接入产品语音业务实现原理.ppt

接入网语音业务实现原理,接入网产品导入部,前言,目前接入网设备中包括UA5000，MA5600TMSAN和MDU等均可以实现语音业务，具体实现方式支持传统V5语音，H248，MGCP，SIP等，各个产品的语言业务在内部实现时即存在差异，也有很多相似点。,学习完本课程，您将会：了解语音业务的组网应用掌握语音业务的呼叫流程理解语音业务的实现原理,目标,第1章语音业务概览第2章系统结构第3章语音业务实现原理第4章语音业务呼叫流程第5章语音维护特性介绍,内容介绍,NGN体系架构,接入网语音产品就是MG,POTS,Modem,VOICE、FAX、MODEM,Twistedpair,Fax,MG,LE,V5.1/V5.2,H.248/MGCP,FE/GE,H.248/MGCP,SoftSwitch,E1,IUA,IUA,支持V5上行的产品：UA5000不支持V5上行的产品：MA5600T/MA5606T/MA5620E/MA5620G,第1章语音业务概览第2章系统结构第3章语音业务实现原理第4章语音业务呼叫流程第5章语音维护特性介绍,内容介绍,软件结构逻辑图,硬件逻辑框图（以MA5600T为例）,POTS接入,ISDNBRA接入,ISDNPRA接入,业务接口模块,GE/FE,EPON,GPON,上行接口模块,E1,业务转发模块,业务控制模块,第1章语音业务概览第2章系统结构第3章语音业务实现原理第4章语音业务呼叫流程第5章语音维护特性介绍,内容介绍,第3章语音业务实现原理第1节VOIP中的媒体流和信令流第2节VOIP中的关键技术,内容介绍,媒体流和信令流设备外流向,PSTN,Soft-phone,UMG,MA5600T（MSAN）,UA5000（MSAN）,E-phone,Softswitch,Router,Softswitch,Router,MA5680T（OLT）,MA5620E/MA5620G（ONU）,信令流,媒体流,媒体流和信令流设备内流向,POTS接入,ISDNBRA接入,ISDNPRA接入,业务接口模块,GE/FE,EPON,GPON,上行接口模块,E1,业务转发模块,业务控制模块,信令流,媒体流,第3章语音业务实现原理第1节VOIP中的媒体流和信令流第2节VOIP中的关键技术,内容介绍,VoIP关键技术,VoIP关键技术,HDJUROK;UPOXCGDSZGJHFKLHL,信令技术,实时传输技术,网络传输技术,QOS技术,媒体技术,传统的IP网络主要是用来传输数据业务，采用的是尽力而为的、无连接的技术，因此没有服务质量保证，存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。数据业务对此要求不高，但话音属于实时业务，对时序、时延等有严格的要求。因此必须采取特殊措施来保障一定的业务质量。,信令技术,信令技术保证电话呼叫的顺利实现，目前被广泛接受的VOIP控制信令体系包括：H.323系列MGCPH.248/MegacoSIP,RTP/RTCP,RTP报文格式：,RTCP报文格式：,RTCP(Real-timeTransportControlProtocol)：实时传输控制协议RTCP采用和数据分组同样的分配传送机制向RTP会话中的所有与会者周期性地发送控制包。从而提供数据传送QoS的监测手段。RTCP包一般占带宽的5%；RTCP协议提供的QOS参数包括:环路时延,丢包率,抖动等;RTP端口一般为偶数，RTCP端口为紧挨着的奇数；,RTP(Real-timeTransportProtocol)：实时传输协议RTP协议为音频、视频等实时数据提供端到端的传送服务，可以向接收端点传送恢复实时信号必需的定时和顺序信息。,网络传输技术,VOIP中网络传输技术主要是TCP和UDP，此外还包括网关互联技术、路由选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。由于实时传输协议RTP提供具有实时特征的、端到端的数据传输业务，因此VOIP可用RTP来传送话音数据。通常RTP协议数据单元是用UDP分组来承载，而且为了尽量减少时延，话音净荷通常都很短。,语音通信协议,媒体处理技术,JB,CODEC,VAD/CNG,PLC,EC,媒体处理技术,编码技术,静音检测/舒适噪音,丢包补偿,回声取消,JutterBuffer,CODEC（编码）,编解码性能因素：比特率语音质量复杂度时延,一般来说，编码的比特率越低，算法的复杂度就越高，编码的处理时延也会越长，并降低语音质量。