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■ 概 述
本白皮書介紹了信息代媒體處理技術(shù), 它大大地降低了系統(tǒng)成本. Dialogic稱這種技術(shù)為Dialogic? NetStructure?
主機媒體處理 (HMP) 軟件. HMP 軟件提供了基本的媒體服務(wù), 開發(fā)者可以用來創(chuàng)建靈活的,可擴展的,和高效的模塊網(wǎng)絡(luò)模塊,
提供語音和數(shù)據(jù)服務(wù).
HMP 軟件把媒體處理方案從建立特制的軟硬件模型轉(zhuǎn)換到開發(fā)的軟件模型和高性能的計算平臺. 這可以提供很大的好處
- 啟動和庫存少 - 最初很少的設(shè)備投資
- 減少開發(fā)成本 - 不需要特制的硬件來開發(fā)系統(tǒng)
- 減少實施成本 - 軟件比硬件更加容易安裝和配置
- 低浪費 - 軟件可以用來做很多功能
- 低維護費用 - 維護更加容易, 系統(tǒng)配置標(biāo)準(zhǔn)化
這篇文章主要是介紹技術(shù). 它詳細(xì)地介紹了HMP軟件的技術(shù)和如何建立模塊化網(wǎng)絡(luò)模塊.
■ 介 紹
過去4個世紀(jì), 語音處理越來越計算機化, 開發(fā)了新的更復(fù)雜的服務(wù)-而且費用更低.
語音處理作為一門技術(shù)起源于60年代,當(dāng)時電子交換機剛剛被發(fā)明. 原來的電信網(wǎng)絡(luò)只支持人對人的交互, 對話者之間和對話者和接線員之間.
電子交換機讓服務(wù)可以通過與計算機交互而替代了人工. 逐漸地, 人機交換變得更加復(fù)雜. 有了按鍵撥號和歡迎提示音, 然后有了傳真,
調(diào)制解調(diào)器, 會議, 文本轉(zhuǎn)語音, 聲音壓縮和語音交互. 這些技術(shù)引發(fā)了一系列新的服務(wù)用來降低成本(例如,不需要真人的接線員了),
也為服務(wù)提供商和其它企業(yè)創(chuàng)建了很多新的機會來做增值服務(wù).
與服務(wù)革命并行的是, 支持聲音媒體處理的架構(gòu)也在發(fā)展. 第一代是集成的數(shù)字信號處理(DSP)半導(dǎo)體再多塊板子上,
被裝在一個私有的電話交換機里. 這些設(shè)備很昂貴, 一個新的服務(wù)從概念到實施可能會需要五年來實現(xiàn)因為他們需要添加硬件或私有軟件的升級,
兩種方法都很昂貴.
在1980年, 第二代處理架構(gòu)叫做計算機電話(CT)引入了一個開放的架構(gòu)來創(chuàng)建聲音媒體處理. 這種技術(shù)集成了標(biāo)準(zhǔn)的高度優(yōu)化的計算板,
插在開放的,標(biāo)準(zhǔn)的計算平臺上, 通用的計算和通信模塊. 新的服務(wù)是一個多廠商的架構(gòu), 主要是各個軟件開發(fā)商來實現(xiàn)的,
而不是某一個硬件廠商軟硬件的方案. 這可以大大地降低了提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的成本, 刺激一輪應(yīng)用和服務(wù)創(chuàng)新.服務(wù)提供商開始提供新的服務(wù)給企業(yè)和消費者,
例如電話卡, 預(yù)付費卡, 和語音信箱.
今天我們在第三代媒體處理技術(shù)的邊緣, 它的實現(xiàn)是由于通用處理器的性能多年來以指數(shù)級增長,最開始也被預(yù)測為"摩爾定律".
在1965, Dialogic Gordon Moore預(yù)測每18個月集成芯片上的晶體管數(shù)目會翻一番. 它的語言被證明是正確的,
考慮到現(xiàn)在處理器的密度,復(fù)雜度,和速度.
最新的,最強大的Dialogic處理器讓一個標(biāo)準(zhǔn)的計算平臺可以高效地進行媒體處理功能,這在過去兩代只能是由特殊功能處理器來實現(xiàn).
因為成本和實施媒體處理的界限會根本地減少.
Dialogic的第三代媒體處理技術(shù)被稱作Dialogic® NetStructure® 主機媒體處理(HMP)
軟件. 這種技術(shù)把過去運行在私有硬件上的算法和控制軟件放到標(biāo)準(zhǔn)的計算平臺來運行. 起始的成本和系統(tǒng)總成本會大大減小.
現(xiàn)在的應(yīng)用開發(fā)者需要購買板卡和開發(fā)平臺來開始開發(fā)一個電信應(yīng)用. 有了 HMP 軟件, 開發(fā)者可以在一個簡單的軟件安裝以后開始開發(fā)電信應(yīng)用.
也就節(jié)省了起始成本, 而且與正在興起的Internet-電信集成, 一定會產(chǎn)生下一輪創(chuàng)新的, 高性價比的電信應(yīng)用.
■ 目 的
很多年以來, 電信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商逐漸在移植到開放的模塊上, 因為使用標(biāo)準(zhǔn)化的, 高產(chǎn)量的硬件和開放軟件在標(biāo)準(zhǔn)的計算模型中有很強的性價比優(yōu)勢.
