数据网络中的回声消除技术

互联网在全球的普及导致了创新和应用的爆炸性发展。这个趋势还将继续（主要由消费需求推动），因此电信运营商注定要在数据通信占主导的现代网络基础设施中支持话音业务。
　　尽管数据通信现在已经超过了话音业务，服务提供商的主要收入仍然来自传统的话音业务。为了保护这个收入来源，电信运营商必须保持当前话音业务的质量，并且创建支持各种新型数据业务的网络。下一代网络需要在这些新型业务到来时，能够利用这些业务的优点。
　　话音业务在无线、有线、电路交换以及分组交换网络中，均至关重要，而话音质量作为一个保持因素，是一项基本要求。
　　什么是回声？
　　回声是由于声波反射导致的声音重复。在电信网络中，如果说话人听到自己讲话的延迟后的声音，则存在回声问题。
　　呼叫者是否听到回声，依赖于电路中网络延迟的程度和回声幅度（音量）。端到端延迟（也称为"等待时间"）是最重要的因素，它是从呼叫的一端产生声音到声音被另一端接收所经历的时间。往返延迟是回声反射所花费的时间，它大约是端到端延迟的两倍。
　　如果往返延迟超过10毫秒(ms)，则人耳就会注意到回声的存在，因而导致话音质量下降。
　　回声源
　　在电信网络中存在两种类型的回声：电气回声和声学回声。
　　电气回声
　　电气回声是由于模拟本地环中的阻抗不匹配造成的。举例来说，如果使用了混合规格的电线，或者存在未使用的分接头和负载线圈（用于延长信号传输距离的装置），则会产生电气回声。在公共交换电话网(PSTN)中，电气回声主要是由于转换器造成的。
　　转换器将2线本地环分接成两对独立的线。一对用于发送路径，另一对用于接收路径。转换器传递了大部分信号。但是，2线环路与4线设备之间的差别导致了接收信号的一小部分"泄漏"到发送路径上。由于远端在接收信号的同时又返回了一部分信号，因此说话者听到自己说话的回声。
　　电气回声在本地呼叫上不成为问题，这是因为相对较短的路径不会产生严重的时间延迟。
　　在今天的数字网络中，2线分接成4线的位置通常也是模/数转换的位置。无论转换器或者模/数转换是在同一台设备还是两台不同设备中进行，2线－4线转换造成阻抗不匹配，因而导致回声。

　　声学回声
　　声学回声也称为"多径回声"，它是由电话机扬声器与话筒之间的声学耦合问题导致的。在无线电话和有线电话，或者在扬声器电话的免提设备中都会出现这种回声。这些问题是由低质量的电话听筒、周围环境中的回声（例如在汽车、旅馆或工厂中）或者电话听筒串话造成的。
　　回声传播时间
　　如前面所讨论的，当话音电路的往返延迟大于20ms时，就会产生回声问题。在PSTN中，大部分延迟是由传输媒介的传播时间导致的，传输媒介也就是长途中继线中的传输设备和传输器件。这个延迟被称为"网络延迟"或"传播延迟"。
　　传输系统的速度是决定是否能感觉到回声的重要因素。这就是在本地PSTN呼叫中通常听不到回声的原因，尽管实际上本地呼叫确实存在由于转换器和其他因素导致的电气回声。
　　在分组网络话音的情况下，还有其他几种重要延迟（除了网络延迟之外）来源，包括：处理延迟（例如分组、压缩/解压等）、交换/路由选择延迟以及缓存延迟。由于存在这些附加的延迟来源，在电路交换网络中可能听不到的回声在等效的分组网络中会引人注意。因此，电路交换网络与分组网络之间的连接需要进行高质量的回声消除。
　　什么是回声消除？
　　回声消除器是一种在来自远端的信号在本地端设备发出回声后检测并消除其回声的装置。
　　在电路交换长途网络中，回声消除器位于与长途网络连接的大城市中心局。这些回声消除器消除由长途网络延迟造成的明显的电气回声。
　　当话音呼叫延迟超过可接受的界限（例如在一个长途呼叫中），电信运营商将在呼叫的两端提供两个回声消除器。每个消除器保护远端，防止其接收到在本地端产生并且通过网络返回的任何回声。
　　回声消除器"指向"回声源（转换器）的方向，并且远离从该回声消除器的工作中受益的一端。
　　回声消除器包含三个主要功能组件：