在实际的应用过程中，用户真正关心的并不是算法的原理以及所采用的具体技术，而是各种算法的使用特点,JB（Jitterbuffer）,媒体流传输RTP协议是基于UDP协议，在网络上传输时，因无Qos保证，远端匀速发送的数据包到达近端时的时间间隔并不均匀（抖动），甚至可能发生了乱序（后发的包先到）。jitterbuffer技术就是用来消除数据包在IP网络上传输的抖动使数据包在接收近端通过缓存调整，使乱序、抖动的数据包，匀速送给Decoder。很明显，Jitterbuffer需要对包进行缓存，就增加了数据包的传输时延。Jitterbuffer的大小与Delay是对立的，如何进行均衡处理，也是jitterbuffer技术考虑的重点。,JutterBuffer,Jitterbuffer工作模式：动态JB：根据网络的jitter情况动态调整jitterbuffer的深度，使防抖动能力和时延达到最佳均衡Fixed静态JB：不根据网络jitter进行调整jitterbuffer的深度,PLC（丢包补偿）,PLC：PacketLossConcealment丢包补偿应用：当网络出现丢包时，根据语音信号的时域相关性，通过前几帧的数据恢复丢失帧的信息，达到平滑补偿的作用；丢包补偿对语音有好处，据测试，5的随机丢包对语音几乎没有多大影响，在20的随机丢包情况下，语音质量还可以接受。,EC（回声抵消）,电学回声主要是电话网络上的二四线转换器（在用户板上）引入的，由于二四线转换器两侧的阻抗不匹配，导致部分能量返回，引起回声。,声学回声是由于话机听筒中的声音又直接送至了话筒中所导致。使用话机的免提功能时，这种现象更为明显。,回声消除技术主要利用数字滤波器技术来消除对通话质量影响很大回声干扰，保证通话质量。这点在时延相对较大的IP分组网络中尤为重要。,VAD/CNG（静音检测/舒适噪音）,VAD：VoiceActivityDetect语音活动检测（静音检测）CNG：ComfortNoiseGenerator舒适噪声产生应用：统计显示：在人的通话过程中，仅40%左右的时间是真正有声音的如果在静音期间发送方不发送语音包,理论上可以节约60%左右的带宽；发送端检测到TDM静音时，发送静音包SID帧(遵循RFC3889)；接收端接收到静音包SID帧时，为了不使得对方产生断线的错觉，在对方产生舒适噪声。,数字信号处理器（DSP）,数字信号处理器（DSP,digitalsignalprocessors）是语音编码器和调制解调器的核心部件，DSP是进行语音分组和压缩的关键部件，在VoIP中也起到关键作用。,保证NGN语音质量常用技术,VOIP本身提供的技术冗余，丢包补偿，FFC2198，adaptive/FixedJitter,EC,选择合适的编解码提高音源质量自动增益调整合理的规划和定义每个网元的时延和抖动；,第1章语音业务概览第2章系统结构第3章语音业务实现原理第4章语音业务呼叫流程第5章语音维护特性介绍,内容介绍,第4章语音业务呼叫流程第1节常见业务流程第2节FAX、MODEM流程第3节其他特色业务流程,内容介绍,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,SLIC+CODEC,摘机,DSP,摘机,摘机,正常极性,拨号音+数图,第一个号码,停拨号音,最后一个号码,号码上报,振铃,振铃,远端回铃音,回铃音,摘机,摘机,摘机,停远端回铃音,DSP,停振铃,RTP（回铃音）,RTP,反极性,反极性,反极性,拨号音,呼叫建立流程,MG,MG,振铃,SLIC+CODEC,CPU,CPU,SLIC+CODEC,DSP,忙音+正常极性,忙音,挂机,挂机,挂机,挂机,DSP,释放资源,释放资源,挂机,DSP,正常极性,释放资源,呼叫释放流程,RTP,DSP,DSP,MG,MG,MGC,正常极性,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,SLIC+CODEC,摘机,DSP,摘机,摘机,正常极性,拨号音+数图,拨号音,第一个号码,停拨号音,最后一个号码,号码上报,振铃,振铃,振铃,脉冲收号,DSP,最后一个号码,第一个号码,MG,MG,MGC,SLIC+CODEC,CPU,CPU,SLIC+CODEC,摘机,DSP,摘机,摘机,正常极性,拨号音+数图,第一个号码,停拨号音,最后一个号码,号码上报,振铃,振铃,振铃,回铃音,拨号音,本端回铃音流程,回铃音,