This is my study note of FXO、FXS.

VOIP和PSTIN概念

  • VOIP
    指网络电话，平时使用的qq、微信之类的，使用耳麦的就是VOIP，VOIP比较便宜是一种通过互联网通信的方式。
  • 为什么有的VOIP服务需要收费，有的不需要呢?
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    因为VOIP用户不仅可以拨打VOIP用户，还可以拨打一些PSTIN之类的用户。
  • PSTIN
    指传统公共电话，VOIP就是平时拨打的电话，更为稳定、清晰。

DTMF(双音多频信号)

电话脉冲有两种，脉冲和音频。其中音频指的就是DTMF信号的拨号方式，双音多频是电话拨号时每按一个键，有两个音频频率叠加成一个双音频信号，十二个按键由七个音频频率区分。

FXO和FXS

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FXS(Foreign exchange station)

FXS是连接连接传统电话机使用的，普通话机连接FXS网关后，FXS能为话机提供电流和拨号语音，其基本电路包括：

  • CODEC
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    CODEC由ADC和DAC构成，ADC将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，用来驱动模拟电话。
  • SLIC
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    模拟PSTIN电压电平，必须检测电话挂机还是摘机，并生成120v的振铃电压。

FXO(Foreign exchange office)

用来连接局端设备与交换机内线来使用，可以送出DTMF讯号与拨号动作，所以能连接局端的电话线，其基本电路包括：

  • CODEC
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    实现信号在模拟和数字之间的相互转换。
  • 数据存取装置(DAA)
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    DAA模拟电话功能最主要的作用是去除高电压电流偏置，将PSTIN环路关闭，从而只传送来自PSTIN的模拟交流信号。

PCM编解码原理

模拟信号的数字化需要经过：采样、量化、编码的过程。

  • 采样
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    每隔一定时间的信号量值序列来替代原来时间上连续的信号，在时间上将模拟信号离散化。
  • 量化
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    用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号连续的幅度转化为有限数量的有一定间隔的离散值。
  • 编码
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    按照一定的规律，将量化后的值用二进制数字表示。
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抽样信号的非均匀量化编码（13折线法）

模拟信号抽样后变成时间离散的信号，经过量化后，此抽样信号才能变成数字信号。均匀量化器对小输入信号很不利，为了改善小信号时的信号量噪比，因此实际应用经常采用非均匀量化——13折线法。

  • 13折线法
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    用13折线法近似A压缩律，来进行非均匀量化。图中横坐标x在0至1区间中分为不均匀的8段，1/2至1间的线段称为第8段，1/4至1/2间的线段称为第7段，以此类推。

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第一位c1表示量化值的极性正负。后面的7位分为段落码和段内码两部分，用于表示量化值的绝对值。其中第2至4位(c2 c3 c4) 是段落码，共计3位，可以表示8种斜率的段落；其他 4 位(c5 --c8)为段内码，可以表示每一段落内的16种量化电平。段内码代表的16个量化电平是均匀划分的。所以，这7位码总共能表示72＝128种量化值。

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PCM常用指标

  • 采样率
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    每秒钟采样多少次，以HZ为单位。
  • 位深度
    1
    表示用多少二进制位来描述采样数据，一般为16bit
  • 字节序
    1
    表示音频PCM数据存储的字节序是大端存储还是小端存储
  • 声道数
    1
    当前PCM文件中包含的声道数，是单声道、双声道、还是5.1声道等
  • 采样数据是否有符号
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    使用有符号的采样数据不能用无符号的方式播放