1、接入网语音业务实现原理,接入网产品导入部,Page 2,前 言,目前接入网设备中包括UA5000，MA5600T MSAN和MDU等均可以实现语音业务，具体实现方式支持传统V5语音，H248，MGCP，SIP等，各个产品的语言业务在内部实现时即存在差异，也有很多相似点。,Page 3,学习完本课程，您将会：了解语音业务的组网应用掌握语音业务的呼叫流程理解语音业务的实现原理,目 标,Page 4,第1章 语音业务概览第2章 系统结构第3章 语音业务实现原理第4章 语音业务呼叫流程第5章 语音维护特性介绍,内容介绍,Page 5,NGN 体系架构,接入网语音产品就是MG,Page 6,POTS,M
2、odem,VOICE、FAX、MODEM,Twisted pair,Fax,MG,LE,V5.1/ V5.2,H.248/MGCP,FE/GE,H.248/MGCP,SoftSwitch,E1,IUA,IUA,支持V5上行的产品：UA5000不支持V5上行的产品：MA5600T/MA5606T/MA5620E/MA5620G,Page 7,第1章 语音业务概览第2章 系统结构第3章 语音业务实现原理第4章 语音业务呼叫流程第5章 语音维护特性介绍,内容介绍,Page 8,软件结构逻辑图,Page 9,硬件逻辑框图（以MA5600T为例）,POTS接入,ISDN BRA接入,ISDN PRA接入
3、,业务接口模块,GE/FE,EPON,GPON,上行接口模块,E1,业务转发模块,业务控制模块,Page 10,第1章 语音业务概览第2章 系统结构第3章 语音业务实现原理第4章 语音业务呼叫流程第5章 语音维护特性介绍,内容介绍,Page 11,第3章 语音业务实现原理第1节 VOIP中的媒体流和信令流第2节 VOIP中的关键技术,内容介绍,Page 12,媒体流和信令流设备外流向,PSTN,Soft-phone,UMG,MA5600T（MSAN）,UA5000（MSAN）,E-phone,Soft switch,Router,Soft switch,Router,MA5680T（OLT）,
4、MA5620E/MA5620G（ONU）,信令流,媒体流,Page 13,媒体流和信令流设备内流向,POTS接入,ISDN BRA接入,ISDN PRA接入,业务接口模块,GE/FE,EPON,GPON,上行接口模块,E1,业务转发模块,业务控制模块,信令流,媒体流,Page 14,第3章 语音业务实现原理第1节 VOIP中的媒体流和信令流第2节 VOIP中的关键技术,内容介绍,Page 15,VoIP关键技术,VoIP关键技术,HDJ UR OK;UPOXCGDSZG J HFKLHL,信令技术,实时传输技术,网络传输技术,QOS技术,媒体技术,传统的IP网络主要是用来传输数据业务，采用的是
5、尽力而为的、无连接的技术，因此没有服务质量保证，存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。数据业务对此要求不高，但话音属于实时业务，对时序、时延等有严格的要求。因此必须采取特殊措施来保障一定的业务质量。,Page 16,信令技术,信令技术保证电话呼叫的顺利实现，目前被广泛接受的VOIP控制信令体系包括：H.323系列MGCP H.248/MegacoSIP,Page 17,RTP/RTCP,RTP报文格式：,RTCP报文格式：,RTCP(Real-time Transport Control Protocol)：实时传输控制协议 RTCP采用和数据分组同样的分配传送机制向RTP会话中的所有与会者
6、周期性地发送控制包。从而提供数据传送QoS的监测手段。RTCP包一般占带宽的5%；RTCP协议提供的QOS参数包括:环路时延,丢包率,抖动等;RTP端口一般为偶数，RTCP端口为紧挨着的奇数；,RTP(Real-time Transport Protocol)：实时传输协议RTP协议为音频、视频等实时数据提供端到端的传送服务，可以向接收端点传送恢复实时信号必需的定时和顺序信息。,Page 18,网络传输技术,VOIP中网络传输技术主要是TCP和UDP，此外还包括网关互联技术、路由选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。由于实时传输协议RTP提供具有实时特征的、端到端的数据传输业务，因此
