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■ 概 述
本白皮書(shū)介紹了信息代媒體處理技術(shù), 它大大地降低了系統成本. Dialogic稱(chēng)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(kāi)發(fā)者可以用來(lái)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(yǔ)音和數據服務(wù).
HMP 軟件把媒體處理方案從建立特制的軟硬件模型轉換到開(kāi)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(dòng)和庫存少 - 最初很少的設備投資
- 減少開(kāi)發(fā)成本 - 不需要特制的硬件來(lái)開(kāi)發(fā)系統
- 減少實(shí)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(lái)做很多功能
- 低維護費用 - 維護更加容易, 系統配置標準化
這篇文章主要是介紹技術(shù). 它詳細地介紹了HMP軟件的技術(shù)和如何建立模塊化網(wǎng)絡(luò )模塊.
■ 介 紹
過(guò)去4個(gè)世紀, 語(yǔ)音處理越來(lái)越計算機化, 開(kāi)發(fā)了新的更復雜的服務(wù)-而且費用更低.
語(yǔ)音處理作為一門(mén)技術(shù)起源于60年代,當時(shí)電子交換機剛剛被發(fā)明. 原來(lái)的電信網(wǎng)絡(luò )只支持人對人的交互, 對話(huà)者之間和對話(huà)者和接線(xiàn)員之間.
電子交換機讓服務(wù)可以通過(guò)與計算機交互而替代了人工. 逐漸地, 人機交換變得更加復雜. 有了按鍵撥號和歡迎提示音, 然后有了傳真,
調制解調器, 會(huì )議, 文本轉語(yǔ)音, 聲音壓縮和語(yǔ)音交互. 這些技術(shù)引發(fā)了一系列新的服務(wù)用來(lái)降低成本(例如,不需要真人的接線(xiàn)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(huì )來(lái)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也在發(fā)展. 第一代是集成的數字信號處理(DSP)半導體再多塊板子上,
被裝在一個(gè)私有的電話(huà)交換機里. 這些設備很昂貴, 一個(gè)新的服務(wù)從概念到實(shí)施可能會(huì )需要五年來(lái)實(shí)現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, 第二代處理架構叫做計算機電話(huà)(CT)引入了一個(gè)開(kāi)放的架構來(lái)創(chuàng )建聲音媒體處理. 這種技術(shù)集成了標準的高度優(yōu)化的計算板,
插在開(kāi)放的,標準的計算平臺上, 通用的計算和通信模塊. 新的服務(wù)是一個(gè)多廠(chǎng)商的架構, 主要是各個(gè)軟件開(kāi)發(fā)商來(lái)實(shí)現的,
而不是某一個(gè)硬件廠(chǎng)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, 刺激一輪應用和服務(wù)創(chuàng )新.服務(wù)提供商開(kāi)始提供新的服務(wù)給企業(yè)和消費者,
例如電話(huà)卡, 預付費卡, 和語(yǔ)音信箱.
今天我們在第三代媒體處理技術(shù)的邊緣, 它的實(shí)現是由于通用處理器的性能多年來(lái)以指數級增長(cháng),最開(kāi)始也被預測為"摩爾定律".
在1965, Dialogic Gordon Moore預測每18個(gè)月集成芯片上的晶體管數目會(huì )翻一番. 它的語(yǔ)言被證明是正確的,
考慮到現在處理器的密度,復雜度,和速度.
最新的,最強大的Dialogic處理器讓一個(gè)標準的計算平臺可以高效地進(jìn)行媒體處理功能,這在過(guò)去兩代只能是由特殊功能處理器來(lái)實(shí)現.
因為成本和實(shí)施媒體處理的界限會(huì )根本地減少.
Dialogic的第三代媒體處理技術(shù)被稱(chēng)作Dialogic® NetStructure® 主機媒體處理(HMP)
軟件. 這種技術(shù)把過(guò)去運行在私有硬件上的算法和控制軟件放到標準的計算平臺來(lái)運行. 起始的成本和系統總成本會(huì )大大減小.
現在的應用開(kāi)發(fā)者需要購買(mǎi)板卡和開(kāi)發(fā)平臺來(lái)開(kāi)始開(kāi)發(fā)一個(gè)電信應用. 有了 HMP 軟件, 開(kāi)發(fā)者可以在一個(gè)簡(jiǎn)單的軟件安裝以后開(kāi)始開(kāi)發(fā)電信應用.
也就節省了起始成本, 而且與正在興起的Internet-電信集成, 一定會(huì )產(chǎn)生下一輪創(chuàng )新的, 高性?xún)r(jià)比的電信應用.