回铃音,MG,MG,MGC,CPU,DSP,SLIC+CODEC,振铃来电显信息,初始振铃,初始振铃,挂机态主叫号码显示流程,来电显信息,FSK,持续振铃,持续振铃,DSP,振铃来电显信息,来电显信息,DTMF,持续振铃,持续振铃,数据传送方式：1、FSK：移频键控方式（美国、加拿大、比利时、英国、西班牙、日本、新加坡和中国等）FSK两种标准：（1）BellCoreFSK（美规，在响铃的一、二声之间显示来电）（2）ETSIFSK（欧规，振铃后显示来电）FSK格式：(a)SDMF（可以显示日期、时间、号码）(b)MDMF（可以显示日期、时间、号码、姓名等），可以显示P(限制主叫号码显示)、O(由于跨网络而无法获取号码)2、DTMF：双音多频传送方式（欧洲以瑞典为代表）DTMF是在响铃前显示来电只显示电话号码日期、时间、号码等信息由MGC通过H.248/MGCP信令下发到MG），而对于SIP，代理服务器目前只能下发号码，日期和时间采用的是MG本地信息,MG,MGC,FSK制式,DTMF制式,CPU,DSP,SLIC+CODEC,呼叫等待音来电显信息,占用,占用,摘机态主叫号码显示流程,来电显信息,FSK,证实,证实,DSP,呼叫等待音来电显信息,占用,占用,来电显信息,DTMF,证实,证实,主叫号码显示相关的配置包括：（1）主叫号码显示使用的制式（FSK/DTMF）（2）使用的标准（ITU/ETSI）（3）FSK格式（SDMF/MDMF）（4）数据传输时机（振铃前/振铃后）无法显示来电原因:1.用户没有申请主叫号码显示功能（开通来电显功能）2.话机不支持主叫号码显示（更换为支持来电显功能的话机）3.格式不符（更改配置为相应的主叫号码显示制式或者标准）4.设备故障（更换单板或者设备）5.话机故障（更换话机）,MG,MGC,FSK制式,DTMF制式,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,SLIC+CODEC,DSP,振铃,振铃,振铃,远端回铃音,回铃音,摘机,摘机,摘机,停远端回铃音,DSP,停振铃,RTP(回铃音),RTP,反极性,反极性,反极性,反极计费流程,忙音+正常极性,忙音,挂机,挂机,挂机,挂机,挂机,正常极性,DSP,MG,MG,MGC,忙音+正常极性,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,SLIC+CODEC,DSP,振铃,振铃,振铃,远端回铃音,回铃音,摘机,摘机,摘机,停远端回铃音,DSP,停振铃,RTP(回铃音),RTP,KC,KC,KC,KC计费流程,忙音,忙音,挂机,挂机,挂机,DSP,停止KC,停止KC,KC,KC,KC,MG,MG,MGC,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,DSP,请拨输入号码，按#号健结束,RTP(语音提示),DTMF号码通过带外信令传送,DSP检测出媒体流中的DTMF号码后，把收到的号码通过信令送给MGC，同时擦除RTP流中的DTMF号码（如果不擦除则可能导致重号）,MGC通过信令把号码信息送给对端设备，对端可以根据需要确定是否把号码还原成DTMF信号送给最终用户。,号码,号码,号码,MG,MGC,PBX,DTMF,DTMF,号码,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,DSP,请拨输入号码，按#号健结束,RTP(语音提示),DTMF号码带内透传传送,DSP把DTMF当作普通语音数据处理，即不做任何改变直接透传到对端。对端从RTP流中检测出DTMF号码，并进行处理。,MG,MGC,DTMF,RTP(DTMF),DTMF,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,DSP,请拨输入号码，按#号健结束,RTP(语音提示),DTMF号码通过带内RFC2833传送,DSP检测出媒体流中的DTMF号码后，把DTMF号码封装成2833报文发送到对端，同时擦除RTP流中的DTMF号码（如果不擦除则可能导致重号）。对端把接收到的FRC2833报文还原成DTMF号码送给用户。