在架構(gòu)上可以很大地節(jié)省成本,加倍的能力來創(chuàng)建新的創(chuàng)新型的服務(wù), 這是一個電信工業(yè)不可忽視的強大的動機.
把媒體處理從定制的集成的板卡上移到標(biāo)準(zhǔn)的,高產(chǎn)量的處理器上現(xiàn)在已經(jīng)是可行的了. 媒體處理從定制的, 集成的板卡移到建立在標(biāo)準(zhǔn)的,高產(chǎn)量的處理器上的開放軟件模塊現(xiàn)在已經(jīng)成為可能.這種轉(zhuǎn)變會是以什么形式發(fā)生?
HMP軟件如何支持傳統(tǒng)的語音服務(wù)? 嵌入式DSP架構(gòu)的未來是什么? HMP軟件如何部署創(chuàng)新性的服務(wù)? 什么是部署HMP軟件的最高性價比的平臺.這篇文章在下面的章節(jié)會回答這些問題
■ 市場段機會和挑戰(zhàn)
在標(biāo)準(zhǔn)計算系統(tǒng)中使用HMP軟件的想法越來越突出, 主要由于在幾年前VoIP技術(shù)和現(xiàn)在的模塊化下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu).
VoIP讓相當(dāng)大的一組計算機和數(shù)據(jù)處理行業(yè)的專家, 把他們的技術(shù)用來為2500億美元市場的電信市場作開發(fā). 這個新的服務(wù)會更加高效和靈活,
是建立在模塊化電信架構(gòu)的概念上, 有標(biāo)準(zhǔn)的寫一和編程接口. 工業(yè)組織, 例如IEEE, 傳見了一組開放寫一和編程標(biāo)準(zhǔn),更加過大了和加強了這種架構(gòu)的支持.模塊化網(wǎng)絡(luò)讓很多基本的電信服務(wù),例如本地,長途,PBX交換等,建立在開放的計算和數(shù)據(jù)模型上.
兩個和模塊化網(wǎng)絡(luò)有特殊關(guān)系的模塊是媒體網(wǎng)關(guān)和媒體服務(wù)器.
在未來幾年, 開放標(biāo)準(zhǔn)的媒體網(wǎng)關(guān)和媒體服務(wù)器有很大的機會. 而且, 新的高價值服務(wù)包含了語音識別技術(shù)可以處理基于網(wǎng)站的商業(yè)信息,
例如電子助手和語音門戶, 會更大地擴展模塊化網(wǎng)絡(luò)的市場段機會. The Kelsey Group4 和 Datamonitor5
預(yù)測最終客戶的機會中僅僅是語音相關(guān)的市場段就會從今天的10億美元增長到2007年的40億美元. Datamonitor也預(yù)測這樣的方案大約80%會在2007年會建立在開放平臺上,
而今天只有不到20%.
標(biāo)準(zhǔn)的接口讓電子商務(wù)應(yīng)用的程序員可以給他們現(xiàn)在的應(yīng)用和電信服務(wù)連接起來, 并且開發(fā)獨有的純電信的應(yīng)用. 這些標(biāo)準(zhǔn),
例如VoiceXML, SALT, 和SIP都在IETF被定義, 也和ITU的標(biāo)準(zhǔn)化部分連接起來. 這種標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是減少新的融合通信應(yīng)用的開發(fā)時間從幾年到幾個月,這也和信息技術(shù)的目標(biāo)是一樣的.
把點心的媒體處理功能移到計算芯片和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的平臺上可以讓電信設(shè)備提供商和企業(yè)大大改進性能. HMP 軟件在在計算芯片上運用在低端左應(yīng)用和媒體處理會非常高性價比,在高密度方案中,
需要更多磁盤存儲和高級媒體處理特性, 例如語音識別和TTS.
電信媒體處理方案側(cè)重在高密度媒體流, 可能仍然是建立在專門的DSP芯片上比較高效. 這些電信級密度功能包括
- 在中心局建立媒體網(wǎng)關(guān)
- 處理壓縮語音流的媒體服務(wù)器
- 無線基帶設(shè)備媒體處理
這些市場段需要空間, 電源, 和散熱, 目前來說只有特別為這些功能設(shè)計的芯片才能滿足要求. 但是, 隨著處理能力和軟硬件的改進,
未來幾年這些特別設(shè)計的芯片也可能會被淘汰.
■ 主機媒體處理技術(shù)概況
Dialogic 提供兩組面向媒體處理市場段的處理器:
- 專門為數(shù)字信令處理優(yōu)化過的處理器
- 通用處理器, 在數(shù)字信令處理能力方面有增強
專門的Dialogic處理器
這些處理器是第一類, 也是IXS處理器的一種, 它們是專門設(shè)計用來左包處理的DSP. 例如Dialogic®
IXS1000 媒體信號處理器是電信級, 芯片上有數(shù)字系統(tǒng)的芯片, 應(yīng)用了VoP的技術(shù), 為下一代光網(wǎng)絡(luò)可以提供高質(zhì)量的語音,傳真,
和數(shù)據(jù)通信.使用了IXS1000方案, 運營商可以更高效地把語音流量從電路交換網(wǎng)絡(luò)移到高效的基于包交換的VoIP和VoATM網(wǎng)絡(luò)上.
