基于分组网络的语音连接技术CESoP与VoIP的比较

2011-11-22 09:12:22来源: 互联网

分组网络电路仿真业务(CESoP)采用与VoIP不同且更为简单的方法通过分组网络传输语音和进行电路交换,同时还可支持更为广泛的应用。本文对CESoP与VoIP进行比较,为中国工程师选型时提供参考。

基于IP网络的语音业务曾经是一个新鲜事物,用户为了节约几元钱话费必须要忍受较低的语音质量。今天,高质量分组网络语音业务已成为现实。

从电路交换到分组业务

CESoP 采用与现在广泛部署的ATM同样的电路仿真方法,为分组网络传输电路交换业务提供了一种透明传输机制。TDM业务包括数据和信令,为非结构化租用线路数据或结构化Nx64kbps语音信道进行分组,这些分组然后通过以太网、IP或MPLS分组网络传输。在远端,利用接收抖动缓冲器对输入分组数据进行平滑缓冲处理,然后从分组中提取出TDM电路并馈送给TDM接口。

与之相反,VoIP采用相对而言较为陈旧的技术通过IP网络传输TDM语音信道,具体来说是用网关来终结公共交换电话网络(PSTN)信令和语音业务,然后网关单独为每条电路通过IP网络建立一条单通道连接,在远端由另一个网关将语音分组数据转换回TDM。

可以根据实现VoIP或CESoP互通功能(IWF)所需的软件和硬件对两种解决方案效率进行比较。一个通用IWF单元包括三种主要功能:

语音处理:包括回声消除、压缩、音频检测和生成,以及用于静音检测和抑制的语音活动检测(VAD)和舒适噪声产生(CNG)功能。

分组处理:包括TDM和分组数据间的转换(封包拆包),实现分组网络协议栈、提供抖动缓冲器以补偿分组延迟变化及时钟恢复。

控制和信令:包括电话控制和信令功能,如随路信令(CAS)和共路信令(CCS),以及分组网络呼叫控制,如H.323和SIP。

VoIP 方案通常需要所有三种功能,而CESoP方案无需语音处理功能,从而降低了复杂性,而且CESoP方案对呼叫控制和信令的要求也有大幅降低。VoIP方案在每个IWF单元处终结PSTN信令,然后在两个IWF单元间完成等价的呼叫控制,需要在两个IWF单元或网关间利用H.323或SIP等控制协议实现完整的信令栈。

与之不同,CESoP方案通常并不终结PSTN信令,而是以“隧道方式”将CAS或CCS透明地通过分组交换网络传输。PSTN呼叫控制仍然由现有TDM设备完成,在两个CESoP IWF单元间不需要额外的复杂信令栈。一个CESoP连接对于PSTN信令来说是不可见的,并且不会影响PSTN信令。

VoIP 方案通常会进行压缩以使所需分组网络带宽尽量小。与VoIP对语音业务流进行压缩不同,CESoP方案中带宽的节约是利用单个分组连接同时中继多个TDM 信道来实现的。VoIP还可能需要VAD/CNG功能实现静音检测和抑制,而CESoP不需要此类带宽节约机制。

VoIP方案还要有语音回声消除,但对于CESoP来说,由于其分组过程所带来的延迟小,因此可以把端到端延迟保持在ITU-T G.131通话回声控制所规定的25ms标准以下,因而不一定需要回声消除。

保证语音质量

对于任何基于分组网络的电路传输方案来说,能否获得成功主要依赖于其能否提供与传统电话业务同样质量和可靠性的语音业务。除了通常由于延迟、压缩和回声等引起的质量问题外,基于IP的网络还会引入诸如分组丢失和抖动缓冲器滑动等问题。

对质量影响最大的是由于对语音信道进行分组化处理所带来的延迟。VoIP方案通常采用每个分组网络连接支持一个语音信道的方式,分组大小在10ms至40ms之间;CESoP方案则采用每个连接支持多个语音信道的方式,分组大小仅125μs至1ms。

根据G.131标准,要不想采用回声消除器单向延迟就必须低于25ms,或者根据ITU-T G.114对单向传输时间的要求,高质量语音服务单向延迟必须小于150ms,可以看到,CESoP引入的延迟远远低于VoIP方案。

另一个问题是,对于VoIP时间来说同步通常没有作为关键参数来对待,因此会由于抖动缓冲器滑动而导致“咔嗒”声。在CESoP方案中,由于还要支持数据业务,因此时间同步是关键要求,CESoP会利用自适应或差分时钟恢复技术来保证TDM电路保持同步,从而避免缓冲器滑动。

支持的分组网络类型

VoIP方案主要是利用IP作为第3层协议而实现的,而CESoP可同样好地应用于IP、MPLS或以太网网络,并且为同时通过IP或MPLS网络的语音、传真、MODEM和数据业务提供了很高的灵活性。

VoIP 方案最适合于带宽有限的环境,需要采用压缩技术和VAD/CNG功能来保证所需要的分组带宽最小。CESoP方案利用Nx64中继来降低带宽要求,与多个 G.729 8 kbps VoIP连接相比,一个提供G.711 Nx64信道中继的CESoP连接可达到同样甚至更好的带宽节约效果。

由于VoIP对于网络的质量要求很低,因此VoIP方案可在受控或非受控网络(甚至因特网)上都可实现,但在语音质量方面没有保证。CESoP方案需要在受控分组网络上才能保证网络性能水平对于仿真TDM电路上的数据或语音业务是足够的。

成本因素

考虑到开发IWF以及升级现有TDM设备等因素,CESoP方案的实现成本比VoIP要小。对于CESoP IWF开发来说,由于不需要语音处理功能,因此降低了硬件要求和知识产权使用许可费用。与利用H.323和SIP呼叫控制的VoIP方案相比,CESoP 对于CAS和CCS信令的透明性还降低了对IWF软件信令栈的要求。

对于已经进行了大量网络投资的最终客户来说,这种透明性还意味着可继续使用现有TDM设备。CESoP提供了将TDM业务转移到分组网络传输所需要的附加功能,同时无需更换或大幅升级现有TDM设备。

本文结论

CESoP和VoIP方案都是利用分组交换网络来承载语音和电路交换业务,CESoP更容易实施,可通过任意受控网络支持更为广泛的应用,同时其语音质量能够保证为最终用户提供与传统PSTN没有区别的服务。

作者:Peter Meyer


应用工程师


peter.meyer@zarlink.com


卓联半导体公司

关键字:分组网络  语音连接技术

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/1122/article_4004.html
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