Курсовая на тему Перспективы развития IP телефонии в г Бийске на примере телекоммуникационной компании Мегаполис лайн
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2014-07-14Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Введение в IP телефонной
Я ставлю перед собой задачу раскрыть перспективы развития IP телефонии в г. Бийске на примере телекоммуникационной компании Мегаполис-лайн.
Что такое телефония знает не только каждый взрослый человек, но даже любой ребенок. Существенно меньшее количество людей могут толково объяснить, что такое Интернет. И уж совсем немногие знают, что скрывается под термином «Интернет-телефония». Хотя понятно, что с точки зрения словообразования, новый термин получился путем соединения двух старых: «Интернет» и «телефония». Отсюда следует достаточно простое определение Интернет-телефонии (Интернет-телефонии, как часто пишут в последнее время) – это технология передачи телефонных речевых сообщений по сети Интернет.
Работа устройств в сети Интернет осуществляется с использованием специального Интернет-протокола (Internet Protoсol – IP). В настоящее время протокол IP используется не только в сети Интернет, но и в других сетях передачи данных с пакетной коммутацией (локальных, корпоративных, региональных и др.). И во всех этих сетях, в принципе, имеется возможность передавать речевые сообщения с использованием пакетов данных. Такой способ передачи речи и получил название IP-телефония (произвносится «Айпи-телефония»). За рубежом обычно употребляется аббревиатура VoIP-Voict over IP, хотя часто используют более узкий термин «Интернет-телефония».
Интерес различных субъектов ранка телекоммуникационных услуг (операторов связи, провайдеров Интернет, производителей оборудования и пользователей) к данному виду связи необычайно возрос в последние годы в связи с разработкой новых стандартов и протоколов, когда IP-телефонный разговор вплотную приблизился по качеству к телефонному разговору по «классическим» телефонным сетям. Этот интерес объясняется тем, что IP-телефония позволяет существенно экономить требуемую полосу пропускания каналов, что неизбежно ведет к снижению тарифов, особенно на междугородные и международные телефонные разговоры.
Большие темпы роста объема трафика IP-телефонии за последние годы (150-200%), его доля в США составляет около одного процента от трафика классической телефонии, а во всем мире и того меньше. Даже учетом всех оптимистических прогнозов операторы сетей связи и в перспективе будут получать основную прибыль от предоставления услуг телефонных сетей с коммуникацией каналов.
IP-телефония – не панацея для решения всех коммуникационных проблем. Но в то же время ее использование позволяет предлагать пользователям совершенно новые, возможные для традиционной телефонии сервисы и приложения. Да и сам фактор экономии затрат на телефонную связь играет не последнюю роль даже с учетом более низкого, но приемлемого, качества передачи разговора. Все это говорит о том, что технология IP-телефонии по большому счету выгодна всем: и пользователям, и операторам сетей, и производителям оборудования.
В международных организациях и форумах идет непрерывная разработка новых стандартов и протоколов, связанных с передачей речи по сетям с пакетной коммутацией. Производители аппаратного и программного обеспечения регулярно представляют на рынок свои новые продукты. За последние год-полтора редкий номер отечественных коммуникационных журналов обходится без статьи, затрагивающий технологию IP-телефонии. За рубежом издано несколько монографий, посвященных данной тематике, в сети Интернет имеется огромное количество сайтов, содержащих информацию по IP-телефонии. Все это говорит о перспективности данной технологии.
В России до сих пор не издано ни одной монографии, посвященной технологии IP-телефонии. В этих условиях авторы поставили перед собой задачу обобщения и систематизации информации по данной тематике. Трудность ее решения обусловлена, с одной стороны, огромным объемом имеющихся нормативных, технических и аналитических материалов, а с другой стороны, - неустоявшейся терминологией, быстрой сменой технических решений и непрерывным появлением новых промышленных разработок.
I. Общие принципы.
Сеть Интернет и протокол IP.
Точное определение термина «Интернет» было дано в октябре 1995г. федеральным Сетевым Советом США (FNC или Federal Networking Counsil).
Создатели технологии Интернет исходили из двух основополагающих соображений:
- невозможно создать единую физическую сеть, которая позволит удовлетворить потребности всех пользователей;
- пользователям нужен универсальный способ для установления соединений друг с другом.
Для соединения двух и более сетей в сети Интернет используются маршрутизаторы (routers) – компьютеры, которые физически соединяют сети друг с другом и с помощью специального программного обеспечения передают пакеты из одной сети в другую.
Технология Интернет не навязывает какой-то определенной топологии межсетевых соединений. Добавление новой сети к сети Интернет не влечет за собой ее подсоединения к некоторой центральной точке коммутации или установке непосредственных физических соединений со всеми уже входящими в сеть Интернет сетями. Маршрутизатор «знает» топологию сети Интернет за пределами тех физических сетей, которые он соединяет, и, основываясь на адресе сети назначения, передает пакет по тому или иному маршруту. В сети Интернет используются универсальные идентификаторы подсоединенных к ней компьютеров (адреса), поэтому любые две машины имеют возможность взаимодействовать друг с другом. В Интернете также должен быть реализован принцип независимости пользовательского интерфейса от физической сети, то есть должно существовать множество способов установления соединений и передачи данных, одинаковых для всех физических сетевых технологий.
Сеть Интернет скрывает детали соединений сетей между собой, поэтому с точки зрения конечных пользователей и по отношению к прикладным программам сеть Интернет представляет собой единую виртуальную сеть, к которой подсоединены все компьютеры – независимо от их реальных физических соединений (рис. 1). Каждый компьютер должен иметь программное обеспечение доступа к сети Интернет, которое позволяет прикладным программам использовать сеть Интернет как одну физическую сеть.
SHAPE \* MERGEFORMAT
Рис. 1 Сеть Интернет с точки зрения пользователя
Фундаментальным принципом Интернет является равнозначность всех объединенных с ее помощью физических сетей: любая система коммуникаций рассматривается как компонент Интернет, независимо от ее физических параметров, размеров передаваемых пакетов данных и географического масштаба. На рис. 2 использованы одинаковые обозначения для любых физических сетей, объединенных в сеть Интернет.
SHAPE \* MERGEFORMAT
Рис. 2 Внутренняя структура сети Интернет
Универсальная сеть Интернет строится на основе семейства протоколов IP.