■ 目 的
很多年以來(lái), 電信網(wǎng)絡(luò )服務(wù)提供商逐漸在移植到開(kāi)放的模塊上, 因為使用標準化的, 高產(chǎn)量的硬件和開(kāi)放軟件在標準的計算模型中有很強的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢.
在架構上可以很大地節省成本,加倍的能力來(lái)創(chuàng )建新的創(chuàng )新型的服務(wù), 這是一個(gè)電信工業(yè)不可忽視的強大的動(dòng)機.
把媒體處理從定制的集成的板卡上移到標準的,高產(chǎn)量的處理器上現在已經(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準的,高產(chǎn)量的處理器上的開(kāi)放軟件模塊現在已經(jīng)成為可能.這種轉變會(huì )是以什么形式發(fā)生?
HMP軟件如何支持傳統的語(yǔ)音服務(wù)? 嵌入式DSP架構的未來(lái)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?xún)r(jià)比的平臺.這篇文章在下面的章節會(huì )回答這些問(wèn)題
■ 市場(chǎng)段機會(huì )和挑戰
在標準計算系統中使用HMP軟件的想法越來(lái)越突出, 主要由于在幾年前VoIP技術(shù)和現在的模塊化下一代網(wǎng)絡(luò )架構.
VoIP讓相當大的一組計算機和數據處理行業(yè)的專(zhuān)家, 把他們的技術(shù)用來(lái)為2500億美元市場(chǎng)的電信市場(chǎng)作開(kāi)發(fā). 這個(gè)新的服務(wù)會(huì )更加高效和靈活,
是建立在模塊化電信架構的概念上, 有標準的寫(xiě)一和編程接口. 工業(yè)組織, 例如IEEE, 傳見(jiàn)了一組開(kāi)放寫(xiě)一和編程標準,更加過(guò)大了和加強了這種架構的支持.模塊化網(wǎng)絡(luò )讓很多基本的電信服務(wù),例如本地,長(cháng)途,PBX交換等,建立在開(kāi)放的計算和數據模型上.
兩個(gè)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(lái)幾年, 開(kāi)放標準的媒體網(wǎng)關(guān)和媒體服務(wù)器有很大的機會(huì ). 而且, 新的高價(jià)值服務(wù)包含了語(yǔ)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(yǔ)音門(mén)戶(hù), 會(huì )更大地擴展模塊化網(wǎng)絡(luò )的市場(chǎng)段機會(huì ). The Kelsey Group4 和 Datamonitor5
預測最終客戶(hù)的機會(huì )中僅僅是語(yǔ)音相關(guān)的市場(chǎng)段就會(huì )從今天的10億美元增長(cháng)到2007年的40億美元. Datamonitor也預測這樣的方案大約80%會(huì )在2007年會(huì )建立在開(kāi)放平臺上,
而今天只有不到20%.
標準的接口讓電子商務(wù)應用的程序員可以給他們現在的應用和電信服務(wù)連接起來(lái), 并且開(kāi)發(fā)獨有的純電信的應用. 這些標準,
例如VoiceXML, SALT, 和SIP都在IETF被定義, 也和ITU的標準化部分連接起來(lái). 這種標準的目標是減少新的融合通信應用的開(kāi)發(fā)時(shí)間從幾年到幾個(gè)月,這也和信息技術(shù)的目標是一樣的.
把點(diǎn)心的媒體處理功能移到計算芯片和工業(yè)標準的平臺上可以讓電信設備提供商和企業(yè)大大改進(jìn)性能. HMP 軟件在在計算芯片上運用在低端左應用和媒體處理會(huì )非常高性?xún)r(jià)比,在高密度方案中,
需要更多磁盤(pán)存儲和高級媒體處理特性, 例如語(yǔ)音識別和TTS.
電信媒體處理方案側重在高密度媒體流, 可能仍然是建立在專(zhuān)門(mén)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(yǔ)音流的媒體服務(wù)器
- 無(wú)線(xiàn)基帶設備媒體處理
這些市場(chǎng)段需要空間, 電源, 和散熱, 目前來(lái)說(shuō)只有特別為這些功能設計的芯片才能滿(mǎn)足要求. 但是, 隨著(zhù)處理能力和軟硬件的改進(jìn),
未來(lái)幾年這些特別設計的芯片也可能會(huì )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(chǎng)段的處理器:
- 專(zhuān)門(mén)為數字信令處理優(yōu)化過(guò)的處理器
- 通用處理器, 在數字信令處理能力方面有增強
專(zhuān)門(mén)的Dialogic處理器
這些處理器是第一類(lèi), 也是IXS處理器的一種, 它們是專(zhuān)門(mén)設計用來(lái)左包處理的DSP. 例如Dialogic®
IXS1000 媒體信號處理器是電信級, 芯片上有數字系統的芯片, 應用了VoP的技術(shù), 為下一代光網(wǎng)絡(luò )可以提供高質(zhì)量的語(yǔ)音,傳真,
和數據通信.使用了IXS1000方案, 運營(yíng)商可以更高效地把語(yǔ)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(shū) "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(gè)類(lèi)型:通用處理器并增強了DSP的能力. Dialogic正在開(kāi)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微處理器架構上.這會(huì )把通用計算平臺的性能價(jià)格比的優(yōu)勢帶到電信的媒體處理方案中.
