IP-телефония (стр. 2 из 2)
Качество IP-телефонии[2]
Телефонная сеть была создана таким образом, чтобы гарантировать высокое качество услуги даже при больших нагрузках IP-телефония, напротив, не гарантирует качества, причём при больших нагрузках оно значительно падает.
Стоимость любой услуги, как правило, и её качество прямо пропорциональны. Однако понятно и то, что в ряде случаев представляется неразумным сравнительно небольшое увеличение качества оплачивать относительно большим увеличением цены. Вряд ли праздничные поздравительные открытки целесообразно отправлять фельдъегерской связью: хорошо, да дорого.
Качество связи можно оценить следующими основными характеристиками:
1. уровень искажения голоса;
2. частота «пропадания» голосовых пакетов;
3. время задержки (между произнесением фразы первого абонента и моментом, когда она будет услышана вторым абонентом).
По первым двум характеристикам качество связи значительно улучшилось в сравнении с первыми версиями решений IP-телефонии, которые допускали искажение и прерывание речи. Улучшение кодирования голоса и восстановление потерянных пакетов позволило достичь уровня, когда речь понимается абонентами достаточно легко. Понятно, что задержки влияют на темп беседы. Известно, что для человека задержка до 250 миллисекунд практически незаметна. Существующие на сегодняшний день решения IP-телефонии превышают этот предел, так что разговор похож на связь по обычной телефонной сети через спутник, которую обычно оценивают как связь вполне удовлетворительного качества, требующую лишь некоторого привыкания, после которого задержки для пользователя становятся неощутимы. Отметим, что даже в таком виде связи решения IP-телефонии вполне подходят для многих приложений.
Задержки можно уменьшить благодаря следующим трем факторам:
1. Во-первых, совершенствуются телефонные серверы (их разработчики борются с задержками, улучшая алгоритмы работы).
2. Во-вторых, развиваются частные сети (их владельцы могут контролировать ширину полосы пропускания и, следовательно, величины задержки).
3. В-третьих, развивается сама сеть Интернет – современный Интернет не был рассчитан на коммуникации в режиме реального времени. Хотя на обновление роутеров по всему миру и на организационные мероприятия (например, решить вопрос, как в денежном выражении оценить сервис более высокого качества) потребуется некоторое время, мир Интернета, вне зависимости от вышесказанного, двигается очень быстро и в правильном направлении.
Оценить качество при использовании различных протоколов сжатия можно различными способами. Один из подходов для таких измерений – использование субъективных методов. В субъективных методах группа людей, обычно достаточно большая, оценивает качество связи по определенной стандартной процедуре. Самый известный субъективный метод – это метод общего мнения. В этом методе, качество связи оценивается большой группой разных людей, и затем их мнение усредняется.
Ниже приведена таблица оценок, которые просили проставить экспертов для оценки качества связи. Оценки могли колебаться от 1 (неприемлемо) до 5 (отлично – нет дискомфорта при прослушивании).
Качество Оценка МОS
Высокое 4.0 – 5.0
Стандартное телефонное 3.5 – 4.0
Приемлемое 3.0 – 3.5
Синтезированный звук 2.5 – 3.0
На графике (рис.3) показана оценка методом общего мнения различных популярных звуковых кодер-декодеров. По горизонтальной оси отложена требуемая ширина канала для передачи речи, сжатой определённым кодером, по вертикальной оси – собственно оценка.
Рис. 3. Зависимость качества связи от ширины канала пропускания
Тип обслуживания (TOS), который иногда еще обозначается как DSCP, это сегмент IP-протокола, позволяющий идентифицировать тип передаваемого пакета информации (речь или данные).
Протоколы G.XXX. Существует семь стандартных протоколов G.XXX, на основе которых осуществляется преобразование речи в цифровой формат. Наиболее распространены следующие протоколы:G.711 - предусматривает передачу со скоростью 64 Кбит/с (килобит в секунду); этот протокол обеспечивает самое высокое качество, но требует большой части спектра полосы пропускания.
G.729 и G.729 - предусматривают сжатие речи до 8 Кбит/с; эти протоколы обеспечивают низкое значение задержки и качество речи, приближенное к качеству в операторских сетях. G.729A -это протокол кодирования/ декодирования, который по умолчанию используется шлюзовым устройством ITG и является предпочтительным для него.
G.723.1 - обеспечивает максимальную степень сжатия речи (5.3 или 6.3 Кбит/с; этот протокол принят наибольшим числом изготовителей оборудования.
Н.323 Наиболее распространенный стандарт мультимедийной связи. Компания Nortel поддерживает стандарт Н.323 и обеспечивает стык со шлюзовыми устройствами и клиентскими приложениями третьих поставщиков.
Стандарт Media Gateway Control, который раньше называли MGCP, представляет собой результат слияния двух инициатив, предложенных компанией Bellcore. MEGACO позволяет разрабатывать простые и недорогие устройства. Этот стандарт поддерживается всеми шлюзами VoIP компании Nortel Networks.