關(guān)于更多信息, 請參考 IXS1000白皮書 "Optimized High-Density
Voice over Packet (VoP) Architecture for Next-Generation
Networks" http://www.Dialogic.com/
通用處理器
這篇文章主要關(guān)注在第二個類型:通用處理器并增強了DSP的能力. Dialogic正在開發(fā)軟件讓主機媒體處理可以運行在奔騰處理器,
安騰處理器, 和Dialogic XScale微處理器架構(gòu)上.這會把通用計算平臺的性能價格比的優(yōu)勢帶到電信的媒體處理方案中.
這個計劃的第一步關(guān)注在電信處理上, 會開始使用Dialogic 32為計算平臺(IA-32):
Celeron?, Pentium, 和 Dialogic? Xeon? 處理器. Dialogic
的64位架構(gòu)(IA-64)在Itanium處理器上可以更大改進HMP軟件的能力和可擴展性.
Itanium處理器有更高性能的數(shù)字信號處理指令集, 對于高端電信媒體處理很有吸引力
Dialogic XScale 微處理架構(gòu)需要更少的電源和良好的散熱, 適合用來作低端應(yīng)用,
例如接入王關(guān)和家庭和小公司市場段.
關(guān)于通用處理器上的DSP能力的歷史
Dialogic首先在奔騰處理器的MMX技術(shù)中引入了DSP功能. MMX(Multi-Media
eXtensions)技術(shù)作為Dialogic架構(gòu)的一個主要的增強被設(shè)計用來加速多媒體和通信軟件的速度.
這個技術(shù)把嵌入式基本DSP的能力加入到奔騰處理器, 它包括了新的數(shù)據(jù)類型和57個新的指令來加速在語音,
2D和3D圖像, 視頻, 語音合成和識別, 數(shù)據(jù)通信算法計算. 由于芯片上的電子管增加,Dialogic不斷地在奔騰處理器上增加新的DSP的能力.
MMX基礎(chǔ)創(chuàng)建的能力使用Streaming SIMD Extensions (SSE)得到了擴展.
Streaming SIMD (Single Instruction-Stream Multiple
Data-Stream) extensions 減少執(zhí)行特定程序任務(wù)所需要總體的指令數(shù). 因此,
它可以為很多應(yīng)用提高性能, 包括視頻, 語言, 和圖像, 照片處理, 加密, 財務(wù), 工程,
和科學(xué)應(yīng)用. Dialogic® NetBurst® 微處理架構(gòu)添加了144個新的SSE指令,
也被稱作SSE2, 它們在Dialogic® Pentium™ III 和
Celeron 處理器上被提供.
今天, Pentium 和Itanium 處理器執(zhí)行浮點操作, 矩陣操作, 快速復(fù)立葉變換,
和多線程. 而且, Dialogic提供Dialogic 集成性能原語來優(yōu)化數(shù)字信令處理.
初步的測試結(jié)果
在奔騰處理器上引入DSP能力使得開發(fā)主機媒體處理功能非常高性價比. 根據(jù)初步的預(yù)測, Dialogic估計HMP軟件讓一個1GHz的奔騰處理器可以代替兩顆150MHz的DSP.
按照這個來推算, 根據(jù)摩爾定律, 奔騰處理器性能不斷增強最終會達(dá)到DS-3甚至OC-3的處理密度. 圖1顯示了預(yù)測的性能和實驗室的結(jié)果,
HMP軟件使用了小于50%的處理器能力, 一個應(yīng)用程序在運行并執(zhí)行六項重要的通信媒體處理功能.
1.播放提示音 - u-law或A-law聲音數(shù)據(jù)從硬盤讀取然后被轉(zhuǎn)換成電信聲音流.
2.自動語音回復(fù) (IVR) - 把播放提示音和DTMF或按鍵信令檢測結(jié)合在一起. 這個功能包括語音打斷(barge-in)功能,
它是可以在播放提示音的時候, 當(dāng)檢測到DTMF數(shù)字或者語音停止放音的功能.
3.會議 - 把多個聲音流橋接在多方會議中
4.編解碼(Transcoding) - 根據(jù) G.729a 和 G.723.1 壓縮算法來壓縮語音
5.傳真 - 把T.30/T.17 調(diào)制解調(diào)器流翻譯到TIFF文件
6.語音 - 執(zhí)行語音技術(shù)功能, 包括TTS,語音菜單, 大單詞量. (注意:只是作為比較包含在這里)
HMP軟件已經(jīng)完成, 優(yōu)化, 和測試過播放提示音, IVR, 和會議算法, 在Celeron處理器和Pentium處理器,
從566MHz到2GHz. 圖1的實線代表實驗室測試的結(jié)果. Dialogic還計劃在更高性能的處理器上和2,4, 最終8個CPU的服務(wù)器,
Xeon, Itanium處理器上實現(xiàn)算法. 圖1中虛線是Dialogic預(yù)測的未來實現(xiàn)的預(yù)計性能.
實施環(huán)境
下一代模塊化網(wǎng)絡(luò)把語音和數(shù)據(jù)在一個包交換的架構(gòu)上結(jié)合起來. 因此, 兩個主要的架構(gòu)現(xiàn)在可以結(jié)合起來實施媒體服務(wù):
一個直接的電路交換網(wǎng)絡(luò)接口和一個基于包的Ip網(wǎng)絡(luò)接口. 這兩個架構(gòu)在圖2 , HMP軟件可以為兩者提供媒體處理服務(wù),
基于包的IP網(wǎng)絡(luò)只需要以太網(wǎng)接口. 新的, 和傳統(tǒng)的服務(wù)提供商把標(biāo)準(zhǔn)的100BaseT和千兆以太網(wǎng)作為他們Internet骨干網(wǎng)服務(wù)和電信語音連接.
