequency 双音多频 作为实现电话号码快速可靠传输的一种技术 具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度 迅速取代了传统转盘式电话机使用的拨号脉冲信令 一个DTMF信号由两个频率的音频信号叠加构成 DTMF DTMF在VOIP传送方式 带外传送将DTMF消息封装到协议中进行传送 如H 323协议中可以通过Q 931和H 245进行传送DTMF带内传输在RTP媒体传输中携带DTMF信号 该方法是将DTMF信号和媒体流一样 用RTP包来传输 因而没有DTMF信号和媒体流不同步的问题 而其