VOIP 是VOICE OVER IP 的簡寫，即將語音業務通過IP網絡來進行承載之意，日常所說的IP 電話即是VOIP 的一種典型應用。VOIP 是主要通過語音分組來實現的，在VOIP 中，數位訊號處理器(DSP)將語音信號封裝成幀並儲存在分組包中進行傳輸。從最早的INTELNET 電話到現在，得益於迅速發展的集成電路技術，使得DSP、CPU 的處理能力得到了極大的加強，推動了VOIP 業務的發展。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/327783.htm目前中南地區正在建設的FA36 傳輸網是為中南地區民航空管部門提供數據通信服務的基礎網絡平臺，是服務於民航的專用網絡。它以IP 交換技術為核心，通過FA36 設備的強大服務提供能力，它能夠對多種業務提供支持，當然也包括VOIP 業務的支持。如何在其上布署VOIP 業務，成為了我們研究的問題。
1 VOIP 的基本原理
傳統的電話網是以電路交換方式傳輸語音，所要求的傳輸寬帶為64 Kb/s.而VOIP 如前所述是以IP 分組交換網絡為傳輸平臺，對模擬的語音信號進行壓縮、打包等一系列的數位化處理，使之可以採用無連接的UDP 協議進行傳輸。就目前來說，大部分 VOIP 設備廠家所採用的都為ITU-T 建議的H.323協議族。圖1 所示就是路由器作為網關設備用來連接PSTN 網絡與IP 數據網絡的示意圖。
在圖1 中，路由器通常作為網關設備用來連接PSTN 網絡與IP 數據網絡，用戶經PSTN 設備連接IP 語音網關(路由器)，在網關處將模擬語音數據轉換成數位訊號進行壓縮打包，讓它成為可以在IP 網絡上傳輸的分組語音數據。後經IP 網絡傳遞至被叫端的IP 語音網關(路由器)，在被叫端將IP 語音數據還原成可識別的模擬語音信號，經PSTN 傳送至用戶電話終端。由於中繼控制和路由功能的需要，可能還會在中間加上網守設備(GK)。總的來說，VOIP 的傳輸過程可以具體分為以下幾個階段。
1.1 語音- 數據轉換
語音信號一般是模擬波形，通過IP 方式來傳輸語音，不管是實時應用業務還是非實時應用業務，首先要對語音信號進行模擬數據轉換，也就是對模擬語音信號進行8 位或6 位的量化，然後送入到緩衝存儲區中，緩衝器的大小可以根據延遲和編碼的要求選擇。許多低比特率的編碼器採取以幀為單位進行編碼。典型幀長為10~30 ms.考慮傳輸過程中的代價，語間包通常由60、120 或240 ms 的語音數據組成。數位化可以使用各種語音編碼方案來實現，目前採用的語音編碼標準主要有ITU-T G.711、G.729、G.723 等。源和目的地的語音編碼器必須實現相同的算法，這樣目的地的語音設備才能正確還原模擬語音信號。
1.2 原數據到IP 的轉換
一旦語音信號進行數字編碼，下一步就是對語音包以特定的幀長進行壓縮編碼。大部分的編碼器都有特定的幀長，若一個編碼器使用15 ms 的幀，則把從第一來的60 ms 的包分成4 幀，並按順序進行編碼。每個幀合120 個語音樣點(抽樣率為8 kHz)。編碼後，將4 個壓縮的幀合成一個壓縮的語音包送入網絡處理器。網絡處理器為語音添加包頭、時標和其他信息後，通過網絡傳送到另一端點。語音網絡簡單地建立通信端點之間的物理連接(一條線路)，並在端點之間傳輸編碼的信號。IP 網絡不像電路交換網絡，它不形成連接，它要求把數據放在可變長的數據報或分組中，然後給每個數據報附帶尋址和控制信息，並通過網絡發送，一站一站地轉發到目的地。
1.3 傳送通道
在這個通道中，全部網絡被看成一個從輸入端接收語音包，然後在一定時間(t)內將其傳送到網絡輸出端。t 可以在某一範圍內變化，反映了網絡傳輸中的抖動。網絡中的節點檢查每個IP 數據附帶的尋址信息，並使用這個信息把該數據報轉發到目的地路徑上的下一站。網絡鏈路可以是支持IP 數據流的任何拓結構或訪問方法。
1.4 IP 包與數據的轉換
目的地VOIP 設備接收這個IP 數據並開始處理。網絡級提供一個可變長度的緩衝器，用來調節網絡產生的抖動。該緩衝器可容納許多語音包，用戶可以選擇緩衝器的大小。小的緩衝器產生延遲較小，但不能調節大的抖動。解碼器將經編碼的語音包解壓縮後產生新的語音包，這個模塊也可以按幀進行操作，完全和解碼器的長度相同。若幀長度為15 ms,使60 ms 的語音包被分成4 幀，然後它們被解碼還原成60 ms 的語音數據流送入解碼緩衝器。在數據報的處理過程中，去掉尋址和控制信息，保留原始的原數據，然後把這個原數據提供給解碼器。
1.5 數字語音到模擬語音的轉換
播放設備將緩衝器中的語音樣點取出送入聲音驅動設備，將其還原成可識別的模擬信號，經用戶線路傳送到用戶終端。
