由于谋略机网络技能生长与更新比PBX快，配置代价降幅大，创建一个以Internet(或Intranet)为底子的IP德律风网络，以更换传统德律风配置体系成为企业的目标。

　　

　　局域网IP德律风

　　

　　局域网IP德律风利用同一的网络通讯配置和布线来传输话音和数据。 在传统的PBX (专用小互换机)体系中，话音呼唤通过与办公PBX连接的一系列标准话音线路进入办公室，即通过一种专用配置在标准的德律风配线上吸取和劝导话音业务量。然而在LAN德律风话音网络中，话音呼唤通过基于IP的PBX举行吸取和劝导，而这种IP PBX是与现有的数据网络连接的。IPPBX可以是一种独立的办理方案，也可以分析为几种疏散的装置。详细成果框图如图1所示。

   

　　该IP德律风的重要好处：

　　

　　可方便的移动和增长终端配置；
　　

　　支持多媒体终端；
　　

　　有利于生长谋略机德律风集成技能；

 

 

图1 局域网IP德律风成果模块图

 

图2 AT75C220的布局框图

 

 

图3 IP话机布局图

　　

　　通常硬件的根本计划请求是：高密度、低功耗和低本钱。而VoIP的很多性能都映射特定的应用需求，诸如：

　　(1)体系支解，包括分组数据包聚集和路由；

　　(2)定义产品成果的软件性能；

　　(3)餍足高可用性的网络办理本领。

　　

　　LAN德律风产品事变在纯IP方法下，以是话机在接入广域网后，在网络办理方面应该是兼容的。本方案的VoIP话机是一种网关下移的终端产品，无需通过网关就可将此配置直接接入以太网中，配置好相干的地点信息就可以利用。 它的开辟基于Atmel公司的AT75C220开辟板。AT75C220是专为种种因特网应用而计划的高性能处理惩罚器芯片。它的内核部件—ARM7TDMI微处理惩罚器运行本领为40MIPS，专门用于话音处理惩罚的OakDSPCore协处理惩罚器(图2中的话音处理惩罚芯片)，运行本领可达60MIPS。两者之间信息的交互采取高效的双端口mailbox机制。这就决定了AT75C220能综合通用CPU的控制成果和专用CPU的信息处理惩罚成果，进步了体系的集成度，同时ARM处理惩罚器的操纵指令比较大略，低落了开辟的巨大度。

　　

　　AT75C220开辟板除了具备用于连接谋略机的标准串行接口和连接德律风手柄的RJ11接口外，另有两个标准RJ45以太网接口用于连接网守。ARM7TDMI内核处理惩罚器控制整个VoIP话机的运行，并提供通用I/O接口用于连接拨号键盘、液晶表现器和振铃电路。AT75C220的布局框图如图2所示。

　　AT75C220开辟板上装有存储应用步伐的闪存(flash)。谋略机利用超等终端步伐通过开辟板上的串行接口可以与AT75C220芯片举行信息交互，实现对flash的应用步伐编程和别的软件办理成果。开辟AT75C220应用软件的PC机必须启动运行siap-mClinux操纵体系。应用步伐开辟完毕后，通过220software set提供的东西将包括应用步伐及操纵体系内核的img文件下载到220开辟板上的flash中，终极完成体系的开辟。

　　

　　VoIP话机的布局如图3所示。其用户接口部分与平凡话机无异，表现器用来表现相干的信息，如提倡呼唤时所拨的号码、来电表现等。别的，VoIP话机可以由串行口与个人私流派字助理(PDA)配置相连，实现软件升级、主动拨号等成果。话音接口的成果是实现话音模仿信号与标准64Kbit/s PCM信号之间的相互转换。网络接口认实话音分组的发送和吸取以及种种呼唤信令的互换。VoIP话机通过RJ45插头与局域网上的网守相连。

 

 

　　软件实现

　　

　　该实现依赖于网络协议栈和及时操纵体系(RTOS)。多数应用体系必要RTOS以便同时处理惩罚多个流程和呼唤。 采取的RTOS应具有以下特点以餍足通讯协议的巨大性：体系内核小；停止处理惩罚时间短；连续运行时间长；多个毫秒级或微秒级定时器的处理惩罚本领。ARM-mClinux黑白常良好的嵌入式及时操纵体系，它提供了多种用于及时体系开辟、调试、和运行的成果，如多任务机制、内核可裁剪、网络成果、实存储器办理战略等。同时，Linux的内核源代码是完全公然的，这对低落开辟本钱、进步软件开辟的复用度等方面无疑黑白常有利的。

　　

　　对付网络协议栈，本方案采取标准的H.323协议栈，以便与公网举行互连。从TCP/IP的分层见解来看，H.323是一个应用层协议族，它包括了实用于种种媒体通讯和信令控制的协议，创建的底子是TCP大概UDP协议。根据实际的利用需求，本文重点讨论的协议有语音编码方面的G.723.1、G.711等和呼唤控制信令H.225和H.245等。在CPU的正常计划本领下，体系全部的进程将会壅闭在各自的消息行列步队中，只有处于最低的IDLE进程处于运行状态，消息行列步队中消息总数处于比较低的数量程度。增长进程大概要增长共用的数据区和内部消息，相应的还要引入巨大的办理机制。

　　

　　基于上述软件请求，该VoIP话机密能与切合H.323标准的网关和网守互通，并实现VoIP话机与VoIP话机及VoIP话机与网关所带的平凡话机之间的话音通讯成果。别的，VoIP话机还应具备肯定的灌音与重放本领。

