網(wǎng)際協(xié)議話音通信(VoIP)的時代已經(jīng)來臨,它融合了電話和數(shù)據(jù)通信世界,在低成本的因特網(wǎng)上提供分組的語音并傳送數(shù)據(jù)流。這種從電路交換到分組交換網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變正飛快地進(jìn)行著,從而能夠支持超出了簡單的語音傳輸?shù)膽?yīng)用,并延伸到可以在相同的基礎(chǔ)設(shè)施上傳輸數(shù)據(jù)的其它形式的應(yīng)用。但是,這類嵌入式設(shè)計的難點就在于選擇一種低成本、易于配置而且性能適應(yīng)市場需要可以擴(kuò)展的處理解決方案。具體地說,嵌入式解決方案的“最佳點”就是采用一種能夠?qū)崿F(xiàn)低通道數(shù)量VoIP解決方案而同時為增值能力和服務(wù)(例如視頻、音樂、圖像和系統(tǒng)控制等)留出足夠空間的處理器。

當(dāng)今的話音網(wǎng),例如公共交換電話網(wǎng)(PSRN)——采用數(shù)字交換技術(shù)在呼叫方和接收方之間建立一條專用鏈路。雖然這種連接只能提供有限的帶寬,但是它不采用復(fù)雜的編碼算法就可以提供可接受的質(zhì)量水平。

另一方面,VoIP采用網(wǎng)際協(xié)議(IP)在因特網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)上發(fā)送數(shù)字化的話音服務(wù)。IP分組由一個控制頭部和數(shù)據(jù)凈荷組成。頭部為分組提供網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航信息,而凈荷包含壓縮的話音數(shù)據(jù)。

和電路交換電話不同的是,數(shù)據(jù)傳輸是基于分組的,以便對數(shù)據(jù)塊進(jìn)行分組和壓縮,然后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去,最終在接收端進(jìn)行重新組裝。換句話說,發(fā)送方和接收方之間無需專用鏈路。

分組技術(shù)非常適合在網(wǎng)絡(luò)上傳輸“數(shù)據(jù)”(例如,一個JPEG文件或電子郵件),因為傳送降為“盡力服務(wù)”型。該網(wǎng)絡(luò)可在相同的媒質(zhì)上高效地傳送來自于多種信源的數(shù)據(jù)。但是,對于話音服務(wù)來說,“盡力服務(wù)”型是不夠的,因為接收端解碼得到的音頻信號質(zhì)量可能令人無法接受,因為當(dāng)分組經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延時是不固定的。這就是為什么VoIP協(xié)議要通過服務(wù)質(zhì)量(QoS)來致力于提供固定的網(wǎng)絡(luò)帶寬以便防止延時降低話音質(zhì)量。

分組話音包括在話音數(shù)據(jù)塊中增加頭部和尾部信息。分組開銷必須最小以防止增加延時。因此,這個處理過程必須在最小的傳輸延時和最有效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬之間達(dá)到一個平衡。當(dāng)然,分組尺寸越小發(fā)送分組越快,分組尺寸越大組合時間越長。但是,大的分組因為在較大的話音數(shù)據(jù)塊中分?jǐn)傤^部和尾部信息,所以其網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率要高于小分組的利用率。

由于網(wǎng)絡(luò)的特性,數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾首兓艽蟆＿@種偏差稱為抖動。通過將分組緩存足夠長的時間,保證最慢的分組也能及時到達(dá)以便按照正確的順序解碼,從而達(dá)到消除抖動的目的。當(dāng)然,抖動緩沖器也增加了對系統(tǒng)的總延時。

延時是一個很重要的參數(shù),因為它代表了經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時間延遲。單向延時是指從電話發(fā)送端說話到電話另一端的人聽到它的時間間隔。雙向延時就是指兩個單向延時的簡單加和。在北美的PSTN電話系統(tǒng)中,雙向延時不到150ms。當(dāng)然,延時越短,通話就越自然。