這個(gè)計劃的第一步關(guān)注在電信處理上, 會(huì )開(kāi)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(IA-64)在Itanium處理器上可以更大改進(jìn)HMP軟件的能力和可擴展性.
Itanium處理器有更高性能的數字信號處理指令集, 對于高端電信媒體處理很有吸引力
Dialogic XScale 微處理架構需要更少的電源和良好的散熱, 適合用來(lái)作低端應用,
例如接入王關(guān)和家庭和小公司市場(chǎng)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架構的一個(gè)主要的增強被設計用來(lái)加速多媒體和通信軟件的速度.
這個(gè)技術(shù)把嵌入式基本DSP的能力加入到奔騰處理器, 它包括了新的數據類(lèi)型和57個(gè)新的指令來(lái)加速在語(yǔ)音,
2D和3D圖像, 視頻, 語(yǔ)音合成和識別, 數據通信算法計算. 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 減少執行特定程序任務(wù)所需要總體的指令數. 因此,
它可以為很多應用提高性能, 包括視頻, 語(yǔ)言, 和圖像, 照片處理, 加密, 財務(wù), 工程,
和科學(xué)應用. Dialogic® NetBurst® 微處理架構添加了144個(gè)新的SSE指令,
也被稱(chēng)作SSE2, 它們在Dialogic® Pentium™ III 和
Celeron 處理器上被提供.
今天, Pentium 和Itanium 處理器執行浮點(diǎn)操作, 矩陣操作, 快速復立葉變換,
和多線(xiàn)程. 而且, Dialogic提供Dialogic 集成性能原語(yǔ)來(lái)優(yōu)化數字信令處理.
初步的測試結果
在奔騰處理器上引入DSP能力使得開(kāi)發(fā)主機媒體處理功能非常高性?xún)r(jià)比. 根據初步的預測, Dialogic估計HMP軟件讓一個(gè)1GHz的奔騰處理器可以代替兩顆150MHz的DSP.
按照這個(gè)來(lái)推算, 根據摩爾定律, 奔騰處理器性能不斷增強最終會(huì )達到DS-3甚至OC-3的處理密度. 圖1顯示了預測的性能和實(shí)驗室的結果,
HMP軟件使用了小于50%的處理器能力, 一個(gè)應用程序在運行并執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聲音數據從硬盤(pán)讀取然后被轉換成電信聲音流.
2.自動(dòng)語(yǔ)音回復 (IVR) - 把播放提示音和DTMF或按鍵信令檢測結合在一起. 這個(gè)功能包括語(yǔ)音打斷(barge-in)功能,
它是可以在播放提示音的時(shí)候, 當檢測到DTMF數字或者語(yǔ)音停止放音的功能.
3.會(huì )議 - 把多個(gè)聲音流橋接在多方會(huì )議中
4.編解碼(Transcoding) - 根據 G.729a 和 G.723.1 壓縮算法來(lái)壓縮語(yǔ)音
5.傳真 - 把T.30/T.17 調制解調器流翻譯到TIFF文件
6.語(yǔ)音 - 執行語(yǔ)音技術(shù)功能, 包括TTS,語(yǔ)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(guò)播放提示音, IVR, 和會(huì )議算法, 在Celeron處理器和Pentium處理器,
從566MHz到2GHz. 圖1的實(shí)線(xiàn)代表實(shí)驗室測試的結果. Dialogic還計劃在更高性能的處理器上和2,4, 最終8個(gè)CPU的服務(wù)器,
Xeon, Itanium處理器上實(shí)現算法. 圖1中虛線(xiàn)是Dialogic預測的未來(lái)實(shí)現的預計性能.
