81、现代语音通信技术：VoIP、VPIM、VRU 与语音邮件

现代语音通信技术：VoIP、VPIM、VRU 与语音邮件

1. VoIP（Voice over IP）技术

1.1 基本概念与延迟控制

VoIP 即网络协议语音传输，其目标是将语音以数据分组的形式在全数字通信信道中传输，以实现更高效的带宽利用，允许语音和常规数据在同一基础设施中混合传输。为确保语音质量，端到端延迟应小于 400 毫秒，与 IP 电话的要求相近。为减少延迟，可结合使用语音压缩算法和自适应平滑延迟方法。

由于语音数据包会与数据数据包一同通过帧中继基础设施传输，因此需要对语音数据包进行优先级排序，使其优先于数据数据包传输。例如，摩托罗拉的 6520 MPRouter 带有语音中继功能，能让语音数据包优先于旁路和 Annex_G 帧等其他帧中继数据传输。同时，该设备还限制了旁路和 Annex_G 站的帧大小，在有语音传输时，这些帧的传输时间仅需 5 到 10 毫秒，从而将排队在语音帧前的旁路和 Annex_G 帧数量限制为两个，将排队延迟控制在 10 到 20 毫秒之间。

1.2 语音数字化处理

人类语音频率范围可达约 20 kHz，但大部分可理解的语音信息集中在 300 Hz 到 3400 Hz 之间。将语音频率范围缩小后，还需将其转换为数字表示形式，可通过以下两种方式实现：
- 波形编解码器（Waveform codecs） ：这类编解码器会产生较高的比特率（如 G.711 PCM 编解码器输出 64 Kbps），看似浪费带宽，但能提供高质量语音、低延迟，且相对简单，对 CPU 处理能力要求较低。
- 声码器（Vocoders）