話音分組（VoP，Voice-over-Packet）服務(wù)與設(shè)備的誘人之處主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：節(jié)約成本（由于傳輸效率高），簡(jiǎn)便（話音、數(shù)據(jù)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上傳輸）與增值服務(wù)（遠(yuǎn)優(yōu)于電路交換網(wǎng)絡(luò)）。這種方式十分可靠，通話質(zhì)量近乎無可挑剔，但在只有一人講話及通話間隔期會(huì)造成容量浪費(fèi)。而包交換網(wǎng)絡(luò)則充分利用了數(shù)據(jù)傳輸高效的特點(diǎn)，與電路交換網(wǎng)絡(luò)相比，可節(jié)省數(shù)倍的帶寬。

　　然而像其他新興市場(chǎng)一樣，難于準(zhǔn)確斷定VoP市場(chǎng)會(huì)向何處演變，會(huì)涌現(xiàn)哪些標(biāo)準(zhǔn)作為主流技術(shù)。這也就難于決定在實(shí)施VoP中應(yīng)采用哪些技術(shù)。舉例來說，G.168網(wǎng)絡(luò)的回波抵消算法與幾種ITUG.72x編譯碼規(guī)范，可利用處理資源的各種配置加以改進(jìn)。目前的解決方案，多半是將微處理器與現(xiàn)有數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）組合起來?？墒沁@些方案一直達(dá)不到因信道密度的不斷增加所提出的越來越高的要求。

　　為了改進(jìn)各種算法的運(yùn)行性能，采用可配置DSP芯片組是理想的方案。與通用 DSP芯片相比，可配置定制式DSP能將性能指標(biāo)提高若干倍。除此之外，信道成本大大降低，底板所占面積大大縮小，能耗減少，并可在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行擴(kuò)減。

　　應(yīng)用細(xì)分

　　VoP市場(chǎng)分為三種不同的部分。是家庭市場(chǎng)，將VoP帶進(jìn)家庭與小型家庭辦公室市場(chǎng)，在一條數(shù)字用戶線路（DSL）或電纜調(diào)制解調(diào)器上配二至四條話音線路。DSL與電纜服務(wù)提供商現(xiàn)在已能在一條雙絞線上或現(xiàn)有的有線電視電纜上增加幾條電話線路和高速數(shù)據(jù)信道。如以傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)提供同樣的服務(wù)，則需采用多條銅線，按月按線支付費(fèi)用。DSL話音和虛擬專用網(wǎng)絡(luò)這樣的增值服務(wù)，正為DSL和有線電視公司開拓市場(chǎng)，增加盈利。

　　第二是面向后臺(tái)辦公系統(tǒng)的大市場(chǎng)，使公司用戶有能力將電話網(wǎng)與廣域因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)融為一體。這類用戶端設(shè)備（CPE）能使公司大幅度降低成本，原因是模擬電話線路與DS-0（第０級(jí)數(shù)字傳輸系統(tǒng)）信道大為減少。

　　第三是正在迅速崛起的面向中心局“網(wǎng)關(guān)”產(chǎn)品的市場(chǎng)。它能處理大批電話線路。目前的應(yīng)用系統(tǒng)尚處于起步階段，主要是把來自不同家庭的多條電話話路和后臺(tái)辦公產(chǎn)品轉(zhuǎn)至DSL或Tl線路，并為進(jìn)出傳統(tǒng)PSTN的話音數(shù)據(jù)通過第5類交換機(jī)選擇路由，這種交換機(jī)同時(shí)為進(jìn)出因特網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)選擇傳輸路由。

　　CPE設(shè)計(jì)

　　上述幾種新興市場(chǎng)，提出了一系列的設(shè)計(jì)課題。對(duì)于CPE，重點(diǎn)是單芯片系統(tǒng)（SoC）的集成度和靈活性。這種平臺(tái)必須有成本優(yōu)勢(shì)，能支持多種多樣的網(wǎng)絡(luò)和話音處理軟件。對(duì)于典型的VoP CPE設(shè)計(jì)，優(yōu)先考慮的是如下組件：

　　網(wǎng)絡(luò)接口

　　RJ-11插頭是常見的一種接線法，您在家中或辦公室里的電話上都插著這種普通的非扭轉(zhuǎn)電線。RJ-11插頭在末端有六對(duì)銅線接頭，由不同的顏色指示，通常只有四對(duì)銅線會(huì)被使用。四對(duì)被使用的銅線通常由黑色，白色，紅色和綠色指示。黑色和白色兩對(duì)銅線在正常情況下供低伏信號(hào)如電話和光電信號(hào)通過。紅色和綠色兩對(duì)銅線主要用于語音或數(shù)據(jù)的傳輸。除了在普通家用電話上找到RJ-11插頭外，您也能在電腦的調(diào)解器上找到RJ-11。