實(shí)施環(huán)境
下一代模塊化網(wǎng)絡(luò )把語(yǔ)音和數據在一個(gè)包交換的架構上結合起來(lái). 因此, 兩個(gè)主要的架構現在可以結合起來(lái)實(shí)施媒體服務(wù):
一個(gè)直接的電路交換網(wǎng)絡(luò )接口和一個(gè)基于包的Ip網(wǎng)絡(luò )接口. 這兩個(gè)架構在圖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, 和傳統的服務(wù)提供商把標準的100BaseT和千兆以太網(wǎng)作為他們Internet骨干網(wǎng)服務(wù)和電信語(yǔ)音連接.
服務(wù)提供商在實(shí)施媒體網(wǎng)關(guān),它可以把電路網(wǎng)絡(luò )的語(yǔ)音流轉換到以太網(wǎng)架構上,使用的是VoIP. 以太網(wǎng)在標準的網(wǎng)站計算平臺,
現在的臺式機和筆記本使用中廣泛存在. 因此, 一個(gè)以太網(wǎng)電信媒體服務(wù)器可以在一個(gè)標準的網(wǎng)站計算平臺來(lái)實(shí)施, 只要HMP軟件,
不需要任何額外的語(yǔ)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(yǔ)音媒體處理給傳統電話(huà)客戶(hù)和IP客戶(hù).
剛才介紹的網(wǎng)站服務(wù)器平臺現在也被軟交換應用作呼叫處理功能. 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(shí)施會(huì )取代現有專(zhuān)門(mén)的硬件. 使用開(kāi)放架構硬件是非常必要的. 對于網(wǎng)絡(luò )和企業(yè)服務(wù)提供商來(lái)說(shuō), 總體系統成本大大降低,
例如備份, 培訓和集成管理系統等成本都非常低. 這種實(shí)施也會(huì )加速應用推向市場(chǎng)的速度,增加革新的流程,只通過(guò)軟件升級就可以添加新的特性.
實(shí)施一個(gè)傳統電路交換網(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(gè)電路網(wǎng)卡提供了電路交換接口(模擬或數字),
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(gè)典型的電路NIC包括下面的基本功能:
- 一個(gè)LIU來(lái)終結銅線(xiàn)或光纖
- 一個(gè)framer或數字接口來(lái)終結第一冊協(xié)議或一個(gè)模擬接口的COder DECoder (CODEC)把模擬語(yǔ)音信號轉換成數字信號.
- 一個(gè)到標準的計算平臺的接口PCI AT9, CompactPCI*, 或 PCI Mezzanine Card
(PMC) 總線(xiàn)
對于高容量的中繼接口, 電路NIC也包括特殊的模塊來(lái)優(yōu)化TDM每路的數據執行HDLC ISDN和SS&信令的控制器功能.
電路NIC流數據到計算服務(wù)平臺有很少的延遲(一般是小與8ms). 計算服務(wù)器平臺就執行媒體處理, 如果需要的話(huà),
也做信令處理.
為了支持數據網(wǎng)絡(luò )的增長(cháng), 高密度NIC((T-1/E-1/J-1, T3/E3, OC3, ATM) 在市場(chǎng)段中越來(lái)越通用.
簡(jiǎn)單的電路NIC可以讓低價(jià)的接口到標準廣域網(wǎng)的接口. 它也允許計算平臺來(lái)執行路由的功能. 作為電路NIC的設計越來(lái)越標準化,
它們的革新類(lèi)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, 就象現在的以太網(wǎng)NIC一樣.
Dialogic的標準即插即用接口在下面章節有更加詳細的描述.
■ HMP 軟件參考架構
Dialogic 開(kāi)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(gè)藍圖. 這個(gè)架構定義了接口和功能的需求來(lái)支持基于電路和基于包的媒體服務(wù)器
這個(gè)參考架構有五個(gè)主要功能
1. HMP 軟件
2. 電信網(wǎng)絡(luò )接口
3. 語(yǔ)音和數據存儲接口
4. HMP 軟件編程接口
5. 標準計算平臺
下面章節中, 每部分會(huì )進(jìn)行詳細地討論.
HMP 軟件
HMP 軟件支持兩個(gè)主要的功能: 語(yǔ)音媒體處理算法和軟件語(yǔ)音交換.
語(yǔ)音媒體處理算法
語(yǔ)音媒體處理算法支持語(yǔ)音處理資源的功能: 播放語(yǔ)音提示, IVR, 會(huì )議, 傳真, 和編解碼. HMP最初引進(jìn)關(guān)注在算法和相應資源列在
附錄 A: 媒體能力, 資源, 和算法
但是, 開(kāi)發(fā)算法是不夠的. 為了創(chuàng )建一個(gè)語(yǔ)音媒體處理的架構, 需要注意下面兩方面
1. 在網(wǎng)絡(luò )實(shí)施的時(shí)候調整算法
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(lái). 這些算法已經(jīng)在電信網(wǎng)絡(luò )中在過(guò)去的20年里部署了100多個(gè)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(guò)用C重寫(xiě)來(lái)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(shí)現的比過(guò)于沒(méi)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(lái)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(gè)資源實(shí)例.
