板卡级电话资源

凌杏水 编译 2000/11/03

几乎所有开放计算机电话系统都是基于ISA/PCI/(正在迅速增长的）compactPCI的板极产品，它们使计算机可以存储，获取和处理电话网络的数据信息。

这些板卡主要应用于4个CT领域：

媒体处理

这是大多数自动电话系统的基础技术。它既包括处理和操作语音信号（滤波，分析，录音，数字化，压缩，存储，扩展和重放信号），又包括相关信息（传真，语音，信令或数据）的产生和接收。

除了基本的语音和传真媒体处理，这一领域还包括附加的自动语言识别（ASR）和文本转语音（TTS）处理资源。

自动语言识别技术（也叫做语音识别）识别某些人类语言，象不连续的号码和短命令，或一组连续号码，如信用卡号码。与讲话者无关的ASR可以识别呼叫者说的一组有限的词（通常是数字和短命令）。与讲话者相关的ASR可以从特定的讲话者识别出大量的命令词汇。讲话者相关的ASR通常用于密码控制的系统和需要解放双手的工作环境。

文本转语音（TTS）技术从存储在计算机文件中的文本产生合成语言。TTS为需要常常更新的信息和存储在计算机数据库中的大量信息提供一个语音界面。TTS是一种为客户提供通过电话访问信息的经济的方式，这些信息由于数据量大或过于昂贵，不适于将预先录制好的语音应用存储技术储存在计算机中。

电话网络接口和信令处理

网络接口技术使计算机电话系统可以与特定的电话系统通信。从电话网络来的呼叫可能使用不同种类的线路，从模拟环路和DID到数字T-1,E-1和ISDN PRI线路。网络接口可以解释在电话线路上传输的信令，提供数据缓存和冲击保护电路。

很多供应商现在可以提供“单槽位”板，板上具有所有种类的网络接口和板内媒体处理能力。

信号音处理具有接收，识别和生成特定电话和网络信号的能力。软件可以应用它启动呼叫并监视呼叫进程。处理的信号音包括：忙音，特殊信号音（SIT），无应答音，接续音，振铃音，拨号音，传真信号音，modem信号音和R2 MF信号音。

交换和会议

交换和会议技术对超过两方呼叫者的路由，转移，和接续进行处理。这些能力，过去都是属于PBXs处理的范围，现在可以通过采用扩展板结合到基于PC的电话系统中。

有几种结构支持交换和会议功能，应用可以访问和重新配置多个板的资源，使系统发展成可扩展的、模块化的结构。例如，一个中等规模的应用可能需要两个E-1电路接口（总共提供60个语音通道），60个语音数字转换器和回放单元，8个语音识别，8个传真处理通道，和30个连接耳机的模拟接口。这些资源必须可以在使用中重新配置，这意味着，一个在E-1通道的呼入呼叫必须能够以任意的组合方式分配到数字转换器，回放单元，识别器，传真处理器和模拟接口。

这种配置不能仅限于单一的电路板（即使可以，也会影响扩展能力）。因此，为了建立多资源系统，发展出了几种结构规范。直到不久之前，两个领先的规范是MVIP和SCSA，他们对多框架系统定义了时分总线和相应的交换机制。现在，企业计算机电话论坛（ECTF）已经负责了这项工作，并通过建立一个统一的超级总线标准扩展了现有标准（至少对PCI和cPCI）- 分别对应H.100和H.110。

IP电话

IP电话仍然是一项新技术，值得单独讨论。

IP电话现在对板级供应商是一个非常重要的市场。在这种情况下，我们所涉及的实际上是包括以上所有功能的一个新的电话领域。

IP电话应用单槽和多资源模型，将必要的DSP，电话线和IP访问资源结合到一起，这样语音可以从电路交换网络转到分组网络，包括语音信号编码（加上回波抑制和缓冲）、分组和组成语音帧，在接收端完成反向的过程。

如果需要了解更多的IP电话结构，可以看相关IP电话报告，包括：工作原理，IP传真（FoIP），网关等。

最后，对于板级电话产品的讨论都会涉及到一个“神奇”的芯片：数字信号处理器。

数字信号处理器DSP

多线计算机电话卡从80年代出现以来已经走过了很长一段路，早期大多数由分离的源件组成，每一块板完成特定的任务。

这种设计使每一路在板上占用很大的空间，尽管如此，他们能很好的完成自己的工作。当时没有什么方法可以用合理的成本解决这一问题。此外，任何功能的改变都需要换板或增加器件和重新布线。

