Voкодер вносить додаткову затримку порядка 15 — 45 мс, що виникає з наступних причин:
· використання буфера для накопичення сигналу і обліку статистики подальших відліків (алгоритмічна затримка);
· математичні перетворення, що виконуються над мовним сигналом, вимагають процесорного часу (обчислювальна затримка).
Дану затримку необхідно враховувати при розрахунку крізних затримок. Проведений в різних дослідницьких групах аналіз якості передачі мовних даних через мережу Інтернет показує, що основним джерелом виникнення спотворень, зниження якості і розбірливості синтезованої мови є переривання потоку мовних даних, викликається:
· втратами пакетів при передачі по мережі зв'язку;
· перевищенням допустимого часу доставки пакету з мовними даними.
Це вимагає рішення задачі оптимізації затримок в мережі і створення алгоритмів компресії мови, стійких до втрат пакетів (відновлення втрачених пакетів).
З урахуванням можливих втрат пакетів в мережі для відновлення мовного потоку на приймальній стороні використовується протокол реального часу — Real Time Protocol (RTP). У заголовку даного протоколу, зокрема, передаються тимчасова мітка і номер пакету. Ці параметри дозволяють при мінімальних затримках визначити порядок і момент декодування кожного пакету, а також інтерполювати втрачені пакети. Відновлена послідовність, з можливими пропусками як одиночних пакетів, так і груп пакетів, поступає на декодер. Декодер має забезпечити відновлення мовної інформації, заповнення пауз фоновим шумом, а також ехо-компенсацію кодованого сигналу, виявлення і детектування телефонної сигналізації.
Можливість передачі голосових повідомлень через мережу з пакетною комутацією вперше була реалізована в 1993 році. Дана технологія отримала назву VoIP (Voice over IP). Одним з приватних додатків даної технології є IP-телефонія — послуга з передачі телефонних розмов абонентів по протоколу IP.
Основними перевагами технології VoIP є скорочення необхідної смуги пропускання, що забезпечується обліком статистичних характеристик мовного трафіку:
· блокуванням передачі пауз (діалогових, складових, смислових і ін.), які можуть складати до 40-50 % часу зайнятості каналу передачі;
· високою надмірністю мовного сигналу і його стисненням (без втрати якості при відновленні) до рівня 20-40 % початкового сигналу.
З іншого боку трафік VoIP критичний до затримок пакетів в мережі, але толерантний (стійкий) щодо втрат окремих пакетів. Так втрата до 5 % пакетів не призводить до погіршення розбірливості мови.
«Skype» (укр. Скайп) — це приватне ПЗ для VoIP, створене двома підприємцями Ніклас Зеннстремом та Янус Фрісом, також засновниками файлообмінної мережі Kazaa. Вона конкурує з існуючими відкритими VoIP протоколами, такими як SIP, IAX, та H.323. Група Skype, придбана eBay в жовтні 2005, розміщена в Люксембурзі, з офісами в Лондоні, Таллінні і Празі.
Skype після випуску почав дуже швидко зростати у всіх напрямках: за популярністю, в розробці програмного забезпечення, в обох безплатних та платних сервісах. Комунікаційна система Skype відома завдяки широкому ряду її особливостей, зокрема безплатній голосові та відео-конференції, та завдяки її здатності використовувати децентралізовану peer-to-peer технологію для подолання звичайних проблем з брандмауером та NAT (Network Adress Translation).
Користувачі Skype по суті роблять телефонні виклики і відеовиклики через їх комп'ютер використовуючи програмне забезпечення Skype і інтернет. Основа системи — безкоштовна комунікація між користувачами програмного забезпечення Skype; проте продукт також дозволяє користувачам Skype зв'язуватися з користувачами регулярної наземної лінії зв'язку і мобільних телефонів. Це програмне забезпечення зараз доступне безкоштовно і може бути завантажене з веб-вузла компанії, але воно приватне і протокол Skype неопублікований.
Головна відмінність між Skype та іншими клієнтами VoIP є те, що Skype діє на моделі peer-to-peer, замість більш традиційної моделі клієнт-сервер. Довідник користувачів Skype повністю децентралізований і розповсюджується серед вузлів в мережі, що означає, що мережа може зростати до великих розмірів дуже легко (вже зараз понад 100 мільйонів користувачів) без ускладнень та дорогої централізованої інфраструктури.
Skype також перенаправляє виклики через інші Skype у мережі, щоб полегшити обхід Symmetric NAT та брандмауерів. Проте це поміщає додатковий тягар на тих, хто з'єднується з Інтернетом без NAT, оскільки їх комп'ютери і пропускна здатність мережі можуть використовуватися щоб надсилати виклики інших користувачів.