2 VOIP 的呼叫流程
由於VOIP 主要是一種軟體解決方案，在路由設備中需要採用相應的模塊話語音插卡來實現，因此，其呼叫流程可以大概分為以下幾個過程：
(1)用戶摘機，語音用戶卡實時檢測用戶的摘機動作。
(2)模塊化語音卡將用戶的摘機信號傳送到路由器的VOIP 信號處理模塊。
(3)用戶聽到VOIP 的會話應用程式播放的撥號音，然後開始撥號;
(4)VOIP 會話應用程式收集用戶所撥打的號碼，同時實時地與已配置的被叫號碼模板進行匹配操作。在成功匹配後，號碼將被映射至某網關設備(可以是小型的PBX)。
(5)主叫網關利用H.323 協議和被收網關發起呼叫，並為每一路呼叫建立通路，用以發送和接收語音數據。
(6)被叫側網關接收到IP 側的H.323 呼叫，同時根據自身的號碼匹配被叫模板來尋找目的地址。如果呼叫為PBX 來處理的話，就通叫PSTN 信令將呼叫送到PBX 處理。
(7)在呼叫連續的過程中的H.323 階段，兩端協商所使用的語音編碼方式，並使用RTP 協議來傳遞語音數據。
(8)RTP 語音通道用於在IP 網絡上傳輸呼叫過程中的提示信號及其他可在帶內傳送的信號。
(9)呼叫的任何一方掛機，VOIP 會話應用程式將結束會話，然後等待新的呼叫。
3 FA36 網絡支持的VOIP 應用
路由器通常用作網關設備，用於完成電路交換至分組交換的轉換。FA36 設備正是基於華為3COM 公司的AR46、AR28 系列路由器升級設計而成，該系列路由器擁有不同的板卡，可以提供不同的語音用戶線接口，分別為FXS、FXO、E&M、數字E1 等接口，其作業系統VRP(通用路由平臺)語音特性更是可以支持包括靜音壓縮、舒適噪聲、防止抖動和亂序、QOS 功能、忙音自動檢測、免打擾、遇忙轉移等功能。
3.1 FXS 應用
FXS(Foreign Exchange Station)模擬語音用戶線，通常稱為普通電話業務埠，一般與只有FXO 用戶線的終端設備相連並提供鈴流、電壓及撥號音。目前在FA36 中，有FXS 板卡相支持，分別有2、4、8 口等幾種配置，在空管業務中常用於管制移交電話以及勤務電話。圖2 所示為其常用應用示意圖。
此時，通常將電話線路直接入FA36 設備中的FXS 卡，利用綜合布線將其延伸至管制席位或者網絡維護員席位。由於接口模塊的設計，此接口為RJ45 八針設計，話音業務只利用到了其4(RING)、5(TIPS)兩根針腳。其典理配置如下：
令用戶1 的號碼為11000,LO 地址為1.1.1.1,用戶線接在1/0/0上;令用戶2 的號碼為22000,LO 地址為2.2.2.2,用戶線接在1/0/0上。這樣，FA36 設備1 的配置如下：
若要配置成熱線電話，則需要在相應的線路上使用命令PRIVATE 22000 即可。
3.2 E&M 語音應用
模擬E&M(Ear&Mouth) 語音用戶線， 它支持模擬E&M 信令，將每個用語音連接分為中繼電路側和信令單元側。
PBX 在M 線上給路由器提供信號，E 線上接路由器的信號。目前在FA36 設備中有E&M 板卡來支持，它有2 口、4 口兩種埠配置可選。它主要提供E&M模擬中繼線的接入及處理，實現語音信號在數據通信網絡上的傳輸。在空管業務中，常用於VHF 信號的傳輸。圖3 所示為其常見應用連結圖。
此時，將內話系統E&M 模擬中繼線接入FA36 的E&M卡，利用FA36 網絡將其延伸至甚高頻臺點，將管制員場聲音送至發射機，同時收信機將飛行員話音收回至內話系統。由於話音數據採樣、打包、傳送的時延特性以及人耳的回音感覺，需要在FA36 設備前端添加PTT 靜噪設備，在管制員說話時將自己聲音抑制。由於經歷了了長距離傳送，語音的質量和音量上可能會有一些差異，可以使用 RECEIVE GAIN、TRANSMIT GAIN 來調整音量增益，以控制音量的大小。可以利用COMPRESSION 來改變數據編碼方式，以獲取不同的話音質量。目前來說，FA36 支持的幾種壓縮方式如表1 所列。
其典型配置如下：設甚高頻臺點這邊的FA36 設備IP 地址為2.2.2.2,E&M 語音接在 1/0/0 埠，內話系統這邊的FA36 設備IP 地址為1.1.1.1, E&M 語音接在 1/0/0 埠。
3.3 E1 數字語音中繼
數字E1 語音用戶線的埠帶寬為2.048 Mb/s,分為32個時隙(TS0~TS31)，每個時隙的帶寬為64 Kb/s,它支持R2、DSS1、數字E&M 信令。在FA36 設備中，有相應的CE1 中繼板來支持。在空管業務應用，通常用它接入程控交換機，用來延伸電話業務。其典型應用如圖4 所示。
該應用的典型配置如下：令程控交換機側的FA36IP 地址為1.1.1.1,用E1 連接程控交換機，接號信令為中國一