チャーターブログ

Simple is best.

VoIPの要点まとめ(電気通信主任技術者試験「システム」「設備管理」)

電気通信主任技術者試験(伝送交換)の「電気通信システム」、「伝送交換設備及び設備管理」で出題されるVoIPの分野についてまとめました


専門科目で出されるほどの応用的な内容はここでは扱っていません


過去問を解きながら参考書にコピペしたものをもとに書いたものなので、怪しいところがあるかもしれませんが、参考程度に使用して下さい


試験の過去問の他、NTTラーニングシステムズのテキストからも引用しました

電気通信教科書 電気通信主任技術者 伝送交換設備及び設備管理・法規編 第2版

電気通信教科書 電気通信主任技術者 伝送交換設備及び設備管理・法規編 第2版


目次

基本

IP電話を実現しているVoIP技術には、一般に、音声符号化技術パケット処理技術及びシグナリング技術が用いられている


シグナリング技術には、VoIP網において、発信者からの要求に応じた着信者との間のリンクの確立、切断などに関する技術があり、主なプロトコルとして、H.323、SIPなどが標準化されている


・リアルタイム性を維持する仕組みとして、一般に、IETFで標準化されたプロトコルである RTPが用いられるが、VoIP網でのパケット処理の時間差によりIPパケットの伝送時間が一定でなくなることに起因して発生するジッタへの対策も必要である

符号化技術

G.711

PCMパルス符号変調: Pulse Code Modulation)方式
8kHzで8ビットのサンプリング→64kbit/sの伝送帯域が必要


G.722

G.722で規定されたオーディオ符号化方式は、符号化帯域が50〔Hz〕~7〔kHz〕であり、SB-ADPCMを用いて、符号化データをPCM方式と同じ64[kbit/s] で伝送している。

G.726

ADPCM(適応差分PCM: Adaptive Differential PCM)方式
PHS: 8kHz✕差分信号4ビットで32kbit/s


参考: ADPCM(適応的差分パルス符号変調)とは - IT用語辞典 e-Words

G.728

LD-CELP(低遅延符号励振型線形予測: Law-Delay Code Excited Linear Prediction)方式を用いる


LD-CELP方式: 取り込んだ音声サンプル(ブロック)と現在の入力音声ブロックを比較して聴覚的に最も近い励振ベクトルの形状とゲインを複合器に送り、復号器ではコードブックから対応する励振ベクトルを選択して音声を復号化する

G.729

CS-ACELP(共役構造代数符号励振線形予測: Conjugate Structure Algebratic)方式(オーディオ符号化方式とも言う)を用い、8kbit/sで符号化できる

データベースとして用意した複数の固定音源と,過去に用いた音源を適応的に変化させる適応音源の二つを組み合わせて音源を作成しています.また,音声の分析合成を10msの短時間フレームごとに実行することで,より忠実度を高めています.

引用: 音声の分析・合成処理の基本 ―― 携帯電話やVoIPで使われている音声圧縮技術の仕組み|Tech Village (テックビレッジ) / CQ出版株式会社



IP電話機、インターネット電話などに採用されている
VoIPや携帯電話などの音声コーデックで広く用いられる

予測符号化

原信号をデジタル化する際の標本値間の相関が大きい音声やファクシミリなどの信号をデジタル 伝送する場合は、情報伝送を効率的に行うための手段の一つとして、情報の冗長性を取り除くことにより、伝送するデータのビット数を減らすことができる予測符号化が用いられる

SIP

SIPは、セッションを確立する相手の宛先、SIPメッセージの到達先などを指定するアドレスとして、一般に、URI(Uniform Resource Identifier)が用いられている


呼制御サーバは、電話番号とIPアドレスの変換などを行う機能を有しており、呼制御プロトコルとしてSIPを用いる環境ではプロキシサーバ が呼制御サーバに相当している

UA (User Agent)

