1、VOIP基礎(chǔ),提綱,1.VOIP概述 2.語音編碼 3.呼叫控制協(xié)議 4.傳輸協(xié)議 5.總結(jié),VOIP基本原理,VOIP: Voice over IP VOIP模型的基本結(jié)構(gòu),VOIP與傳統(tǒng)電話的比較,VOIP的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 價(jià)格低廉 可提供的業(yè)務(wù)較多 網(wǎng)絡(luò)利用率高 可以與Internet應(yīng)用很好融合 符合三網(wǎng)合一的發(fā)展方向 缺點(diǎn)： 服務(wù)質(zhì)量：延遲和抖動較大 穩(wěn)定性：斷電保護(hù) 安全性：容易遭受攻擊和竊聽,VOIP應(yīng)用方式,VOIP三種典型應(yīng)用方式： PC機(jī)用戶與PC機(jī)用戶間通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)電話或傳真通信，這是最初的應(yīng)用； PC機(jī)用戶與PSTN或PBX用戶通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電話或傳真通信； PST

2、N或PBX用戶通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電話或傳真通信；,VOIP產(chǎn)品形態(tài),Softphone X-Lite, Skype, QQ ATA: Analog Telephone Adapter IAD: Integrated Access Device AG: Access Gateway IP-PBX,VOIP組網(wǎng)圖,F420在無錫商用組網(wǎng)圖,POTS語音接口介紹,FXS(Foreign Exchange Station):用于連接到傳統(tǒng)電話機(jī)，調(diào)制解調(diào)器，傳真機(jī)和模擬交換機(jī)。 FXO(Foreign Exchange Office):也就是直接以模擬方式與電話局的程控交換機(jī)相連的接口。 FXO接口的設(shè)

3、備只能與有FXS接口的設(shè)備相互連接。 簡單理解為： FXO為普通電話機(jī)接口，需要遠(yuǎn)程饋電； FXS接口為PBX的內(nèi)線分機(jī)接口，向遠(yuǎn)程饋電； 兩種連接方式：,1.VOIP概述 2.語音編碼 3.呼叫控制協(xié)議 4.傳輸協(xié)議 5.總結(jié),脈沖編碼調(diào)制,PCM: Pulse Code Modulation PCM的過程： 采樣(Sampling) 8000Hz 量化(quantizing) 對采樣結(jié)果賦予一個特定范圍內(nèi)的整數(shù)值 編碼(Coding) 8bit Nyquist定理：如果以最高頻率的兩倍速率采樣，就可以將信號完整地恢復(fù)到模擬形式。 一個話路的PCM信號速率：8000 x8=64kbps PC

4、M-u:北美，日本 PCM-A:歐洲及其他地區(qū),編碼算法與性能比較,了解常見編碼方案： G.711-PCM G.726-ADPCM G.729-CELP G.723.1-MP-MLQ iLBC,1.VOIP概述 2.語音編碼 3.呼叫控制協(xié)議 4.傳輸協(xié)議 5.總結(jié),VOIP呼叫控制協(xié)議,VOIP主要的呼叫控制協(xié)議有： SIP MGCP H.248/MEGACO H.323 P2P,SIP協(xié)議概述,SIP(Session Initiation Protocol，即初始會話協(xié)議)，是一個應(yīng)用層控制（信令）協(xié)議，用于建立，修改和終止一個或多個參與者的多媒體會話。SIP是一個基于文本的協(xié)議，由RFC

5、3261定義。 SIP在協(xié)議棧中的位置,SIP協(xié)議提供的功能,用戶定位：檢查用于通信的終端系統(tǒng)的位置； 用戶能力：檢查通信媒體和媒體的使用參數(shù)； 用戶有效性：檢查用戶是否空閑和是否愿意加入通信； 建立會話：建立主叫和被叫的呼叫參數(shù)； 會話管理：包括發(fā)送和終止會話，修改會話參數(shù)，激活服務(wù)等 。,對話和會話,對話(Dialog): A peer-to-peer SIP relationship between two user agents that persists for some time。 對話由INVITE(或SUBSCRIBE)請求發(fā)起。 會話(Session): A multimed

