FreeSWITCH使用L16编码通信及raw数据提取

环境：CentOS 7.6_x64

FreeSWITCH版本 ：1.10.9

Python版本：3.9.12

一、背景描述

PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)音频数据是未经压缩的音频采样数据，它是由模拟信号经过采样、量化、编码转换成的标准数字音频数据。

在FreeSWITCH中体现为L16编码（switch_pcm.c文件），和网络平台进行音频对接时会使用到该编码，这里记录下如何使用FreeSWICH进行L16编码通信，以及如何从pcap文件中获取raw数据。

这里使用的FreeSWITCH版本是1.10.9，操作系统是CentOS 7.6_x64，FreeSWITCH的编译及安装可参考我之前写的文章：CentOS7环境源码安装freeswitch1.10

二、具体实现

1、配置FS及软电话支持L16编码

1）配置FS支持L16编码

文件：freeswitch/conf/vars.xml添加L16编码：

<X-PRE-PROCESS cmd="set" data="global_codec_prefs=OPUS,G722,PCMU,PCMA,H264,VP8,iLBC,L16"/>
<X-PRE-PROCESS cmd="set" data="outbound_codec_prefs=OPUS,G722,PCMU,PCMA,H264,VP8,iLBC,L16"/>

2）配置软电话支持L16编码

这里使用 MicroSIP 软电话，启用编码：LPCM 8kHz

具体配置如下：

 2、L16编码通话及抓包

1）配置测试拨号方案

拨打 6001 播放moh音频，具体如下：

<extension name="moh_test">
    <condition field="destination_number" expression="^6001$">
          <action application="answer"/>
          <action application="playback" data="local_stream://moh"/>
    </condition>
</extension>

2）使用L16编码进行通话

注册分机，拨打 6001 进行通话，在控制台可以看到使用的是 L16 编码：

 3）数据抓包及编码查看

在服务器上抓包后使用wireshark进行查看：

三、raw数据提取及播放

wireshark不能播放L16格式的音频数据：

 需要从RTP数据中提取payload数据，然后使用其它工具进行播放。

这里介绍两种使用python提取raw数据的方法，具体如下。

1、使用libpcap从pcap文件提取pcm数据

libpcap版本：1.11.0b7

python3如何使用libpcap解析pcap文件，可参考这篇文章：

python3使用libpcap库进行抓包及数据处理

这里示例下提取pcm数据的流程。

文件：export_raw_libpcap.py

内容如下：

2、使用scapy从pcap文件提取pcm数据

scapy版本：2.5.0

scapy地址：https://scapy.net/

scapy文档地址：https://scapy.readthedocs.io/

这里示例下提取pcm数据的流程。

文件：export_raw_scapy.py

内容如下：

3、运行效果

运行python脚本，可从pcap文件中提取L16格式的pcm数据，效果如下：

 4、L16格式音频播放

可使用 Audacity 、ffmpeg进行播放，具体参考我之前的文章：

pcm音频的录制、播放及转换

需要注意的是wireshark抓包的数据是大端字节序，导出的pcm文件是s16be格式。

这里提供一种Windows 10 环境下使用pyaudio进行播放的方法。

pyaudio 版本 ：0.2.13

文件：playL16.py

内容如下：

 L16编码raw数据提取及播放效果视频：

关注微信公众号（聊聊博文，文末可扫码）后回复 2023050701 获取。 

四、资源下载

本文涉及源码及二进制文件，可以从如下途径获取：

关注微信公众号（聊聊博文，文末可扫码）后回复 20230507 获取。