VINETIC语音处理器在VoIP解决方案中的应用

文章摘要： 在提供低成本电话服务的竞争性电信运营商（CLEC）的推动下，IP语音技术（Voice over IP，简称VoIP）已经做好了大规模部署的准备，并集成到了老牌电信运营商（ILEC）网络中。 但是，一直以来VoIP服务质量的欠缺阻碍了其真正成为传统的老式电话业务（POTS）的威胁。不过，以后这种情况将不复存在。芯片制造商们正在采取重大措施，确保通过IP网络传输的语音服务质量（QoS）与POTS完全相同。 VoIP为服务提供商带来了新机会。由于VoIP能将数据和语音服务集成在一起，因此它可实现多种应用。为了满足不同应用的独特要求，出现了多种经过优化的芯片解决方案。本文将说明这些先进的芯片组

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  在提供低成本电话服务的竞争性电信运营商（CLEC）的推动下，IP语音技术（Voice over IP，简称VoIP）已经做好了大规模部署的准备，并集成到了老牌电信运营商（ILEC）网络中。

  但是，一直以来VoIP服务质量的欠缺阻碍了其真正成为传统的老式电话业务（POTS）的威胁。不过，以后这种情况将不复存在。芯片制造商们正在采取重大措施，确保通过IP网络传输的语音服务质量（QoS）与POTS完全相同。

  VoIP为服务提供商带来了新机会。由于VoIP能将数据和语音服务集成在一起，因此它可实现多种应用。为了满足不同应用的独特要求，出现了多种经过优化的芯片解决方案。本文将说明这些先进的芯片组和片上系统（SoC）设备如何满足服务提供商严格的QoS要求，同时阐述它们如何实现多功能、高质量、全面集成的VoIP系统设计——这些系统将为VoIP技术的总体成功做出贡献。

QoS性能参数和功能模块
  在VoIP领域经常遇到的一个词是QoS。对于VoIP而言，其重要性主要是体现在语音质量上。人耳对延迟、背景噪声和其他线路干扰非常敏感，这些干扰在VoIP里通常是由于回波、抖动和丢包引起的。为了实现高语音质量，VoIP解决方案的所有组件必须以最佳方式进行调节。

  为了更好地了解新解决方案如何克服QoS挑战，让我们先看看这些挑战是什么。

  ● 抖动——指语音包抵达的不规律性。典型语音源以恒定速度生成语音包。然而，在IP网络中，数据包并非始终都是按照原来的顺序抵达目的地——换句话说，抵达速率并非恒定的，并因此造成抖动。

  ● 回波——指听到自己声音的回声。换句话说，回波就是声音向接收方传输的过程中出现泄漏。

  ● 延迟——也称为迟延，指语音信号穿过网络从起点传输到终点所耗的时间。人耳对超过50ms的延迟非常敏感。由于IP是“最大速率（best-effort）”连接，数据网络里的语音包经常遭遇延迟。

  ● 无声阶段——指通话一方聆听另一方的阶段。在这种情况下，没有必要发送无声数据包。

  ● 丢包/迟包/早包——这些包不能及时将信息传输到语音流中，因此其中的语音信息被丢弃。这种包的数量越高，语音质量越低。坏帧掩蔽（BFM）——也称为坏帧移植（BFI）或丢包隐蔽（PLC）——可覆盖一些破坏信息。

VoIP系统构件
  图1显示了VoIP系统的主要构件。

图1 VoIP系统构件

图2 典型的VoIP包

  在VoIP系统中，语音数据以IP包的形式接收（下行）。在网络处理器里，带有正确IP地址（标记为“语音服务”）的数据包被选中并被除去IP报头。通用数据报协议（UDP）报头然后确定正确的语音端口。图2显示了典型的 VoIP包。在除去UDP报头后，RTP（实时协议）报头被发送到抖动缓存里。

  抖动缓存对VoIP网络和设备的语音质量有着非常重要的影响。抖动缓存的任务是存储语音包以便覆盖包抖动。此外，IP网络没有固定的传输路径，因此，每个数据包从起点到目的地可选择不同的路线。这意味着包很少能按照与发送相同的顺序抵达。抖动缓存通过确定抵达时间以及适应网络时间的变化，对数据包进行重新排列，恢复正确的顺序。VoIP系统通常采用适应性抖动缓存，可以最好地适应IP网络的动态性质。最后，正如上面提到的那样，人耳对语音质量非常敏感。因此，抖动缓存必须进行优化，以便最小化抖动和延迟，而不会造成缓存错误（buffer under-run），导致语音中断。

  抖动缓存与播放单元密切协作。播放单元负责在正确的时间播放合适的数据包。如果由于远程站点更高的取样率导致抖动缓存里的数据包太多，播放单元必须丢弃数据包或取样。如果没有数据包，它必须通过类似数据弥补语音间隔。

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