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IP電話方案選擇及設(shè)計原則

網(wǎng)絡(luò)
本文主要介紹了IP電話的方案及系統(tǒng)設(shè)計的指導(dǎo)思想。

一、IP電話方案

IP電話的組成結(jié)構(gòu)中,微處理器、語音壓縮/解壓縮單元、網(wǎng)絡(luò)接口單元和音頻輸入輸出單元是構(gòu)成一個IP話機(jī)的必不可少的部分?,F(xiàn)行的IP電話中,這些單元通常由不同的專業(yè)處理芯片組成。然而,多個芯片一方面給各功能模塊間的耦合帶來了麻煩,增加了印制電路板的布線和電磁兼容處理的難度,使得系統(tǒng)的不穩(wěn)定性大大增加,另一方面則提高了成本,且系統(tǒng)方案受供貨渠道等市場因素影響較大。

現(xiàn)行的IP電話設(shè)計中,常見的有以下4種方案:

(1)PMC方案

該方案采用主控芯片MSP4200和LE88221。

MSP4200是PMC-Sierra公司推出的一款集成了無線VoIP寬帶路由器關(guān)鍵元件的片上系統(tǒng),它和PMC-Sierra的語音處理固件模塊一起,MSP4200提供現(xiàn)場已驗證過的VoIP終端解決方案,提供載波級語音質(zhì)量,并具有挑戰(zhàn)各種網(wǎng)絡(luò)條件的潛能。MSP4200在有所有權(quán)的多種控制區(qū)分優(yōu)先次序接入系統(tǒng)上集成了32位MIPS處理器和基于DSP的語音引擎。這種方案最小化在總線處理中的對MIPS處理器的連累,使得多達(dá)4路同時發(fā)生的語音有***的路由和防火墻性能。PCI接口為設(shè)計者提供了***限度的靈活性。

LE88221是單片雙通道SLIC(用戶線路接口)/SLAC(用戶線路音頻處理電路)芯片,即單芯片完成雙路SLIC+SLAC的功能。它除了DC/DC轉(zhuǎn)換器外,其它功能與LE88111相同,其兩個通道供用一個DC/DC電路,以進(jìn)一步降低成本。

該方案可完成所需的IP電話的功能,直接支持IP PHONE、單口、2口、4口ATA,但是該方案的軟件不成熟,板級支持包是基于非搶占式uclinux,相對不穩(wěn)定。

(2) CM5000方案

采用主控芯片CM5000+LE88221。

CM5000集成的16位Fix-Point DSP,頻率為125MHz,支持32K×24的可編程存儲器,16K×16的系數(shù)存儲器,15K×16的數(shù)據(jù)存儲器。它提供2個串行端口支持2個聲音通道。DSP支持多個聲音壓縮模式(G.711、G.723.1、G.729A、G.729B),回音消除及多種普通電話技術(shù)。可以直接支持IP PHONE、單口、2口ATA;整個提供的平臺會比較成熟;現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提供比較完整;原廠在技術(shù)上與價格上都會比較大的支持;

該方案系統(tǒng)集成度較高,但不支持4口ATA,不能滿足系統(tǒng)要求。

(3) EMC方案

采用主控芯片EM7A8620+ CODEC + 網(wǎng)絡(luò)接口芯片。

該產(chǎn)品具有16位AD、DA轉(zhuǎn)換器,PCM總線接口,支持SIP協(xié)議和Linux操作系統(tǒng),支持G711、G723 、G726和G729編碼。EM7A8620可以用于獨立式網(wǎng)絡(luò)電話、可結(jié)合DECT/VoIP電話以及網(wǎng)絡(luò)語音轉(zhuǎn)換器等產(chǎn)品中。該方案可以直接支持IP PHONE、單口ATA。但是,不支持2、4口ATA;廠家的入門門檻高。

(4) AR1688方案

采用主控芯片AR1688+RTL8019AS+RTL8305SC方案。

AR1688為8-bit控制器,***48Mhz,兼容Z80指令,24-bit定點DSP,***60MIPS,但它不是專門設(shè)計的VoIP芯片,很明顯,它沒有內(nèi)置的有線或無線網(wǎng)卡。該方案可以直接支持IP PHONE;相關(guān)提供出相關(guān)的開發(fā)平臺與硬件設(shè)計。但是,不支持單、2、4口ATA;沒有專門的技術(shù)支持,因為其代碼全部公開;系統(tǒng)集成度較低。

