Категория: Полезно

IP-телефония




  • Не нравится
  • 0
  • Нравится





  • IP-телефония
    Под IP-телефонией в целом понимают способ передачи голосового трафика по различного рода сетям, чаще всего — через Интернет. Иначе, IP-телефония представляет собой комплекс решений и мер, предназначенных для замены традиционных компонентов телефонных сетей на использующие протокол IP в качестве основного канала передачи голоса. Часто можно встретить два таких названия — VoIP (Voice over Internet Protocol — голос через интернет-протокол) и интернет-телефония. Оба этих термина являются синонимами IP-телефонии. Основная разница заключается в том, что VoIP — это термин, свойственный преимущественно англоязычной прессе, а интернет-телефония — это не IP-телефония в целом, а одна из ее возможностей, частный случай.
    Вопрос терминологии обсуждался в июне 2000 года в Женеве на семинаре Международного союза электросвязи (ITU), посвященного именно IP-телефонии. Делегаты съезда выступили с предложением считать IP-телефонию общим понятием, включающим VoIP и интернет-телефонию. Тогда же и были сформулированы более или менее четкие понятия:
    • интернет-телефония — передача телефонных сообщений в сетях передачи данных общего пользования, то есть в мало- или неадминистрируемых сетях;
    • VoIP — передача голоса в корпоративных, то есть хорошо администрируемых сетях;
    • IP-телефония — самостоятельная услуга по передаче голоса, представляющая собой более дешевую альтернативу традиционной телефонии.
    Поскольку технологическая сторона, скрываемая за всеми этими терминами, одинакова, то в обыденной жизни нет смысла разграничивать эти понятия.
    IP-телефония — более чем серьезный конкурент телефонии традиционной, и если она и дальше будет активно развиваться, а главное — получит признание со стороны пользователей, то большая часть населения нашей страны станет, не задумываясь, использовать ее в повседневной жизни.

    Вехи истории
    В общих чертах теоретическое обоснование возможности передачи голоса по Сети при помощи персонального компьютера появилось в 1993 году в Университете штата Иллинойс (США). Позже, в апреле 1994 года, как раз во время пребывания в космосе американского челнока Endeavor, NASA удалось получить изображение этого космического аппарата, а также услышать голоса астронавтов, при том, что расстояние между двумя источником и приемником было более чем значительное — тысячи километров.
    Менее чем через год, в феврале 1995-го, израильская фирма VocaLTec представила программу Internet Phone для компьютера, позволяющую говорить с другим пользователем через микрофон и слышать его ответы через наушники или колонки. Система была полудуплексной — можно было либо говорить, либо слышать, но не то и другое вместе. Эта система хоть и привлекла внимание всего мира, все же была скорее забавой, нежели полноценным сервисом. Однако начало было положено.
    Далее в марте 1996-го был создан первый специализированный телефонный сервер для IP-телефонии, позволивший связать традиционную телефонию с Интернетом. С этого момента любой человек, имеющий обычный проводной телефон, получил возможность говорить с собеседниками через глобальную сеть, причем связь была дуплексной — можно было одновременно и говорить, и слышать. Именно это событие и считается датой рождения частного случая IP-телефонии — интернет-телефонии.

    Технология
    IP-телефонию можно организовать двумя основными способами. Один из них используют персональные компьютеры: в них должно иметься все необходимое «снаряжение» — аппаратное и программное, позволяющее оцифровывать, сжимать, преобразовывать в пакеты, пересылать, восстанавливать и воспроизводить аудиосигнал. Вместо телефона в этом случае для ведения разговора требуются наушники и микрофон, а для установления сеанса связи достаточно знать лишь IP-адреса компьютеров, которые принадлежат собеседникам.
    При другом способе для разговора вполне подходит простой телефон. При совершении звонка вызов и голосовая информация из телефонной сети поступают на телефонный шлюз (Internet Telephony Gateway) IP-оператора, где они обрабатываются и кодируются специатьной голосовой картой. Шлюз с помощью группы протоколов Н.323 переадресовывает обработанную информацию другому шлюзу, располагающемуся в принимающей IP-сети. Получив сигнал, принимающий шлюз передает его непосредственно на телефонное оборудование, которое, в свою очередь, после установления соединения с принимающим телефонным аппаратом оцифровывает поступивший сигнал (если он аналоговый), кодирует его из стандартов ITU (International Telecommunication Union — Международный союз электросвязи), например кодеками G.711 или G.729, сжимает и преобразовывает в пакеты. Далее эта информация, разбитая на пакеты, при помощи протоколов TCP IP отправляется на устройство другого абонента, где и расшифровывается. Аналогичный процесс происходит и в обратном направлении.
    Надежное соединение — самый главный фактор, от которого целиком и полностью зависит функционирование IP-телефонии. Ведь если процесс передачи данных будет идти без помех и обрывов соединения, то обеспечивается высокая скорость прохождения пакетов от абонента к абоненту, в результате чего разговор будет происходить с незаметными задержками (задержки менее 300 мс, как правило, не воспринимаются человеческим ухом) и пользователю будет казаться, что передача сигнала осуществляется непрерывно.