7、VOIP可用RTP来传送话音数据。通常RTP协议数据单元是用UDP分组来承载，而且为了尽量减少时延，话音净荷通常都很短。,Page 19,语音通信协议,Page 20,媒体处理技术,JB,CODEC,VAD/CNG,PLC,EC,媒体处理技术,编码技术,静音检测/舒适噪音,丢包补偿,回声取消,Jutter Buffer,Page 21,CODEC（编码）,编解码性能因素：比特率语音质量复杂度时延,一般来说，编码的比特率越低，算法的复杂度就越高，编码的处理时延也会越长，并降低语音质量。在实际的应用过程中，用户真正关心的并不是算法的原理以及所采用的具体技术，而是各种算法的使用特点,Page 22,
8、JB（Jitter buffer）,媒体流传输RTP协议是基于UDP协议，在网络上传输时，因无Qos保证，远端匀速发送的数据包到达近端时的时间间隔并不均匀（抖动），甚至可能发生了乱序（后发的包先到）。jitter buffer技术就是用来消除数据包在IP网络上传输的抖动使数据包在接收近端通过缓存调整，使乱序、抖动的数据包，匀速送给Decoder。很明显，Jitter buffer需要对包进行缓存，就增加了数据包的传输时延。Jitter buffer的大小与Delay是对立的，如何进行均衡处理，也是jitter buffer技术考虑的重点。,Jutter Buffer,Jitter buffer
9、工作模式：动态JB：根据网络的jitter情况动态调整jitter buffer的深度，使防抖动能力和时延达到最佳均衡Fixed 静态JB：不根据网络jitter进行调整jitter buffer的深度,Page 23,PLC（丢包补偿）,PLC：Packet Loss Concealment 丢包补偿应用：当网络出现丢包时，根据语音信号的时域相关性，通过前几帧的数据恢复丢失帧的信息，达到平滑补偿的作用；丢包补偿对语音有好处，据测试，5的随机丢包对语音几乎没有多大影响，在20的随机丢包情况下，语音质量还可以接受。,Page 24,EC（回声抵消）,电学回声主要是电话网络上的二四线转换器（在用户
10、板上）引入的，由于二四线转换器两侧的阻抗不匹配，导致部分能量返回，引起回声。,声学回声是由于话机听筒中的声音又直接送至了话筒中所导致。使用话机的免提功能时，这种现象更为明显 。,回声消除技术主要利用数字滤波器技术来消除对通话质量影响很大回声干扰，保证通话质量。这点在时延相对较大的IP分组网络中尤为重要。,Page 25,VAD/CNG（静音检测/舒适噪音）,VAD：Voice Activity Detect 语音活动检测（静音检测）CNG：Comfort Noise Generator 舒适噪声产生应用：统计显示：在人的通话过程中，仅40%左右的时间是真正有声音的如果在静音期间发送方不发送语音
11、包,理论上可以节约60%左右的带宽；发送端检测到TDM静音时，发送静音包SID帧(遵循RFC3889)；接收端接收到静音包SID帧时，为了不使得对方产生断线的错觉，在对方产生舒适噪声。,Page 26,数字信号处理器（D S P）,数字信号处理器（D S P, digital signal processors）是语音编码器和调制解调器的核心部件，D S P是进行语音分组和压缩的关键部件，在Vo I P中也起到关键作用。,Page 27,保证NGN语音质量常用技术,VOIP本身提供的技术冗余，丢包补偿，FFC2198，adaptive/Fixed Jitter, EC,选择合适的编解码提高音源
12、质量自动增益调整合理的规划和定义每个网元的时延和抖动；,Page 28,第1章 语音业务概览第2章 系统结构第3章 语音业务实现原理第4章 语音业务呼叫流程第5章 语音维护特性介绍,内容介绍,Page 29,第4章 语音业务呼叫流程第1节 常见业务流程第2节 FAX、MODEM流程第3节 其他特色业务流程,内容介绍,Page 30,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,SLIC+CODEC,摘机,DSP,摘机,摘机,正常极性,拨号音+数图,第一个号码,停拨号音,最后一个号码,号码上报,振铃,振铃,远端回铃音,回铃音,摘机,摘机,摘机,停远端回铃音,DSP,停振铃,RTP（回铃音）,RT
