VoIP語音通信技術的研究與問題分析

王海波

【摘要】? ? 在近些年的信息高速發展背景下，使得我國各個行業都受到信息技術的影響，發生了不同程度的變革發展。在傳統的PSTN技術上的語音業務已經被轉移到了IP網絡當中。另外，在IP技術的框架下，可以很好的促進各種技術的發展。在本文的研究中，主要基于VoIP語音通信技術的研究與相關問題進行全面的分析與闡述。

【關鍵字】? ? VoIP語音通信技術? ? 控制信令? ? 編碼技術? ? 丟報處理

引言：

VoIP技術是一種基于IP電話為主要的增值業務技術。在該技術的使用過程中，形成的是一種分組化、數字化的傳輸技術類型。在VoIP技術的發展中，使得人們經常會使用一些較為簡單的通話服務，因此該技術具備著較強的靈活性以及智能型的特征。

一、VoIP技術

VoIP技術已經發展了較長的時間，但是卻始終在通話質量方面存在著一定的弊端問題。因此，在過去的發展中，對于這種VoIP技術始終沒有得到大面積的應用。但是，伴隨著近些年的發展，使得互聯網技術得到了廣泛的應用，用戶數量在不斷加大的過程中，加上政策方面的鼓勵，同時投入方面也得到了全面的提升，這樣的發展背景下，讓VoIP技術也相應的得到了發展和變革。

這種技術在原理方面，主要的是一種模擬聲音信號進行數字化的轉化之后，基于數據封包的形式，在IP數據網絡上進行實時的傳遞。同時，對于VoIP技術而言，在使用的過程中，可以在全球的范圍內，采用IP互聯的方式，形成一種十分重要的傳輸載體。因此，相比較傳統的業務而言，具備著更高的服務能力，并讓其設備可以實現語音、傳真、視頻、數據等各種業務類型，這樣就可以很好的實現信息的處理。

對于傳統的電話網絡而言，具備著較強的穩定性、實用性以及安全性，因此所需要的傳輸帶寬僅僅為64kbit/s即可。在運行的過程中，基于電路交換方式進行語音信號的傳輸。而對于VoIP技術而言，是基于互聯網的方式進行語音信號的傳輸，因此可以很好的將語音信號轉變成數字信號，之后利用壓縮、打包等一系列處理方式，最終形成語音信號，進行高效率的傳輸。

二、VoIP的關鍵技術

在VoIP關鍵技術當中，其包含著信息技術、編碼技術、實時傳輸技術、業務保證技術等諸多方面的技術類型，以此構成一個較為完整的信息技術體系。

2.1 媒體編碼技術

在近些年的發展中，語音和圖像壓縮技術得到了全面的發展，并成功的在市場當中研發出了高效壓縮解碼技術。例如CELP技術，就是基于基礎的話音壓縮編碼技術所發展起來的技術類型。在實際的使用過程中，幾乎可以完全不失真的情況下，能夠將其采樣到的信息數據，成功的進行壓縮處理，極大的降低信息數據的體積，因此成為了IP電話的關鍵技術之一。在圖像編碼技術的發展中，研發出了活動圖像編碼與低速率活動圖像編碼技術，這兩種編碼技術運行的過程中，基本原理都是基于IP網絡會議系統的方式。而對于分組交換網絡而言，則需要將話音與圖像編碼具備著一定的靈活屬性，以此可以很好的在編碼速率、編碼尺度方面具備著較強的可適應性。

2.2 互聯網話音分組傳輸技術

在目前的VoIP網絡傳輸技術的應用過程中，主要涉及到TCP與UDP這兩種技術類型，同時都是IP網當中傳輸層的兩個協議內容。在傳輸控制協議當中，主要是對于面向連接的一種協議方式，可以有著較高的可靠性。另外，在傳輸數據包協議的過程中，由于面向協議，因此就會使得有著較高的服務型。對于可靠性較高的傳輸控制協議而言，可以在實際的交換過程中，進行大量報文的傳輸使用，同時也能夠讓一些效率比較高的用戶，在數據包協議的過程中，可以很好的實現以此少量的交換，也可以保障傳輸的高效率。

對于建立在UDP上的實時傳輸協議中，可以提供數據業務的端到端的特征。因此基本上包含著裝載數據的序列號、標識符以及傳送監視等類型的功能。對于這些服務特征而言，都可以很好的保障在未來的聲音與活動圖像的傳送中，可以有著較高的質量。一般情況下，在用戶數據包的協議當中，可以將其分組承載了一定的實時傳輸協議當中的數據單元。其次，在話音凈荷方面，基本上都比較短暫，因此可以在用戶數據包協議當中，以及實時傳輸協議的控制頭當中，都基于最小的長度，進行針對性的運算分析。