服務(wù)提供商在實施媒體網(wǎng)關(guān),它可以把電路網(wǎng)絡(luò)的語音流轉(zhuǎn)換到以太網(wǎng)架構(gòu)上,使用的是VoIP. 以太網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)站計算平臺,
現(xiàn)在的臺式機和筆記本使用中廣泛存在. 因此, 一個以太網(wǎng)電信媒體服務(wù)器可以在一個標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)站計算平臺來實施, 只要HMP軟件,
不需要任何額外的語音處理硬件. 這些以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)讓基于以太網(wǎng)的電信媒體服務(wù)器可以提供語音媒體處理給傳統(tǒng)電話客戶和IP客戶.
剛才介紹的網(wǎng)站服務(wù)器平臺現(xiàn)在也被軟交換應(yīng)用作呼叫處理功能. HMP軟件運行在軟交換的平臺上,可以輕松地增加電信媒體處理服務(wù).
這種新型的實施會取代現(xiàn)有專門的硬件. 使用開放架構(gòu)硬件是非常必要的. 對于網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)服務(wù)提供商來說, 總體系統(tǒng)成本大大降低,
例如備份, 培訓(xùn)和集成管理系統(tǒng)等成本都非常低. 這種實施也會加速應(yīng)用推向市場的速度,增加革新的流程,只通過軟件升級就可以添加新的特性.
實施一個傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡(luò)的或ATM網(wǎng)絡(luò)的媒體服務(wù)器需要增加電路網(wǎng)卡. 一個電路網(wǎng)卡提供了電路交換接口(模擬或數(shù)字),
或者電路交換, 高容量的中繼接口.(T-1/E-1/J-1, E3/T3, OC3). 一個典型的電路NIC包括下面的基本功能:
- 一個LIU來終結(jié)銅線或光纖
- 一個framer或數(shù)字接口來終結(jié)第一冊協(xié)議或一個模擬接口的COder DECoder (CODEC)把模擬語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號.
- 一個到標(biāo)準(zhǔn)的計算平臺的接口PCI AT9, CompactPCI*, 或 PCI Mezzanine Card
(PMC) 總線
對于高容量的中繼接口, 電路NIC也包括特殊的模塊來優(yōu)化TDM每路的數(shù)據(jù)執(zhí)行HDLC ISDN和SS&信令的控制器功能.
電路NIC流數(shù)據(jù)到計算服務(wù)平臺有很少的延遲(一般是小與8ms). 計算服務(wù)器平臺就執(zhí)行媒體處理, 如果需要的話,
也做信令處理.
為了支持?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的增長, 高密度NIC((T-1/E-1/J-1, T3/E3, OC3, ATM) 在市場段中越來越通用.
簡單的電路NIC可以讓低價的接口到標(biāo)準(zhǔn)廣域網(wǎng)的接口. 它也允許計算平臺來執(zhí)行路由的功能. 作為電路NIC的設(shè)計越來越標(biāo)準(zhǔn)化,
它們的革新類似以太網(wǎng)NIC, 只是更加局限. 這種更新可以是電路NIC成本更低, 更加向即插即用的架容性發(fā)展, 就象現(xiàn)在的以太網(wǎng)NIC一樣.
Dialogic的標(biāo)準(zhǔn)即插即用接口在下面章節(jié)有更加詳細(xì)的描述.
■ HMP 軟件參考架構(gòu)
Dialogic 開發(fā)的HMP 軟件模塊圖入圖3, 作為電信媒體服務(wù)器的一個藍(lán)圖. 這個架構(gòu)定義了接口和功能的需求來支持基于電路和基于包的媒體服務(wù)器
這個參考架構(gòu)有五個主要功能
1. HMP 軟件
2. 電信網(wǎng)絡(luò)接口
3. 語音和數(shù)據(jù)存儲接口
4. HMP 軟件編程接口
5. 標(biāo)準(zhǔn)計算平臺
下面章節(jié)中, 每部分會進行詳細(xì)地討論.
HMP 軟件
HMP 軟件支持兩個主要的功能: 語音媒體處理算法和軟件語音交換.
語音媒體處理算法
語音媒體處理算法支持語音處理資源的功能: 播放語音提示, IVR, 會議, 傳真, 和編解碼. HMP最初引進關(guān)注在算法和相應(yīng)資源列在
附錄 A: 媒體能力, 資源, 和算法
但是, 開發(fā)算法是不夠的. 為了創(chuàng)建一個語音媒體處理的架構(gòu), 需要注意下面兩方面
1. 在網(wǎng)絡(luò)實施的時候調(diào)整算法
2. 為平臺優(yōu)化算法
Dialogic的算法是從Dialogic® Dialogic® 和Dialogic® NetStructure™
產(chǎn)品演變而來. 這些算法已經(jīng)在電信網(wǎng)絡(luò)中在過去的20年里部署了100多個國家. Dialogic把這項技術(shù)移植到Celeron,
Pentium, Itanium 和 XScale 處理器家族.
Dialogic通過用C重寫來優(yōu)化這些算法, 更好地使用Pentium 和 Itanium 處理器上的MMX和SSE技術(shù).