13、P,反极性,反极性,反极性,拨号音,呼叫建立流程,MG,MG,振铃,Page 31,SLIC+CODEC,CPU,CPU,SLIC+CODEC,DSP,忙音+正常极性,忙音,挂机,挂机,挂机,挂机,DSP,释放资源,释放资源,挂机,DSP,正常极性,释放资源,呼叫释放流程,RTP,DSP,DSP,MG,MG,MGC,正常极性,Page 32,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,SLIC+CODEC,摘机,DSP,摘机,摘机,正常极性,拨号音+数图,拨号音,第一个号码,停拨号音,最后一个号码,号码上报,振铃,振铃,振铃,脉冲收号,DSP,最后一个号码,第一个号码,MG,MG,MGC,P
14、age 33,SLIC+CODEC,CPU,CPU,SLIC+CODEC,摘机,DSP,摘机,摘机,正常极性,拨号音+数图,第一个号码,停拨号音,最后一个号码,号码上报,振铃,振铃,振铃,回铃音,拨号音,本端回铃音流程,回铃音,回铃音,MG,MG,MGC,Page 34,CPU,DSP,SLIC+CODEC,振铃来电显信息,初始振铃,初始振铃,挂机态主叫号码显示流程,来电显信息,FSK,持续振铃,持续振铃,DSP,振铃来电显信息,来电显信息,DTMF,持续振铃,持续振铃,数据传送方式：1、FSK：移频键控方式（美国、加拿大、比利时、英国、西班牙、日本、新加坡和中国等）FSK两种标准：（1）Be
15、llCore FSK（美规，在响铃的一、二声之间显示来电）（2）ETSI FSK（欧规，振铃后显示来电）FSK格式：(a)SDMF（可以显示日期、时间、号码） (b)MDMF（可以显示日期、时间、号码、姓名等），可以显示P(限制主叫号码显示)、O(由于跨网络而无法获取号码)2、DTMF：双音多频传送方式（欧洲以瑞典为代表）DTMF是在响铃前显示来电只显示电话号码日期、时间、号码等信息由MGC通过H.248/MGCP信令下发到MG），而对于SIP，代理服务器目前只能下发号码，日期和时间采用的是MG本地信息,MG,MGC,FSK制式,DTMF制式,Page 35,CPU,DSP,SLIC+CODE
16、C,呼叫等待音来电显信息,占用,占用,摘机态主叫号码显示流程,来电显信息,FSK,证实,证实,DSP,呼叫等待音来电显信息,占用,占用,来电显信息,DTMF,证实,证实,主叫号码显示相关的配置包括：（1）主叫号码显示使用的制式（FSK/DTMF）（2）使用的标准（ITU/ETSI）（3）FSK格式（SDMF/MDMF）（4）数据传输时机（振铃前/振铃后）无法显示来电原因:1.用户没有申请主叫号码显示功能（开通来电显功能） 2.话机不支持主叫号码显示（更换为支持来电显功能的话机） 3.格式不符（更改配置为相应的主叫号码显示制式或者标准） 4.设备故障（更换单板或者设备） 5.话机故障（更换话机）
17、,MG,MGC,FSK制式,DTMF制式,Page 36,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,SLIC+CODEC,DSP,振铃,振铃,振铃,远端回铃音,回铃音,摘机,摘机,摘机,停远端回铃音,DSP,停振铃,RTP(回铃音),RTP,反极性,反极性,反极性,反极计费流程,忙音+正常极性,忙音,挂机,挂机,挂机,挂机,挂机,正常极性,DSP,MG,MG,MGC,忙音+正常极性,Page 37,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,SLIC+CODEC,DSP,振铃,振铃,振铃,远端回铃音,回铃音,摘机,摘机,摘机,停远端回铃音,DSP,停振铃,RTP(回铃音),RTP,KC,
