| 話音包（VoP）系統(tǒng)的一件艱巨任務是橋接常比特率的電話網(wǎng)絡與可變比特率的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。VoP系統(tǒng)有三個典型的部件（參見附圖）： PCM接口處理常比特率電話網(wǎng)上的往返數(shù)據(jù)流,包括脈碼調(diào)制（PCM）的話音、傳真,以及modem數(shù)據(jù)流。 VoP部件處理PCM與分組數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換,以及語音壓縮、回音抑制之類的話音處理算法。 協(xié)議處理部件管理傳輸數(shù)據(jù)進入可變比特率網(wǎng)絡時的協(xié)議處理。 由于話音處理涉及大量的數(shù)學運算,數(shù)字信號處理器（DSP）在VoP部件中比通用的處理器效率要高得多。采用DSP的系統(tǒng)還是更加經(jīng)濟和靈活的,對于高密度嵌入式話音網(wǎng)關系統(tǒng)更是如此。 在這些系統(tǒng)中,用主處理器做協(xié)議模塊,用多個DSP分別處理多個PCM通道。但是,無論一個DSP必須處理幾個通道,盡量減少DSP的數(shù)量而且保證服務質(zhì)量（QoS）才是問題的關鍵所在。 服務質(zhì)量 衡量帶有實時話音的包網(wǎng)絡的服務質(zhì)量與衡量只有數(shù)據(jù)的包網(wǎng)絡的服務質(zhì)量,二者有顯著差別。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡唯一關注的是使數(shù)據(jù)差錯率最小。 但是,話音通道有賴于所產(chǎn)生的話音的質(zhì)量。由于公共交換電話網(wǎng)絡的用戶已經(jīng)習慣于期待高的通話質(zhì)量和服務可靠性,因此,在大多數(shù)應用中,VoP系統(tǒng)不降低話音質(zhì)量或不引起長的延遲是很重要的。 延時和回音 通話是進行相互的實時交流,因此,延時是確定話音質(zhì)量的一項重要指標。雖然沒有表征延時影響的一種大眾認可的評分,但是經(jīng)驗已經(jīng)表明,通道的總延時超過200毫秒時會嚴重損害雙方通話的進行。 
圖：VoP系統(tǒng)有三個典型的主要部件：PCM接口、VoP部件和協(xié)議處理部位。 除了話音質(zhì)量外,單向總延時為20毫秒或更多時還會影響到實現(xiàn)回音消除所需的處理能力。在連接用戶電話的兩線模擬環(huán)路與四線網(wǎng)絡連接之間有一個線路混合裝置。 這個裝置中的阻抗失配幾乎都會產(chǎn)生一種“講話人的回音”,它是通過沿著到達遠端通話人的傳輸路徑而回到近端通話人的所接收模擬信號的反射。如果系統(tǒng)的延時越長,為了避免對通話人產(chǎn)生干擾,回音的幅度必須越小。 由于幾乎所有的VoP系統(tǒng)都會使延時增大,因此,回音消除就是必不可少的。根據(jù)制定線路回音消減器要求的ITU-T建議G.168,實現(xiàn)回音消減的復雜性（從而,處理器的性能及存儲器需求）很大程度上依賴于必須被消減的回音的持續(xù)時間或尾長。 影響服務質(zhì)量的另一個因素是系統(tǒng)處理通話間歇的方法。通過檢測到通話人不在講話的那些時段,并且用無聲或者某種熟悉的背景噪音去代替話音,可以顯著地降低系統(tǒng)的平均位碼率。 丟包 偶爾會出現(xiàn)包含了話音數(shù)據(jù)的包在談話過程中沒有出現(xiàn)的情況。出現(xiàn)的原因很多,例如信道傳輸誤差,或者傳輸?shù)却臅r間過長。 使用TCP/IP之類的可靠傳輸協(xié)議無法避免信道誤差。即使包最終傳送到了對方,其中的話音數(shù)據(jù)也已經(jīng)過時了。為了保持通話的實時性,寧可使用不可靠的傳輸協(xié)議。 很多語音編碼算法,特別是使用長分組的高壓縮算法,丟包時都會產(chǎn)生明顯的人為痕跡,因為丟包影響了整個幀。