近幾年,隨著IP可視對講技術(shù)的逐漸成熟,IP可視對講產(chǎn)品也逐步得到了普及應(yīng)用。然而,一些廠家為了節(jié)省龐大的研發(fā)費(fèi)用,將IP網(wǎng)絡(luò)電話技術(shù)直接移植到IP可視對講產(chǎn)品中,消費(fèi)者無法辨識真假。為此,本文將通過對IP網(wǎng)絡(luò)電話技術(shù)與IP可視對講技術(shù)的分別闡述,并進(jìn)行比較,以幫助廣大消費(fèi)者辨別真?zhèn)蜪P可視對講產(chǎn)品。
IP網(wǎng)絡(luò)電話泛指在以 IP(InternetProtocol)為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行話音通訊的系統(tǒng),它采用的技術(shù)統(tǒng)稱為VoIP(VoiceoverIP),即 IP上傳送話音。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用的都是分組交換技術(shù),其傳送的數(shù)據(jù)單元都是由控制部分和數(shù)據(jù)部分封裝而成的獨(dú)立數(shù)據(jù)包,通常稱之為“分組”,因此,從更一般的意義上來說,VoIP屬于分組話音通信的范疇。
而從技術(shù)上說,IP網(wǎng)絡(luò)電話則是以IP為標(biāo)志的網(wǎng)絡(luò)分組化和以多媒體為目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)綜合化兩大主流技術(shù)融合的結(jié)果。隨著分組通信技術(shù)、綜合業(yè)務(wù)通信技術(shù),以及IP通信技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是90年代以來以 TCP/IP為核心協(xié)議的因特網(wǎng)(Internet)在全球范圍內(nèi)超乎尋常的大發(fā)展,使得以IP業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)成倍增長,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)成倍增長又導(dǎo)致IP 網(wǎng)絡(luò)的大力擴(kuò)建,增加其帶寬,有效提高了Internet傳送質(zhì)量;反過來,它又促進(jìn)了Internet業(yè)務(wù)的發(fā)展和用戶數(shù)的增長。
Internet已從單純的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)入包括聲音和圖像在內(nèi)的多媒體通信領(lǐng)域,傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)絡(luò)壁壘分明的界線已經(jīng)被打破。Internet進(jìn)入電信服務(wù)的第一步,自然就是用戶面最為廣泛的基于 IP的分組話音通信,即IP網(wǎng)絡(luò)電話。
IP網(wǎng)絡(luò)電話關(guān)鍵技術(shù)
IP網(wǎng)絡(luò)電話由于具有價(jià)格低廉、可以靈活提供各種增值業(yè)務(wù)、有利于企業(yè)建立高效綜合服務(wù)內(nèi)部網(wǎng)、有利于運(yùn)營商開拓新的市場及有助于和新技術(shù)的融合等的應(yīng)用優(yōu)勢,使得IP網(wǎng)絡(luò)電話能夠贏得市場的青睞。其關(guān)鍵技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個方面,即話音處理技術(shù)、IP話音通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理和安全技術(shù)、終端技術(shù)及視頻編碼技術(shù)。