在充分考慮系統(tǒng)需求和穩(wěn)定性的情況下,本設(shè)計選用***的Infineon公司的 PSB21553[16-20]作為本設(shè)計的實現(xiàn)方案。

PSB 21553是Infineon公司推出的單片芯集IC,為VoIP電話機(jī)應(yīng)用提供***化的解決方案,在一塊芯片上集成了IP電話所必需的功能:

(1) CPU性能

內(nèi)嵌頻率150MHz的MIPS32 4Kc處理器;

電源:I/O電源  +3.3V;內(nèi)核電源 +1.8V;

加密支持

功耗:典型值1.03W;

硬件加速器(AES,DES/3DES algorithms)

(2) 片上DSP性能

強(qiáng)大的16位固定點

DSP語音處理速率達(dá)到100MHz

固件的部分在芯片上的ROM或者從芯片外部存儲器傳送到內(nèi)部的RAM

DSP編碼支持G.711 , G.723.1 , G.729A,B

全雙工回音消除ACE(20 db ERLE1 @16-60ms,0.25-2ms Delay或 30 db ERLE1 @50-140ms,35ms Delay)

可控制模放大器模擬信號輸入輸出的增益

(3) 片上Ethernet 模塊

兩個10/100BaseT Ethernet MAC和PHYs

對數(shù)據(jù)緩存或地址嵌入的存儲器

3端口以太網(wǎng)交換

RMII接口可選擇的外部PHY

語音包的次序,品質(zhì)服務(wù),流動控制,VLAN端

(4) 外圍接口總線

EBU用來連接存儲器器件(eg.FLASH)

SDRAM控制器

鍵盤掃描器

多個發(fā)光二極管

I2C總線接口

SSC同步串行口

GPT通用終端

ASC/UART通用異步收發(fā)機(jī)

該方案在單芯片上提供IP電話必須的核心模塊,底層軟件代碼能夠直接實現(xiàn)單口、2、4、8口ATA進(jìn)行系列的設(shè)計,軟件方案較為成熟;板級支持包采用VXWORK實時操作系統(tǒng),系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。該方案采用軟件DSP方案,但已滿足IP電話系統(tǒng)在速度方面上的要求。#p#

二、系統(tǒng)設(shè)計的指導(dǎo)思想

系統(tǒng)設(shè)計上應(yīng)遵循以下幾個原則:

1)可靠性

可靠是任何一款產(chǎn)品的必然要求。IP電話中,任何小的故障將引起用戶不滿甚至投訴,給服務(wù)帶了影響,而且現(xiàn)在IP話機(jī)需要24小時不間斷的工作,所以系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要。

本設(shè)計從系統(tǒng)方案、電磁兼容性和系統(tǒng)測試上提高系統(tǒng)的可靠性。

2)安全性

計算機(jī)知識的普及和INTERNET網(wǎng)技術(shù)的普及給計算機(jī)系統(tǒng)的安全帶來了***的挑戰(zhàn),黑客軟件和病毒是系統(tǒng)安全建設(shè)中的重點防范對象,IP話機(jī)以Internet作為通信媒介,無法保證所有接入設(shè)備都可信賴,所以在系統(tǒng)的軟件構(gòu)建中的安全是設(shè)計中必須重點考慮的一個方面。

3)技術(shù)成熟性和先進(jìn)性的權(quán)衡

采用的新技術(shù)既要具有前瞻性,又要具有前向兼容性,應(yīng)該考慮到與運營商現(xiàn)有的技術(shù)能否融合,以便對已有投資提供保護(hù)。

4)易維護(hù)性和可管理性

系統(tǒng)建成后的易維護(hù)性和可管理性決定了使用者對系統(tǒng)的最終評價,一個不易維護(hù)、不易管理的系統(tǒng)其生命周期也比將不會太長。

【編輯推薦】

  1. 基于SIP協(xié)議的IP電話系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
  2. 企業(yè)IP電話主導(dǎo)VoIP市場走向完整
責(zé)任編輯:許鳳麗 來源: 全球IP通信聯(lián)盟
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