優(yōu)化實現(xiàn)的比過于沒有優(yōu)化的C代碼高10倍的性能. 例如,重新的基本的C算法來使用SSE指令,Dialogic希望增加G.729a算法的效率從200MHz到小于20MHz對于每個資源實例.
Dialogic也和語音技術(shù)廠商一起工作,來減少成本和簡化實施語音應(yīng)用. 基于語音識別和TTS技術(shù)的應(yīng)用(例如, 語音IVR,
語音門戶)提供了不可抗拒的優(yōu)勢, 包括操作的性能和競爭力. 一個叫做連續(xù)語音處理的Dialogic技術(shù)也是一個例子. 這個技術(shù)優(yōu)化了語音活動監(jiān)測(VAD)算法來達(dá)到最嚴(yán)格的語音識別的性能需求.VAD也把把語音流發(fā)送到語音識別引擎,
只當(dāng)檢測到真人的語音的時候, 這可以優(yōu)化一個Pentium 處理器需要來支持語音識別的每秒百萬次指令 (MIPS).
根據(jù)最初的預(yù)計, Dialogic預(yù)測1G Pentium III 處理器可以支持100個通道到語音引擎的媒體流. 這個結(jié)果在實施語音應(yīng)用時增加了密度降低了成本.
軟件語音交換
Dialogic的優(yōu)化除了核心媒體處理算法以外,還有媒體交換核心框架. 這個核心支持在資源間, 文件,第三方資源(例如語音識別和TTS)交換語音數(shù)據(jù).
媒體交換必須要把數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)接口以極小的延遲移動. 對于實時敏感的服務(wù)例如會議讓用戶不會感到一個時延, 總共的端到端的延遲必須小于200毫秒.
HMP軟件框架會支持小于50ms的會議, 來保證端對端的延遲小于100ms.
另一個優(yōu)化的例子就是在以太網(wǎng)媒體服務(wù)器上VoIP的RTP處理. Dialogic優(yōu)化了它的以太網(wǎng)驅(qū)動來減少基于RTP流和交換的平臺的負(fù)荷.
電信網(wǎng)絡(luò)接口
網(wǎng)絡(luò)接口提供連接到電路網(wǎng)絡(luò)或者客戶設(shè)備(例如模擬或數(shù)字電話), 請見第五頁實施環(huán)境. HMP軟件參考架構(gòu)定義了兩種網(wǎng)絡(luò)接口
1. 以太網(wǎng)接口卡(Ethernet NIC)
2. 電路網(wǎng)接口卡 (Circuit NIC)
這些接口把流數(shù)據(jù)發(fā)送到計算平臺是通過一個標(biāo)準(zhǔn)的PCI驅(qū)動, 它也是計算服務(wù)器操作系統(tǒng)的一部分.
以太網(wǎng)接口
以太網(wǎng)接口卡根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IETF RTP負(fù)責(zé)語音數(shù)據(jù)流進出計算平臺. 媒體處理框架把RTP數(shù)據(jù)解包然后把媒體的內(nèi)容哦年發(fā)給由應(yīng)用程序控制的媒體處理資源.
從語音播放文件存儲或媒體資源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)很可以被媒體處理框架發(fā)送到以太網(wǎng)接口卡.(大多數(shù)已有的計算服務(wù)器包括了雙以太網(wǎng)卡)
當(dāng)運營商和企業(yè)移到統(tǒng)一的以太網(wǎng)架構(gòu)來實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù),帶有語音的計算服務(wù)器可以插入到網(wǎng)絡(luò)中而不需要任何額外的硬件. 這種融合的網(wǎng)絡(luò)會使方案的實施更加快速而且更便宜.
電路接口
電路NIC負(fù)責(zé)語音數(shù)據(jù)進出計算平臺通過的是緩沖的TDM數(shù)據(jù)走PCI總線. 和以太網(wǎng)接口一樣,媒體處理框架解包TDM數(shù)據(jù)然后發(fā)給媒體處理框架.
中繼電路接口通常需要接口在傳遞給資源例如IVR, 會議, 消息, 或語音識別之前, 首先執(zhí)行回聲消除的工作. Dialogic期望
1 GHz Pentium III 處理器會支持超過150路的回聲消除.
電路媒體接口也負(fù)責(zé)數(shù)字信令協(xié)議(ISDN或SS7). 這些協(xié)議需要HDCL或MTP1處理和第二層 (LAP-D/MTP2)處理.
終結(jié)這些協(xié)議需要下面的架構(gòu):
- 專門的硬件在電路媒體接口板上負(fù)責(zé)第一層處理
- 在計算平臺上有第一層軟件處理
在電路NIC上使用專門的硬件可以把第一層處理的負(fù)荷從處理平臺移到硬件上. Dialogic計劃支持這兩種架構(gòu). 在兩種情況下,
信令協(xié)議在第二層被終止, 第三層的SS7包會通過信令控制協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議例如(SCTP IUA)或(SCTP MxUA)來與應(yīng)用程序交互.
一個標(biāo)準(zhǔn)的電路NIC接口會讓服務(wù)提供商選擇多種電路NIC接口類型(例如,模擬, BRI, T-1/E-1/J-1,
DS-3, 等等), 最好提供的廠商可以與HMP軟件架構(gòu)有"即插即用"的兼容性.
