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作者:謝佩均(2004-07-26);推薦:徐業良(2004-09-15)

VoIP簡介與Wiznet公司DK8051VoIP操作說明

1.     VoIP技術簡介

「網際網路通訊協定語音(VoIP–Voice over Internet Protocol)」是最近迅速發展的技術,將聲音的類比訊號數位化後,壓縮成「數據封包(Data Packet)」的型式在網際網路傳遞,再將數據封包解壓縮、還原成類比聲音訊號,透過網際網路達成點對點(end-to-end)的即時通訊功能。

VoIP與使用傳統電話經過「公眾交換電話網路(Public Switched Telephone Network, PSTN)」進行的語音傳輸最大不同,是網際網路寬頻線路費用不斷降低、頻寬不斷提升,使用網路電話的成本大幅降低,且VoIP技術可將資料封包在網路上傳遞過程中所發生的失真、迴音、及資料遺失做適當修補,使其原音重現,語音傳輸品質愈來愈接近傳統電話,並可加入新的通話功能及服務,使得VoIP成為未來語音傳輸的新趨勢。

VoIP一詞最早出現在1995年,以色列Vocaltec公司所開發出的網際網路電話軟體,使利用Internet而不經過PSTN打電話首次被實現。不過當時僅是技術人員利用一些介面卡改裝後,安裝至電腦並使用麥克風及耳機當作電話使用,利用自行發展的軟體轉換並壓縮收到的聲音,再傳送至另一部安裝有相同功能介面卡的電腦進行兩方語音通訊。當然,這種傳輸的語音品質不夠好,有時甚至兩方無法完整進行對話。而後一年才有公司試圖將VoIP的概念發展出可實際應用的產品,目前已有許多成熟的產品可供選擇。

目前使用VoIP的模式有以下幾種:

(1)   PCtoPC

即直接以個人電腦上軟體進行語音通訊,例如一般PC使用者最常見的MSNYahoo MessengerICQ等。

(2)   PC to Phone

透過系統廠商提供的閘道器服務,使PC(或IP電話)可直接與傳統電話線路連接,達到由PC撥打市內(或長途)電話的目的,例如最近SeedNet正在推廣的“wagaly talk”服務。

(3)   Phone to Phone

在通話的兩方安裝IP電話,直接撥打對方IP電話的號碼,或是通話兩方使用傳統電話撥打至指定的閘道器上,由閘道進行語音的傳輸。

VoIP技術上提升語音品質、降低迴音或聲音斷斷續續情形,有以下幾種解決方式:

(1)   語音壓縮

傳統電話線路一通電話就會佔用64kbps的頻寬,而VoIP使用G729語音壓縮的技術,通常可將頻寬控制在25-30kbps,最大可提供8倍的壓縮比率,不過在語音品質方面就得打些折扣。

(2)   語音封包補償

封包的遺失或延遲在網際網路上一定會發生,一般非即時性資料在收不到或延遲時,資料接收方可要求傳送方重新傳送封包,但語音封包卻不能如此,。

(3)   VPNVirtualPrivateNetwork,虛擬私人網路)

利用加密的軟(硬)體替傳送的語音多增加一些額外的保護。由於VoIP與網際網路一樣,會有資料外洩的疑慮,適當的加上一些保護是必須的。

(4)   頻寬加大,使用網路節點較少的線路

除頻寬再加大使可同時撥打的電話路數增加及取得較好的語音品質外,使用網路節點較少的線路以減少封包傳輸時產生的延遲亦很重要,企業用戶在內部使用VoIP才有可能針對這部份做較好的規劃。

透過這些技術,加上頻寬足夠及品質良好的寬頻線路,使VoIP在應用上能與傳統電話有相同的聲音品質,甚至有可能超越傳統電話。

2.     Wiznet公司DK8051VoIP操作說明

1所示DK8051VoIPWiznet公司的產品。Wiznet公司生產一可模組化增加功能的8051控制版,可以依不同的需要加入不同的模組,讓工程人員可以更快速的開發新的應用設備,而DK8051VoIP這項產品,即是利用8051控制面版加上網路模組與DSP音效模組,所開發出的VoIP產品。表1為其主要規格,其中音頻編解碼(H.723.1)的作動方式為,完成語音訊號的編解碼,並在接收端可選擇地加入緩衝延遲以保證語音的連續性。且採用的標準為ITU-TH.723.1,它提供5.3kbit/s6.3kbit/s兩種碼率,採用線性預測綜合分析編碼方法,分別使用代數碼本激勵線性預測和多脈衝最大似然量化,從而各自獲得編碼複雜度和品質的優化。

1. DK8051VoIP規格表

模組

規格編號

功能描述

CPU type

8051

RAM: 32Kbyte; Flash:32Kbyte

Networking

IIM7010A

TCP/IP(RealTekRTL8210L)

TCP, IP, UDP, ICMP, ARP, DLC, and MAC Protocols

Voice

Audio DAC(MC745483) and DSP(CT8022A)

Supports G723.1 Standard True Speech Voice Codec

Normal Microphone Input and Speaker Output

2. DK8051VoIP各元件說明圖

而此產品設定方式就如一般的網路設備,透過其內建的RS232通訊介面,如圖3在電腦上執行終端機程式,將每秒封包傳輸調到57600,接著按下機版上的reset鈕,即可在終端機程式上進入此機版的工程模式,如圖4在終端機程式可以看見選單,鍵入C鍵即可進入工程模式。要使用VoIP的功能時,如圖5需將網路的IP位置、子網路遮罩等相關網路資訊設定完成,在DSP音效模組端接上麥克風與喇叭,如圖6點選本產品所附的應用程式,鍵入剛剛設定的IP位置,即可以透過網路,和遠端另一方的人對話。

3. 設定終端機封包傳送率

4. 鍵入C鍵進入工程模式

5. 工程選單

6. 本產品之應用程式

參考資料

鼎鼎企管,崔家瑋[http://www.feg.com.tw/magazine/show_faq.asp?SN=1919]