電話機に相当する部分
UAC(User Agent Client): 電話をかける側
UAS(User Agent Server): 電話を受ける側


プロキシサーバー

SIPメッセージ処理に関する状態(ステート)を保持するか保持しないかで分類でき、ステートを保持しないものはステートレスプ ロキシサーバといわれる
クライアントからのリクエストに応じてサービスを提供するサーバへ SIPメッセージを中継する

リダイレクトサーバー

電話をかける相手のアドレスが変更されている場合、新たなアドレスをロケーションサーバに問い合わせ、新しいアドレスをUAに通知する

登録サーバ(レジストラ

UAからの要求により、ロケーションサーバに対してUAの新規登録や更新、削除などを行う
UACからの登録、更新などのリクエストを受け付け る機能を持ち、受け付ける際にはUACを認証する

ロケーションサーバ

UAの情報を保持し、他のサーバからの要求に応じてUAの位置情報などを提供する

ソフトスイッチ

ソフトウェアによってIPネットワーク上で従来の回線交換機の機能を行うシステム

MGCP (Media Gateway Controll Protocol)

VoIPゲートウェイの機能を分散させることで効率的に処理する


MGCPのネットワークアーキテクチャはマスタ/スレーブ型といわれ、CA(Call Agent)が呼制御の権限を持ち、配下のゲートウェイを制御している


MGCPの呼制御コマンドは、イベントとシグナルを組み合わせることで実施される
特定の用途ごとにイベントとシグナルをグループ化したものは、パッケージと言われる

Megaco/H.248

MGCPを改良したもの


大規模ネットワークなどで用いられ、MGCが呼制御の機能 を持ち、MGはその指示に従って音声などを対象としたメディア処理を行う機能を有する

VoIPゲートウェイ

コーデック

デジタル符号化、逆符号化を行う


IPパケット化・逆パケット化機能

RTP、UDP、IPパケットを付与
IP網へ送信されるこのIPパケットは一般に音声パケットといわれる

シグナリング処理機能

IP電話の発信者からの要求に応じた着信先の指定や、音声信号を送受信するための呼制御信号の処理に用いられる

2線/4線変換機能

アナログ電話機とのインターフェースが2線式で、VoIPゲートウェイの内部が4線式であり、その間の変換をする

ゆらぎ吸収

受信側のVoIPゲートウェイではIPパケットをバッファへ蓄積した後、揺らぎ吸収機能を用いることで、パケット間隔をそろえてから送信することができる

補填機能

受信側のVoIPゲートウェイでは、一般に、IP網内でのパケットロスによ り紛失した音声信号を、同じような波形が連続するといった音声信号の性質を利 用して補完し、音声の途切れを補填する機能が用いられている

その他

固定電話からIPネットワークを中継網として使用するH.323によるIP電話において、発信側のVoIPゲートウェイと着信側のVoIPゲートウェイ間の呼制御信号は、 TCPを用いてて送受信される

IP-PBX

音声伝送にVoIP技術を用いており、公衆交換電話網に加えてIP網も利用することができる
また、構内における内線通話をIP化できるため、音声通信とデータ通信を同一LAN上に統合することが可能である


企業向けのSIPサーバシステムを用いたIP−PBXにおいて、SIPサーバ は本体サーバともいわれ、SIP基本機能、PBX機能及びアプリケー ション連携機能を有している

IP−PBXはCTI(Computer Telephony Integration)サーバや アプリケーションサーバとの連携により、コールアシスタントやユニファイドメッ セージを用いたサービスが利用可能となる

音声品質

IP網において品質の劣化を防ぎサービス品質を確保するための手法はQoS制御といわれ、IP電話網におけるQoS制御としては、レイヤ3スイッチによるToSフィールド内のCoS値利用などの手法が挙げられる。


優先制御は、QoS制御で実際に行われている制御で、IPパケットを優先的に転送させるもの






カテゴリー「電気通信主任技術者試験」はこちらです
www.charter-blog.com