VOIP基础84941.ppt

VOIP基础 提纲 1 VOIP概述2 语音编码3 呼叫控制协议4 传输协议5 总结 VOIP基本原理 VOIP VoiceoverIPVOIP模型的基本结构 VOIP与传统电话的比较 VOIP的优缺点 优点 价格低廉可提供的业务较多网络利用率高可以与Internet应用很好融合符合三网合一的发展方向缺点 服务质量 延迟和抖动较大稳定性 断电保护安全性 容易遭受攻击和窃听 VOIP应用方式 VOIP三种典型应用方式 PC机用户与PC机用户间通过IP网络进电话或传真通信 这是最初的应用 PC机用户与PSTN或PBX用户通过IP网络进行电话或传真通信 PSTN或PBX用户通过IP网络进行电话或传真通信 VOIP产品形态 SoftphoneX Lite Skype QQ ATA AnalogTelephoneAdapterIAD IntegratedAccessDeviceAG AccessGatewayIP PBX VOIP组网图 F420在无锡商用组网图 POTS语音接口介绍 FXS ForeignExchangeStation 用于连接到传统电话机 调制解调器 传真机和模拟交换机 FXO ForeignExchangeOffice 也就是直接以模拟方式与电话局的程控交换机相连的接口 FXO接口的设备只能与有FXS接口的设备相互连接 简单理解为 FXO为普通电话机接口 需要远程馈电 FXS接口为PBX的内线分机接口 向远程馈电 两种连接方式 1 VOIP概述2 语音编码3 呼叫控制协议4 传输协议5 总结 脉冲编码调制 PCM PulseCodeModulationPCM的过程 采样 Sampling 8000Hz量化 quantizing 对采样结果赋予一个特定范围内的整数值编码 Coding 8bitNyquist定理 如果以最高频率的两倍速率采样 就可以将信号完整地恢复到模拟形式 一个话路的PCM信号速率 8000 x8 64kbpsPCM u 北美 日本PCM A 欧洲及其他地区 编码算法与性能比较 了解常见编码方案 G 711 PCMG 726 ADPCMG 729 CELPG 723 1 MP MLQiLBC 1 VOIP概述2 语音编码3 呼叫控制协议4 传输协议5 总结 VOIP呼叫控制协议 VOIP主要的呼叫控制协议有 SIPMGCPH 248 MEGACOH 323P2P SIP协议概述 SIP SessionInitiationProtocol 即初始会话协议 是一个应用层控制 信令 协议 用于建立 修改和终止一个或多个参与者的多媒体会话 SIP是一个基于文本的协议 由RFC3261定义 SIP在协议栈中的位置 SIP协议提供的功能 用户定位 检查用于通信的终端系统的位置 用户能力 检查通信媒体和媒体的使用参数 用户有效性 检查用户是否空闲和是否愿意加入通信 建立会话 建立主叫和被叫的呼叫参数 会话管理 包括发送和终止会话 修改会话参数 激活服务等 对话和会话 对话 Dialog Apeer to peerSIPrelationshipbetweentwouseragentsthatpersistsforsometime 对话由INVITE 或SUBSCRIBE 请求发起 会话 Session Amultimediasessionisasetofmultimediasendersandreceiversandthedatastreamsflowingfromsenderstoreceivers 会话利用SDP的offer answer模式建立起来 多个对话构成一个会话 对话主要是控制信令层面的概念 会话主要是用户媒体层面的概念 SIP协议的实体模型 用户代理 Useragent UAC UAS 代理服务器 Proxy 主要提供路由选择 重定向服务器 Redirectserver 为接收到的请求产生3xx响应并指示UAC联系另一个URI 注册服务器 Registrarserver 接受SIP注册请求并更新数据库 背靠背用户代理 Back to BackUA Registration 192 168 0 1 WhenIgetacallforAlice I llknowtocontactherat192 168 0 1 10 0 1 1 Ah nowIwillhavetouse10 0 1 1toreachAlice Proxy B I llproxythecalloverthere Redirection SIP消息 请求 INVITE 发起会话请求ACK 对INVITE请求的响应消息的确认BYE 结束会话CANCEL 取消尚未完成的请求REGISTER 注册OPTIONS 查询服务器的能力 SIP消息 响应 1xx 临时响应 也就是消息性质的应答 标志了对方服务器正在处理请求 并且还没有决定最后的应答 2xx 成功 这个应答表示请求被成功解析和执行 3xx 重定向 是用于提示用户的新位置信息的 或者为了满足呼叫而转发的额外服务地点 4xx 客户端错误 服务器不能解析该请求或该求不能被执行 5xx 服务端错误 