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VoIP综合应用技术概述 | ||
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IP包-数据的转换。目的地VoIP设备接收这个IP数据并开始处理。在数据报的处理过程中,去掉寻址和控制信息,保留原始的原数据,然后把这个原数据提供给解码器。5. 数字语音转换为模拟语音。语音信号在IP网络上的传送要经过从模拟信号到数字信号的转换、数字语音封装成IP分组、IP分组通过网络的传送、IP分组的解包和数字语音还原到模拟信号等过程。 4.VoIP的关键技术 VoIP发展的迅速离不开其它领域技术的发展,而推动VoIP飞速发展乃至广泛应用的技术因素可以归纳为如下几个方面: a. 数字信号处理器。先进的数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)执行语音和数据集成所要求的计算密集的任各。DSP处理数字信号主要用于执行复杂的计算,否则这些计算可能必须由通用CPU执行。它们的专门化的处理能力与低成本的结合使DSP很好地适合于执行VoIP系统中的信号处理功能。 b. 高级专用集成电路。专用集成电路(Application-Specific Integrated Circait, ASIC)发展产生了更快、更复杂、功能更强的ASIC。ASIC是执行单一应用或很小的一组功能专门的应用芯片。ASIC的使用使设备的性能更高,而成本更低。它们为网络提供增加的宽带和更好的QoS支持。 c. IP传输技术。宽带IP网络通信对QoS和延迟特性提出了苟刻的要求。目前,除已问世的新一代IP协议--IPV6外,世界因特网工程任务组(IETF)提出了多协议标记交换技术(MPLS),这是一种基于网络层选路的各种标记/标签的交换,能提高选路的灵活性,扩展网络层选路能力,简化路由器和基于信元交换的集成,提高网络性能。MPLS既可以作为独立的选路协议工作,又能与现有的网络选路协议兼容,支持IP网络的各种操作、管理和维护功能,使IP网络通信的QoS、路由、信令 等性能大大提高,达到或接近统计复用定长分组交换(ATM)的水平,而又比ATM简单、高效、便宜、适用。 d. 宽带接入技术。IP网络的用户接入已成为制约全网发展的瓶颈。从长期发展看,用户接入的终极目标是光纤到户(FTTH)。光接入网从广义上讲包括光数字环路载波系统和无源光网络两类。前者主要在美国,结合开放口V5.1/V5.2,在光纤上传送其综合系统,显示了很大的生命力。后者主要在日本和德国。日本坚持不懈攻关十多年,采取一系列措施,将无源光网络成本降低至与铜缆和金属双绞线相近的水平,并大量使用。 特别是近年ITU提出以ATM为基础的无源光网络(APON), 将ATM与无源光网络优势互补,接入速率可达622M bit/s,对宽带IP多媒体业务发展十分有利,且能减少故障率和节点数目,扩大覆盖范围。目前ITU已完成了标准化工作,各厂家正在积极研制,不久会有商品上市,将成为面向21世纪的宽带接入技术的主要发展方向。 e. 中央处理单元技术。中央处理单元(CPU)在功能、功率和速度方面继续发展。这使多媒体PC能够广泛应用,并提高了受CPU功率限制的系统功能的性能。PC处理流式音频和视频数据的能力在用户中期待已久,所以在数据网络上传送语音呼叫理所当然成为下一步的 目标。这个计算功能使先进的多媒体桌面应用和网络组件中的先进功能都支持语音应用。 5.VoIP的语音质量问题 目前人们对VoIP的忧虑集中在语音质量和安全机制上,这是理所应当的。在VoIP技术领域,对此也进行了相应的研究,并开发出一系列的技术来解决这些问题。 对于语音质量,主要的手段是语音编码解码技术,通过采用合理的压缩标准来提高语音的质量和传输效率是一个重要的手段,另外电话信令网关模块的技术开发也是提高语音传输质量的途径。有了这些其实并不足够,众所周知,国内的网络环境已经具有相当的规模,但是各种各样的形式和不合理的应用使得企业、个人所处的网络环境相当复杂,有些甚至可以说恶劣,非常不利于语音的传输,所以对语音网关来说,还需要对这些复杂的网络环境进行补偿。按Internet传统纠错机制,接收端如果收到错误的数据包就将其丢弃并请求重传 ,因此用户最终收到的数据跟原始发送的数据是完全一样的。由于IP电话业务是一种对时间敏感的业务,不能使用重传机制,这就需要专用的检错和纠错机制来再造声音和填补空隙,需要接收端存储接收到一定数量的语音数据,然后使用一种复杂的算法来“猜测”丢失包 的内容,产生新的语音信息,从而提高通信的质量。因此,接收端听到的语音并不与发送端讲的语音完全一样,其中一部分信息是由VoIP系统“再造”的。 6.VoIP的安全机制 对于安全机制,VoIP的安全威胁包括已知的拒绝服务(DoS)攻击、呼叫截取(call interception)、信令协议篡改(signal protocol tampering)、状态窃取(presence theft)、资费欺骗(toll fraud)、呼叫处理操作系统(call handling OS)。可以通过以下措施来减少安全威胁:1、在技术上尽量降低网络暴露以减少DoS攻击;2、对于信令协议被篡改,可基于执行状态进行判决,作为DoS进行处理;3、加密VoIP流量可以防止VoIP呼叫受到监听,这在过去不太容易实现,但是随着数字信 号处理技术,以及两个主要VoIP协议——SIP和H.323的迅速发展,未来VoIP可以实现端到端的加密;4、对于状态窃取所造成的安全威胁,最好的防范措施是采用强认证,如二元认证(two-factor authentication),IP端点的强认证虽然是一种新技术,但可以很快实施;5、最后也是最重要的,就是呼叫处理软件的运行平台,如Microsoft或Linux操作系统,应该确保操作系统没有运行任何非必需的软件,并且已经安装了必要的安全 补丁。此外,服务器、路由器的各种端口,除非必要,一般不要打开。 通常加密措施会使语音产生延迟,这是语音技术的大忌,但为了安全目的,却又不得不采用加密方式,于是便存在如何在加密的同时降低延迟的问题。此用硬件加密,会将对语音质量的影响降到最低,目前VoIP产品采用的加密协议选用安全的实时传输协议(SRTP) ,该协议采用AES标准,而不是IPSec。但所有的措施中,VPN的效果无疑是最好的,VoIP与VPN结合,不仅能保证话音质量,同时令安全性能得到极大的提高。 |
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