Dialogic也和語(yǔ)音技術(shù)廠(chǎng)商一起工作,來(lái)減少成本和簡(jiǎn)化實(shí)施語(yǔ)音應用. 基于語(yǔ)音識別和TTS技術(shù)的應用(例如, 語(yǔ)音IVR,
語(yǔ)音門(mén)戶(hù))提供了不可抗拒的優(yōu)勢, 包括操作的性能和競爭力. 一個(gè)叫做連續語(yǔ)音處理的Dialogic技術(shù)也是一個(gè)例子. 這個(gè)技術(shù)優(yōu)化了語(yǔ)音活動(dòng)監測(VAD)算法來(lái)達到最嚴格的語(yǔ)音識別的性能需求.VAD也把把語(yǔ)音流發(fā)送到語(yǔ)音識別引擎,
只當檢測到真人的語(yǔ)音的時(shí)候, 這可以?xún)?yōu)化一個(gè)Pentium 處理器需要來(lái)支持語(yǔ)音識別的每秒百萬(wàn)次指令 (MIPS).
根據最初的預計, Dialogic預測1G Pentium III 處理器可以支持100個(gè)通道到語(yǔ)音引擎的媒體流. 這個(gè)結果在實(shí)施語(yǔ)音應用時(shí)增加了密度降低了成本.
軟件語(yǔ)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(gè)核心支持在資源間, 文件,第三方資源(例如語(yǔ)音識別和TTS)交換語(yǔ)音數據.
媒體交換必須要把數據從網(wǎng)絡(luò )接口以極小的延遲移動(dòng). 對于實(shí)時(shí)敏感的服務(wù)例如會(huì )議讓用戶(hù)不會(huì )感到一個(gè)時(shí)延, 總共的端到端的延遲必須小于200毫秒.
HMP軟件框架會(huì )支持小于50ms的會(huì )議, 來(lái)保證端對端的延遲小于100ms.
另一個(gè)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)驅動(dòng)來(lái)減少基于RTP流和交換的平臺的負荷.
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(hù)設備(例如模擬或數字電話(huà)), 請見(jiàn)第五頁(yè)實(shí)施環(huán)境. HMP軟件參考架構定義了兩種網(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)
這些接口把流數據發(fā)送到計算平臺是通過(guò)一個(gè)標準的PCI驅動(dòng), 它也是計算服務(wù)器操作系統的一部分.
以太網(wǎng)接口
以太網(wǎng)接口卡根據標準IETF RTP負責語(yǔ)音數據流進(jìn)出計算平臺. 媒體處理框架把RTP數據解包然后把媒體的內容哦年發(fā)給由應用程序控制的媒體處理資源.
從語(yǔ)音播放文件存儲或媒體資源產(chǎn)生的數據很可以被媒體處理框架發(fā)送到以太網(wǎng)接口卡.(大多數已有的計算服務(wù)器包括了雙以太網(wǎng)卡)
當運營(yíng)商和企業(yè)移到統一的以太網(wǎng)架構來(lái)實(shí)現語(yǔ)音和數據,帶有語(yǔ)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(huì )使方案的實(shí)施更加快速而且更便宜.
電路接口
電路NIC負責語(yǔ)音數據進(jìn)出計算平臺通過(guò)的是緩沖的TDM數據走PCI總線(xiàn). 和以太網(wǎng)接口一樣,媒體處理框架解包TDM數據然后發(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(huì )議, 消息, 或語(yǔ)音識別之前, 首先執行回聲消除的工作. Dialogic期望
1 GHz Pentium III 處理器會(huì )支持超過(guò)150路的回聲消除.
電路媒體接口也負責數字信令協(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.
終結這些協(xié)議需要下面的架構:
- 專(zhuān)門(mén)的硬件在電路媒體接口板上負責第一層處理
- 在計算平臺上有第一層軟件處理
在電路NIC上使用專(zhuān)門(mén)的硬件可以把第一層處理的負荷從處理平臺移到硬件上. Dialogic計劃支持這兩種架構. 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(huì )通過(guò)信令控制協(xié)議或標準協(xié)議例如(SCTP IUA)或(SCTP MxUA)來(lái)與應用程序交互.