请求可能是有效的 但服务器不能执行它 6xx 全局错误 任何服务器都不能处理请求 有代理的SIP呼叫 MGCP协议简介 MGCP MediaGatewayControlProtocol 媒体网关控制协议 是一个分布式IP电话网关系统的内部协议 用于控制来自外部呼叫控制单元的IP语音 VoIP 网关 从本质上说MGCP是一个主 从协议 网关需要执行媒体网关控制器发出的命令 MGCP由IETF制定 MGC MediaGatewayController 媒体网关控制器 也就是呼叫代理 主要完成与呼叫过程相关的信令功能 对媒体网关和信令网关的操作过程进行控制和管理 MGW MediaGateway 将一种网络中的媒体转换成另一种网络所要求的媒体格式 MGCP在UDP上传送 基于文本编码 MGCP的连接模型 端点 Endpoint 就是数据信源和数据信宿 端点可以分为物理端点和虚拟端点 物理端点 模拟线路 数字通道 虚拟端点 媒体资源连接 Connection 是建立在给定端点和一个RTP IP会话之间的联系 它由唯一的连接标识 connectID 标识 端点和连接的关系 事件和信号 事件 event 和信号 signal 是MGCP的核心概念 CA可以要求端点在检测到某些事件 如摘机 挂机 瞬断 拍叉簧 或拨号号码发生时 向其发送通知 也可以请求将某些信号 如拨号音 回铃音 忙音加到其端点上 在MGCP中 event和signal被定义在Package中 线路包 L hd L dl L bzDTMF包 d 0通用媒体包 G ft MGCP命令 MGCP呼叫流程 H 248 MeGaCo H 248 Megaco MediaGatewayControlProtocol 简称H 248协议 是IETF ITU T制定的媒体网关控制协议 一个非对等协议 用在媒体网关控制器 MGC 和媒体网关 MG 之间的通信 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 IPDC SGCPMGCPH 248H 248相对MGCP的改进 H 248增加了许多包和属性的详细定义 H 248能够支持更大规模的网络应用 H 248更便于对协议进行扩充 灵活性更强 H 248支持多媒体 MGCP不支持 H 248已逐渐取代MGCP发展成为媒体网关控制协议的标准 H 248可以在UDP和TCP上传输 基于文本和二进制编码 H 248的连接模型 终端 Termination MG的逻辑实体 发起和 或 接收一个或多个媒体流或控制流 半永久性终端 代表物理实体 如一个TDM信道 临时性终端 代表临时性的信息流 如RTP流 关联 Context 也叫上下文 是一组终端之间的联系 空关联 Null 是一种特殊的关联 它包含所有那些与其它终端没有联系的终端 连接模型示例 MediaGateway CONTEXTC1 Term RTP 1 RTPStream Term A1 TDMChannel Term RTP 2 CONTEXTC2 RTPStream 呼叫等待 A1收到等待信号 连接模型示例 MediaGateway CONTEXTC1 Term RTP 1 RTPStream Term A1 TDMChannel CONTEXTC1 Term RTP 2 RTPStream 呼叫等待 A1应答 H 248消息结构 事务 Transaction MG和MGC之间的一组命令组成了事务 事务保证命令的有序执行 即在一个事务中的命令是顺序执行的 一个消息 Message 包含多个事务 消息中的事务相互没有关系 可以单独处理 事务由多个行动 Action 构成 事务里面的行动必须按照顺序执行 行动由一系列局限于一个上下文的多个命令组成 H 248消息结构 H 248消息示例 一个典型的H 248消息 AG AG的呼叫流程 1 VOIP概述2 语音编码3 呼叫控制协议4 传输协议5 总结 传输协议 RTP Real timeTransportProtocol 实时传输协议 提供端对端的实时数据传输服务 RTP使用的传输层协议一般为UDP 不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制 不提供流量控制或拥塞控制 RTCP Real TimeTransportControlProtocol 实时传输控制协议 监控RTP的服务质量和网络拥塞程度 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 SDP SDP SessionDescriptionProtocol 会话描述协议 为会话通知 会话邀请和其它形式的多媒体会话初始化等目的提供多媒体会话描述 SDP完全是一种会话描述格式 它不属于传输协议 多媒体会话就是泛指一组多媒体发送方和接收方以及发送方送往接收方的媒体流 为了接收会话 接收方需要知道 会话使用哪个地址UDP端口号要使用的音频 视频编码器会话的一些信息 名称 描述 联系信息活动时间SDP的基本目的是为这类信息定义一个标准语法 SDP