VoIP系统整合设计与SIP协定应用

‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.VoIP系統整合設計與SIP協定應用[e-mail]:2006/04/15,16,22,23‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.AgendaVoIP與傳統電信1.電路交換與分封交換2.FXSFXOT1E1等電信介面之簡介3.VoIP與傳統電信的共生與競爭之關係‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.課程目的了解VoIP的緣起,電信產業與VoIP的關係1.瞭解類比與數位之電話介面2.瞭解VoIP與傳統電話之差異與界接之問題3.VoIP觀念的導入‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.Telcom,DatacomCircuitswitchPacketswitchExample:1.(2G)GSM:Circuitswitch2.(2.5G)GPRS:Circuitswitch(voice)+Packetswitch(data)3.(3G)CDMA:Packetswitch‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.CommunicationUART,RS232interfaceTX,RX,Ground,Battery115200,8N1,XMODEMTelephonyinterfacePhysicallayerProtocollayerDialPulsevs.DTMF(dual-tonemulti-frequency)‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.DialPulse北美:60(on):40(off)歐洲:63(on):37(off)6~15(8~10)pulsespersecondMark(on),Break(off),Pause所以傳統類比電話系統可以使用勾鍵(Hook)撥號‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.DTMFToneFrequenciesROW0:697HzROW1:770HzROW2:852HZROW3:941HzCOL0:1209HzCOL1:1336HzCOL2:1477HzCOL3:1633Hz‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.SIPDTMFSignalingRFC2833INFOmessagesorRTPmessagesEvent0~9:coding0~9Event*:10Event#:11EventA~D:12~15EventFlash:16‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.PCMPCM(pulse-codemodulation)Sampling(取樣)--8KHz,thevoicefrequencyrangeis0~4000(300~3400),byNyquistTheory,samplingspeedmustbetakengreater(orequal)thandoublewithfrequency(s=2f)Quantifying(量化)--linearscalevs.logarithmicscaleCoding(編碼)--8bits(傳統電信),16bits,…‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.A-law(歐洲),u-law(北美):兩者的差異在於量化的方式不同;取樣頻率皆為8KHz,也皆為8bits的編碼方式TS(timeslot)--64Kbps(8KHz*8bits)Voicechannel–真正可以傳輸語音的channel,在傳統電信業中,一個voicechannel的傳輸速率為64Kbps‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.CCSvs.CASCCS:CommonChannelSignaling信令在獨立的通道上傳送,因此信令的實體線路或路由可以和語音通道不同CAS:ChannelAssociated(Access)Signaling信令附加在語音通道,所以信令的實體線路或路由可以和語音通道相同‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.TraditionalTrunk2-wireCO2-wireE&M:E(RX),M(TX),G(Ground),B(Battery)4-wireE&M:E1,E2,M1,M2,G,B2-wireE&Mand4-wireE&M都是一路的語音中繼線路,但是4-wireE&M的傳輸距離較遠‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.FDMvs.TDMFDM:劃頻多工對特定範圍的頻帶切割,已傳輸多路的訊息,例如廣播系統中的FMTDM:劃時多工利用切割時間的不同,來達成同時傳輸多路的訊息,類似電腦系統中的multi-task概念,也因為要切割時間,所以需要同步.我們稱每個切割出來的區間為TimeSlot,若是用來傳遞語音則也稱為VoiceChannel‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.TDMtrunkT1CAS:TS0~24:VoiceChannelusing1bitassignalingevery6TSIbitadditionforsync.E1CCS:TS0:FrameSync.andAlarmTS1~15:VoiceChannelTS16:SignalingTS17~31:VoiceChannel‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.T1PCMSamplingRate:8KHzEncodingLaw:u-lawBitRate:1.544Mbps8KHz*(8bits*24TS+1bitsync)Code:AMI,B8ZSImpedance:100OhmsStandard‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.E1PCMSamplingRate:8KHzEncodingLaw:A-lawBitRate:2.048Mbps8KHz*8bits*32TSCode:HDB3Impedance:120OhmsStandard‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.同步常使用的方式有兩種:主從同步或是相互同步通常我們會設定電信交換機為主(master),VoIP的trunkinggateway為從(slave)當作master的時脈產生器需要非常準確,在傳統電信業中,通常會設計壓變調整線路‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.FXS,FXOFXS:ForeignExchangeStation,interfaceprovidespower(battery)andgeneratesringsignals,SLICFXO:ForeignExchangeOffice,interfacereceivespower(battery)andreceivesringsignals,DAA‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.FXS設計FXS實體電路時,需注意振鈴的頻率.電壓在設計多路的FXSgateway時,經常會遇到電流電壓不穩定的現象,特別是在多線同時振鈴的時候‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.FXO設計FXO實體電路時,需注意電路可耐受的電壓電流值,也許需要同時設計保護電路,以防止突波或雷擊各國(各地區)的PTT規範各有不同,因此busytone,ringtone,dialtone的偵測需符合該地的PTT規範特別留意busytone的偵測,若busytone偵測不準,常會造成掛不斷的現象‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.Tone音偵測busytone,ringtone,dialtone通常會有的表徵為High-Frequency,Low-Frequency,On-Time1,Off-Time1,On-Time2,Off-Time2如果需要實地偵測tone音,通常是將聲音錄下來,然後使用FFT算出以上各值通常DSP會有一個tonetable可以填入各種的tone值‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.雖然各國的PTT規範各有不同,但是1.Busytone通常會是相同長度的onoff時間,例如250mson,250msoff,通常在一段時間後會轉長音,例如500mson,500msoff,然後如果一直沒掛斷,最後會沒有聲音(由於電信交換機的tonegenerator的resource是固定的)2.Ringtone通常是onofftime的比例為2:13.Dialtone通常是alwayson‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.QuizThespeedlimitingofmodemis56kbps?Whyorwhynot?‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.TheOpenSource通常我們稱opensource,是指軟體的版權規範於GPL,LGPL或是MPL等等,通常我們可以自由下載使用,甚至傳播這些軟體,也可以更改程式的source,不過若是更動source,通常要回報原始的作者或是開發論壇,詳細內容請見該程式的原始規範所以,我們可以說opensource的精神,就是要集合眾人之力,把程式做到更完美‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.常用的LinuxCommandls:list,類似DOS的dir,可以搭配ls–al使用rm:remove,類似DOS的delrmdir:removedirectorymkdir:makedirectorycd:changedirectorycp:copymv:movechmod:更改權限‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.file:看某個檔案的類型,也常用來測試某檔案存不存在find–name:找檔案grep:找字串cat:顯示內容到stdoutvi:文字編輯器ps:顯示執行的process,常使用ps–auxtouch:更改檔案的timestamp,常用來產生一個空的檔案‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.man:manualifconfig:設定或顯示網路route:設定或顯示路由pingreboot:重新開機shutdown:關機,常用shutdown–hnow‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.語音壓縮傳統的PCM編碼,以u-law或是A-law為例,他所需的傳輸速率要64kbps,若以目前的網路環境(或許該說2000年以前),是無法承受這麼大的網路頻寬需求,因此語音封包需要壓縮,以減少網路流量,當然壓縮過後多多少少會導致語音的失真或品質的降低底下列出VoIP常見的語音編碼與他們的特性‹#›Copyright©2006FITPIAllrightsreserved.G.711PCMu-law64kbpsdatarate10mssamplesizeDefaultdatagram2s