話音處理技術(shù)是IP網(wǎng)絡(luò)電話技術(shù)的重要組成部分,IP 網(wǎng)絡(luò)電話中的話音處理主要解決兩個問題。一是在保證一定話音質(zhì)量的前提下盡可能降低編碼比特率,二是在IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保證一定的通話質(zhì)量。前者主要是話音編碼技術(shù),包括靜音檢測;后者包括分組丟失補(bǔ)償和回波抵消技術(shù)。在話音通信中,時(shí)延指標(biāo)是主要的,時(shí)延過大會使聽話者有不連續(xù)的感覺,而時(shí)延抖動是次要的。另外,話音編碼算法需要考慮三個方面的問題:編碼比特率、話音質(zhì)量和算法復(fù)雜度。一般來說,這些指標(biāo)是有矛盾的,比特率越低,線路的利用率越高,但話音質(zhì)量會受到影響;在同樣比特率情況下,算法設(shè)計(jì)越復(fù)雜,話音質(zhì)量就會有所提高,但處理時(shí)延將增加。目前在PSTN中廣泛應(yīng)用的是PCM話音編碼,其比特率為64Kbit/s,話音采樣率是8KHz。它屬于波形編碼類型。通常,這類編碼的最低比特率為32Kbit/s,即ADPCM。若要進(jìn)一步降低其比特率,特別是低于16Kbit/s的低比特率編碼方案,必須采用新的編碼原理,這就是參數(shù)編碼,又稱作聲碼器(Vocoder)技術(shù)。它是通過模擬人的發(fā)聲器官,提取模型參數(shù)來降低話音信息編碼率的。
目前,IP網(wǎng)絡(luò)電話最常用的是G.729和G.723 話音編碼。G.729是8Kbit/s的LPAS聲碼器,線性預(yù)測采用前饋型前向自適應(yīng)技術(shù),并使用預(yù)示提高合成模型的精度。G.723是雙速率LPA聲碼器,低速率的編碼比特率為5.3Kbit/s,高速率的編碼比特率為6.3Kbit/s,線性預(yù)測也采用前饋型前向自適應(yīng),并使用預(yù)視。G.723主要應(yīng)用于低比特率可視電話。
靜音檢測又稱話音活動性檢測,它是一種靜音壓縮技術(shù),實(shí)用的靜音壓縮技術(shù)由話音活動性檢測器和舒適噪聲生成器兩個部分組成。分組丟失補(bǔ)償主要以處理在傳輸過程中分組的丟失為主要目的。因?yàn)樵贗P網(wǎng)絡(luò)中分組的丟失是不可避免的,丟失的原因可能是線路誤碼或者網(wǎng)絡(luò)路由器故障,更常見的原因則是傳輸時(shí)延過長或網(wǎng)絡(luò)擁塞導(dǎo)致分組被丟棄。
回波抵消主要針對通話回聲的抑制,對于純IP電話系統(tǒng)來說,由于話音信號的接收和發(fā)送經(jīng)由不同的物理線路,也就是所謂的四線制,因此不存在回音的問題。如果IP網(wǎng)和PSTN互連,通信雙方至少有一方是二線制電話,涉及有混合線圈的2/4線轉(zhuǎn)換電力,就會產(chǎn)生回音。(其原理如圖1所示)理論上說,混合線圈對端間的衰耗應(yīng)為無窮大,這樣IP電話發(fā)出的話音信號只能送到PSTN電話,不會串到對端。可是,實(shí)際上混合線圈很難做到完全平衡,這樣一部分信號將漏到對端返回IP電話,如果傳輸時(shí)延較長,發(fā)話者就會感到明顯的回聲,嚴(yán)重干擾通話。
回波抵消就是通過自適應(yīng)方法估計(jì)回波信號的大小,然后在接收信號中減去此估計(jì)值。這種方法雖然比較復(fù)雜,但是已有專用芯片推出,因此得到廣泛的應(yīng)用。在IP網(wǎng)絡(luò)和PSTN互通的情況下,回波抵消功能一般由網(wǎng)關(guān)完成。
除此之外,IP話音通信協(xié)議包含有話音通信控制協(xié)議、話音信息傳送協(xié)議、會議電話控制協(xié)議及實(shí)時(shí)控制協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)管理和安全技術(shù)主要體現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)的安全性如鑒權(quán)、權(quán)限驗(yàn)證、加密等和IP網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)必須具有的計(jì)費(fèi)功能和運(yùn)營商間互操作管理功能等方面。而終端技術(shù)則主要體現(xiàn)在基于以太網(wǎng)的專用IP電話機(jī)。此類話機(jī)具有許多PC機(jī)的特性,比如典型的如 RJ-45接口、具有自己的IP地址、內(nèi)置多種話音壓縮編碼等等 IP網(wǎng)絡(luò)可視電話的視頻編碼技術(shù)
