數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的回聲消除技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)在全球的普及導(dǎo)致了創(chuàng)新和應(yīng)用的爆炸性發(fā)展。這個趨勢還將繼續(xù)（主要由消費需求推動），因此電信運營商注定要在數(shù)據(jù)通信占主導(dǎo)的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中支持話音業(yè)務(wù)。
　　盡管數(shù)據(jù)通信現(xiàn)在已經(jīng)超過了話音業(yè)務(wù)，服務(wù)提供商的主要收入仍然來自傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)。為了保護這個收入來源，電信運營商必須保持當(dāng)前話音業(yè)務(wù)的質(zhì)量，并且創(chuàng)建支持各種新型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。下一代網(wǎng)絡(luò)需要在這些新型業(yè)務(wù)到來時，能夠利用這些業(yè)務(wù)的優(yōu)點。
　　話音業(yè)務(wù)在無線、有線、電路交換以及分組交換網(wǎng)絡(luò)中，均至關(guān)重要，而話音質(zhì)量作為一個保持因素，是一項基本要求。
　　什么是回聲？
　　回聲是由于聲波反射導(dǎo)致的聲音重復(fù)。在電信網(wǎng)絡(luò)中，如果說話人聽到自己講話的延遲后的聲音，則存在回聲問題。
　　呼叫者是否聽到回聲，依賴于電路中網(wǎng)絡(luò)延遲的程度和回聲幅度（音量）。端到端延遲（也稱為"等待時間"）是最重要的因素，它是從呼叫的一端產(chǎn)生聲音到聲音被另一端接收所經(jīng)歷的時間。往返延遲是回聲反射所花費的時間，它大約是端到端延遲的兩倍。
　　如果往返延遲超過10毫秒(ms)，則人耳就會注意到回聲的存在，因而導(dǎo)致話音質(zhì)量下降。
　　回聲源
　　在電信網(wǎng)絡(luò)中存在兩種類型的回聲：電氣回聲和聲學(xué)回聲。
　　電氣回聲
　　電氣回聲是由于模擬本地環(huán)中的阻抗不匹配造成的。舉例來說，如果使用了混合規(guī)格的電線，或者存在未使用的分接頭和負載線圈（用于延長信號傳輸距離的裝置），則會產(chǎn)生電氣回聲。在公共交換電話網(wǎng)(PSTN)中，電氣回聲主要是由于轉(zhuǎn)換器造成的。
　　轉(zhuǎn)換器將2線本地環(huán)分接成兩對獨立的線。一對用于發(fā)送路徑，另一對用于接收路徑。轉(zhuǎn)換器傳遞了大部分信號。但是，2線環(huán)路與4線設(shè)備之間的差別導(dǎo)致了接收信號的一小部分"泄漏"到發(fā)送路徑上。由于遠端在接收信號的同時又返回了一部分信號，因此說話者聽到自己說話的回聲。
　　電氣回聲在本地呼叫上不成為問題，這是因為相對較短的路徑不會產(chǎn)生嚴重的時間延遲。
　　在今天的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中，2線分接成4線的位置通常也是模/數(shù)轉(zhuǎn)換的位置。無論轉(zhuǎn)換器或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換是在同一臺設(shè)備還是兩臺不同設(shè)備中進行，2線－4線轉(zhuǎn)換造成阻抗不匹配，因而導(dǎo)致回聲。

　　聲學(xué)回聲
　　聲學(xué)回聲也稱為"多徑回聲"，它是由電話機揚聲器與話筒之間的聲學(xué)耦合問題導(dǎo)致的。在無線電話和有線電話，或者在揚聲器電話的免提設(shè)備中都會出現(xiàn)這種回聲。這些問題是由低質(zhì)量的電話聽筒、周圍環(huán)境中的回聲（例如在汽車、旅館或工廠中）或者電話聽筒串話造成的。
　　回聲傳播時間
　　如前面所討論的，當(dāng)話音電路的往返延遲大于20ms時，就會產(chǎn)生回聲問題。在PSTN中，大部分延遲是由傳輸媒介的傳播時間導(dǎo)致的，傳輸媒介也就是長途中繼線中的傳輸設(shè)備和傳輸器件。這個延遲被稱為"網(wǎng)絡(luò)延遲"或"傳播延遲"。
　　傳輸系統(tǒng)的速度是決定是否能感覺到回聲的重要因素。這就是在本地PSTN呼叫中通常聽不到回聲的原因，盡管實際上本地呼叫確實存在由于轉(zhuǎn)換器和其他因素導(dǎo)致的電氣回聲。
　　在分組網(wǎng)絡(luò)話音的情況下，還有其他幾種重要延遲（除了網(wǎng)絡(luò)延遲之外）來源，包括：處理延遲（例如分組、壓縮/解壓等）、交換/路由選擇延遲以及緩存延遲。由于存在這些附加的延遲來源，在電路交換網(wǎng)絡(luò)中可能聽不到的回聲在等效的分組網(wǎng)絡(luò)中會引人注意。因此，電路交換網(wǎng)絡(luò)與分組網(wǎng)絡(luò)之間的連接需要進行高質(zhì)量的回聲消除。
　　什么是回聲消除？
　　回聲消除器是一種在來自遠端的信號在本地端設(shè)備發(fā)出回聲后檢測并消除其回聲的裝置。
　　在電路交換長途網(wǎng)絡(luò)中，回聲消除器位于與長途網(wǎng)絡(luò)連接的大城市中心局。這些回聲消除器消除由長途網(wǎng)絡(luò)延遲造成的明顯的電氣回聲。
　　當(dāng)話音呼叫延遲超過可接受的界限（例如在一個長途呼叫中），電信運營商將在呼叫的兩端提供兩個回聲消除器。每個消除器保護遠端，防止其接收到在本地端產(chǎn)生并且通過網(wǎng)絡(luò)返回的任何回聲。
　　回聲消除器"指向"回聲源（轉(zhuǎn)換器）的方向，并且遠離從該回聲消除器的工作中受益的一端。
　　回聲消除器包含三個主要功能組件：