一個(gè)標準的電路NIC接口會(huì )讓服務(wù)提供商選擇多種電路NIC接口類(lèi)型(例如,模擬, BRI, T-1/E-1/J-1,
DS-3, 等等), 最好提供的廠(chǎng)商可以與HMP軟件架構有"即插即用"的兼容性.
語(yǔ)音和數據存儲接口
大多數的電信媒體處理應用程序需要播放提示音的功能. 例如, 自動(dòng)800服務(wù)的網(wǎng)絡(luò )呼叫中心可能會(huì )需要存儲100,000提示音文件,
可以支持多語(yǔ)種多服務(wù). 文件也是消息應用中存儲語(yǔ)音郵件和傳真郵件的基礎. 為了滿(mǎn)足這些需求, HMP軟件支持從文件數據和計算平臺上數據存儲硬盤(pán)的文件來(lái)的數據流.
HMP 軟件從文件里讀數據使用的是標準的操作系統的文件系統原語(yǔ). 這讓操作者可以選擇希望要的存儲設備.
HMP 軟件編程接口
為了繼承到多種工業(yè)架構上, 也是映射到多種標準工業(yè)接口上, 編程接口被分為下面四大類(lèi)型:
- 呼叫信令或呼叫控制
- 連接控制
- 媒體控制
- 管理或控制
編程接口被設計為提供兩種等級的包含這些四個(gè)類(lèi)型的集成. HMP軟件提供了直接的C語(yǔ)言編程接口讓OEM可以把應用程序模塊集成到計算平臺中.
這讓OEM可以把他們的應用程序安裝在相同的平臺上, 保證了與Dialogic® Dialogic® DM3
架構的兼容性.
而且, 工業(yè)標準的編程接口可以提供為軟交換和應用服務(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(kāi)始使用HMP軟?quot;
章節找到. 一個(gè)高層的應用程序控制接口和詳細的媒體服務(wù)映射在 附錄B: 編程接口能力 中有簡(jiǎn)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(gè)終端之間語(yǔ)音對話(huà)的服務(wù). 使用五個(gè)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(gè)可選選項. 他在媒體服務(wù)器參考架構中被定義, 包含了需要一個(gè)媒體處理資源參考, 媒體處理資源把呼叫信令數據發(fā)送到應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(gè)統一的方案. (更多信息參見(jiàn) 開(kāi)始使用HMP 軟件,
12頁(yè))
總之, 這個(gè)架構認為應用程序會(huì )與HMP軟件外部的呼叫控制交互, 它會(huì )定義關(guān)聯(lián)來(lái)建立語(yǔ)音連接到媒體處理資源通過(guò)連接控制.
這提供OEM和服務(wù)提供商最優(yōu)的靈活性來(lái)集成應用程序所需要的任何呼叫控制架構.
連接控制
連接控制可以讓?xiě)贸绦蚩刂七B接語(yǔ)音流到媒體資源(或者是電路數字信號DS0或IP RTP對話(huà)), 通過(guò)控制HMP軟件交換配置.
連接控制接口也讓?xiě)贸绦蚩梢詣?chuàng )建一個(gè)兩個(gè)語(yǔ)音流的連接(例如一個(gè)呼叫中的兩個(gè)人). HMP軟件提供了連接控制接口, 是基于DM3架構模型的.
這個(gè)模型在建立RTP對華, 電路NIC連接, 和資源連接時(shí), 不管是單向還是雙向模式,提供了原子操作.
和IP的優(yōu)點(diǎn)類(lèi)似, 一個(gè)基于軟件的架構可以通過(guò)傳遞指針來(lái)共享內存段. 這種靈活度簡(jiǎn)化可高級應用的開(kāi)發(fā)例如會(huì )議,
呼叫中心, 和其他通過(guò)連接架構中多個(gè)資源來(lái)實(shí)現的服務(wù). 例如, 一個(gè)100個(gè)DS0的配置可以包含100個(gè)端口作IVR,
只有20個(gè)端口作會(huì )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(huì )議.
如果是硬件的實(shí)現, 會(huì )議通常是專(zhuān)有的占有全板的資源或者一個(gè)固定比例. 資源就不那么容易在多個(gè)程序之間替換.
而且, 使用基于軟件的交換和以太網(wǎng)交換, 使用標準的計算硬件就可以實(shí)現一個(gè)大規模的交換的應用. 例如, 在一個(gè)服務(wù)器上不是把會(huì )議作為一個(gè)和IVR的共享資源,
會(huì )議可以作為網(wǎng)絡(luò )中的一個(gè)獨立資源. 十個(gè)不同的IVR服務(wù)器如果需要使用會(huì )議資源,可以通過(guò)IP連接到會(huì )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(guò)去20年中微Dialogic Dialogic產(chǎn)品編開(kāi)發(fā)的豐富的應用都可以使用在HMP軟件上, 享受純軟件架構的優(yōu)勢.