Сетевой уровень – основа стека протоколов IP. Именно на этом уровне реализуется принцип межсетевого соединения, в частности маршрутизация пакетов по сети Интернет. Протокол IP – основной протокол сетевого уровня, позволяющий реализовывать межсетевые соединения. Протокол IP определяет базовую единицу передачи данных в сети Интернет. Программное обеспечение уровня IP выполняет функции маршрутизации, выбирая путь данных по соединениям физических сетей. Для определения маршрута поддерживаются специальные таблицы; выбор осуществляется на основе адреса сети, к которой подключен компьютер-адресат. Протокол IP определяет маршрут отдельно для каждого пакета данных. Он задает непосредственное отображение данных на нижний физический уровень передачи и реализует тем самым высокоэффективную доставку пакетов.
Терминология.
В технической литературе используется три основных термина для обозначения технологии передачи речи по сетям с пакетной коммутацией на базе протокола IP (Internet Protocol):
- IP- телефония (IP Telephony);
- голос по IP-сетям (Voice over IP-VoIP);
- Интернет-телефония (Internet Telephony).
Хотя терминология в области IP-телефонии не устоялась окончательно, попробуем все-таки внести некоторую ясность.
Под IP-телефонией будем понимать технологию, позволяющую использовать любую сеть с пакетной коммутацией на базе протокола IP (например, сеть Интернет) в качестве средства организации и ведения международных, междугородных и местных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени.
За рубежом технология передачи голосовой информации с использованием протокола IP имеет устоявшееся название Voice over IP (VoIP). В отношении сервисов и технологий между IP-телефонией и VoIP нет никакой разницы. Различные производители могут предпочитать один или другой термин либо использовать их в равной степени. С точки же зрения сетевых решений «IP-телефония», безусловно, - термин более содержательный.
Интернет-телефония – это частный случай IP-телефонии, когда в качестве каналов передачи пакетов телефонного трафика либо от абонента к оператору, либо на магистрали (либо на обоих названных участках) используются обычные каналы сети Интернет).
Спор о терминах в области IP-телефонии до сих пор не решен на международном уровне. Так организаторы семинара Международного союза электросвязи (ITU), посвященного IP-телефонии (Женева, 14-16 июня 2000г.), выступила с предложением считать IP-телефонию общим понятием, включающим Интернет-телефонию и VoIP.
IP-телефония – это самостоятельная услуга по передаче голоса, представляющая собой более дешевую альтернативу традиционной телефонии.
IP-телефония – наиболее простая для реализации услуга из пакета услуг, включая передачу данных и видео по протоколу IP. Более того, передача голоса – не самая значительная составляющая этого пакета услуг. IP-телефония будет способствовать повсеместному распространению электронной торговли.
Принципы пакетной передачи речи, их преимущества.
«Классические» телефонные сети основаны на технологии коммутации каналов (рис. 3), которая для каждого телефонного разговора требует выделенного физического соединения. Следовательно, один телефонный разговор представляет собой одно физическое соединение телефонных каналов. Основным недостатком телефонных сетей с коммутацией каналов является неэффективное использование полосы канала – во время пауз в речи канал не несет никакой полезной нагрузки.
Переход от аналогов к цифровым технологиям стал важным шагом для возникновения современных цифровых коммуникационных сетей. Одним из таких шагов в развитии цифровой телефонии стал переход к пакетной коммутации. В сетях пакетной коммутации по каналам связи передаются единицы информации, которые не зависят от физического носителя. Такими единицами могут быть пакеты, кадры или ячейки (в зависимости от протокола), но в любом случае они передаются по разделяемой сети (рис. 4).
В сетях на основе протокола IP все данные – голос, текст, видео, компьютерные программы или информация в любой другой форме – передаются в виде пакетов. Любой компьютер и терминал такой сети имеет свой уникальный IP-адрес, и передаваемые пакеты маршрутизируются к получателю в соответствии с этим адресом, указываемом в заголовке. Данные могут передаваться одновременно между многими пользователями и процессами по одной и той же линии. При возникновении проблем IP-сети могут изменять маршрут для обхода неисправных участков. При этом протокол IP не требует выделенного канала для сигнализации.
Процесс передачи голоса по IP-сети состоит из нескольких этапов.
На первом этапе осуществляется оцифровка голоса. Затем оцифрованные данные анализируются и обрабатываются с целью уменьшения физического объема данных, передаваемых получателю. Как правило, на этом этапе происходит подавление ненужных пауз и фонового шума, а также компрессирование.
На следующем этапе полученная последовательность данных разбивается на пакеты и к ней добавляется протокольная информация – адрес получателя, порядковый номер пакета на случай, если они будут доставлены не последовательно, и дополнительные данные для коррекции ошибок. При этом происходит временное накопление необходимого количества данных для образования пакета до его непосредственной отправки в сеть.
Операторы сетей с пакетной коммутацией получают преимущества, присущие разделяемой инфраструктуре электросвязи по самой ее природе. Проще говоря, они могут продать больше, чем в действительности имеют, основываясь на статистическом анализе работы сети. Поскольку предполагается, что абоненты не будут круглосуточно и ежедневно задействовать всю оплаченную полосу, можно обслужить больше абонентов, не расширяя магистральную инфраструктуру. Оборот и прибыль при этом увеличиваются.
Иными словами, абонент, оплативший полосу 64 кбит/с, использует канал в среднем лишь на 25%. Следовательно, оператор способен продать имеющийся у него ресурс в четыре раза большему числу пользователей, не перегружая свою сеть. Такой сценарий выгоден обеим сторонам – и клиенту, и продавцу, - поскольку оператор увеличивает свои доходы и уменьшает абонентскую плату за счет снижения издержек. Это выигрышное решение уже признано в мире передачи данных, а теперь начинает использоваться и на рынке телефонии.
Полоса пропускания напрямую зависит от загруженности сети Интернет пакетами, содержащими данные, голос, графику и т.д., а значит, задержки при прохождении пакетов могут быть самыми разными. При использовании выделенных каналов исключительно для голосовых пакетов можно гарантировать фиксированную (или почти фиксированную) скорость передачи. Ввиду широкого распространения сети Интернет особый интерес вызывает реализация системы Интернет-телефонии, хотя следует признать, что в этом качество телефонной связи оператором не гарантируется.
Для того, чтобы осуществить междугородную (международную) связь с помощью телефонных серверов, организация или оператор услуги должны иметь по серверу в тех местах, куда и откуда планируются звонки. Стоимость такой связи на порядок меньше стоимости телефонного звонка по обычным телефонным линиям. Особенно велика эта разница для международных переговоров.