Виділення посередницьких комп'ютерів повністю автоматичне, та індивідуальні користувачі не мають ніякого вибору, щоб блокувати таке використання їх ресурсів. Skype — це програмне забезпечення з закритим кодом, і має не стандартизований протокол, а приватний; що викликало підозру і потягло за собою деяку критику від розробників програмного забезпечення і користувачів.
Клієнтське API Skype відкриває мережу для розробників програмного забезпечення. Skype API дозволяє іншим програмам використовувати мережу Skype, щоб отримати «white pages» і керувати дзвінками.
Інтерфейс користувача у середовищі Windows був розроблений на Pascal використовуючи Delphi, версія Linux була написана на C++, а для Mac OS на Objective-C та Cocoa. Частини клієнту використовують Internet Direct (Indy) як бібліотеку з відкритим програмним кодом для комунікації сокетів.
Система Skype породжує досить багато дискусій на тему безпеки його трафіку. Мали місце деякі зіткнення з приводу питання безпеки та культури VoIP-телефонії через ці дискусії та деякі принципи проектування:
· весь трафік Skype кодується за замовчанням і користувач не може це вимкнути.
· Skype повідомляє, що використовує тільки відкрито доступні, сильні алгоритми кодування.
· Користувач не залучається до процесу кодування і тому не має справи з результатами інфраструктури Public key
Це мало ефект на решту ринку, оскільки вони прагнуть запропонувати конкурентоздатну продукцію. Безпека Інтернет-комунікацій стала предметом, щодо якого люди стали обізнанішими і безпечна комунікація — це річ, яку вони хочуть бачити в продукції, яку вони використовують. Виходячи з того, що код Skype є приватною власністю та не є open source, рівень безпеки системи не може бути перевірений незалежними експертами. Отже, користувачі — експерти та не експерти — можуть спиратися при використанні лише на довіру виробника та поведінку програмного забезпечення, закачаного з ресурсів, авторизованих виробником. У 2004 році Niklas Zennstrom, один із засновників Skype визнав у статті в Інтернет-виданні The Register, що поточна модель безпеки використовувала відносно короткий розмір ключа, спираючись на безпеку через непрозорість, та не витримає переходу на open-source. Канонічна архітектура Skype і модель безпеки описуються детально в книзі «Skype: The Definitive Guide». Крім того, як мінімум два аналізи коду Skype було видано. Tom Berson з Anagram Laboratories, фахівець кодування і безпеки більш ніж тридцять років, був запрошений Skype, щоб проаналізувати їх вихідний код в жовтні 2005. Окремо Philippe Biondi і Fabrice Desclaux впровадили вивчення за допомогою зворотнього проектування пакету, фактичного випущеного Skype у реліз, що було представлене в Європі на BlackHat в березні 2006 Висновки обох аналізів вказано нижче:
· Skype — «суцільний чорний ящик» що означає, що надзвичайно важко для звичайного користувача ідентифікувати, що він робить, або що він може робити, або як саме це робиться. Він використовує безпеку через непрозорість, щоб ускладнити аналіз або розбір програми без істотних затрат по кількості роботи, або використання емуляції.
· Пошук контактів та зв‘язок через супервузли є довіреними, замість того, щоб вимагати ідентифікації. Є відомі «дірки» в безпеці в області глобальної мережі Skype — існують області, в яких «Skype довіряє будь-якому комп'ютеру, який говорить мовою Skype».
· Програмне забезпечення Skype безпосередньо використовує багато кодової плутанини і розшифровки в пам'яті, зокрема сотні чексаммерів та інші засоби проти зворотної компіляції.
· Компанія стверджує, що протокол включає 1536- і 2048-розрядні загальні/приватні ключові пари. Вони не є надмірно довгими за сучасними стандартами, але є досить сильним бар'єром для розшифровки. Очевидно, користувачі платних послуг отримують заміну 2048 розрядного ключа (1536 розрядний ключ стандартний). Також використовується 256-розрядний AES над 128-розрядними блоками, який вважається сильним.
· Система Skype автоматично вибирає певних користувачів з швидким CPU, хорошими broadband підключеннями і відсутніми фаерволами на роль або «супервузлів», або «реле», через які інші користувачі з'єднуються. Skype може використовувати призначену для користувача пропускну здатність. (Хоча це дозволяється в EULA, немає ніякої можливості сказати, скільки пропускної здатності використовується в цій формі). Є приблизно 20,000 супервузлів серед багатьох мільйонів користувачів, що зареєстровані. Посібник «Skype Guide for network administrators» стверджує, що супервузли тільки управляють трафіком в межах до 5 kbytes/s і реле, можливо, передає інший трафік даних, що не належать користувачу, до 10 kbytes/s. Реле не повинне зазвичай обробляти більш ніж одне «релейне підключення».