CT的这一特点导致了计算机电话总线的发明 - Dialogic的AEB总线。原因很简单，因为语音板需要互相连接以增加新的功能和系统容量。为了在系统中增加传真和会议功能，你可以购买一个传真卡或会议卡，将他们插在总线上。

后来，工业界发明了数字信号处理器（DSP），CT板的设计方法彻底改变了。

DSP属于计算机处理器中的一种类型，它对数据阵列的重复操作做了优化，常见的计算机处理器 - 象Intel类型的处理器 - 根据程序流执行指令。

DSP是一种用于计算机电话资源的完美类型，它需要经常对数据媒体阵列执行高强度的和重复的数学运算（象数字化语音）和处理事件（象回波抑制，呼叫进程监控，语言识别，文本转语音，语音压缩等）。

今天，DSPs用在几乎每一个计算机电话卡上，但是我们的工业并没有仅限于技术的应用。你会发现很多应用DSPs的地方 - 从网络路由器到空调控制器，导弹导航系统，微波炉，modem，协议转换器，胎儿监视器等等。

这实际上是DSP的另一个特点，与传统的电子器件不同，他们是可编程的。内部拥有完整的操作系统型开发环境。这意味着每一个芯片为了符合应用需求可以通过上载新软件动态改变。

在计算机电话上，每当你启动你的基于PC的系统时会自动完成装载程序工作。插在计算机内部的板可以成为“语音”板或“传真”板或“语言识别”板，其区别在于系统启动时从PC主机下载到DSP的代码。

最初，CT板制造者以一种非常严格的“固定功能”方式使用这种编程能力，既，装入DSP软件算法，然后作为一种特定功能的板使用。

然而，几年前这种方法开始改变，很多板卡的制造商象Aculab, Analogic, Bicom, Dialogic, NMS和Pika已经将他们的DSP向外部DSP软件供应商开放并/或允许他们的CT板根据应用需要接受装载各种各样的算法资源（从外部或，在多数情况下，来自他们自己的软件）。

这使得产品更为主动，象Analogic得TAP系列和Pika的AllOnBoard策略，可以根据需要订购不同的媒体处理DSP包。

某些板卡供应商甚至允许动态交换DSP代码。这使一个单槽语音板可以动态的变成传真处理器，然后在需要的时候在变回语音处理器。这种功能最先在NMS的VBX系列出现，随后应用在AG系列上。语音代码是NMS自己的。传真软件来自Commetrex的Multi-Fax产品。Commetrex又为Bicom提供了同样类型的动态DSP处理功能。

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板级电话资源的好处

板级电话资源的好处非常明显。只需问问自己：哪一种技术模型在长期的发展中最后胜出？是封闭的，昂贵的主机系统，还是开放的个人计算机平台和它的应用和网络？

这种情形正在电话系统的世界上出现，由开放电信组件建造的系统正在慢慢地，但是明确的替代专用的类似主机系统的技术 - 其确定性至少从开发角度可以得到证明。总的来说，这种组件特征使开发人员更容易快速创建具有丰富功能的平台。

所有这些的中心是基于PC的开放的呼叫控制结构，这种结构最初由MVIP和SCSA组织建立，现在ECTF扩展了这项工作。但是他们都是完全由软件控制的交换接口规范，允许开发商在电话呼叫和PC机箱或跨越多个机箱的应用资源模块间建立灵活的接续。基本上，呼叫控制现在由程序员和它的计算机负责，而不是封闭的PBX。

其结果是，从最开始基于PC的产品就以爆炸性的趋势发展，它们建立特殊用途的计算机电话呼叫控制应用 - 象国际回叫，借贷卡ASP平台，预拨号器，高级IVR系统和部门级分布式交换系统。

在板级电话产品上的可编程呼叫控制及交换接口规范建立起来之前，几乎不可能建造专用呼叫控制平台。当这些成为现实时，传统交换机（PBX）供应商开放了它们的交换机，允许从外部进行控制，它们永远不会让任何人完全进入他们的核心交换结构。那是他们的产品。基本上，他们只是为连接主机提供了一组可用的（有时非常有限）呼叫控制命令。

基于PC的CT系统有很大区别。他们说，“忘掉传统控制PBX的方式，从底层开始直接控制交换结构，可以建造任何你希望的应用”。他们允许完全定制。

他们没有任何过去遗留的负担，象用软件控制电话功能和路由，跟踪内部呼叫状态，提供呼叫计费等。PBX必须为一般的商业应用提供支持。

因此，即使PBX制造商对开发者说，“我们可以为你提供建立国际回叫系统的交换机专用接口”。对于开发者，由于其价值昂贵，并且具有内置非呼叫控制和不能适应特殊环境的呼叫处理功能的问题，他们可能会选择只需要少量费用的基于PC的开发环境，这种系统易于开发并且符合要求。