Voice Profile Internet Mail - это стандарт передачи сообщений голосовой почты по сети Интернет от одной системы к другой, который поддерживается компанией Nortel Networks и другими изготовителями.
Монитор – необязательный модуль сети IP-телефонии, подключаемый только к IP-сети, используемый для удаленного конфигурирования и поддержки остальных устройств сети – шлюзов и диспетчеров.
Биллинговая система – программный продукт, обычно интегрированный с системой IP-телефонии, предназначенный для учёта, тарификации, анализа расходов и выставления счётов за телефонные переговоры.
Кодекс – общий термин, используемый в цифровой обработке аудио и видео – алгоритм сжатия и восстановления речи. В IP-телефонии наиболее часто используются кодеки G.723 и G.729. Алгоритмы кодеков определены в стандарте Н.323.
Шлюз – это основная и неотъемлемая часть архитектуры IP-телефонии, непосредственно соединяющая телефонную сеть с сетью IP.
Диспетчер – дополнительное устройство, подключенное только к IP-сети и несущее в себе всю логику работы сети IP-телефонии. Выполняет функции аутентификации и авторизации абонента, распределения вызовов между шлюзами и биллинга.
Интернет – международное объединение сетей, в котором пользователи ПК, при наличии прав доступа, могут получать информацию с любого другого компьютера в сети. Первоначально сеть была разработана в Агентстве Перспективных Исследовательских Проектов при американском правительстве для военных в 1969 году. Раньше имела название Arpanet. Затем была демилитаризована и передана в коммерческую эксплуатацию. За это время была существенно усовершенствована. Одно из самых известных, но не единственных усовершенствований – технология WWW (World Wide Web), разработанная в 1991 году в институте CERN. Технология стала настолько успешной, что часто в обиходе под Интернет имеют в виду именно WWW.
IP-телефония – также известная, как Интернет телефония или технология передачи голоса по IP. Использует Интернет протокол для организации двусторонней голосовой связи. IP-телефония предусматривает соединения между телефонами пользователей при наличии соответствующих шлюзов с телефонной сетью, а также IP терминалами или IP терминалом и ТФОП.
Провайдер Интернет-телефонии – оператор, предоставляющий услуги IP-телефонии.
Международный Совет по электросвязи – международная организация, занимающаяся разработкой стандартов, используемых в телекоммуникациях. В частности, ITU одобрен стандарт Н.323, который используется в IP-телефонии.
Система интерактивного голосового ответа осуществляет функции доступа к удалённой компьютерной системы с помощью голосового меню, выбор опций в котором осуществляется путём набора цифр или их комбинаций на телефонном аппарате. Компьютерная система озвучивает затребованную информацию, либо собирая сообщение из заранее записанных фрагментов, либо синтезируя голосовое сообщение при помощи преобразования текст-речь.
ТСР/IP – общее название протоколов Интернет. ТСР и IP – наиболее известны из них. ТСР гарантирует, что каждый посланный байт дойдёт до получателя без потерь. IP присваивает локальные IP адреса физическим сетевым адресам, обеспечивая тем самым адресное пространство, с которым работают маршрутизаторы. Также в семейство протоколов входит протокол Telnet, который позволяет удалённым терминалам подключаться к удалённым узлам, система доменной адресации, которая позволяет пользователям адресоваться к узлам сети по символьному доменному имени вместо цифрового IP-адреса, протокол передачи файлов, который определяет механизм хранения и передачи файлов, а также протокол передачи гипертекста, который позволяет производить обмен и передачу информации на компьютеры с WEB браузерами.
Коммутация пакетов означает организацию соединений путём разбивки информации на пакеты, отправки их по сети передачи данных вместе с другими потоками информации и восстановления исходной информации на приемном конце. Основное достоинство коммутации пакетов – эффективность использования каналов с фиксированной и ограниченной полосой. Недостаток – невозможность гарантировать качество обслуживания.
Персональный код доступа – уникальный цифровой код для идентификации пользователя, предназначенный для авторизации в начале сеанса работы со шлюзом Интернет-телефонии.
Телефонная сеть общего пользования – общедоступная телефонная система. В решениях IP-телефонии, предлагающих сервис типа звонка «телефон-телефон» иногда используется как сеть доступа к услугам операторов Интернет-телефонии.
Качество обслуживания – способность сети обеспечивать лучшее качество для определённого вида сетевого трафика с различными приоритетами и допустимыми временами задержки. В частности, при передачи голосовых сообщений, IP-пакетам «с голосом» можно повышать приоритет, что повысит качество услуги.
Маршрутизатор – устройство, или в некоторых случаях программное обеспечение на компьютере, которое определяет следующую точку сети в направлении точки назначения, куда будут направлены пакеты. Обычно, на пути к получателю, пакеты проходят через несколько точек, в которых установлены маршрутизаторы.
1. Журнал «Мобильные системы» №12, стр. 10 (декабрь 1999).
2. www.comptek.ru.
3. Материалы сервера Международного Совета по Электросвязи.