IP網(wǎng)絡(luò)可視電話,即在IP網(wǎng)絡(luò)電話的基礎(chǔ)上增加了視頻傳輸功能。
在IP網(wǎng)絡(luò)可視電話中,視頻編碼技術(shù)是視頻處理的重要組成部分,目前最常用的視頻編碼為MPEGx及H.26x系列,筆者以H.26x系列為例進(jìn)行分析。
H.261是最早出現(xiàn)的視頻編碼建議,目的是規(guī)范 ISDN網(wǎng)上的會議電視和可視電話應(yīng)用中的視頻編碼技術(shù)。它采用的算法結(jié)合了可減少時(shí)間冗余的幀間預(yù)測和可減少空間冗余的DCT變換的混合編碼方法。和 ISDN信道相匹配,其輸出碼率是p×64kbit/s。p取值較小時(shí),只能傳清晰度不太高的圖像,適合于面對面的電視電話;p取值較大時(shí)(如p>6),可以傳輸清晰度較好的會議電視圖像。H.263建議的是低碼率圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),在技術(shù)上是對H.261的改進(jìn)和擴(kuò)充,支持碼率小于64kbit/s的應(yīng)用。但實(shí)質(zhì)上,H.263以及后來的H.263+和H.263++已發(fā)展成支持全碼率應(yīng)用的建議,從它支持眾多的圖像格式這一點(diǎn)就可看出,如Sub- QCIF、QCIF、CIF、4CIF甚至16CIF等格式。
IP可視對講技術(shù)的特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)
IP可視對講又稱為全數(shù)字對講,它是在原有的總線式可視對講系統(tǒng)的基礎(chǔ)上演變過來的數(shù)字化產(chǎn)品。IP可視對講系統(tǒng)采用當(dāng)前最新的數(shù)字音視頻壓縮、DSP、嵌入式及流媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)燃夹g(shù),結(jié)合家庭智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的特點(diǎn),利用小區(qū)的以太網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行音頻、視頻的網(wǎng)絡(luò)流傳送,集成報(bào)警、門禁、智能家電等控制功能,提供短信、公告等增值服務(wù)。核心模塊是基于TCP/IP 協(xié)議的可視對講系統(tǒng)(包含戶內(nèi)機(jī)/門口機(jī)/圍墻機(jī)/管理機(jī)),提供核心控制與調(diào)度、音視頻處理與壓縮、網(wǎng)絡(luò)控制與傳輸、以及周邊設(shè)備(如RS232 /RS485)控制等功能。
IP可視對講系統(tǒng)主要特點(diǎn)是門口主機(jī)、室內(nèi)分機(jī)、管理中心控制主機(jī)的音視頻信號均采用數(shù)字壓縮處理后再通過網(wǎng)絡(luò)傳送及接收,設(shè)備之間均采用網(wǎng)絡(luò)線連接方式,安裝及聯(lián)網(wǎng)方便快捷(可直接并入小區(qū)內(nèi)現(xiàn)成的到戶網(wǎng)絡(luò),無須另行布線)。室內(nèi)分機(jī)還提供視頻信號輸入接口,可外接視頻信號(如攝像機(jī)等視頻設(shè)備);8路的報(bào)警輸入輸出接口(輸入輸出可定義),可接紅外/微波探測器、幕簾式探測器、門磁等報(bào)警探測設(shè)備及警號、警燈等報(bào)警輸出控制設(shè)備;系統(tǒng)還支持互聯(lián)網(wǎng)接入功能,支持遠(yuǎn)程異地聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控功能,直接通過IE方式即可進(jìn)行圖像及聲音的瀏覽、報(bào)警的布撤防功能。
來源:網(wǎng)絡(luò)