語音和數(shù)據(jù)存儲接口
大多數(shù)的電信媒體處理應(yīng)用程序需要播放提示音的功能. 例如, 自動800服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)呼叫中心可能會需要存儲100,000提示音文件,
可以支持多語種多服務(wù). 文件也是消息應(yīng)用中存儲語音郵件和傳真郵件的基礎(chǔ). 為了滿足這些需求, HMP軟件支持從文件數(shù)據(jù)和計算平臺上數(shù)據(jù)存儲硬盤的文件來的數(shù)據(jù)流.
HMP 軟件從文件里讀數(shù)據(jù)使用的是標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)原語. 這讓操作者可以選擇希望要的存儲設(shè)備.
HMP 軟件編程接口
為了繼承到多種工業(yè)架構(gòu)上, 也是映射到多種標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口上, 編程接口被分為下面四大類型:
- 呼叫信令或呼叫控制
- 連接控制
- 媒體控制
- 管理或控制
編程接口被設(shè)計為提供兩種等級的包含這些四個類型的集成. HMP軟件提供了直接的C語言編程接口讓OEM可以把應(yīng)用程序模塊集成到計算平臺中.
這讓OEM可以把他們的應(yīng)用程序安裝在相同的平臺上, 保證了與Dialogic® Dialogic® DM3
架構(gòu)的兼容性.
而且, 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編程接口可以提供為軟交換和應(yīng)用服務(wù)器提供即插即用的接口. 關(guān)于兼容性集成的例子可以在 "開始使用HMP軟?quot;
章節(jié)找到. 一個高層的應(yīng)用程序控制接口和詳細(xì)的媒體服務(wù)映射在 附錄B: 編程接口能力 中有簡要介紹.
呼叫信令或呼叫控制
呼叫信令或呼叫控制提供與網(wǎng)絡(luò)交互,建立兩個終端之間語音對話的服務(wù). 使用五個主要的網(wǎng)絡(luò)呼叫信令協(xié)議: inband
(e.g., R1 or R2), ISDN, SS7, H.323, 或SIP.
呼叫控制是HMP軟件的一個可選選項. 他在媒體服務(wù)器參考架構(gòu)中被定義, 包含了需要一個媒體處理資源參考, 媒體處理資源把呼叫信令數(shù)據(jù)發(fā)送到應(yīng)用程序呼叫控制功能(例如,
軟交換). 而且, 也是很有必要定義呼叫控制因為它可以提供一個統(tǒng)一的方案. (更多信息參見 開始使用HMP 軟件,
12頁)
總之, 這個架構(gòu)認(rèn)為應(yīng)用程序會與HMP軟件外部的呼叫控制交互, 它會定義關(guān)聯(lián)來建立語音連接到媒體處理資源通過連接控制.
這提供OEM和服務(wù)提供商最優(yōu)的靈活性來集成應(yīng)用程序所需要的任何呼叫控制架構(gòu).
連接控制
連接控制可以讓應(yīng)用程序控制連接語音流到媒體資源(或者是電路數(shù)字信號DS0或IP RTP對話), 通過控制HMP軟件交換配置.
連接控制接口也讓應(yīng)用程序可以創(chuàng)建一個兩個語音流的連接(例如一個呼叫中的兩個人). HMP軟件提供了連接控制接口, 是基于DM3架構(gòu)模型的.
這個模型在建立RTP對華, 電路NIC連接, 和資源連接時, 不管是單向還是雙向模式,提供了原子操作.
和IP的優(yōu)點類似, 一個基于軟件的架構(gòu)可以通過傳遞指針來共享內(nèi)存段. 這種靈活度簡化可高級應(yīng)用的開發(fā)例如會議,
呼叫中心, 和其他通過連接架構(gòu)中多個資源來實現(xiàn)的服務(wù). 例如, 一個100個DS0的配置可以包含100個端口作IVR,
只有20個端口作會議. 軟件方案的靈活交換功能讓在Pentium處理器上運行的IVR資源中一部分MIPs可以被替換成會議.
如果是硬件的實現(xiàn), 會議通常是專有的占有全板的資源或者一個固定比例. 資源就不那么容易在多個程序之間替換.
而且, 使用基于軟件的交換和以太網(wǎng)交換, 使用標(biāo)準(zhǔn)的計算硬件就可以實現(xiàn)一個大規(guī)模的交換的應(yīng)用. 例如, 在一個服務(wù)器上不是把會議作為一個和IVR的共享資源,
會議可以作為網(wǎng)絡(luò)中的一個獨立資源. 十個不同的IVR服務(wù)器如果需要使用會議資源,可以通過IP連接到會議服務(wù)器上.
媒體控制
媒體控制部分是提供HMP軟件資源和算法編程接口的核心部分. 附錄 A: 媒體能力, 資源, 和算法. 直接媒體控制接口和DM3系列編程接口是完全兼容的.
因此, 過去20年中微Dialogic Dialogic產(chǎn)品編開發(fā)的豐富的應(yīng)用都可以使用在HMP軟件上, 享受純軟件架構(gòu)的優(yōu)勢.
直接媒體控制接口提供了面向高度可調(diào)整的應(yīng)用的原子層算法控制(例如, 使用某個特定的回聲消除) 包含在內(nèi)的是所需的算法閾值的控制和配置,
還有輸入和輸出(例如, DTMF數(shù)字)
在標(biāo)準(zhǔn)接口方面, 五種點新媒體控制接口被工業(yè)定義了: MGCP 語音服務(wù)器, H.248 附錄 M (H.248.9),
JTAPI 1.4 Media, VXML, 和 SALT.