2.3 控制信令技術

對于媒體而言，這種傳輸技術的特征，充分保障了語音傳輸過程中的實時性，同時也讓控制信令技術可以確保電話呼叫的出現。在當今的控制信令的技術使用，可以很好的實現高級別的電話業務。例如，可以在公共電話交換網絡上，實現智能網業務的開展，同時在綜合業務數字網上，可以添加一些附加的業務。

在目前的網絡規范當中，對于多組網絡的多媒體通信技術已經被明確的規范，特別是在無業務質量保障的過程中，明確出了互聯網的具體規范。在桌面網絡系統的開展中，基本上都被分組網絡占據了絕大部分。因此，就使得H.323標準對互聯網、廣域網以及局域網上的多媒體技術基礎得到了全面的應用。

在會話初始協議SIP上，是一種具有IETE的特征，因此就需要研制出應用層控制信令的協議類型。以此可以在使用的過程中，能夠利用SIP進行創建、修改以及終止一個或者多個參與者，并參加會話進程，在具體的會話過程中，可以邀請到其他的參與者參與其中。例如，在當今互聯網技術上，兩方進行信息通信的過程中，可以利用單播聯網的方式，實現通信的目的。

三、目前VoIP技術問題處理方法

3.1 實時性

在IP網絡的發展中，其進行的音頻傳輸，需要保障信息傳輸過程中的較高連續性，應形成語音傳輸的實時性。在實時通信的過程中，其具體的要求方面，相比較傳統的高速和一些非實時性的通信傳輸工作不相同。在一般情況下的互聯網當中，主要關注的性能指標為吞吐率與時延。同時，在充分的保障實時性的前提下，其系統的可靠性也需要得到相應的規定。因此，在相關技術在被使用之后，可以很好的保障在傳輸數據的過程中，不會出現突然消失的問題。另外，也可以很好的避免出現消失、損壞的問題。需要注意的是，在實際的應用過程中，其數據塊都會在最后的時間，一旦超出了界限數據就會導致失去相應的作用。

3.2 網絡時延處理

在目前的電話發展中，基本上都是利用數據包進行語音數據的傳輸，但是對于網絡而言，其網絡的擁堵會對傳輸造成一定的影響。在通常情況下，基本上時延都在150ms一下的程度，因此對于通話者而言，基本上不會感受到一定的延遲問題，但是在時延超出了450ms的標準之后，就會造成交流的緩慢。同時，還會對人們的日常生活造成一定的麻煩。例如，會出現數據包順序出錯、丟失的問題出現。因此，在進行系統構建的過程中，需要有效的利用IP優先級，進行網絡時延問題的有效處理。在這種優先級確定中，主要是基于不同的數據包，進行分門別類進行的管理，將不同類型的數據包都得到有效的處理。之后，利用不同級別的處理方式，可以很好的將一些級別較高的數據包進行通信。其次，還要針對語音、圖像等實時性要求較高的數據包，實現科學合理的處理方式。

3.3 數據包丟失處理

為了很好的解決數據包的丟失問題，目前主要有兩種思路：一種是盡量避免丟包，即在輸出源對丟包進行控制，稱為丟包恢復技術PLR。這種技術相對復雜，會增加網絡帶寬和延時，一般包括前向糾錯技術、交織技術、低比特率榮譽編碼等技術。另一種是減少丟包后的影響，即在接收端通過一定的措施對丟包進行隱藏，稱為丟包隱藏技術PLC。這種技術根據接收到的數據特點，并利用人耳的掩蔽效應，被動地對丟失利用與原始信號相似的替代物進行補償。在丟包率小于15%并且包尺寸為4-40ms時有效。一般包括插入技術、插值技術、幀間插值技術、基于模型的技術等。下圖1展示了每個IP數據包包含4個單元的語音的交織技術方式。

其工作原理是：IP數據包在發送之前，先把原始語音數據分成若干個比IP包還小的單元，然后通過預先設定的規則重新排列順序，使每個IP包中的數據不在是來自于同一個數據包，而是來自于不同的語音數據。當發生丟包現象時，雖然丟失的還是完整的IP包，但并沒有丟失原始語音中這個IP包的全部數據，而僅僅只是不同IP包中的一小部分單元，最后在接收端再將這些單元通過之前規則的逆過程恢復到原來的順序。這樣一來，本來丟失的一個完整語音包的數據，就被分散在了不同的數據包中，雖然丟失的數據在總體數量上保持不變，但是通過人耳的掩蔽特性能夠自動修復丟失的少量數據。對聽著產生的影響很小，從而提高語音的質量。這種方式有點類似于數據存儲廣泛應用的RAID5技術。

四、結束語

綜上所述，在當下的發展中，伴隨著科學技術的高速發展，使得人們在進行信息通信的過程中，研發出了各種先進的技術類型，同時也進一步的保障了當下技術在實際的發展過程中，可以很好的受到一些傳統技術的影響，使得信息傳輸過程中的質量受到影響。因此，就需要在實際的發展中，可以很好的基于VoIP技術進行設計。

參? 考? 文? 獻

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