Общий принцип действия телефонных серверов Интернет-телефонии таков: с одной стороны, сервер связан с телефонными линиями и может соединиться с любым телефоном мира. С другой стороны, сервер с Интернетом и может связаться с любым компьютером в мире. Сервер принимает стандартный телефонный сигнал, оцифровывает его (если он исходно не цифровой), значительно сжимает, разбивает на пакеты и отправляет через Интернет по назначению с использованием протокола IP. Для пакетов, приходящих из сети на телефонный сервер и уходящих в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке. Обе составляющие операции (вход сигнала в телефонную сеть и его выход из телефонной сети) происходит практически одновременно, что позволяет обеспечить полнодуплексный разговор.
Поскольку оператор представляет некоторый сервис и берет за него деньги, он обязан гарантировать его качество. Даже если клиент согласен (хотя в условиях жесткой конкуренции на рынке телекоммуникаций это маловероятно) время от времени мириться с не очень высоким уровнем качества, он может предъявить претензии в случае серьезных или длительных проблем. Как бы то ни было, оператор вынужден следить за качеством предоставляемых услуг, для чего в случае их масштабного предоставления ему требуется соответствующая аппаратура и программное обеспечение, которое достаточно дорого и имеется не во всех точках сети.
Я ставлю перед собой задачу раскрыть перспективы развития IP телефонии в г. Бийске на примере телекоммуникационной компании Мегаполис-лайн.
Что такое телефония знает не только каждый взрослый человек, но даже любой ребенок. Существенно меньшее количество людей могут толково объяснить, что такое Интернет. И уж совсем немногие знают, что скрывается под термином «Интернет-телефония». Хотя понятно, что с точки зрения словообразования, новый термин получился путем соединения двух старых: «Интернет» и «телефония». Отсюда следует достаточно простое определение Интернет-телефонии (Интернет-телефонии, как часто пишут в последнее время) – это технология передачи телефонных речевых сообщений по сети Интернет.
Работа устройств в сети Интернет осуществляется с использованием специального Интернет-протокола (Internet Protoсol – IP). В настоящее время протокол IP используется не только в сети Интернет, но и в других сетях передачи данных с пакетной коммутацией (локальных, корпоративных, региональных и др.). И во всех этих сетях, в принципе, имеется возможность передавать речевые сообщения с использованием пакетов данных. Такой способ передачи речи и получил название IP-телефония (произвносится «Айпи-телефония»). За рубежом обычно употребляется аббревиатура VoIP-Voict over IP, хотя часто используют более узкий термин «Интернет-телефония».
Интерес различных субъектов ранка телекоммуникационных услуг (операторов связи, провайдеров Интернет, производителей оборудования и пользователей) к данному виду связи необычайно возрос в последние годы в связи с разработкой новых стандартов и протоколов, когда IP-телефонный разговор вплотную приблизился по качеству к телефонному разговору по «классическим» телефонным сетям. Этот интерес объясняется тем, что IP-телефония позволяет существенно экономить требуемую полосу пропускания каналов, что неизбежно ведет к снижению тарифов, особенно на междугородные и международные телефонные разговоры.
Большие темпы роста объема трафика IP-телефонии за последние годы (150-200%), его доля в США составляет около одного процента от трафика классической телефонии, а во всем мире и того меньше. Даже учетом всех оптимистических прогнозов операторы сетей связи и в перспективе будут получать основную прибыль от предоставления услуг телефонных сетей с коммуникацией каналов.
IP-телефония – не панацея для решения всех коммуникационных проблем. Но в то же время ее использование позволяет предлагать пользователям совершенно новые, возможные для традиционной телефонии сервисы и приложения. Да и сам фактор экономии затрат на телефонную связь играет не последнюю роль даже с учетом более низкого, но приемлемого, качества передачи разговора. Все это говорит о том, что технология IP-телефонии по большому счету выгодна всем: и пользователям, и операторам сетей, и производителям оборудования.
В международных организациях и форумах идет непрерывная разработка новых стандартов и протоколов, связанных с передачей речи по сетям с пакетной коммутацией. Производители аппаратного и программного обеспечения регулярно представляют на рынок свои новые продукты. За последние год-полтора редкий номер отечественных коммуникационных журналов обходится без статьи, затрагивающий технологию IP-телефонии. За рубежом издано несколько монографий, посвященных данной тематике, в сети Интернет имеется огромное количество сайтов, содержащих информацию по IP-телефонии. Все это говорит о перспективности данной технологии.
В России до сих пор не издано ни одной монографии, посвященной технологии IP-телефонии. В этих условиях авторы поставили перед собой задачу обобщения и систематизации информации по данной тематике. Трудность ее решения обусловлена, с одной стороны, огромным объемом имеющихся нормативных, технических и аналитических материалов, а с другой стороны, - неустоявшейся терминологией, быстрой сменой технических решений и непрерывным появлением новых промышленных разработок.
I. Общие принципы.
Сеть Интернет и протокол IP.
Точное определение термина «Интернет» было дано в октябре 1995г. федеральным Сетевым Советом США (FNC или Federal Networking Counsil).
Создатели технологии Интернет исходили из двух основополагающих соображений:
- невозможно создать единую физическую сеть, которая позволит удовлетворить потребности всех пользователей;
- пользователям нужен универсальный способ для установления соединений друг с другом.
Для соединения двух и более сетей в сети Интернет используются маршрутизаторы (routers) – компьютеры, которые физически соединяют сети друг с другом и с помощью специального программного обеспечения передают пакеты из одной сети в другую.
Технология Интернет не навязывает какой-то определенной топологии межсетевых соединений. Добавление новой сети к сети Интернет не влечет за собой ее подсоединения к некоторой центральной точке коммутации или установке непосредственных физических соединений со всеми уже входящими в сеть Интернет сетями. Маршрутизатор «знает» топологию сети Интернет за пределами тех физических сетей, которые он соединяет, и, основываясь на адресе сети назначения, передает пакет по тому или иному маршруту. В сети Интернет используются универсальные идентификаторы подсоединенных к ней компьютеров (адреса), поэтому любые две машины имеют возможность взаимодействовать друг с другом. В Интернете также должен быть реализован принцип независимости пользовательского интерфейса от физической сети, то есть должно существовать множество способов установления соединений и передачи данных, одинаковых для всех физических сетевых технологий.
Сеть Интернет скрывает детали соединений сетей между собой, поэтому с точки зрения конечных пользователей и по отношению к прикладным программам сеть Интернет представляет собой единую виртуальную сеть, к которой подсоединены все компьютеры – независимо от их реальных физических соединений (рис. 1). Каждый компьютер должен иметь программное обеспечение доступа к сети Интернет, которое позволяет прикладным программам использовать сеть Интернет как одну физическую сеть.
