VOIP基础技术培训课程(中文)ppt课件

1、欢迎参与net2phoneVoIP (Voice over IP)技术培训课程 课程概述1.电信开展史2.电路交换网3.ISO 七层通讯协议4.IP分组交换网络5.分组网络分析电信开展史操作控制贝尔1876年2月14日恳求专利 经过本地用户环衔接到中心交换机用户经过磁发电机给供电接线员经过在操作面盘上插拔接头建立双方衔接电信开展史机电交换Almon Strowger 在1888年8月获得“步进制交换专利经过用户拨号识别被叫用户(431)，经过用户所拨号码控制交换电路的衔接经过每个数字控制一级的方式，逐级衔接主叫用户和被叫用户，直到经过整个交换矩阵1234123412341.电信开展史电路交换2

2、0世纪60年代出现了基于微处置器的电路交换系统采用微处置器控制模拟交换矩阵，经过衔接交叉矩阵实现链路建立更快的交换速度，高可靠，易维护，低本钱中继间经过SS7信令衔接到 CCS (公共信道信令) DTMF拨号技术的引入提高了衔接速度AB(A+B)uP地址总线时钟数据总线电信开展史数字交换系统ts 1ts 2ts 3ts 4网络中传输的语音数字化话音信号被采样和量化采用时分复用TDM机制同时传输多路话音ISDN, 综合业务数字网在20世纪80年代被引入根本速率接口BRI, 2B+D普通速率接口 PRI , 23B+D or 30B+2DB信道, 64 Kbps 话音信道D信道, 16或64 kb

3、ps信令信道 负荷、分组报头和IP地址的紧缩传送IBM公司于20世纪70年代开发的CSMA/CA和令牌协议使网络性能得到提升施乐公司的 CSMA/CD协议促进了以太网的开展并成为IEEE 802.1规范IP 网络是在用于军事的分布式分组通讯网络 ARPNET 根底上开展起来商业 IP LAN/WAN 迅速生长起来,以太网随处可见,数据业务曾经逐渐超越语音业务公司对数据业务的需求剧增万维网的运用呈爆炸性增长电信开展史展望未来根据信号不同可分为以下模拟电路：用户环路, 根本的FXS接口基于中继或用户线衔接耳麦中继设备分析音频/脉冲信号话音和环路监控可用于其它的信令, 如效力恳求, 告警, 号码显示

4、,释放等.MIC的话音经过馈电调制成电流信号,解调后的信号被送到扬声器.2.电路交换网络模拟PSTNNetworkFXS port(SubscriberInterface)BatteryFeedSwitchRing GeneratordialringerhandsetFXO port(PSTN OfficeInterface)TipTipRingRingSwitchHook-switch48VT1最初设计为局间的一级中继衔接 E1 是和T1类似的欧洲规范话音数字化: 按照Nyquist的8,000bps规范采样速率, 并按照8bit进展量化, 按照PCM编码.话音编码 T1U率, E1A率.P

5、CM信号复用组帧: T1 在1.544 MHz 24时隙E1 在2.048 MHz 32时隙2.电路交换网络- PSTN、T1/E1、ISDNts 1ts 2ts 3ts 4线性编码,双极性信号有助于消除直流分量和确保和时钟提取和信号同步 - AMI-信号交替变换每个信号码均交替变换一次用于E1/T1HDB3-高密度双极性3型码每3个0插入1个1，输出时根据1的奇偶个数用于E12.电路交换网络PSTN、T1/E1、ISDN2.电路交换网络PSTN、T1/E1、ISDN按照帧的构造，需求区分时隙的开场和终了D4, ESF 用于 T1CRC4 & NOCRC4用于 E1T1 的帧定时作为Bit19

6、3被加到帧的终了E1以时隙0作为一帧的起点E1用时隙16作为信令Simulate analog trunks Loop/Grd/E&MR2 信令用于呼叫控制和效力ISDN PRI 运用T1/E1衔接.ISDN 运用基于音讯的信令CCS (公共信道信令) 单独的分时时隙作为信令 T1: 时隙24, E1: 时隙16.2.电路交换网络PSTN、T1/E1、ISDN国际规范化组织制定的开放互连模型ISO规范七层协议在2个或多个实体之间定义相对应的功能层不同层之间的称号和功能如下： 7运用层交互式语音 (VoIP)6表示层编解码5会话层RTP，RTCP4传输层TCP，UDP3网络层IP2链路层以太网1