,MGC,DTMF,DTMF,RTP(RFC2833),第4章语音业务呼叫流程第1节常见业务流程第2节FAX、MODEM流程第3节其他特色业务流程,内容介绍,ModemoverIP,PC,MoIP,Modemtraffic,MG,Modem,Callserver,TMG,Accessserver,G.711语音编码方式关闭VAD/CNG高速ModemEC关闭低速ModemEC打开对网络要求比较高，网络的抖动、丢包、时延对传真质量有较大的影响。,FaxoverIP-VBD,FAX,FAX,MG,MG,Callserver,TMG,G.711语音编码方式关闭VAD/CNG低速传真EC打开高速传真EC关闭（不需要配置、由MGC或者设备自动设置）优点：1、对DSP要求较低，占用资源少；2、兼容性好，对接成功率高；缺点：对网络要求比较高，网络的抖动、丢包、时延对传真质量有较大的影响。,FaxoverIP-T.38,FAX,FAX,MG,MG,Callserver,TMG,T.38传真原理：是一种实时传真模式，网关将收到的来自传真机的T30信号终结，以T38协议将数据传送给对方网关，对方网关将收到的T38包，还原成T30信号。T38传真优点：数据包有冗余处理机制，对网络要求不高（20的丢包，传真也能通）缺点：DSP由于参与T30的解析，由于终端类型太多，存在兼容性问题。,T.38传真流程,可配置两种方式：自切换T.38软交换控制T.38,传真流程,阶段A呼叫建立传真终端标识CNGCED阶段B报文前过程能力协商（速度、编码、纠错）DISCSINSF/DCSTSINSS线路训练TCF阶段C报文中过程报文传输报文中过程（同步、误码纠错、监测）阶段D报文后过程证实（单页、多页）MCF结束（报文、传真）EOP/MPS阶段E呼叫释放DCN,第4章语音业务呼叫流程第1节常见业务流程第2节FAX、MODEM流程第3节其他特色业务流程,内容介绍,本地混音,1、应用场景适合MRS功能简化，或者无MRS部署的应用场景符合TISPANNGN标准发展趋势，三方通话、呼叫等待等补充业务混音功能由网关实现2、实现方式利用语音处理DSP芯片的本地混音能力，支持三方通话，呼叫等待等补充业务,AS,S-CSCF,MRS,IPCoreNetwork,MGCP,MG,RTP/RTCP,SoftSwitch,SIP,MG,MG,AGCF,SIP,SIP,H.248,H.248,H.248,本地数图,1、应用场景：减少MG和MGC信令交互大数图应用（8K数图）2、实现方法：用户低定义数图文件，通过FTP方式加载到设备,IPCoreNetwork,MG,SoftSwitch,MG,H.248,H.248,加载数图到设备,下发数图,本地放音,1、应用场景：可以分担MRS大部分放音功能，减轻MRS负荷，提高话务高峰时的接通率，同时减少MRS与AMG之间IP承载网的流量符合IMS架构发展趋势，简化MRS放音功能，接入层完成常见信号音放音可以实现部分客户的特殊信号音定制需求，如南非Telkom双频信号音，阿根廷Telcom同步放音需求,BT的announcement2、实现方法：扩充信号音种类，扩充到50种信号音，语音的本地放送，包括：新增10余种信号音（参数音），新增12种语音提示（波形音），以及5种应用层定义语音文件，可以为部分客户的特殊信号音需求定制继承原有DSP放送信号音（参数音）的功能，扩充支持逻辑放送语音文件（波形音）的功能同时实现放音功能优化，增加语音文件实时加载功能、增加语音文件备份功能,AS,S-CSCF,MRS,IPCoreNetwork,MGCP,MG,RTP/RTCP,SoftSwitch,SIP,MG,MG,AGCF,SIP,SIP,H.248,H.248,H.248,语音文件加载到设备（实现语音文件定制和announcement播放）,智能启动RFC2198和10ms打包,MODEM,IP网络,银行,POS机,POS机接收系统,MSAN,MSAN,职能启动RFC2198+10ms打包技术,时钟源,1、应用场景：在银行、商场等使用MODEM连接POS终端的开展业务时，提高MODEM的稳定性和在线时间2、实现方式：当网络丢包时采用RFC2198重传机制，可以明显的改善因为丢包引起的Modem断线；部署10ms打包技术，通过短的数据包快速传送，可以减少包的误码律和重传,第1章语音业务概览第2章系统结构第3章语音业务实现原理第4章语音业务呼叫流程第5章语音维护特性介绍,内容介绍,远程抓包,远程抓包配置：配置服务器指定需要抓包的用户或者配置录音号码,功能介绍：TDMTracePTraceCMDTrace扩展trace,原理介绍：远程抓包功能是依靠DSP芯片提供的重定向功能复制报文，将RTP包和DSP芯片命令使用IP和U