SHAPE \* MERGEFORMAT
| Интернет |
| Хост |
| Хост |
| Хост |
| Хост |
| Хост |
Рис. 1 Сеть Интернет с точки зрения пользователя
Фундаментальным принципом Интернет является равнозначность всех объединенных с ее помощью физических сетей: любая система коммуникаций рассматривается как компонент Интернет, независимо от ее физических параметров, размеров передаваемых пакетов данных и географического масштаба. На рис. 2 использованы одинаковые обозначения для любых физических сетей, объединенных в сеть Интернет.
SHAPE \* MERGEFORMAT
| СЕТЬ ИНТЕРНЕТ |
| Физическая сеть |
| Физическая сеть |
| Маршрутизатор |
| Маршрутизатор |
| Маршрутизатор |
| Физическая сеть |
| Физическая сеть |
| Физическая сеть |
| Маршрутизатор |
| Маршрутизатор |
| Хост |
| Хост |
| Хост |
| Хост |
| Хост |
Рис. 2 Внутренняя структура сети Интернет
Универсальная сеть Интернет строится на основе семейства протоколов IP.
Сетевой уровень – основа стека протоколов IP. Именно на этом уровне реализуется принцип межсетевого соединения, в частности маршрутизация пакетов по сети Интернет. Протокол IP – основной протокол сетевого уровня, позволяющий реализовывать межсетевые соединения. Протокол IP определяет базовую единицу передачи данных в сети Интернет. Программное обеспечение уровня IP выполняет функции маршрутизации, выбирая путь данных по соединениям физических сетей. Для определения маршрута поддерживаются специальные таблицы; выбор осуществляется на основе адреса сети, к которой подключен компьютер-адресат. Протокол IP определяет маршрут отдельно для каждого пакета данных. Он задает непосредственное отображение данных на нижний физический уровень передачи и реализует тем самым высокоэффективную доставку пакетов.
Терминология.
В технической литературе используется три основных термина для обозначения технологии передачи речи по сетям с пакетной коммутацией на базе протокола IP (Internet Protocol):
- IP- телефония (IP Telephony);
- голос по IP-сетям (Voice over IP-VoIP);
- Интернет-телефония (Internet Telephony).
Хотя терминология в области IP-телефонии не устоялась окончательно, попробуем все-таки внести некоторую ясность.
Под IP-телефонией будем понимать технологию, позволяющую использовать любую сеть с пакетной коммутацией на базе протокола IP (например, сеть Интернет) в качестве средства организации и ведения международных, междугородных и местных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени.
За рубежом технология передачи голосовой информации с использованием протокола IP имеет устоявшееся название Voice over IP (VoIP). В отношении сервисов и технологий между IP-телефонией и VoIP нет никакой разницы. Различные производители могут предпочитать один или другой термин либо использовать их в равной степени. С точки же зрения сетевых решений «IP-телефония», безусловно, - термин более содержательный.
Интернет-телефония – это частный случай IP-телефонии, когда в качестве каналов передачи пакетов телефонного трафика либо от абонента к оператору, либо на магистрали (либо на обоих названных участках) используются обычные каналы сети Интернет).
Спор о терминах в области IP-телефонии до сих пор не решен на международном уровне. Так организаторы семинара Международного союза электросвязи (ITU), посвященного IP-телефонии (Женева, 14-16 июня 2000г.), выступила с предложением считать IP-телефонию общим понятием, включающим Интернет-телефонию и VoIP.
IP-телефония – это самостоятельная услуга по передаче голоса, представляющая собой более дешевую альтернативу традиционной телефонии.
IP-телефония – наиболее простая для реализации услуга из пакета услуг, включая передачу данных и видео по протоколу IP. Более того, передача голоса – не самая значительная составляющая этого пакета услуг. IP-телефония будет способствовать повсеместному распространению электронной торговли.
Принципы пакетной передачи речи, их преимущества.
«Классические» телефонные сети основаны на технологии коммутации каналов (рис. 3), которая для каждого телефонного разговора требует выделенного физического соединения. Следовательно, один телефонный разговор представляет собой одно физическое соединение телефонных каналов. Основным недостатком телефонных сетей с коммутацией каналов является неэффективное использование полосы канала – во время пауз в речи канал не несет никакой полезной нагрузки.
Переход от аналогов к цифровым технологиям стал важным шагом для возникновения современных цифровых коммуникационных сетей. Одним из таких шагов в развитии цифровой телефонии стал переход к пакетной коммутации. В сетях пакетной коммутации по каналам связи передаются единицы информации, которые не зависят от физического носителя. Такими единицами могут быть пакеты, кадры или ячейки (в зависимости от протокола), но в любом случае они передаются по разделяемой сети (рис. 4).
В сетях на основе протокола IP все данные – голос, текст, видео, компьютерные программы или информация в любой другой форме – передаются в виде пакетов. Любой компьютер и терминал такой сети имеет свой уникальный IP-адрес, и передаваемые пакеты маршрутизируются к получателю в соответствии с этим адресом, указываемом в заголовке. Данные могут передаваться одновременно между многими пользователями и процессами по одной и той же линии. При возникновении проблем IP-сети могут изменять маршрут для обхода неисправных участков. При этом протокол IP не требует выделенного канала для сигнализации.
Процесс передачи голоса по IP-сети состоит из нескольких этапов.
На первом этапе осуществляется оцифровка голоса. Затем оцифрованные данные анализируются и обрабатываются с целью уменьшения физического объема данных, передаваемых получателю. Как правило, на этом этапе происходит подавление ненужных пауз и фонового шума, а также компрессирование.
На следующем этапе полученная последовательность данных разбивается на пакеты и к ней добавляется протокольная информация – адрес получателя, порядковый номер пакета на случай, если они будут доставлены не последовательно, и дополнительные данные для коррекции ошибок. При этом происходит временное накопление необходимого количества данных для образования пакета до его непосредственной отправки в сеть.
Операторы сетей с пакетной коммутацией получают преимущества, присущие разделяемой инфраструктуре электросвязи по самой ее природе. Проще говоря, они могут продать больше, чем в действительности имеют, основываясь на статистическом анализе работы сети. Поскольку предполагается, что абоненты не будут круглосуточно и ежедневно задействовать всю оплаченную полосу, можно обслужить больше абонентов, не расширяя магистральную инфраструктуру. Оборот и прибыль при этом увеличиваются.