7、物理层5类UTP3.七层通讯协议ISO规范七层协议VoIP 规范定义了每层音讯和构造 OSI协议栈用户运用按照从第七层协议到第一层协议的依次转换接纳端，数据是从第一层到第七层依次复原常见VoIP规范:IEEE H.323IETF SIPMGCP (Cable TV)Net2Phone 专有协议4.分组网络VoIP概念定义物理链路的共享和接入10/100M星型衔接 LAN IEEE 802采用5类非屏蔽电缆全球独一6字节MAC地址可以经过MAC层呼叫4.分组网络链路层IP (因特网协议) 和支撑它的低层协议相互独立IP分组包定义了IPv4头、源和目的地址、数据报内容IPv4包头包含20字节(5个

8、32比特字):效力类型字节包头和数据的总字节数序号分块标志和偏移传输类型 (TCP/UDP)CRC校验网络层路由协议4.分组网络网络层传输层完成可靠性控制和其它路由特征VOIP基于TCP (传输控制协议) & UDP (用户数据报协议) TCP的可靠性是基于重传机制，它用于VoIP的呼叫信令UDP 基于非可靠性传输， 语音的实时传送运用UDP协议能获得较好的效果4.分组网络传输层每个会话 (呼叫或恳求) 携带独一的IDRTP和RTCP会话统计接纳恳求和运用程序处置。例如，当延时太大时，运用程序可以修正编码类型呼叫 (会话) 控制信令音讯:恳求告警衔接释放资源预留协议 (RSVP), 质量保证协

9、议4.分组网络会话层4.分组网络表示层未来减少LAN/WAN带宽占用, 采用以下几种编码方法：G.711, PCM编码, 64 kbpsG.726, ADPCM编码, 16 to 32 kbpsG.723.1, MP-MLQ/ACELP编码 5.3/6.4 kbpsG.729A, CS-ACELP, 8 kbps编码类型由 “Capability音讯携带,也可以预先定义采用VAD (Voice Activity Detection) 进展静音紧缩， 温馨噪声产生 (Comfort Noise Generation).交互式语音通讯:IP呼叫办公IP 会议语音邮件电子邮件4.分组网络运用层建立在

10、“不可靠网络通讯根底上的多媒体通讯,采用基于IP的UDP协议运用层控制协议采用多个相关协议作为补充H.225 呼叫信令 - Q.931H.245 呼叫控制 才干, 介质, 逻辑信道H.235 平安协议H.450 增值效力协议呼叫转移呼叫坚持主叫显示等等4.分组交换网络IEEE H.323四个实体:网守区域控制器, RAS 信道 (注册, 形状, 登记)网关衔接两个协议独立的网络终端 (IP设备)用户接口设备MCU (多点控制单元)会议控制和音频处置4.分组交换网络IEEE H.323InternetZoneGatewaysTerminalsGatekeeper W/MCUPSTNPSTN4.分

11、组交换网络IEEE H.323架构 RTPG.711G.729G.723.1H.261H.263AudioAppsVideoAppsH.225.0CallsignalingTCPUDP IPLink Layer 802.3RTCPH.225.0RASH.245ControlsignalingT.120DataTerminal control and managementH.323 Stack4.分组交换网络IEEE H.323RAS 信道音讯:发送恳求到 GK并获取呼应 (证明/回绝): GRQ - GCF/GRJ: GK接纳到恳求音讯 RRQ - RCF/RRJ:端点注册恳求、呼应 URQ

12、- UCF/URJ: 端点释放恳求、呼应 LRQ - LCF/LRJ: 端点登陆恳求、呼应 ARQ - ACF/ARJ:接入允许、回绝 BRQ - BCF/BRJ:带宽恳求、回绝 DRQ - DCF/DRJ:释放恳求、呼应 IRQ - IRR: 音讯恳求、呼应网守必需提供:地址翻译接入控制域管理和带宽控制终端, 网关, MCU注册以后必需受GK控制GK 可以在多级条件下管理呼叫:呼叫快速建立呼叫信令和控制模块GK呼叫信令和控制路由快速建立甚至直接建立呼叫4.分组交换网络IEEE H.323 connect setup alerting4.分组交换网络IEEE H.323 media type