当然，如果开发者需要在现成的板级产品（象Artsoft, NetPhone,等）上建造一个完全的商业电话系统，他们就需要自己编写额外的程序。

今天，几乎所有新媒体处理系统和越来越多的呼叫控制系统（电话交换机）正在由这些组件建造。实际上，可以将新系统中主要采用板级产品的开发商分为6个大类：

• 信息访问和处理应用
• 消息
• 连通
• 会议
• 基于网络的应用服务供应商
• IP电话

世界上越来越多的企业正在将他们的企业通信系统扩展成“自动化雇员/客户访问信息系统”，并且具有处理信息的能力。例如，一个客户可能希望检查借贷余额，然后获得一份早期付款调整利率后帐目的报告。信息访问和处理应用系统可以改进通信，提高客户服务水平。

这些系统包括：

语音文本（Audiotext），为呼叫者提供预先录制的信息 - 通过音频按键或自动语言识别（ASR）为呼叫者提供企业信息。

按需传真（FOD），根据呼叫者的音频按键或ASR发送传真。

交互式语音应答（IVR），使呼叫者操作计算机数据库中的信息，例如获取帐号余额信息和在帐号之间转移资金。

消息

世界上大多数各种规模的企业已经接受了基于PC的消息系统，它可以增加企业效率和客户服务等级。这些系统可以减少雇员和客户之间联系丢失的次数，并且能够提供与公司的产品和服务相关的有用信息。这些系统包括语音/传真邮件处理器，传真服务器和统一消息系统，它们现在基本上全部是以板级资源为基础建造的。

连通

连通系统实际是将传统上由人工处理的业务变为自动接续。有很多应用提供这种服务，包括：企业自动总机；帮助台自动系统；国际回叫服务；和电话销售应用的预拨号系统。

会议

会议功能允许呼叫者在不同的地点共享同一个电话呼叫。有多种会议设备类型，包括扬声器电话，基于交换的会议呼叫通常包括一个会议桥。会议桥是一种设施或服务，允许每个人呼叫一个中心号码，在中心通过交换建立起会议通话组。

一些独立的系统建立在专用平台上。然而，如果采用具有板上处理器和DSP资源的板级产品，这种应用完全可以由基于PC的系统实现，其中包括处理基于网络的服务。

基于网络的应用服务供应商

这一应用领域利用公共和专用电话网络供应商的能力为用户提供一组服务。包括复杂的呼叫路由选择和交换，管理呼叫计费服务的数据库系统，和几种高密度多媒体技术类型。其它特殊应用包括电话局语音邮件、语音激活服务，语音文本和各种用于有线、无线及蜂窝网络的增值型服务。

IP电话（略）

第二部分：板卡级产品需要什么

板卡级产品与很多技术有关，基本因素包括：总线（ISA/PCI/cPCI），密度（单个槽位可以有4口到96口），OS驱动支持、板上处理和DSP功能，价格，语音信号的操作和处理质量，可用的网络接口（模拟， T-1 / E-1 / PRI, BRI)，专用TDM总线连通性（MVIP/SCbus/H.100/H.110），非常重要的电信系统（PTT）入网证，重要的第三方应用生成支持，技术支持，ISV（独立软件开发商）合作伙伴计划等。除了满足以上基本需要外，在三个主要板级电话应用领域还有些一般规则。

1。媒体处理

需要更多附加处理资源的支持（和成功的实例）- 自动语言识别(ASR)和文本转语音(TTS)。ASR的应用正在加速。在集成这些资源的时候，你不会希望从头开始。

在购买板卡的时候不要只选择最便宜的产品。这一点在低端FAX市场上最为重要，很多人尝试采用便宜的单线modom卡。问题是，这些解决方案在发送自动传真请求时比多线产品花费的时间多半分钟，明显增加了电话服务费用。

需要详细的呼叫过程分析能力。在自动CT系统中，它使应用程序可以知道什么时候呼叫者挂机，什么时候呼叫遇到忙音或错误音，等等。有些自动系统会因为呼叫错误进入等待状态，无谓的占用线路资源和时间。