Иными словами, абонент, оплативший полосу 64 кбит/с, использует канал в среднем лишь на 25%. Следовательно, оператор способен продать имеющийся у него ресурс в четыре раза большему числу пользователей, не перегружая свою сеть. Такой сценарий выгоден обеим сторонам – и клиенту, и продавцу, - поскольку оператор увеличивает свои доходы и уменьшает абонентскую плату за счет снижения издержек. Это выигрышное решение уже признано в мире передачи данных, а теперь начинает использоваться и на рынке телефонии.
Полоса пропускания напрямую зависит от загруженности сети Интернет пакетами, содержащими данные, голос, графику и т.д., а значит, задержки при прохождении пакетов могут быть самыми разными. При использовании выделенных каналов исключительно для голосовых пакетов можно гарантировать фиксированную (или почти фиксированную) скорость передачи. Ввиду широкого распространения сети Интернет особый интерес вызывает реализация системы Интернет-телефонии, хотя следует признать, что в этом качество телефонной связи оператором не гарантируется.
Для того, чтобы осуществить междугородную (международную) связь с помощью телефонных серверов, организация или оператор услуги должны иметь по серверу в тех местах, куда и откуда планируются звонки. Стоимость такой связи на порядок меньше стоимости телефонного звонка по обычным телефонным линиям. Особенно велика эта разница для международных переговоров.
Общий принцип действия телефонных серверов Интернет-телефонии таков: с одной стороны, сервер связан с телефонными линиями и может соединиться с любым телефоном мира. С другой стороны, сервер с Интернетом и может связаться с любым компьютером в мире. Сервер принимает стандартный телефонный сигнал, оцифровывает его (если он исходно не цифровой), значительно сжимает, разбивает на пакеты и отправляет через Интернет по назначению с использованием протокола IP. Для пакетов, приходящих из сети на телефонный сервер и уходящих в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке. Обе составляющие операции (вход сигнала в телефонную сеть и его выход из телефонной сети) происходит практически одновременно, что позволяет обеспечить полнодуплексный разговор.
Поскольку оператор представляет некоторый сервис и берет за него деньги, он обязан гарантировать его качество. Даже если клиент согласен (хотя в условиях жесткой конкуренции на рынке телекоммуникаций это маловероятно) время от времени мириться с не очень высоким уровнем качества, он может предъявить претензии в случае серьезных или длительных проблем. Как бы то ни было, оператор вынужден следить за качеством предоставляемых услуг, для чего в случае их масштабного предоставления ему требуется соответствующая аппаратура и программное обеспечение, которое достаточно дорого и имеется не во всех точках сети.
С точки зрения масштабируемости IP-телефония представляется вполне законченным решением. Во-первых, поскольку соединение на базе протокола IP может начинаться (и заканчиваться) в любой точке сети от абонента до магистрали. Соответственно, IP-телефонию в сети можно вводить участок за участком, что, кстати, на руку и с точки зрения миграции. Для решения IP-телефонии характерна определенная модульность: количество и мощность различных узлов – шлюзов, gatekeeper («привратников» - так в терминологии VoIP именуются серверы обработки номерных планов) – можно наращивать практически независимо, в соответствии с текущими потребностями.
II. История развития IP-телефонии.
Существует мнение, что концепция передачи голоса по сети с помощью персонального компьютера зародилась в Университете штата Иллинойс (США). В 1993г. Чарли Кляйн выпустил в свет первую программу для передачи голоса по сети с помощью персонального компьютера Maven. Одновременно одним из самых популярных мультимедийных приложений в сети стала программа видеоконференций CU-SeeMe для компьютеров Macintosh (Mac), разработанная в Корнельском университете.
В апреле 1994г. во время полета космического челнока Endeavor Американское агенство по аэронавтике NASAпередало на Землю его изображение с помощью программы CU-SeeMe. Одновременно, используя программу Maven, попробовали передавать и звук. Полученный сигнал из Льюисовского исследовательского центра поступил на компьютер Mac., соединенный с Интернет, и любой желающий мог услышать голоса астронавтов. Потом одну программу встроили в другую, и появился вариант CU-SeeMe с полными функциями аудио и видео как для Мас, так и для персональных компьютеров (РС).
В феврале 1995г. израильская компания VocalTec предложила первую версию программы Internet Phone, разработанную для владельцев мультимедийных РС, работающих под операционной системой Windows. Это стало важной вехой в развитии Интернет-телефонии. VocalTec надеялась использовать очень популярные (текстовые) каналы Internet Relay Chat (IRC) в качестве двустороннего средства общения между людьми, имеющими сходные интересы.
В том же 1995г. другие компании очень быстро оценили перспективы, которые открывала возможность разговаривать, находясь в разных полушариях и не платя при этом за международные звонки. На рынок обрушился поток продукции, предназначенной для телефонии через сеть Интернет.
В сентябре того же года в розничной продаже появилась первая из таких программ – DigiPhone, разработанная небольшой компанией в Далласе (штат Техас), которая предложила «дуплексные» возможности, позволяя говорить и слушать одновременно. Вот в этот момент и родилась привлекательная для абонентов настоящая интерактивная связь.
В марте 1996г. произошло еще одно памятное событие. Тогда было объявлено о совместном проекте под названием “Internet Telephone Gateway” двух компаний: уже известной нам VocalTec и крупнейшего производителя программного обеспечения для компьютерной телефонии Dialogic. Целью было научить работать через Интернет обычный телефонный аппарат, для чего между сетью Интернет и ТфОП устанавливался специализированный шлюз. Последний получил название VTG (VocalTec Telephone Gateway) и представлял собой специализированную программу, которая использовала голосовые платы Dialogic как интерфейс с обычными телефонными линиями. Многоканальные голосовые платы позволяли, во-первых, одной системе VTG поддерживать до восьми независимых телефонных разговоров через сеть Интернет, а во-вторых, убрали проблему адресации, взяв на себя преобразование обычных телефонных номеров в IP-адреса (и обратно). Для разговора одного пользователя в том продукте достаточно было ширины полосы канала порядка 11 кбит/с (у современных продуктов бывает другой). Вот так возможность высокого уплотнения канала и малая стоимость связи создали предпосылки для коренных изменений телекоммуникационного мира.
К настоящему времени уже сотни компаний предложили свои коммерческие решения для IP-телефонии. Одновременно практически все крупные телекоммуникационные компании, использующие традиционные средства для организации телефонных переговоров, почувствовав угрозу рынку предоставляемых ими услуг, начали интенсивные исследования с целью оценки ее реальности и масштаба.
