數據網絡中的回聲消除技術

互聯網在全球的普及導致了創(chuàng)新和應用的爆炸性發(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據通信占主導的現代網絡基礎設施中支持話音業(yè)務。
　　盡管數據通信現在已經超過了話音業(yè)務，服務提供商的主要收入仍然來自傳統的話音業(yè)務。為了保護這個收入來源，電信運營商必須保持當前話音業(yè)務的質量，并且創(chuàng)建支持各種新型數據業(yè)務的網絡。下一代網絡需要在這些新型業(yè)務到來時，能夠利用這些業(yè)務的優(yōu)點。
　　話音業(yè)務在無線、有線、電路交換以及分組交換網絡中，均至關重要，而話音質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致的聲音重復。在電信網絡中，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，依賴于電路中網絡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生聲音到聲音被另一端接收所經歷的時間。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，因而導致話音質量下降。
　　回聲源
　　在電信網絡中存在兩種類型的回聲：電氣回聲和聲學回聲。
　　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），則會產生電氣回聲。在公共交換電話網(PSTN)中，電氣回聲主要是由于轉換器造成的。
　　轉換器將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。轉換器傳遞了大部分信號。但是，2線環(huán)路與4線設備之間的差別導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生嚴重的時間延遲。
　　在今天的數字網絡中，2線分接成4線的位置通常也是模/數轉換的位置。無論轉換器或者模/數轉換是在同一臺設備還是兩臺不同設備中進行，2線－4線轉換造成阻抗不匹配，因而導致回聲。

　　聲學回聲
　　聲學回聲也稱為"多徑回聲"，它是由電話機揚聲器與話筒之間的聲學耦合問題導致的。在無線電話和有線電話，或者在揚聲器電話的免提設備中都會出現這種回聲。這些問題是由低質量的電話聽筒、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，當話音電路的往返延遲大于20ms時，就會產生回聲問題。在PSTN中，大部分延遲是由傳輸媒介的傳播時間導致的，傳輸媒介也就是長途中繼線中的傳輸設備和傳輸器件。這個延遲被稱為"網絡延遲"或"傳播延遲"。
　　傳輸系統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換器和其他因素導致的電氣回聲。
　　在分組網絡話音的情況下，還有其他幾種重要延遲（除了網絡延遲之外）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，在電路交換網絡中可能聽不到的回聲在等效的分組網絡中會引人注意。因此，電路交換網絡與分組網絡之間的連接需要進行高質量的回聲消除。
　　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。
　　在電路交換長途網絡中，回聲消除器位于與長途網絡連接的大城市中心局。這些回聲消除器消除由長途網絡延遲造成的明顯的電氣回聲。
　　當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生并且通過網絡返回的任何回聲。
　　回聲消除器"指向"回聲源（轉換器）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：