18、KC,KC,KC计费流程,忙音,忙音,挂机,挂机,挂机,DSP,停止KC,停止KC,KC,KC,KC,MG,MG,MGC,Page 38,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,DSP,请拨输入号码，按#号健结束,RTP(语音提示),DTMF号码通过带外信令传送,DSP检测出媒体流中的DTMF号码后，把收到的号码通过信令送给MGC，同时擦除RTP流中的DTMF号码（如果不擦除则可能导致重号）,MGC通过信令把号码信息送给对端设备，对端可以根据需要确定是否把号码还原成DTMF信号送给最终用户。,号码,号码,号码,MG,MGC,PBX,DTMF,DTMF,号码,Page 39,SLIC+CO
19、DEC,CPU,CPU,DSP,DSP,请拨输入号码，按#号健结束,RTP(语音提示),DTMF号码带内透传传送,DSP把DTMF当作普通语音数据处理，即不做任何改变直接透传到对端。对端从RTP流中检测出DTMF号码，并进行处理。,MG,MGC,DTMF,RTP(DTMF),DTMF,Page 40,SLIC+CODEC,CPU,CPU,DSP,DSP,请拨输入号码，按#号健结束,RTP(语音提示),DTMF号码通过带内RFC2833传送,DSP检测出媒体流中的DTMF号码后，把DTMF号码封装成2833报文发送到对端，同时擦除RTP流中的DTMF号码（如果不擦除则可能导致重号）。对端把接收到
20、的FRC2833报文还原成DTMF号码送给用户。,MGC,DTMF,DTMF,RTP(RFC2833),Page 41,第4章 语音业务呼叫流程第1节 常见业务流程第2节 FAX、MODEM流程第3节 其他特色业务流程,内容介绍,Page 42,Modem over IP,PC,MoIP,Modem traffic,MG,Modem,Call server,TMG,Accessserver,G.711语音编码方式关闭VAD/CNG高速ModemEC关闭低速ModemEC打开对网络要求比较高，网络的抖动、丢包、时延对传真质量有较大的影响。,Page 43,Fax over IP - VBD,FA
21、X,FAX,MG,MG,Call server,TMG,G.711语音编码方式关闭VAD/CNG低速传真EC打开高速传真EC关闭（不需要配置、由MGC或者设备自动设置）优点：1、对DSP要求较低，占用资源少；2、兼容性好，对接成功率高；缺点：对网络要求比较高，网络的抖动、丢包、时延对传真质量有较大的影响。,Page 44,Fax over IP - T.38,FAX,FAX,MG,MG,Call server,TMG,T.38传真原理：是一种实时传真模式，网关将收到的来自传真机的T30信号终结，以T38协议将数据传送给对方网关，对方网关将收到的T38包，还原成T30信号。T38传真优点： 数据
22、包有冗余处理机制，对网络要求不高（20的丢包，传真也能通）缺点：DSP由于参与T30的解析，由于终端类型太多，存在兼容性问题。,Page 45,T.38传真流程,可配置两种方式：自切换T.38软交换控制T.38,Page 46,传真流程,阶段A 呼叫建立传真终端标识 CNG CED阶段B 报文前过程能力协商（速度、编码、纠错） DIS CSI NSF/DCS TSI NSS线路训练 TCF阶段C 报文中过程报文传输报文中过程（同步、误码纠错、监测）阶段D 报文后过程证实（单页、多页） MCF结束（报文、传真） EOP/MPS阶段E 呼叫释放 DCN,Page 47,第4章 语音业务呼叫流程第1
23、节 常见业务流程第2节 FAX、MODEM流程第3节 其他特色业务流程,内容介绍,Page 48,本地混音,1、应用场景适合MRS功能简化，或者无MRS部署的应用场景符合TISPAN NGN标准发展趋势，三方通话、呼叫等待等补充业务混音功能由网关实现2、实现方式利用语音处理DSP芯片的本地混音能力，支持三方通话，呼叫等待等补充业务,AS,S-CSCF,MRS,IP Core Network,MGCP,MG,RTP/RTCP,SoftSwitch,SIP,MG,MG,AGCF,SIP,SIP,H.248,H.248,H.248,Page 49,本地数图,1、应用场景： 减少MG和MGC信令交互大