MGCP 和 H.248 是連接控制協(xié)議, 被增強了來可以被實施在媒體網(wǎng)關(guān)或媒體服務(wù)器上的媒體服務(wù). 再下一代軟交換中,
這種增強讓一種協(xié)議可以控制所有網(wǎng)絡(luò)模塊: 媒體網(wǎng)關(guān)或媒體服務(wù)器. MGCP 和 H.248 是專注在傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的核心媒體功能上(例如,
網(wǎng)絡(luò)提示音, 操作員服務(wù), 和三方通話). MGCP接口提供了一個自然的機制可以開放地定義壓縮到不壓縮的編解碼.
JTAPI 1.4 Media, VXML, 和 SALT被設(shè)計用來面向高級電信服務(wù). JTAPI 1.4 Media
(ECTF S.410) 是一個Java接口規(guī)范, 用來支持基礎(chǔ)的媒體服務(wù)和高級語音服務(wù). 它目前還沒有得到和VXML相同的認(rèn)知.
VXML 和 SALT已經(jīng)被特別地定義來支持集成語音識別功能到Web Service編程模型中, 面向語音門戶和最終語音驅(qū)動的呼叫中心應(yīng)用.
SALT 擴展了 VXML 的概念, 增加了支持標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)站腳本語言(例如javascript)和多節(jié)點應(yīng)用應(yīng)用程序(例如,
一個基于Internet的電話)
HMP軟件的模塊化的架構(gòu)和強大的直接調(diào)用的編程接口讓任何上述的標(biāo)準(zhǔn)編程接口都可輕松集成.
管理
作為操作系統(tǒng)一部分提供的豐富的標(biāo)準(zhǔn)和管理框架提供了很大的互操作性與電信級和企業(yè)級管理系統(tǒng). 平臺通常支持SNMP
和XML 來管理處理器的性能, 和以太網(wǎng)接口和硬盤. 而且, Dialogic計算平臺也支持IPMI接口, 它支持監(jiān)控平臺提供健壯管理接口.
HMP 軟件提供了可靠操作和高效工程等三個關(guān)鍵的管理領(lǐng)域:性能, 容錯, 和配置. 面向電信網(wǎng)絡(luò)接口, 存儲,和計算硬件的MIB都是基于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)的.
Dialogic 也在Linux和Windows操作系統(tǒng)上實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)MIB綁定. Dialogic關(guān)注在SNMP綁定面向性能和錯誤管理,
XML在SOAP面向配置管理. 而且, 為了支持Internet上的管理, SNMP version 3面向增強地安全功能也在被考慮.
標(biāo)準(zhǔn)計算平臺
HMP 軟件被設(shè)計為提供使用高性價比的標(biāo)準(zhǔn)高產(chǎn)量的計算平臺. 因為它的架構(gòu), 軟件可以從底端小辦公室擴展到高端電信級的實施,
只是根據(jù)安裝它的計算平臺的不同. Dialogic 有計算平臺參考設(shè)計從低價設(shè)備基于Celeron 處理器到高性能4路平臺基于Xeon或Itanium
處理器. 服務(wù)器平臺也在五個主要模型上被實施:
1. 應(yīng)用設(shè)備 - 小板(227 mm × 209 mm)架構(gòu)面向單一功能
2. 網(wǎng)站服務(wù)器 - 一路和兩路 1U 平臺面向高性價比網(wǎng)站服務(wù)器
3. 電信NEBs服務(wù)器 - 一路和兩路1U和2U 處理器平臺面向電信實施需要NEBs認(rèn)證
4. 刀片服務(wù)器 - 一路 PICMG12 2.16 6U 刀片服務(wù)器面向工業(yè)和電信應(yīng)用. 這些刀片服務(wù)器很快就會支持ATCA
PICMG 3.x版本, 回支持超過兩路的配置.
5. 高端數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 - 四路和八路平臺基于 Xeon 或 Itanium 處理器面向高性能應(yīng)用.
表 1 提供了HMP軟件預(yù)測的性能, 在不同計算平臺上.
表1里的預(yù)測性能值是根據(jù)圖1里面性能數(shù)據(jù).
豐富可用的與HMP兼容的平臺可以達(dá)到在第二頁所說的市場段機會和挑戰(zhàn), 特別是實現(xiàn)速度和總體架構(gòu)成本減少方面.
■ 開始使用 HMP 軟件
這部分介紹了使用HMP軟件, 四種典型的應(yīng)用和實施情景
- 小公司PBX
- 電信級IP媒體服務(wù)器
- 統(tǒng)一消息或會議服務(wù)器
每一種應(yīng)用, 需要的模塊是根據(jù)應(yīng)用程序和軟件模塊間接口來確定的. 而且, 配置描述了DS0資源配置和密度.
應(yīng)用程序在這里的配置可以作為使用不同Dialogic硬件和軟件建筑模塊, 網(wǎng)絡(luò)接口, 和存儲設(shè)備的一個起點.
中小辦公室PBX
圖 4 介紹了針對中小辦公室PBX應(yīng)用的一個高性價比的實施架構(gòu). 這個配置中有兩中應(yīng)用
1. PBX呼叫控制
2. 語音消息
這些應(yīng)用依賴HMP軟件來控制語音處理和座席和電路網(wǎng)絡(luò).