    Протоколы
    На данный момент в IP-телефонии используется несколько стандартизированных протоколов. Рассмотрим два из них подробнее.
    Протокол Н.323. Этот протокол был анонсирован в 1996 году организацией ITU; тогда вышел первый релиз Н.3231. В 1998 году появилась вторая версия этого стандарта — Н.323 v.22. В сентябре 1999 года была одобрена третья версия, а в ноябре 2001-го — четвертая. Сейчас существует несколько модификаций этого стандарта. Фактически Н.323 является основным протоколом для междугородной и международной телефонии. Спецификация Н.323 включает в себя:
    • терминал (terminal) — может быть как аппаратным (телефон), так и программным (приложение на компьютере);
    • шлюз (gateway) — устройство по сопряжению сетей;
    • устройство управления конференциями (Multipoint Control Unit — MCU);
    • привратник (gatekeeper) — контролирует и координирует работу всех компонентов.
    Протокол SIP (Session Initiation Protocol — инициализационный протокол сессии). Это открытый протокол, представляющий наибольший интерес для IP-телефонии. Его еще называют «протоколом инициирования сеансов», так как он позволяет организовывать, модифицировать и завершать разнообразные сеансы связи (не только голосовые) — например мультимедийные конференции. Стоит заметить, что в ОС Windows ХР встроена поддержка SIP: с использованием этого протокола осуществляется обмен сообщениями в Windows Messenger. Привлекает этот стандарт и провайдеров: они все, особенно крупные, заявляют, что именно SIP — главный протокол всех будущих IP-сетей.

    Кодеки
    За последние 10 лет появилось достаточно много кодеков, которые используются или могут быть использованы для передачи различного рода информации (аудио и видео) в системах IP-телефонии. Больше всего зрительских и экспертных симпатий заслуживают следующие:
    • G711 -кодек, стандартизированный международной организацией ITU. Применяется в устройствах, поддерживающих ISDN (стандарт, позволяющий передавать по единой цифровой сети данные, а также оцифрованные видеоизображения и речь). Минимальная пропускная способность канала — 64 Кбит/с. Поддерживается всеми IP-устройствами;
    • О723.1-кодек, разработанный ITU и применяемый при небольшой пропускной способности канала (около 8 Кбит/с). Главное назначение — передача речи хорошего качества. Несмотря на то что это единый стандарт, существуют две его версии, несовместимые друг с другом. Обеспечивает лучшее качество передачи, чем G711. Поддерживается большинством производителей;
    • С729-кодек — опять же разработка ITU. В нем реализована возможность передачи данных на чрезвычайно низких скоростях — порядка 5,3-6,3 Кбит/с. Не очень популярен, не способен обеспечить высокое качество передачи, поддерживается отдельными устройствами;
    • GSM-кодек, созданный для передачи голоса. Используется в сетях сотовой связи второго поколения. Скорость кодирования составляет 13 Кбит, с, осуществляется отдельными блоками по 20 мс. Достаточно популярен, одобрен многими производителями. Применяется преимущественно в шлюзах между сотовыми сетями VoIP;
    • iLBC (Internet low bitrate codec) — в отличие от четырех предыдущих кодеков является открытым стандартом (не требуются никакие лицензионные отчисления). Это голосовой кодек, кодирующий данные с двумя скоростями: 13,33 Кбит, с (размер кадра 30 мс) и 15,20 Кбит/с (размер кадра 20 мс). Обеспечивает наилучшее качество и минимальную потерю пакетов. В основном используется при организации сеансов связи через Интернет. Применяется в Skype (популярнейшая сеть IP-телефонии). К сожалению, поддерживается не всеми производителями.