13、capabilities RAS RAS audio codec4.分组交换网络IEEE H.323 -Fast StartH.323 endpointH.323 endpointGateKeepersetupARQACFARQACFalertingconnectend sessionend sessionRelease complete端点获得GK的呼叫允许 (ARQ/ACF).ARQ 音讯携带目的点和介质类型直接启动呼叫Setup音讯包含介质类型和编码类型后续音讯 (告警, 衔接) 完成后翻开语音信道封锁语音信道 (任一端点发起)去活衔接,向GK前往空闲指示RAS = 黑色H.225 =

14、蓝色H.245 = 绿色AudioDRQDCFDRQDCFSIP: 建立在多媒体通讯委员会 IETF的RFC-2543.基于文本的协议,类似于HTTP, SIP URLs SIP:memyco.底层独立, 可靠衔接 (TCP)或不可靠衔接(UDP),以分组或字节在网络中传输运用层采用客户机/效力器方式默许IP端口 5060SIP实体包含用户代理和代理效力器, 注册, 本地效力, 重传效力呼叫由呼叫代理控制的按照一定的顺序独立的ID标示4.分组交换网络SIP (会话初始化协议)4.Packet Switched NetworksVoIP Protocols, SIP Protocol Archi

15、tecture RTP/RTCPG.711G.729G.723.1H.261H.263AudioAppsVideoAppsUDP IPLink Layer, 802.3SDPTerminal control and managementSIP StackTCPSAP/Q.931客户端恳求:INVITEACKCANCELBYEOPTIONREGISTER 4.分组交换网络SIP呼应音讯韩3个数字的形状吗:1xx 信息2xx 胜利3xx 重定向4xx 客户端错5xx 效力器错6xx 网络错 SIP音讯:客户机到效力器“User Agent, Client.效力器到客户机 “User Agent,

16、Server.用户代理 A, 客户恳求复位音讯 INVITESDP (会话描画协议) 定义介质类型,编码, 兼容性等SDP音讯包括SIP INVITE或ACK音讯用户呼叫代理B, 效力器呼应包含呼叫群受理, 重定向, 回绝用户呼叫代理A, 客户端在接受呼应后发送ACKRTP会话(语音)建立任何一方用户代理经过BYE音讯恳求终了呼叫4.分组交换网络SIPINVITE+SDP200+SDPACKRTP/RTCPBYE200User Agent AUse r Agent BProxy基于实现IP上的一切相关协议4.分组交换网络net2phoneIP 是一个“尽力而为的网络, 分组在经过路由器/交换机

17、时能够被延时或丢弃集成 (语音 & 数据)业务网必需支持 弹性运用,实时可接受运用和实时不可接受的运用交互式语音RTI运用, 时延 150 msec抖动延时 30 ms, 网络拥塞和碰撞导致对时间敏感的语音业务包的损失 2% 的包丧失将导致语音的质量难以接受5.分组网络分析QoS (效力质量)两个QoS机制,预留带宽或包优先权分级 (业务分组和排队).RSVP layer 4/5 带宽预留协议, PATH from sender & RESV request from receiver.层三的TOS指示不通的效力优先级：TOS字节编码:BEF (尽力)AF (确定)EF (畅通)IEEE的 8

18、02.1 p/Q,层二的优先级和队列, 在以太网的分组包中携带TOS比特.5.分组网络分析QoS (效力质量)抖动 (延时变化) 需求缓冲对话音包进展重新排序较长延时产生的回声导致语音质量恶化, G.168 回声抵消可以消除这一问题编码, 高紧缩话音 较好的处置才干和时延, 基于DSP处置器723.1 时延 37.5 msec (30 msec 帧 + 7.5 msec查找同步) 729A 时延 15 msec (10 msec帧 + 5 msec查找同步)UDP 分组w/voice负荷是短的, 中继器和长线传输能呵斥碰撞, 建议运用LAN交换机.带宽管理5.分组网络分析QoS (效力质量)WAN的带宽要求可以根据编码和协议的不通满足语音业务的需求, 带宽需求 = (包头 + 负荷).负荷是编码的输出结果.G.723.1