網(wǎng)際協(xié)議話音通信(VoIP)的時代已經(jīng)來臨,它融合了電話和數(shù)據(jù)通信世界,在低成本的因特網(wǎng)上提供分組的語音并傳送數(shù)據(jù)流。這種從電路交換到分組交換網(wǎng)絡的轉變正飛快地進行著,從而能夠支持超出了簡單的語音傳輸?shù)膽?并延伸到可以在相同的基礎設施上傳輸數(shù)據(jù)的其它形式的應用。但是,這類嵌入式設計的難點就在于選擇一種低成本、易于配置而且性能適應市場需要可以擴展的處理解決方案。具體地說,嵌入式解決方案的“最佳點”就是采用一種能夠實現(xiàn)低通道數(shù)量VoIP解決方案而同時為增值能力和服務(例如視頻、音樂、圖像和系統(tǒng)控制等)留出足夠空間的處理器。
當今的話音網(wǎng),例如公共交換電話網(wǎng)(PSRN)——采用數(shù)字交換技術在呼叫方和接收方之間建立一條專用鏈路。雖然這種連接只能提供有限的帶寬,但是它不采用復雜的編碼算法就可以提供可接受的質量水平。
另一方面,VoIP采用網(wǎng)際協(xié)議(IP)在因特網(wǎng)或專用網(wǎng)上發(fā)送數(shù)字化的話音服務。IP分組由一個控制頭部和數(shù)據(jù)凈荷組成。頭部為分組提供網(wǎng)絡導航信息,而凈荷包含壓縮的話音數(shù)據(jù)。
和電路交換電話不同的是,數(shù)據(jù)傳輸是基于分組的,以便對數(shù)據(jù)塊進行分組和壓縮,然后通過網(wǎng)絡發(fā)送出去,最終在接收端進行重新組裝。換句話說,發(fā)送方和接收方之間無需專用鏈路。
分組技術非常適合在網(wǎng)絡上傳輸“數(shù)據(jù)”(例如,一個JPEG文件或電子郵件),因為傳送降為“盡力服務”型。該網(wǎng)絡可在相同的媒質上高效地傳送來自于多種信源的數(shù)據(jù)。但是,對于話音服務來說,“盡力服務”型是不夠的,因為接收端解碼得到的音頻信號質量可能令人無法接受,因為當分組經(jīng)過網(wǎng)絡的延時是不固定的。這就是為什么VoIP協(xié)議要通過服務質量(QoS)來致力于提供固定的網(wǎng)絡帶寬以便防止延時降低話音質量。
分組話音包括在話音數(shù)據(jù)塊中增加頭部和尾部信息。分組開銷必須最小以防止增加延時。因此,這個處理過程必須在最小的傳輸延時和最有效地利用網(wǎng)絡帶寬之間達到一個平衡。當然,分組尺寸越小發(fā)送分組越快,分組尺寸越大組合時間越長。但是,大的分組因為在較大的話音數(shù)據(jù)塊中分攤頭部和尾部信息,所以其網(wǎng)絡帶寬利用率要高于小分組的利用率。
由于網(wǎng)絡的特性,數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾首兓艽蟆＿@種偏差稱為抖動。通過將分組緩存足夠長的時間,保證最慢的分組也能及時到達以便按照正確的順序解碼,從而達到消除抖動的目的。當然,抖動緩沖器也增加了對系統(tǒng)的總延時。
延時是一個很重要的參數(shù),因為它代表了經(jīng)過IP網(wǎng)絡系統(tǒng)的時間延遲。單向延時是指從電話發(fā)送端說話到電話另一端的人聽到它的時間間隔。雙向延時就是指兩個單向延時的簡單加和。在北美的PSTN電話系統(tǒng)中,雙向延時不到150ms。當然,延時越短,通話就越自然。