　　CPE設(shè)計(jì)要求LAN、WAN網(wǎng)絡(luò)具有連通性。LAN接口幾乎全部規(guī)定成以太網(wǎng)10/100Mbit接口。WAN接口則難以限制，在很大程度上必須支持一系列的寬帶調(diào)制解調(diào)器。在同樣的CPE設(shè)備系列中，之所以有多家CPE SoC廠商在提供以太網(wǎng)、Utopia、PCI、USB和SSI，正是要覆蓋寬帶數(shù)據(jù)傳送的繁多的物理接口。

　　數(shù)字電話接口

　　要求與各種模擬和數(shù)字電話元件進(jìn)行“無縫”連接，勢(shì)必得規(guī)定一種同步時(shí)分復(fù)用（TDM）接口和配套的時(shí)隙交換設(shè)備。其次，系統(tǒng)的集成度和目標(biāo)成本要求這種接口與模擬電話組件進(jìn)行不牢固的連接，如用戶線路接口卡和數(shù)字T1/E1 幀接口。

　　網(wǎng)絡(luò)處理器

　　網(wǎng)絡(luò)處理器器件內(nèi)部通常由若干個(gè)微碼處理器和若干硬件協(xié)處理器組成，多個(gè)微碼處理器在網(wǎng)絡(luò)處理器內(nèi)部并行處理，通過預(yù)先編制的微碼來控制處理流程。而對(duì)于一些復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)操作（如內(nèi)存操作、路由表查找算法、QoS的擁塞控制算法、流量調(diào)度算法等）則采用硬件協(xié)處理器來進(jìn)一步提高處理性能，從而實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)靈活性和高性能的有機(jī)結(jié)合。

　　要求CPE支持多種網(wǎng)絡(luò)控制軟件和專用網(wǎng)關(guān)設(shè)備信令接口，這就需要在話音和數(shù)據(jù)包的通用路由選擇設(shè)備之外，加進(jìn)嵌入式處理器資源。CPE處理資源，尤其是網(wǎng)絡(luò)信令軟件，對(duì)本地交換運(yùn)營(yíng)商經(jīng)濟(jì)地利用VoP基礎(chǔ)設(shè)施起決定性作用。

　　數(shù)字信號(hào)處理

　　數(shù)字信號(hào)處理的目的是對(duì)真實(shí)世界的連續(xù)模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量或?yàn)V波。因此在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理之前需要將信號(hào)從模擬域轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，這通常通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。而數(shù)字信號(hào)處理的輸出經(jīng)常也要變換到模擬域，這是通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的。

　　數(shù)字信號(hào)處理的算法需要利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備如數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和專用集成電路（ASIC）等。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)及設(shè)備具有靈活、、抗干擾強(qiáng)、設(shè)備尺寸小、造價(jià)低、速度快等突出優(yōu)點(diǎn)，這些都是模擬信號(hào)處理技術(shù)與設(shè)備所無法比擬的。

　　數(shù)字信號(hào)處理的算法是離散傅立葉變換（DFT），是DFT使信號(hào)在數(shù)字域和頻域都實(shí)現(xiàn)了離散化，從而可以用通用計(jì)算機(jī)處理離散信號(hào)。而使數(shù)字信號(hào)處理從理論走向?qū)嵱玫氖强焖俑盗⑷~變換（FFT），F(xiàn)FT的出現(xiàn)大大減少了DFT的運(yùn)算量，使實(shí)時(shí)的數(shù)字信號(hào)處理成為可能、極大促進(jìn)了該學(xué)科的發(fā)展。

　　要求CPE支持各種基于標(biāo)準(zhǔn)的話音處理，就需要采用高性能的靈活的DSP。將這種平臺(tái)與專用硬件增強(qiáng)設(shè)備相配是有利的，這種增強(qiáng)設(shè)備將話音處理加速，并將進(jìn)出WAN的話音流加以整理。讓DSP與網(wǎng)絡(luò)處理器限度地結(jié)合起來，處理話音的打包與拆包，同樣是有利的。DSP平臺(tái)挑戰(zhàn)性的問題之一是，如何在任一信道上對(duì)任一編譯碼器進(jìn)行“真正的”傳輸過程配置。DSP必須與網(wǎng)絡(luò)處理器一同工作，達(dá)到無縫地實(shí)現(xiàn)管理WAN帶寬所需的實(shí)時(shí)呼叫建立功能。

　　系統(tǒng)支持組件

　　CPE設(shè)計(jì)需有支持組件，例如通用異步收發(fā)器，SPI，II2C以及外部存儲(chǔ)器接口控制器。這些組件已在嵌入式設(shè)計(jì)中使用，其高集成度有助于降低CPE設(shè)備的設(shè)計(jì)成本。

