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基于嵌入式 Linux 的网络语音平台的设计与构建 作者：李源 黎福海 来源：电子技术应用 摘要：本文所述的网络语音处理平台就是建立在此种方案上，主要通过 VoIP 网关+模拟话 机的方式来实现。其中 VoIP 网关的主要功能是进行信令处理、以 ITU-T 提出的 H.323 协 议或 IETF 提出的 SIP 协议通信、语音编解码处理等。 关键字：FXS 电路 语音网关 用户线路接口电路 DSR 软件库 采用 IP 网络进行语音通信是一种廉价且方便的通信方式。其目前的技术已经为用户间 的通信提供清晰、稳定、低延时的话音质量,同时支持语音、数据、图像的传输和其他多媒 体业务。特别对于许多大中型企业来说，由于在各省或不同国家设有机构，每月都会产生巨 额的国际、国内长话通信费用，同时由于信息保密的要求，企业往往需要自己构建类似 VPN 这样的 IP 通话网络以降低通信成本。这样机构内部会先建立一个自己的电话网络，同时以 VPN 或其他方式通过 IP 网连接出去。整个系统可以有效降低企业的运营成本，提高工作的 效率。本文所述的网络语音处理平台就是建立在此种方案上，主要通过 VoIP 网关+模拟话 机的方式来实现。其中 VoIP 网关的主要功能是进行信令处理、以 ITU-T 提出的 H.323 协 议或 IETF 提出的 SIP 协议通信、语音编解码处理等。 1 结构体系介绍 网络语音处理平台的基本工作原理是先将模拟语音信号转为数字信号，再对输入的语音 数据编码进行压缩处理，然后在 H.323 或 SIP 协议框架的基础上，把这些语音数据分组打 包，经过 IP 网络把数据包送至接收端，接收端再把这些语音数据包串起来，经过解压处理 后，恢复成原来的语音信号，从而达到由互联网传送语音的目的。本文将分硬件和软件两部 分来讲述网络语音平台的构建。 1.1 硬件部分 整个硬件部分如图 1 所示。 整个系统包括语音处理部分和网络数据处理两部分，其中语音处理部分又分为 FXO 和 FXS 接口电路。FXO 接口用于连接 PSTN，可模拟电话功能，提供环路关闭功能并检测来 话振铃。FXS 用于连接 POT 普通电话机，模拟电话局端交换的功能。 在 VoIP 网关中，FXS 电路是在分组网络上建立去话呼叫与接收来话呼叫的基本接口。 在用户端(CPE)应用中，FXS 电路存在于网关中，可提供拨号音、电池电流与振铃电压的功 能，并检测来自电话的环路关闭。由于该交换功能处于 CPE 级，因此不必与 PSTN 建立直 接连接。FXS 电路包括CODEC 与 SLIC(用户线路接口电路)两部分。CODEC 由ADC 与 DAC 构成。ADC 将来自模拟电话的模拟信号转换为可通过 VoIP 网络传输的数字信号。DAC 将数字信号转换为模拟电平，以驱动模拟电话。为了实现 4kHz 的音频带宽，ADC 的采样 速率通常约为 8kHz。SLIC 部分则模拟 PSTN 电压电平，通过用户线向共电式话机直流馈 电，检测电话挂机还是摘机，并生成高达 120V 的振铃电压，同时提供过压保护 (Overvoltage Protection)功能，以防止用户线上的电压冲击或过压而损坏设备。 SLIC 芯片采用 LEGERITY 的 LE7947C，在控制器的控制下能模仿电话局局端功能， 能对馈电电流进行控制，并提供挂机传输功能，如在电话线路处在 On-Hook 状态(被呼叫 方没摘机时)提供振铃信号。监视用户线通断状态，以检测话机的摘机、挂机、拨号脉冲等 用户线信号，转送给控制设备，以表示用户的忙闲状态和接续要求。SLIC 芯片控制的方式 如表 1 所示。这些控制信号接到了 IXP421 的 GPIO 上，这样由 IXP421 发出控制信号。 控制结果通过引脚的电平值来表示。 其中开路是指当线路出现故障时，模块在内部将 TIP 和 RING 线断开。激活是指模块 收到摘机信号后(无论作为主叫还是振铃时)，首先使模块重新激活，然后开始通话。通话结 束后又设为待机状态。如需挂机传输功能，需在振铃 1 秒(状态值为 1)后，将状态值设为 3(即 011)，持续时间为 4 秒，在此期间模块可向话机传送呼叫方 ID 等信号。待机是指模 块等待主叫摘机或作为被叫振铃等事件发生。 CODEC 芯片采用 LEGERITY 的T8503 。它是A-律/μ-律的 PCM 编码器，含有 A/D 和 D/A 单元，实现声音的数字化和重组，并能实现增益控制。CODEC 芯片具有两个通道， 每个通道均含有一个针对语音编