24、数图应用（8K数图）2、实现方法：用户低定义数图文件，通过FTP方式加载到设备,IP Core Network,MG,SoftSwitch,MG,H.248,H.248,加载数图到设备,下发数图,Page 50,本地放音,1、应用场景： 可以分担MRS大部分放音功能，减轻MRS负荷，提高话务高峰时的接通率，同时减少MRS与AMG之间IP承载网的流量符合IMS架构发展趋势，简化MRS放音功能，接入层完成常见信号音放音可以实现部分客户的特殊信号音定制需求，如南非Telkom双频信号音，阿根廷Telcom同步放音需求,BT的announcement2、实现方法：扩充信号音种类，扩充到50种信号音，语
25、音的本地放送， 包括：新增10余种信号音（参数音），新增12种语音提示（波形音），以及5种应用层定义语音文件，可以为部分客户的特殊信号音需求定制继承原有DSP放送信号音（参数音）的功能，扩充支持逻辑放送语音文件（波形音）的功能同时实现放音功能优化，增加语音文件实时加载功能、增加语音文件备份功能,AS,S-CSCF,MRS,IP Core Network,MGCP,MG,RTP/RTCP,SoftSwitch,SIP,MG,MG,AGCF,SIP,SIP,H.248,H.248,H.248,语音文件加载到设备（实现语音文件定制和announcement播放）,Page 51,智能启动RFC219
26、8和10ms打包,MODEM,IP 网络,银行,POS机,POS机接收系统,MSAN,MSAN,职能启动RFC2198+10ms打包技术,时钟源,1、应用场景：在银行、商场等使用MODEM连接POS终端的开展业务时，提高MODEM的稳定性和在 线 时间2、实现方式：当网络丢包时采用RFC2198重传机制，可以明显的改善因为丢包引起的Modem断线；部署10ms打包技术，通过短的数据包快速传送，可以减少包的误码律和重传,Page 52,第1章 语音业务概览第2章 系统结构第3章 语音业务实现原理第4章 语音业务呼叫流程第5章 语音维护特性介绍,内容介绍,Page 53,远程抓包,远程抓包配置：配
27、置服务器指定需要抓包的用户或者配置录音号码,功能介绍：TDM TraceP TraceCMD Trace扩展trace,原理介绍：远程抓包功能是依靠DSP芯片提供的重定向功能复制报文，将RTP包和DSP芯片命令使用IP和UDP协议进行二次封装，在分析报文时再将二次封装的IP和UDP头去掉。,Page 54,抓包点、环回点,DSP芯片,DSP驱动,CPU,SLIC+CODEC,PCM TRACE,IP TRACE,CMD TRACE,扩展TRACE,PCM侧环回,IP侧环回,当需要对主、被叫双不通或单通现象进行定位时，使用该命令。当话路正常时，如果主叫设置了PCM侧环回，则主叫可以听到自己的回声
28、；如果主叫设置了IP侧环回，则被叫可以听到自己的回声。,Page 55,导通测试概述,应用场景：导通测试特性是针对语音设备开局应用设计的一个测试功能，用来检验设备的硬件、设备的配置数据、用户的配置数据、设备连接的网络，通过导通测试，可以确保设备下的语音用户正常进行语音业务。导通测试特性，也可以作为一个平时的故障定位手段，界定问题出现的范围。,导通测试步骤：1，测试代理T Agent接受测试台的测试任务，启动测试；2，测试电路T Engine模拟话机终端，控制主叫摘机，拨打被叫号码；3，测试电路T Engine检测被叫振铃，控制被叫摘机，建立通话；4，通话建立后，媒体通路经过主叫通道、被叫通道、
29、IP网络以及测试电路T Engine，建立了一个双向的环形网络；5，测试电路T Engine通过证实音，验证媒体通路的两个方向；6，测试结束，测试电路T Engine控制主叫和被叫挂机；7，测试代理T Agent将测试的结果上报给测试台；,只在小规格产品支持,Page 56,112线路测试功能,IP Core Network,Softswitch,MDU,MDU,EPON,5类线,5类线,双绞线,MA5620E,MA5680T,MA5620E,环路电流测试铃流电压测试馈电电压测试拨号音测试摘桂机测试,支持电阻测试支持电容测试支持电压测试（直流和交流）,BMS,有效的利用现存的五类线和铜线资源，解决用户的宽带和话音接入 为了降低POTS维护费用，支持线路内测和外测功能,112测试台,双绞线,软交换网管,Thank You,,