直接媒體控制接口提供了面向高度可調整的應用的原子層算法控制(例如, 使用某個(gè)特定的回聲消除) 包含在內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數字)
在標準接口方面, 五種點(diǎn)新媒體控制接口被工業(yè)定義了: MGCP 語(yǔ)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(lái)可以被實(shí)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(zhuān)注在傳統電信網(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(huà)). MGCP接口提供了一個(gè)自然的機制可以開(kāi)放地定義壓縮到不壓縮的編解碼.
JTAPI 1.4 Media, VXML, 和 SALT被設計用來(lái)面向高級電信服務(wù). JTAPI 1.4 Media
(ECTF S.410) 是一個(gè)Java接口規范, 用來(lái)支持基礎的媒體服務(wù)和高級語(yǔ)音服務(wù). 它目前還沒(méi)有得到和VXML相同的認知.
VXML 和 SALT已經(jīng)被特別地定義來(lái)支持集成語(yǔ)音識別功能到Web Service編程模型中, 面向語(yǔ)音門(mén)戶(hù)和最終語(yǔ)音驅動(dòng)的呼叫中心應用.
SALT 擴展了 VXML 的概念, 增加了支持標準網(wǎng)站腳本語(yǔ)言(例如javascript)和多節點(diǎn)應用應用程序(例如,
一個(gè)基于Internet的電話(huà))
HMP軟件的模塊化的架構和強大的直接調用的編程接口讓任何上述的標準編程接口都可輕松集成.
管理
作為操作系統一部分提供的豐富的標準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. 平臺通常支持SNMP
和XML 來(lái)管理處理器的性能, 和以太網(wǎng)接口和硬盤(pán). 而且, Dialogic計算平臺也支持IPMI接口, 它支持監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(gè)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都是基于標準工業(yè)的.
Dialogic 也在Linux和Windows操作系統上實(shí)現了標準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.
標準計算平臺
HMP 軟件被設計為提供使用高性?xún)r(jià)比的標準高產(chǎn)量的計算平臺. 因為它的架構, 軟件可以從底端小辦公室擴展到高端電信級的實(shí)施,
只是根據安裝它的計算平臺的不同. Dialogic 有計算平臺參考設計從低價(jià)設備基于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(gè)主要模型上被實(shí)施:
1. 應用設備 - 小板(227 mm × 209 mm)架構面向單一功能
2. 網(wǎng)站服務(wù)器 - 一路和兩路 1U 平臺面向高性?xún)r(jià)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(shí)施需要NEBs認證
4. 刀片服務(wù)器 - 一路 PICMG12 2.16 6U 刀片服務(wù)器面向工業(yè)和電信應用. 這些刀片服務(wù)器很快就會(huì )支持ATCA
PICMG 3.x版本, 回支持超過(guò)兩路的配置.
5. 高端數據庫服務(wù)器 - 四路和八路平臺基于 Xeon 或 Itanium 處理器面向高性能應用.
表 1 提供了HMP軟件預測的性能, 在不同計算平臺上.
表1里的預測性能值是根據圖1里面性能數據.
豐富可用的與HMP兼容的平臺可以達到在第二頁(yè)所說(shuō)的市場(chǎng)段機會(huì )和挑戰, 特別是實(shí)現速度和總體架構成本減少方面.
■ 開(kāi)始使用 HMP 軟件
這部分介紹了使用HMP軟件, 四種典型的應用和實(shí)施情景
- 小公司PBX
- 電信級IP媒體服務(wù)器
- 統一消息或會(huì )議服務(wù)器
每一種應用, 需要的模塊是根據應用程序和軟件模塊間接口來(lái)確定的. 而且, 配置描述了DS0資源配置和密度.
應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, 和存儲設備的一個(gè)起點(diǎn).
中小辦公室PBX
圖 4 介紹了針對中小辦公室PBX應用的一個(gè)高性?xún)r(jià)比的實(shí)施架構. 這個(gè)配置中有兩中應用
1. PBX呼叫控制
2. 語(yǔ)音消息
這些應用依賴(lài)HMP軟件來(lái)控制語(yǔ)音處理和座席和電路網(wǎng)絡(luò ).