這種人為的變化所產(chǎn)生的影響隨著應用的情況而不同。 當進行簡短的相互通話時,偶爾丟包不會產(chǎn)生嚴重的影響。但是,連續(xù)的講話和音樂中出現(xiàn)這種人為改變的情況就影響顯著。 為了減輕丟失產(chǎn)生的影響,DSP必須提供一種辦法來替代丟失的數(shù)據(jù)。一種辦法是縮短上一幀,用它取代丟失的包。 另外的辦法還有從前面的幀進行外插,或者對于丟失的數(shù)據(jù)替換背景濾波器系數(shù)�？赡芟到y(tǒng)也需要檢測何時出現(xiàn)了大范圍的丟包,之后放棄替換的作法,僅僅用無聲播放。每種方法都需要付出MIPS和存儲器的代價。 另一種存儲器的消耗來源于處理延時變異：主要是由于網(wǎng)絡現(xiàn)象而引起聲音信號延時的變化,例如包排隊以及不同的包采取不同的路由。當一個完整的話音數(shù)據(jù)包已經(jīng)準備好但不能馬上傳輸時,常常會出現(xiàn)這種延時。這種延時可能是由于出現(xiàn)與其他具有同等優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包的競爭,或者由于一個低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包已經(jīng)開始了傳輸,而且必須允許其完成。 延時變異與下列幾種因素有關,包括最小數(shù)據(jù)包長,能夠同時生成包的其他話音信道的個數(shù),以及網(wǎng)絡的總體阻塞情況。系統(tǒng)必須有足夠大的延時緩沖器,一般對于數(shù)字用戶環(huán)路上的話音（VoDSL）為10毫秒,但是對于VoIP可能要100毫秒以上,才能防止在接收端出現(xiàn)數(shù)據(jù)不足的狀況。延時緩沖器的需求與通信的類型有關,例如話音或傳真/modem通信等,因此,系統(tǒng)可能有動態(tài)調(diào)整的緩沖器大小。 系統(tǒng)問題 很多VoP系統(tǒng)的實現(xiàn)采用一個或多個DSP進行語音處理,采用一個RISC主處理器處理協(xié)議。這種方法對于同時處理四個以上語音信道的系統(tǒng)特別有效。 位操作和協(xié)議管理之類的數(shù)據(jù)處理任務并沒有充分有效地利用DSP的處理能力。對于VoIP應用而言,其堆棧相當大。如果VoIP通過DSL實現(xiàn),堆棧包含一個異步傳輸模式（ATM）點對點協(xié)議下的用戶數(shù)據(jù)電報協(xié)議（UDP）。 因此,除了語音處理以外,DSP至少還應該提供7個協(xié)議（見表）。但是,對于VoDSL應用的堆棧就小得多。 DSL論壇在VoDSL規(guī)范中推薦使用ATM適配層2（AAL2）協(xié)議。AAL2為延時敏感的應用（如話音）提供低速率、短和變長包的帶寬高效的傳輸。 當為VoP應用選擇DSP時,軟件也是需要重點考慮的方面,它對于極小化系統(tǒng)成本特別起作用。以最有效的方式利用所有的處理資源、MIPS和存儲器具有重要的意義。 對軟件而言,這意味著進行認真的編程。盡管當今的C編譯程序已經(jīng)大為改善,嚴格的系統(tǒng)性能與成本要求迫使人們還得采用周密思考和優(yōu)化的手工方式進行匯編語言編程。DSP專用的高質(zhì)量庫是必不可少的。 類似地,進行系統(tǒng)的處理調(diào)度和操作內(nèi)核等高級函數(shù)也必須高效。合理的I/O管理減低對緩沖存儲器的需求。 通過內(nèi)核管理帶高速緩存的處理器中算法啟動的次序,可以減小高速緩存的頻繁使用。而且,內(nèi)核還應該避免出現(xiàn)“峰值”的MIPS和內(nèi)存需求大大超過正常工作指標這種狀況。最壞情況下的系統(tǒng)需求應該盡可能接近典型情況下的系統(tǒng)需求,使過量設計造成的浪費達到最低。 | 
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