一個電路 NIC 是需要的來支持模擬或ISDN連接到網(wǎng)絡(luò). 應(yīng)用程序控制軟件通過核心軟件編程接口. 提示音和消息被存儲在和軟件同一個服務(wù)器的硬盤上.
PBX 應(yīng)用可以被實施在一個低成本的Dialogic應(yīng)用設(shè)備或一個使用Dialogic處理器的普通臺式計算機上. 最終用戶可以根據(jù)需要選擇平臺.
電信級IP媒體服務(wù)器
一個電信級IP媒體服務(wù)器配置需要高性能和可靠性來提供核心本地(class 5), 長途 (class 4), 和商業(yè)級
Centrex* 服務(wù).
模塊化IP架構(gòu)實施這些服務(wù)在圖5, 是建立在下一代協(xié)議和分離網(wǎng)絡(luò)服務(wù)到四個成分.
1. 一個包的骨干網(wǎng), 基于IP或ATM
2. 一個軟交換實現(xiàn)了基本呼叫控制和計費功能
3. 一個媒體網(wǎng)關(guān)提供了電路和包網(wǎng)絡(luò)的橋
4. 一個IP媒體網(wǎng)關(guān)提供基本提示音, IVR和會議功能
圖5的架構(gòu)使用MGCP或H.248作為控制接口來控制媒體網(wǎng)關(guān)和媒體服務(wù)器模塊.
在圖 5, 軟交換使用 HMP 軟件播放提示音, 交互DTMF數(shù)字, 建立會議. 軟交換使用了MGCP基本聲音包來與媒體框架交互,
框架把提示音從本地硬盤通過以太網(wǎng)NIC發(fā)送到媒體網(wǎng)關(guān). 軟件檢測到從媒體網(wǎng)關(guān)來的RTP流中的DTMF數(shù)字, 提供混合來自不同地域不同網(wǎng)關(guān)的會議RTP流的能力.
根據(jù)雙路NEBs服務(wù)器的配置和預(yù)期, 如表1, 軟交換可以增加250DS0的媒體服務(wù),而且可以本地置換. 這就讓服務(wù)提供商通過增加License或平臺來擴容媒體服務(wù).
統(tǒng)一消息或會議服務(wù)器
圖5 介紹了使用HMP軟件創(chuàng)建一個統(tǒng)一消息或會議服務(wù)器應(yīng)用, 和微軟.NET架構(gòu)
在 .net架構(gòu), 微軟提供了XML編程接口給任何需要的應(yīng)用程序接口: 呼叫控制, 媒體控制, 和消息存儲. 消息存儲是基于Microsoft
Exchange, 和語音識別是使用第三方技術(shù)連接到微軟平臺上通過微軟語音編程接口(SAPI)或者直接連接到SALT解釋器.
應(yīng)用程序可以完全使用微軟Visual Studio .NET的工具來開發(fā).
HMP 軟件提供了一個完整的電信媒體處理功能的環(huán)境,DTMF,提示音,和會議功能符合SALT規(guī)范, 軟件也提供一個高性能前端的接口來連接電路或以太網(wǎng)NIC到語音識別和TTS應(yīng)用服務(wù)器通過標(biāo)準(zhǔn)的RTP流.
語音消息流通過MAPI文件過濾, 在HMP軟件和Exchange數(shù)據(jù)庫之間.
在這種配置中, 操作員可以利用HMP軟件來降低安裝和實施高密度IVR資源和底密度傳真和TTS資源的成本, 這是統(tǒng)一消息應(yīng)用通常需要的.
這個平臺也可以增強會議功能. 可以把媒體服務(wù)通過軟件來實施可以高效使用標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器, 更容易增強平臺. HMP軟件最大化了靈活實施的特性,
也優(yōu)化的語音的實現(xiàn), 降低了成本.
■ 結(jié)論
這篇文章介紹了一個新技術(shù)叫做Dialogic NetStructure 主機媒體處理 (HMP) 軟件. Dialogic會繼續(xù)提供新的創(chuàng)新的架構(gòu),
為實施新的服務(wù)提供高性能芯片技術(shù)和Dialogic架構(gòu).
HMP 軟件實現(xiàn)了過去通常使用專有的, 底產(chǎn)量的硬件,而現(xiàn)在運行在高產(chǎn)量的建筑模塊上. 這種模塊化的下一代技術(shù)可以大大地減少實施傳統(tǒng)和增強電信服務(wù)的成本.
它也會加速語音和數(shù)據(jù)服務(wù)的融合.
■ 附錄 A: 媒體能力, 資源, 和算法
表 2 總結(jié)了在媒體服務(wù)器中HMP 軟件能力, 資源, 和算法
上面資源通常以下面服務(wù)配置來實施:
- IVR - 包含放音和信號檢測
- 會議 - 增加會議資源到IVR
- 語音消息 - 增加錄音到IVR
- 統(tǒng)一消息 - 增加傳真到語音消息
- 語音IVR - 增加語音前端和語音引擎到IVR
所有服務(wù)配置需要編解碼如果IP RTP流不是G.711. 所有電路流是μ-law或A-law.
■ 附錄 B: 編程接口能力
表3 定義了模塊和標(biāo)準(zhǔn)程序接口可以映射到HMP軟件能力
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