一個(gè)電路 NIC 是需要的來(lái)支持模擬或ISDN連接到網(wǎng)絡(luò ). 應用程序控制軟件通過(guò)核心軟件編程接口. 提示音和消息被存儲在和軟件同一個(gè)服務(wù)器的硬盤(pán)上.
PBX 應用可以被實(shí)施在一個(gè)低成本的Dialogic應用設備或一個(gè)使用Dialogic處理器的普通臺式計算機上. 最終用戶(hù)可以根據需要選擇平臺.
電信級IP媒體服務(wù)器
一個(gè)電信級IP媒體服務(wù)器配置需要高性能和可靠性來(lái)提供核心本地(class 5), 長(cháng)途 (class 4), 和商業(yè)級
Centrex* 服務(wù).
模塊化IP架構實(shí)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(gè)成分.
1. 一個(gè)包的骨干網(wǎng), 基于IP或ATM
2. 一個(gè)軟交換實(shí)現了基本呼叫控制和計費功能
3. 一個(gè)媒體網(wǎng)關(guān)提供了電路和包網(wǎng)絡(luò )的橋
4. 一個(gè)IP媒體網(wǎng)關(guān)提供基本提示音, IVR和會(huì )議功能
圖5的架構使用MGCP或H.248作為控制接口來(lái)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數字, 建立會(huì )議. 軟交換使用了MGCP基本聲音包來(lái)與媒體框架交互,
框架把提示音從本地硬盤(pán)通過(guò)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(lái)的RTP流中的DTMF數字, 提供混合來(lái)自不同地域不同網(wǎng)關(guān)的會(huì )議RTP流的能力.
根據雙路NEBs服務(wù)器的配置和預期, 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(guò)增加License或平臺來(lái)擴容媒體服務(wù).
統一消息或會(huì )議服務(wù)器
圖5 介紹了使用HMP軟件創(chuàng )建一個(gè)統一消息或會(huì )議服務(wù)器應用, 和微軟.NET架構
在 .net架構, 微軟提供了XML編程接口給任何需要的應用程序接口: 呼叫控制, 媒體控制, 和消息存儲. 消息存儲是基于Microsoft
Exchange, 和語(yǔ)音識別是使用第三方技術(shù)連接到微軟平臺上通過(guò)微軟語(yǔ)音編程接口(SAPI)或者直接連接到SALT解釋器.
應用程序可以完全使用微軟Visual Studio .NET的工具來(lái)開(kāi)發(fā).
HMP 軟件提供了一個(gè)完整的電信媒體處理功能的環(huán)境,DTMF,提示音,和會(huì )議功能符合SALT規范, 軟件也提供一個(gè)高性能前端的接口來(lái)連接電路或以太網(wǎng)NIC到語(yǔ)音識別和TTS應用服務(wù)器通過(guò)標準的RTP流.
語(yǔ)音消息流通過(guò)MAPI文件過(guò)濾, 在HMP軟件和Exchange數據庫之間.
在這種配置中, 操作員可以利用HMP軟件來(lái)降低安裝和實(shí)施高密度IVR資源和底密度傳真和TTS資源的成本, 這是統一消息應用通常需要的.
這個(gè)平臺也可以增強會(huì )議功能. 可以把媒體服務(wù)通過(guò)軟件來(lái)實(shí)施可以高效使用標準服務(wù)器, 更容易增強平臺. HMP軟件最大化了靈活實(shí)施的特性,
也優(yōu)化的語(yǔ)音的實(shí)現, 降低了成本.
■ 結論
這篇文章介紹了一個(gè)新技術(shù)叫做Dialogic NetStructure 主機媒體處理 (HMP) 軟件. Dialogic會(huì )繼續提供新的創(chuàng )新的架構,
為實(shí)施新的服務(wù)提供高性能芯片技術(shù)和Dialogic架構.
HMP 軟件實(shí)現了過(guò)去通常使用專(zhuān)有的, 底產(chǎn)量的硬件,而現在運行在高產(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(shí)施傳統和增強電信服務(wù)的成本.
它也會(huì )加速語(yǔ)音和數據服務(wù)的融合.
■ 附錄 A: 媒體能力, 資源, 和算法
表 2 總結了在媒體服務(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(lái)實(shí)施:
- IVR - 包含放音和信號檢測
- 會(huì )議 - 增加會(huì )議資源到IVR
- 語(yǔ)音消息 - 增加錄音到IVR
- 統一消息 - 增加傳真到語(yǔ)音消息
- 語(yǔ)音IVR - 增加語(yǔ)音前端和語(yǔ)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 定義了模塊和標準程序接口可以映射到HMP軟件能力
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