網際協議話音通信(VoIP)的時代已經來臨,它融合了電話和數據通信世界,在低成本的因特網上提供分組的語音并傳送數據流。這種從電路交換到分組交換網絡的轉變正飛快地進行著,從而能夠支持超出了簡單的語音傳輸的應用,并延伸到可以在相同的基礎設施上傳輸數據的其它形式的應用。但是,這類嵌入式設計的難點就在于選擇一種低成本、易于配置而且性能適應市場需要可以擴展的處理解決方案。具體地說,嵌入式解決方案的“最佳點”就是采用一種能夠實現低通道數量VoIP解決方案而同時為增值能力和服務(例如視頻、音樂、圖像和系統控制等)留出足夠空間的處理器。

當今的話音網,例如公共交換電話網(PSRN)——采用數字交換技術在呼叫方和接收方之間建立一條專用鏈路。雖然這種連接只能提供有限的帶寬,但是它不采用復雜的編碼算法就可以提供可接受的質量水平。

另一方面,VoIP采用網際協議(IP)在因特網或專用網上發送數字化的話音服務。IP分組由一個控制頭部和數據凈荷組成。頭部為分組提供網絡導航信息,而凈荷包含壓縮的話音數據。

和電路交換電話不同的是,數據傳輸是基于分組的,以便對數據塊進行分組和壓縮,然后通過網絡發送出去,最終在接收端進行重新組裝。換句話說,發送方和接收方之間無需專用鏈路。

分組技術非常適合在網絡上傳輸“數據”(例如,一個JPEG文件或電子郵件),因為傳送降為“盡力服務”型。該網絡可在相同的媒質上高效地傳送來自于多種信源的數據。但是,對于話音服務來說,“盡力服務”型是不夠的,因為接收端解碼得到的音頻信號質量可能令人無法接受,因為當分組經過網絡的延時是不固定的。這就是為什么VoIP協議要通過服務質量(QoS)來致力于提供固定的網絡帶寬以便防止延時降低話音質量。

分組話音包括在話音數據塊中增加頭部和尾部信息。分組開銷必須最小以防止增加延時。因此,這個處理過程必須在最小的傳輸延時和最有效地利用網絡帶寬之間達到一個平衡。當然,分組尺寸越小發送分組越快,分組尺寸越大組合時間越長。但是,大的分組因為在較大的話音數據塊中分攤頭部和尾部信息,所以其網絡帶寬利用率要高于小分組的利用率。

由于網絡的特性,數據傳輸的速率變化很大。這種偏差稱為抖動。通過將分組緩存足夠長的時間,保證最慢的分組也能及時到達以便按照正確的順序解碼,從而達到消除抖動的目的。當然,抖動緩沖器也增加了對系統的總延時。

延時是一個很重要的參數,因為它代表了經過IP網絡系統的時間延遲。單向延時是指從電話發送端說話到電話另一端的人聽到它的時間間隔。雙向延時就是指兩個單向延時的簡單加和。在北美的PSTN電話系統中,雙向延時不到150ms。當然,延時越短,通話就越自然。