    Качество
    Хотя параметров канала связи, способных существенно влиять на качество разговора, довольно много, среди них выделяют три основных.
    Первый из них — задержка при передаче пакетов (Latency). Время задержки может меняться в большую или меньшую сторону, но не бесконечно, поскольку существуют определенные требования, регламентирующие ее минимальное и — особенно! — максимальное отклонение от стандартного показателя. Многочисленные опыты свидетельствуют, что для обеспечения нормального двустороннего разговора нужно, чтобы сумма времени задержек при прямой и обратной передаче голоса в виде пакетов не превышала 250—300 мс (задержка канала плюс алгоритмическая задержка кодека, помноженные на два). Эта характеристика образует так называемый бюджет задержки. Если же этот лимит превышен, то собеседникам становится «не по себе», они чувствуют дискомфорт, порой выпадает часть слов, и они стремятся поскорее прекратить разговор. Путем несложных арифметических подсчетов получаем, что для ведения более или менее комфортного диалога посредством IP-телефонии максимально возможная задержка составляет 150 мс. Для достижения подобного или даже лучшего результата используется система QoS (Quality of Service — уровень качества сервиса), позволяющая выделять часть полосы пропускания канала или канал целиком наиболее активному приложению, гарантированно обеспечивая необходимую скорость передачи данных.
    Второй не менее важной характеристикой является джиггер (от jitter (англ.) — вибрация, дрожание). Данные — в том числе голос — передаются по IP-сетям в виде коммутированных пакетов. Иногда случается, и это предусмотрено стандартом, что пользователь получает пакеты вперемешку, совсем не в том порядке, в каком они были ему отправлены, в результате чего понять, что говорит собеседник, невозможно: слова и буквы перемешаны. Такой эффект получается, когда для доставки пакетов используется не один, а разные маршруты, и время доставки двух одинаковых пакетов тоже оказывается разным. Бывает, что слово, сказанное в начале фразы, «перелетает» в конец, и наоборот. Происходит это потому, что в системе применяется один декодер, который, как бы он ни пытался, просто не может «разделиться» на все маршруты. Что делать? Решаются подобные нестыковки с помощью специальных буферов сглаживания (jitter buffers). Они накапливают несколько пакетов и лишь после этого в сгруппированном порядке (очередность определяется по дате отправки пакета) передают их декодеру.
    Наконец, третий параметр — потеря пакетов. Случается, что одиночные пакеты могут просто теряться или выпадать из общей массы. Как это влияет на качество речи? Все зависит от размера пакета и применяемого алгоритма сжатия речи: естественно, если выпал крупный пакет, то влияние существенное, а если маленький — практически незаметное. В рекомендациях, разработанных ITU, говорится, что нормальный сеанс связи доступен, если количество потерь пакетов не превышает 1%; при превышении лимита ухудшение качества становится заметным. Повысить качество, то есть уменьшить потерю пакетов, можно с помощью все того же QoS. Также возможно улучшение качества связи при использовании помехоустойчивого кодека и уменьшении максимальной величины самого пакета.

    Ценообразование
    IP-телефонии прочат хорошее будущее в основном из-за низкой стоимости минуты разговора, что особенно хорошо заметно на примере международных вызовов. Так, с увеличением расстояния между собеседниками, как правило, возрастает и тариф. Кроме того, для каждой страны (это касается международных вызовов) имеется такое понятие, как «базовая сумма входа». То есть вне зависимости от реального расстояния при расчете конечной стоимости звонка необходимо учитывать и эту цифру, которая может сильно разниться у каждого государства. Таким образом, действительное расстояние между говорящими может составлять всего лишь несколько километров, но в итоге они заплатят сумму, эквивалентную разговору на тысячу километров. Таковы условия.
    Но в любом случае совершать международные звонки, используя IP-телефонию, гораздо выгоднее, нежели по стационарной связи. Причем экономия получается существенной, что, естественно, привлекает абонентов. Междугородние вызовы по IP-телефонии тоже намного дешевле, чем по обычному телефону. Собственно говоря, сейчас, покупая в любом киоске телефонную карточку, пользователь приобретает именно услугу IP-телефонии.

    Преимущества
    Первым и основным плюсом IP-телефонии была и остается конечно же низкая стоимость разговора. При использовании компьютеров и соответствующего ПО (например, Skype; см. www. skype. com) собственно телефонная связь для вас окажется и вовсе бесплатной, вам нужно будет оплатить лишь подключение к Интернету.
    Во-вторых, IP-телефония снимает проблему «занятой» линии, поскольку для нее вообще не применимо такое понятие. Вы можете принимать один вызов, не прерывая другого, организовывать конференц-связь, ставить абонента «на удержание» и многое другое. Кроме того, благодаря функции переадресации вы можете использовать один и тот же телефонный номер без привязки к вашему физическому местоположению.
    В-третьих, значительно повышается качество факсимильной связи — факсимильное сообщение представляет собой сгенерированный поток цифровых данных, поэтому использование IP-телефонии более чем благоприятно влияет на параметры передачи факсов.
    В-четвертых (это касается крупных компаний), можно легко обеспечить интеграцию филиалов компании в одну информационную сеть. Поскольку в IP-телефонии голос — это просто пакеты данных, то с ним можно делать то же самое, что и с любой другой цифровой информацией: маршрутизировать, сохранять, шифровать, коммутировать, и все это — без дополнительных затрат на создание инфраструктуры аналоговой проводной связи.

    Резюме
    IP-телефония — это нужная, полезная и перспективная технология. Так уж вышло, что ее развитие проходит в нашей стране в несколько заторможенном темпе. Тем не менее пусть и потихоньку, она завоевывает в России все новых и новых приверженцев как среди крупных компаний, так и среди частных пользователей. И если вы шагаете в ногу со време нем, то неизбежно поймете, что IP телефония — это именно то, чего вам так давно не хватало.

    Комментарии

    
    Имя:*
    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
    *