Прогресс внедрения технологии IP-телефонии характеризуют следующие цифры. В 1996г. IP-телефония за один год выросла на 997% (от оцененного в 1,8 миллионов долл. рынка), но в 1997г. объем рынка оборудования, программного обеспечения и услуг IP-телефонии оценен уже в 210 млн.долл. Доходы от предоставления услуг телефонной и факсимильной связи в IP-сетях составили 123 млн.долл. Хотя голосовой трафик IP-телефонии составляет менее 1% от всех междугородных и международных звонков, рынок Интернет-телефонии в 1999 г. достиг 560 миллионов долл.
Стоит упомянуть о некоторых прогнозах развития рынка IP-телефонии. Их делают многие известные аналитические компании. Прогнозы по большей части оптимистические.
С уверенностью можно сказать, что IP-телефония в ближайшее время не станет полноценной альтернативной традиционной телефонии, но сможет занять определенное место особенно в корпоративном сегменте, где в полной мере проявит свое истинное преимущество – возможность сопровождения телефонными переговорами потока данных в едином канале связи. Сеансы одновременной работы с одной и той же информацией в корпоративных сетях, видеоконференции, Интернет-коммерция в режиме «он-лайн» - вот где IP-телефония несомненно займет достойное положение даже с пониженным качеством речи, поскольку основную смысловую нагрузку в этих случаях будет нести информация на дисплее компьютера или видеоэкране. При этом полностью используются преимущества мультимедийной связи: оперативность и эффективность делового общения, экономия канальных ресурсов времени. При этом IP-телефония выступает в качестве вспомогательного средства коммуникации, дополняющего передачу данных, видеоизображения, Web-страниц.
Вид соединения по IP-телефонии.
«от телефона к телефону» (рис. 5). Вызов идет с обычного телефонного аппарата к АТС, на один из выходов которой подключен шлюз IP-телефонии, и через IP-сеть доходит до другого шлюза, который осуществляет обратные преобразования.
III. Преимущества использования IP-телефонии.
Конечный пользователь IP-телефонии не только сохранит имеющиеся преимущества телефонной сети общего пользования, которые включают широкий диапазон услуг, простоту использования, надежность и качество голоса, но и получит следующие дополнительные преимущества:
- более низкие цены на традиционные услуги телефонной связи;
- IP-телефония одновременно поддерживает голос и данные, удовлетворяя требованиям конвергенции. Это означает, что клиенты получат дополнительные преимущества от экономии в развитии, возможные за счет использования единой сети, а также за счет того, что объемы трафика и шаблоны быстро сменяются от данных к голосу и наоборот и это защищает клиента;
- феноменальная мобильность пользователя, которую обеспечивает сеть IP-телефонии: звонки и факсы автоматически перенаправляются в любую точку мира, пользователи будут иметь доступ к одному и тому же набору услуг вне зависимости от того, где и как они подключаются к сети. Эта распределенная архитектура обеспечивает прекрасную гибкость и делает возможным отсутствие привязки к месту предоставления услуги;
- новый набор устройств доступа, от традиционных телефонов и факсов до компьютеров;
- доступ к новым услугам (голосовая почта, конференцсвязь, передача факса и др.) через открытый интерфейс архитектуры на базе IP, что обеспечивает совместимость для широкого спектра разработчиков приложений;
- возможность настройки набора услуг;
- простота оплаты услуг IP-телефонии (обычно с помощью предоплаченных телефонных карточек);
- простота контроля пользователем состояния его расчетного счета (через сеть Интернет).
Наряду с провайдером IP-телефонии Интернет-провайдеры также могут занять определенную нишу на рынке услуг IP-телефонии, так как существующая у них IP-инфраструктура дает хорошие возможности для внедрения услуг голосовой связи. Необходимые для этого аппаратные и программные средства можно устанавливать поэтапно. Интернет-провайдеры уже имеют точки присутствия, связанные с коммутаторами мустных провайдеров и операторов сети общего пользования.
Для Интернет-провайдеров услуга Интернет-телефонии обеспечивает следующие преимущества:
- сбережение капитальных вложений за счет использования открытых компьютерных платформ;
- снижение эксплуатационных расходов как результат предоставления разнообразия услуг на единой сети;
открытая среда разработчика услуги означает более конкурентную, а следовательно менее дорогую разработку новых услуг;
- множество услуг можеIPIPт быть доступно через единственный канал с пользователем, что означает больше услуг 9прибыли) в расчете на одного пользователя.
Операторы «классических» телефонных сетей настороженно отнеслись к появлению IP-телефонии, так как передача речи по IP-сетям неизбежно вынуждает их снижать тарифы на междугородные и международные разговоры, что приведет к прямому сокращению их доходов. Так, финансовые службы США обещают убытки крупнейшего поставщика традиционного телефонного сервиса – компании АТ&Т от 620 до 950 миллионов долларов на международных звонках от потери доли рынка в пользу средств IP-телефонии.
С появление IP-телефонии в рядах операторов дальней связи началась легкая паника, которая вызвала первое и вполне логичное желание вытеснить с рынка появившихся конкурентов с помощью известных лоббистских приемов, позволяющих оказывать давление на национальные администрации связи с целью ограничения лицензирования, а также с помощью повышения платы за доступ в Интернет. Некоторые американские операторы, например, пытались добиться запрета IP-телефонии через Федеральную комиссию связи, однако ввиду потенциального ущемления прав потребителей все это успеха не имело.
В результате традиционные телефонисты вынуждены были сами заняться IP-технологиями и, надо отдать им должное, довольно быстро преуспели в этом, используя IP-решения как минимум для создания резервных каналов для пропуска трафика на случай перегрузок или аварий, что позволило получать им дополнительную прибыль. Одновременно в настоящее время проектируются универсальные магистральные IP-сети, которые в будущем должны не то чтобы заменить традиционные телефонные сети, но существенно их дополнить услугами передачи данных, видео и мультимедиа.
Тем временем оказалось, что, к сожалению, IP-телефония, не приводит к многократной экономии средств операторов, вкладываемых в передачу голосового трафика на дальние расстояния, как это на первый взгляд может показаться при анализе деятельности сегодняшних компаний, предоставляющих эти услуги. И камнем преткновения здесь является все то же качество передачи речи. В результате сегодня IP-технологии с успехом успешно применяются для создания выделенных мультисервисных корпоративных сетей связи. Интернет, в котором работают миллионы пользователей – гарантировать высокое качество передачи речевого трафика не берется никто. Ведь передача речи весьма чувствительна к задержкам.