　　網(wǎng)關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)

　　對(duì)于網(wǎng)關(guān)設(shè)備，重要的是信道密度和系統(tǒng)級(jí)的集成度。VoP網(wǎng)關(guān)的典型設(shè)計(jì)要考慮如下因素：

　　分組網(wǎng)絡(luò)接口。網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)通常伴有ATM或IP交換機(jī)和路由選擇設(shè)備。以此使網(wǎng)關(guān)的分組接口專門去管理話音和話音控制信息。目前還有一種趨勢(shì)：采用多物理分組接口，提供一個(gè)冗余級(jí)。

　　話音網(wǎng)絡(luò)接口。網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)也要為傳統(tǒng)的第5類交換設(shè)備提供一種數(shù)字中繼接口。VoDSL和VoCable網(wǎng)關(guān)利用這種接口提供PSTN服務(wù)。這兩類網(wǎng)關(guān)都采用GR-303標(biāo)準(zhǔn)信令協(xié)議，進(jìn)行呼叫建立和控制。這正是在寬帶分組網(wǎng)絡(luò)上提供第5類PSTN老式普通電話服務(wù)的基礎(chǔ)。

　　話音分組接口。網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的難題之一在于話音分組在系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)。網(wǎng)關(guān)內(nèi)的DSP資源須有靈活的接口，將系統(tǒng)的控制處理器從話音分組路由中卸載下來。這種接口通常與系統(tǒng)的直接存儲(chǔ)器存?。―MA）控制和分組路由功能聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中話音流的合理化。

　　數(shù)字電話交換接口。數(shù)字電話接口與CPE設(shè)計(jì)有所不同，并不像設(shè)想的那樣與外部組件無縫集成，而是在網(wǎng)關(guān)內(nèi)與高密度分布式交換構(gòu)件結(jié)為一體。由于指定網(wǎng)關(guān)的DSP可處理的話音信道多達(dá)數(shù)百路，所以在系統(tǒng)內(nèi)對(duì)特定的DSP資源必須易于作話路切換。在進(jìn)行網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)普遍采用的分布式交換標(biāo)準(zhǔn)之一，是Compact PCI 所用的H.110 CT總線。H.110提供的DS-O時(shí)隙多達(dá)4,096個(gè)。這個(gè)數(shù)字在某種程度上造成在單個(gè)網(wǎng)關(guān)機(jī)架上必須裝有相當(dāng)數(shù)量的DSP資源。

　　數(shù)字信號(hào)處理。網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)中的DSP 資源，需要針對(duì)某種話音處理標(biāo)準(zhǔn)將網(wǎng)關(guān)處理能力化。因?yàn)镈SP資源處于分布式交換環(huán)境，所以關(guān)鍵在于將DSP資源適當(dāng)配置，而更傳統(tǒng)的VoIP和高密度應(yīng)用系統(tǒng)正在執(zhí)行G.723.1（5.3/6.3kb/s），G.728（16kb/s）以及帶G.168 回波抵消的G.729等幾種編譯碼器。

　　DSP（digital signal processor）是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)。再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是值得稱道的兩大特色

　　網(wǎng)關(guān)DSP資源的另一個(gè)重要問題是，話音分組的處理工作有多少交由DSP完成。要知道，網(wǎng)關(guān)內(nèi)話音的打包拆包所涉及的處理量相當(dāng)大。

　　理想的辦法是，在呼叫建立與拆除階段，控制處理器只需與DSP 上指定話音流交互操作。

　　網(wǎng)關(guān)的VoP設(shè)計(jì)特別易于受到系統(tǒng)劃分不良的影響。從以上對(duì)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)組件的描述可以推斷，將操作正確地分配給硬件、軟件和網(wǎng)關(guān)接口，尤其是網(wǎng)絡(luò)控制處理器。在設(shè)計(jì)DMA控制和路由選擇功能時(shí)須加小心，以使在處理話音呼叫的激活時(shí)，處理器間所進(jìn)行的通信降至限度。

　　配置是關(guān)鍵

　　隨著VoP市場(chǎng)的擴(kuò)展，CPE和中心局網(wǎng)關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提出各種各樣的供貨和配置要求。出于這一原因，設(shè)計(jì)者需要有各種可配置技術(shù)。

　　設(shè)計(jì)者利用可配置DSP芯片，針對(duì)應(yīng)用來定制算法，以提高性能，降低成本，減少功耗。除此之外還使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)易于擴(kuò)減。毫無疑問，具有可配置資源的DSP芯片，與傳統(tǒng)的微處理器加現(xiàn)貨DSP方式相比，其前景必將越來越誘人。