6、ia session is a set of multimedia senders and receivers and the data streams flowing from senders to receivers. 會話利用SDP的offer/answer模式建立起來。 多個對話構(gòu)成一個會話。 對話主要是控制信令層面的概念。 會話主要是用戶媒體層面的概念。,SIP協(xié)議的實(shí)體模型,用戶代理(User agent): UAC,UAS； 代理服務(wù)器(Proxy):主要提供路由選擇； 重定向服務(wù)器(Redirect server):為接收到的請求產(chǎn)生3xx響應(yīng)并指示UAC聯(lián)系另一個URI； 注

7、冊服務(wù)器(Registrar server):接受SIP注冊請求并更新數(shù)據(jù)庫； 背靠背用戶代理(Back-to-Back UA),Registration,,When I get a call for Alice, Ill know to contact her at !,,Ah, now I will have to use to reach Alice.,Proxy,Bob is over at . Ill proxy the call over there!,Redirection,SIP消息請求,INVITE

8、：發(fā)起會話請求 ACK：對INVITE請求的響應(yīng)消息的確認(rèn) BYE：結(jié)束會話 CANCEL：取消尚未完成的請求 REGISTER：注冊 OPTIONS：查詢服務(wù)器的能力,SIP消息響應(yīng),1xx：臨時響應(yīng)，也就是消息性質(zhì)的應(yīng)答，標(biāo)志了對方服務(wù)器正在處理請求，并且還沒有決定最后的應(yīng)答。 2xx：成功，這個應(yīng)答表示請求被成功解析和執(zhí)行。 3xx：重定向，是用于提示用戶的新位置信息的，或者為了滿足呼叫而轉(zhuǎn)發(fā)的額外服務(wù)地點(diǎn)。 4xx：客戶端錯誤，服務(wù)器不能解析該請求或該求不能被執(zhí)行。 5xx：服務(wù)端錯誤，請求可能是有效的，但服務(wù)器不能執(zhí)行它。 6xx：全局錯誤，任何服務(wù)器都不能處理請求。,有代理的SIP

9、呼叫,MGCP協(xié)議簡介,MGCP(Media Gateway Control Protocol,媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議)，是一個分布式IP電話網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)議，用于控制來自外部呼叫控制單元的IP語音（VoIP）網(wǎng)關(guān)。從本質(zhì)上說MGCP是一個主/從協(xié)議，網(wǎng)關(guān)需要執(zhí)行媒體網(wǎng)關(guān)控制器發(fā)出的命令。 MGCP由IETF制定。 MGC(Media Gateway Controller):媒體網(wǎng)關(guān)控制器，也就是呼叫代理，主要完成與呼叫過程相關(guān)的信令功能，對媒體網(wǎng)關(guān)和信令網(wǎng)關(guān)的操作過程進(jìn)行控制和管理。 MGW(Media Gateway ):將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式。 MGCP在UDP上

10、傳送，基于文本編碼。,MGCP的連接模型,端點(diǎn)(Endpoint):就是數(shù)據(jù)信源和數(shù)據(jù)信宿。端點(diǎn)可以分為物理端點(diǎn)和虛擬端點(diǎn)。 物理端點(diǎn)：模擬線路，數(shù)字通道 虛擬端點(diǎn)：媒體資源 連接(Connection):是建立在給定端點(diǎn)和一個RTP/IP會話之間的聯(lián)系,它由唯一的連接標(biāo)識（connect ID）標(biāo)識。 端點(diǎn)和連接的關(guān)系：,事件和信號,事件(event)和信號(signal)是MGCP的核心概念。 CA可以要求端點(diǎn)在檢測到某些事件，如摘機(jī)、掛機(jī)、瞬斷(拍叉簧)或撥號號碼發(fā)生時，向其發(fā)送通知；也可以請求將某些信號，如撥號音、回鈴音、忙音加到其端點(diǎn)上。 在MGCP中，event 和 signal