Крупные коммутационные операторы, обслуживающие тысячи и сотни тысяч клиентов, вынуждены вкладывать для достижения качества, достойного их имени, такие средства, какие мало уступают инвестициям для создания традиционной сетевой инфраструктуры. Речевой трафик множества абонентов нужно где-то собрать, преобразовать его. Для гарантии качества вместо каналов общедоступного Интернета нужны выделенные магистральные каналы (хотя и уплотненные с помощью технологии IP-телефонии) во все требуемые регионы страны, нужна более мощная местная телефонная сеть в местах установки шлюза или требуется установка нескольких шлюзов (для этого нужно вкладывать в местную ТфОП соответствующие инвестиции) и многое другое. Именно так работают сегодня серьезные поставщики услуг IP-телефонии. Таким образом, для крупных операторов IP-телефония сегодня – это способ более эффективно использовать существующий сетевой ресурс и возможность предоставления своим клиентам современного спектра дополнительных услуг (голосовая почта, конференцсвязь, поиск номеров, контроль за расчетами и многое другое), которые не реализуемы в традиционной телефонной сети, и за счет которых оператор может получить дополнительную прибыль.
IV. Показатель качества IP-телефонии.
Традиционные телефонные сети коммутируют электрические сигналы с гарантированной полосой пропускания, достаточной для передачи сигналов голосового спектра. При фиксированной пропускной способности передаваемого сигнала цена единицы времени связи зависит от удаленности и расположения точек вызова и места ответа.
IP-телефония является одной из областей передачи данных, где важна динамика передачи сигнала, которая обеспечивается современными методами кодирования и передачи информации, а также увеличением пропускной способности каналов, что приводит к возможности успешной конкуренции IP-телефонии с традиционными телефонными сетями.
Основными составляющими качества IP-телефонии являются:
- Качество речи, которое включает:
* диалог – возможность пользователя связываться и разговаривать с другим пользователем в реальном времени и полнодуплексном режиме;
* разборчивость – чистота и тональность речи;
* эхо – слышимость собственной речи;
* уровень – громкость речи.
- Качество сигнализации, включающее:
* установление вызова – скорость успешного доступа и время установления соединения;
* завершение вызова – время отбоя и скорость разъединения;
*DTMF – определение и фиксация сигналов многочастотного набора номера.
Задержка.
Задержка создает неудобство при ведении диалога, приводит к перекрытию разговоров и возникновению эхо. Эхо возникает в случае, когда отраженный речевой сигнал вместе с сигналом от удаленного конца возвращается опять в ухо говорящего. Эхо становится трудной проблемой, когда задержка в петле передачи больше, чем 50мс. Так как эхо является проблемой качества, системы с пакетной коммутацией речи должны иметь возможность управлять эхо и использовать методы эхоподавления.
Время задержки при передаче речевого сигнала можно отнести к одному из трех уровней:
Первый уровень до 200мс – отличное качество связи. Для сравнения, в телефонной сети общего пользования допустимы задержки до 150-200мс;
Второй уровень до 400 мс – считается хорошим качеством связи. Но если сравнивать с качеством связи по сетям ТфОП, то разница будет видна. Если задержки постоянно удерживается на верхней границе 2-го уровня (400мс), то не рекомендуется использовать эту связь для деловых переговоров;
Третий уровень до 700 мс – считается приемлемым качеством связи для ведения неделовых переговоров. Такое качество связи возможно также при передаче пакетов по спутниковой связи.
Организационные аспекты обеспечения параметров качества IP-телефонии.
Многие компании не имеют ресурсов или опыта управления сетью из конца в конец, поэтому они часто обращаются к сервис-провайдерам (первичным провайдерам) за услугами глобальных сетей. В прошлом провайдерам было достаточно поддерживать постоянную работоспособность своих сетей, чтобы абоненты могли передавать и получать информацию, когда им необходимо.
Но распределением приложений реального времени, и, в частности, Интернет-телефонии, провайдеры все чаще сталкиваются с тем, что для сохранения своего бизнеса и привлечения клиентов им необходимо принять специальные меры для этих типов информационных потоков.
Один из способов сделать это – заключение соглашений об уровне сервиса (Servise Level Agreement, SLA), т.е. контрактов, где четко указано, какого уровня доступность, сервисы и цены ожидает получить заказчик. В таком соглашении сервис-провайдеры должны гарантировать срок бессбойной работы и длительность задержки в конкретное время суток для конкретных видов приложений. Оно также может содержать информацию о доступности пользовательского соединения.
Качество услуг может являться ключевым дифференцирующим фактором между сервис-провайдерами в их борьбе за клиентуру. SLA представляют собой один из способов предложить определенный стандарт обслуживания, опираясь на который заказчики могли бы реализовать доставку трафика реального времени.
V. Система расчетов за услуги IP-телефонии биллинга и менеджмента.
Исходя из общих принципов реализации сети IP-телефонии ее пользователи должны получать те же услуги, что и при использовании традиционной телефонной связи. Однако использование IP-сети в качестве транспортной архитектуры позволяет провайдерам предоставлять пользователям целый набор услуг, основанных на протоколе IP (передача данных, факсимильных сообщений, электронной почты, видео и др.). Особенности предоставления услуг IP-телефонии и других видов IP-услуг выдвигают специфические требования к организации биллинга и менеджмента пользователей.
Таким образом, реализация IP-телефонии требует нового подхода к построению систем менеджмента и биллинга. Провайдеры должны иметь такие системы, которые обеспечат комплексные возможности в реальном масштабе времени, неограниченную гибкость и масштабируемость для менеджмента и ускоренного внедрения мультисервисных IP-услуг (рис. 6). Это позволит им быстро разрабатывать новые услуги, снижать тарифы, эффективно управлять пользователями и осуществлять расчетные операции при сохранении достаточной гибкости в ответ на изменяющиеся требования рынка и запросы потребителей.
Работа в реальном масштабе времени.
При традиционной телефонной связи программное обеспечение, которое выполняет расчеты за использование услугами телефонной связи, не имеет непосредственного контакта с абонентом во время разговора. Детальная информация о вызовах (CDR) поступает от телефонных станций в течение месяца и только в конце месяца (или расчетного периода) вся собранная информация о вызовах передается в биллинг-систему.