　　

　　对付IP话机而言，重要软件实如今话机和网守的通讯以及话机之间的互通，其呼唤流程如图4。

　　

　　上述进程的通道实现机制是TCP或UDP。IP话机在告成登录到网守后，其不断进程完全雷同于平凡话机之间的不断，摘机后向网守发“呼唤恳求”(udp)，网守收到后发“是否运行主叫拨号”(tcp)，要是不容许的话，提示挂机；若容许的话，主叫在收到拨号音后开始拨号，向网守送“拨号信息”报文(tcp)，网守向主叫发送“被叫空闲信息”报文(tcp)，然后是分别向主叫和被叫送回铃音和振铃音。等待被叫摘机后，被叫向网守送“被叫摘机”报文(udp)，网守向被叫送“克制振铃”(tcp), 网守向主叫送“被叫摘机”报文(tcp)，进入通话(udp)状态。有关话音的处理惩罚要涉及到220话音处理惩罚模块。

 

　　网关向网守发送的报文：不管是高层用户端向网守发送的登录报文，还是IP话机或互换机侧向网守发送的呼唤处理惩罚报文，都市先安排在名为mqRecvBottom的消息行列步队中，然后根据报文所采取的发送方法发往以下三个行列步队：信令的TCP发送_mqSendTCP;信令的UDP发送_mqSendUDP;话音发送_mqSendData(可以通过网守转发，也可以直接在两个网关之间发送)，然后再通过socket发送出去。

　　

　　几个关键题目的办理

　　

　　摘挂机检测与号盘号码吸取

　　

　　AT75C220提供多罕用户自定义的通用I/O接口。只需通过肯定的硬件连接和软件编程，就可以实现摘挂机状态的检测与用户所拨号码的吸取。

　　

　　来话振铃

　　

　　AT75C220内部寄存器中有专门指示有无来话的比特位。应用软件定期检测该比特，一旦发明有来话，立即通过某一个事先编程确定的通用I/O口送出振铃指示信号，该信号可作为振铃电路的使能信号。

　　

　　话音处理惩罚模块

　　

　　话音处理惩罚的成果均由ARM7TDMI控制OakDSPCore共同完成。

　　

　　在举行IP通话时，将模仿前端电路送来的64Kbit/s PCM数字话音信号举行压缩，送至网络接口模块；同时将网络接口模块送来的压缩话音信号举行解压，形成64Kbit/s PCM数字话音信号送至模仿前端。

　　

　　通过对OakDSPCore的机动编程，VoIP话机可以方便地实现语音留言的灌音和回放成果。

　　

　　在用户从号盘拨号时，通过编程启动OakDSPCore的DTMF信号产生器成果，在用户听筒里孕育产生相应的双音多频信号。要是必要，该DTMF信号还可以象话音信号一样经压缩编码后发送出去。

　　

　　话音压缩和解压采取G.723.1算法。为了实行有效的语音压缩，必须思量很多紧张的因素。起首，当全部通道都事变时，必须确保性能没有任意降落。数据包必须是可配置的，以确保最大的机动性。别的，本课题采取的G.723.1算法采取了话音激活检测技能,VAD技能是自适应增益控制的底子，能进一步实现带宽压缩成果，可以和自适应噪音产生器配套在一起利用。VAD技能使发送端可以或许检测本地发声的间隙并在此时期不再发送完备的话音帧，而代之以比特量更少的静态插入形貌帧，此帧仅含有解码器输入端所需孕育产生噪音的参数，使吸取端据此孕育产生得当的背景噪音，从而让通话结果靠近真实的条件，进一步低落编码速率。VAD门限值的确定是正确果断有声/无声的关键因子。比如永劫间的连续发言会升高背景噪声的预计值，以及相应的门限，从而使得紧接着产生的低幅值的发言未被检测到。一个办理步伐是当检测到话音时变化低通滤波器的克制频率，也便是在有声/无声时采取了差别的要领预计噪声能量。

　　

　　话音质量

　　

　　网络延时和抖动是影响语音质量的关键因素。打包也是影响时延的紧张因素，打包的及时性和打包服从是一对抵牾，聚集多少信息量再打包与带宽精密接洽干系，必须找到一个得当的门限。“抖动”是分组互换的特有征象。消除抖动的要领是吸取方采取“抖动缓存器"来补充分组网络的不可靠。此缓存器可以是一个动态行列步队，吸取方根据RTP时间戳来确定网络的流量状态，从而适时的变化缓存器的大小。详细实现时可创建一个环形行列步队指针表来办理占用的缓存区。若要大略实现的话可以设置一个牢固命目标数组，然后标识几个标记位举行办理控制即可。别的，回波抵消也是紧张方面之一，好的回波对消器要具有较短的收敛时间和很小的残留回波，可靠地检测重音，且能处理惩罚背景噪声和窄带信号。本课题中运用了DSP中的G.165算法最大限度的消除话音应声。

　　

　　结语

　　

　　局域网IP德律风作为一种新兴通讯终端产品，有着很大的生长空间，如今已出现多种样品情势，但总的趋势是：硬件大略、集成度高，软件的及时性、可靠性好，同时还必要支持多种业务范例。文中所提出的计划方案较好的驾驭了这一趋势。该配置既能对用户保持传统德律风的操纵流程，又能与广域网举行无缝对接，大大低落了通讯本钱，具有很强的实用性。