11、被定義在Package中。 線路包：L/hd, L/dl, L/bz DTMF包：d/0 通用媒體包：G/ft,MGCP命令,MGCP呼叫流程,H.248/MeGaCo,H.248/Megaco(Media Gateway Control Protocol)，簡稱H.248協(xié)議，是IETF、ITU-T制定的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，一個非對等協(xié)議，用在媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）和媒體網(wǎng)關(guān)（MG）之間的通信。 H.248協(xié)議是在MGCP協(xié)議的基礎(chǔ)上，結(jié)合其它媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議特點(diǎn)發(fā)展而成的一種協(xié)議。 IPDC+SGCP MGCP H.248 H.248相對MGCP的改進(jìn): H.248增加了許多包和屬性的詳細(xì)

12、定義。 H.248能夠支持更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。 H.248更便于對協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)充，靈活性更強(qiáng)。 H.248支持多媒體，MGCP不支持。 H.248已逐漸取代MGCP發(fā)展成為媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。 H.248可以在UDP和TCP上傳輸，基于文本和二進(jìn)制編碼。,H.248的連接模型,終端(Termination): MG的邏輯實(shí)體，發(fā)起和（或）接收一個或多個媒體流或控制流。 半永久性終端: 代表物理實(shí)體，如一個TDM信道； 臨時性終端 : 代表臨時性的信息流，如RTP流； 關(guān)聯(lián)(Context): 也叫上下文，是一組終端之間的聯(lián)系。 空關(guān)聯(lián)(Null):是一種特殊的關(guān)聯(lián)，它包含所有那些與其它終端沒

13、有聯(lián)系的終端。,連接模型示例,Media Gateway,CONTEXT C1,Term. RTP/1,RTP Stream,Term. A1,TDM Channel,Term. RTP/2,CONTEXT C2,RTP Stream,呼叫等待 - A1收到等待信號,連接模型示例,Media Gateway,CONTEXT C1,Term. RTP/1,RTP Stream,Term. A1,TDM Channel,CONTEXT C1,Term. RTP/2,RTP Stream,呼叫等待 - A1應(yīng)答,H.248消息結(jié)構(gòu),事務(wù)(Transaction): MG和MGC之間的一組命令組成了事

14、務(wù)。事務(wù)保證命令的有序執(zhí)行。即在一個事務(wù)中的命令是順序執(zhí)行的。 一個消息(Message)包含多個事務(wù)，消息中的事務(wù)相互沒有關(guān)系，可以單獨(dú)處理；事務(wù)由多個行動（Action）構(gòu)成，事務(wù)里面的行動必須按照順序執(zhí)行。行動由一系列局限于一個上下文的多個命令組成。 H.248消息結(jié)構(gòu)：,H.248消息示例,一個典型的H.248消息,AG-AG的呼叫流程,1.VOIP概述 2.語音編碼 3.呼叫控制協(xié)議 4.傳輸協(xié)議 5.總結(jié),傳輸協(xié)議,RTP(Real-time Transport Protocol,實(shí)時傳輸協(xié)議): 提供端對端的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，RTP使用的傳輸層協(xié)議一般為UDP。 不能為按順序傳送

15、數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機(jī)制 ； 不提供流量控制或擁塞控制 ； RTCP(Real-Time Transport Control Protocol,實(shí)時傳輸控制協(xié)議): 監(jiān)控RTP的服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)擁塞程度。在RTP會話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計(jì)資料，因此，服務(wù)器可以利用這些信息動態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。,SDP,SDP(Session Description Protocol,會話描述協(xié)議):為會話通知、會話邀請和其它形式的多媒體會話初始化等目的提供多媒體會話描述。SDP 完全是一種會話描述格式 - 它不屬于傳輸協(xié)議。 多媒體會話就是泛指一組多媒體發(fā)送方和接收方以及發(fā)送方送往接收方的媒體流。為了接收會話，接收方需要知道： 會話使用哪個地址 UDP端口號 要使用的音頻/視頻編碼器 會話的一些信息(名稱、描述) 聯(lián)系信息 活動時間 SDP的基本目的是為這類信息定義一個標(biāo)準(zhǔn)語法。SDP會