传真板卡：相关的产品需要支持实时协议转换。当传真映像生成后，一般编码成MR或MMR压缩格式。MMR较好，但并不是所有的传真机都支持这种格式。如果你有一个MMR文件，需要发送到兼容MR的传真机上，你必须在发送前转换为MR编码格式。较好的卡都有实时MR到MMR或MMR到MR的转换功能，可以使支持MMR的传真机提高压缩率。

需要在一个槽位上同时支持语音和传真。可以根据需要选择使用，几乎所有自动电话传真应用都需要某些语音媒体处理功能。

重点要求：

第三方应用生成工具可以加速开发和生成更高级的应用系统，在你开始使用复杂的API库之前，应先查明是否有适用的工具存在。

PTT证书，如果你希望将系统在全球应用，必须通过入网许可。

技术支持和合作伙伴计划同样是重要问题。安装板卡和为它们编写程序不是一件简单的事情，你需要真正的帮助；使系统运转起来还只是第一步；下一步是销售你的产品。板卡厂商应能提供有保证的市场营销和销售支持。

2。电话网络接口和呼叫控制

数字接口。大多数主要板卡制造商都有模拟线路接口板，可与传统电路交换电话网络连接。但是数字接口就不这么简单了。其中一个最大的问题是信号协议标准问题，各个国家采用的标准不相同。例如，本地信令标准包括1TR6（德国），DPNSS（英国专网标准），TNA133（新西兰），IDA-P（香港），INS1500（日本），VN3（法国）等等。

数字电话网络工作的方式也有区别，其中包括：

帧格式。模拟语音信号通过每秒采样8000次变成数字信号，分成8-bit字节。北美的T-1系统，字节通过24个不同的64kbps通道采用时分复用（TDM）顺序发送，称为一帧，每1/8000秒发送一帧，传输速率为1.544Mbps。

欧洲的E-1在技术上类似。主要差别是传输速率为2.048Mbps，因此它可以在一帧中传送30个通道的语音/数据呼叫和2个通道的信令。

线路编码。T-1采用锁相环电路，其端到端时钟由双极性信号保持。这意味着他们需要比特传送，否则会产生漂移并且失去同步。

线路码的安排可以保证这一点。T-1线路编码采用B8ZS，E-1采用HDB3。

ISDN PRI和非-“回收-比特”信令。T-1使用回收比特功能，它限制了呼叫信息的容量，在使用回收比特时，呼叫信息只能指示出振铃，挂机，闪动和脉冲拨号。因此高级CT呼叫处理转为使用ISDN PRI（主要在欧洲使用）。

PRI将T-1电路变为23个传送通道和1个数据（信令）通道（或23B+1D）。

IP电话

需要支持标准编码和协议。你的IP电话板和系统应该能够发出和接收来自其他板和网关供应商系统的呼叫。为了做到这一点，发送和接收方必须共同遵守呼叫控制协议和语音编解码方式。今天最常用的标准是G.729a, G.723.1 和H.323。

H.323是一个呼叫控制协议 - 协议栈在两端的机器上运行，协商呼叫建立，清除，语音编解码器，及会话过程中节点间语音和数据业务流的优先级。

H.323可以使用G.729a编解码或G.723.1编解码。编解码表示编码-解码 - 这是在IPT呼叫中两端使用的语音压缩算法或某种公共压缩语言。

编解码由DSP作为固件实时下载，这需要足够强大的（MIPS)能力运行同一个编解码的多个实例（每个DSP多线索），同时需要足够的存储空间和支持每个DSP对多编解码的可配置能力。

需要静音抑制/发生舒适的噪音。这从另一方面说明传统电路交换网络浪费带宽的问题 - 在没人讲话的时候仍要占用64kb的带宽。去掉静音后可以省出大量带宽。

大多数网关和分组板卡装置有静音抑制或语音激活检测功能选项。在静音的时候接收端产生白噪音，使收听者感觉到舒适，不会误以为断线。

需要仔细了解中继信令支持情况，一个熟悉电话系统的供应商会告诉你电话接口的重要性。

数据-电话的新兴厂商可能不理解QSIG或支持T-1呼叫建立/拆除相关的各种设置/消息和国际信号音。但是CT板卡供应商了解这些。

除开呼叫完成过程，聚合电话系统中开发的某些更强大的应用，如果不能处理传统系统的信令（比如一个单独的网络语音邮件系统），就会成为分离的系统。例如，是否可以将主叫号码通过IP传送？如何处理DTMF和带内信令，等等？

需要自动增益控制。以每一个呼叫为基础自动设置音量等级。否则你就需要在通话时拧板上的旋钮，就象街角的投币公用电话。