Этот метод расчетов за услуги связи не проходит для рынка услуг IP-телефонии, который часто не регулируется и чрезвычайно конкурентный. Провайдеры IP-телефонии должны иметь возможность следить за любым действием каждого заказчика и информация о них должна поступить не в конце месяца
II. История развития IP-телефонии.
Существует мнение, что концепция передачи голоса по сети с помощью персонального компьютера зародилась в Университете штата Иллинойс (США). В 1993г. Чарли Кляйн выпустил в свет первую программу для передачи голоса по сети с помощью персонального компьютера Maven. Одновременно одним из самых популярных мультимедийных приложений в сети стала программа видеоконференций CU-SeeMe для компьютеров Macintosh (Mac), разработанная в Корнельском университете.
В апреле 1994г. во время полета космического челнока Endeavor Американское агенство по аэронавтике NASAпередало на Землю его изображение с помощью программы CU-SeeMe. Одновременно, используя программу Maven, попробовали передавать и звук. Полученный сигнал из Льюисовского исследовательского центра поступил на компьютер Mac., соединенный с Интернет, и любой желающий мог услышать голоса астронавтов. Потом одну программу встроили в другую, и появился вариант CU-SeeMe с полными функциями аудио и видео как для Мас, так и для персональных компьютеров (РС).
В феврале 1995г. израильская компания VocalTec предложила первую версию программы Internet Phone, разработанную для владельцев мультимедийных РС, работающих под операционной системой Windows. Это стало важной вехой в развитии Интернет-телефонии. VocalTec надеялась использовать очень популярные (текстовые) каналы Internet Relay Chat (IRC) в качестве двустороннего средства общения между людьми, имеющими сходные интересы.
В том же 1995г. другие компании очень быстро оценили перспективы, которые открывала возможность разговаривать, находясь в разных полушариях и не платя при этом за международные звонки. На рынок обрушился поток продукции, предназначенной для телефонии через сеть Интернет.
В сентябре того же года в розничной продаже появилась первая из таких программ – DigiPhone, разработанная небольшой компанией в Далласе (штат Техас), которая предложила «дуплексные» возможности, позволяя говорить и слушать одновременно. Вот в этот момент и родилась привлекательная для абонентов настоящая интерактивная связь.
В марте 1996г. произошло еще одно памятное событие. Тогда было объявлено о совместном проекте под названием “Internet Telephone Gateway” двух компаний: уже известной нам VocalTec и крупнейшего производителя программного обеспечения для компьютерной телефонии Dialogic. Целью было научить работать через Интернет обычный телефонный аппарат, для чего между сетью Интернет и ТфОП устанавливался специализированный шлюз. Последний получил название VTG (VocalTec Telephone Gateway) и представлял собой специализированную программу, которая использовала голосовые платы Dialogic как интерфейс с обычными телефонными линиями. Многоканальные голосовые платы позволяли, во-первых, одной системе VTG поддерживать до восьми независимых телефонных разговоров через сеть Интернет, а во-вторых, убрали проблему адресации, взяв на себя преобразование обычных телефонных номеров в IP-адреса (и обратно). Для разговора одного пользователя в том продукте достаточно было ширины полосы канала порядка 11 кбит/с (у современных продуктов бывает другой). Вот так возможность высокого уплотнения канала и малая стоимость связи создали предпосылки для коренных изменений телекоммуникационного мира.
К настоящему времени уже сотни компаний предложили свои коммерческие решения для IP-телефонии. Одновременно практически все крупные телекоммуникационные компании, использующие традиционные средства для организации телефонных переговоров, почувствовав угрозу рынку предоставляемых ими услуг, начали интенсивные исследования с целью оценки ее реальности и масштаба.
Прогресс внедрения технологии IP-телефонии характеризуют следующие цифры. В 1996г. IP-телефония за один год выросла на 997% (от оцененного в 1,8 миллионов долл. рынка), но в 1997г. объем рынка оборудования, программного обеспечения и услуг IP-телефонии оценен уже в 210 млн.долл. Доходы от предоставления услуг телефонной и факсимильной связи в IP-сетях составили 123 млн.долл. Хотя голосовой трафик IP-телефонии составляет менее 1% от всех междугородных и международных звонков, рынок Интернет-телефонии в 1999 г. достиг 560 миллионов долл.
Стоит упомянуть о некоторых прогнозах развития рынка IP-телефонии. Их делают многие известные аналитические компании. Прогнозы по большей части оптимистические.
С уверенностью можно сказать, что IP-телефония в ближайшее время не станет полноценной альтернативной традиционной телефонии, но сможет занять определенное место особенно в корпоративном сегменте, где в полной мере проявит свое истинное преимущество – возможность сопровождения телефонными переговорами потока данных в едином канале связи. Сеансы одновременной работы с одной и той же информацией в корпоративных сетях, видеоконференции, Интернет-коммерция в режиме «он-лайн» - вот где IP-телефония несомненно займет достойное положение даже с пониженным качеством речи, поскольку основную смысловую нагрузку в этих случаях будет нести информация на дисплее компьютера или видеоэкране. При этом полностью используются преимущества мультимедийной связи: оперативность и эффективность делового общения, экономия канальных ресурсов времени. При этом IP-телефония выступает в качестве вспомогательного средства коммуникации, дополняющего передачу данных, видеоизображения, Web-страниц.
Вид соединения по IP-телефонии.
«от телефона к телефону» (рис. 5). Вызов идет с обычного телефонного аппарата к АТС, на один из выходов которой подключен шлюз IP-телефонии, и через IP-сеть доходит до другого шлюза, который осуществляет обратные преобразования.
III. Преимущества использования IP-телефонии.
Конечный пользователь IP-телефонии не только сохранит имеющиеся преимущества телефонной сети общего пользования, которые включают широкий диапазон услуг, простоту использования, надежность и качество голоса, но и получит следующие дополнительные преимущества:
- более низкие цены на традиционные услуги телефонной связи;
- IP-телефония одновременно поддерживает голос и данные, удовлетворяя требованиям конвергенции. Это означает, что клиенты получат дополнительные преимущества от экономии в развитии, возможные за счет использования единой сети, а также за счет того, что объемы трафика и шаблоны быстро сменяются от данных к голосу и наоборот и это защищает клиента;
- феноменальная мобильность пользователя, которую обеспечивает сеть IP-телефонии: звонки и факсы автоматически перенаправляются в любую точку мира, пользователи будут иметь доступ к одному и тому же набору услуг вне зависимости от того, где и как они подключаются к сети. Эта распределенная архитектура обеспечивает прекрасную гибкость и делает возможным отсутствие привязки к месту предоставления услуги;
- новый набор устройств доступа, от традиционных телефонов и факсов до компьютеров;
- доступ к новым услугам (голосовая почта, конференцсвязь, передача факса и др.) через открытый интерфейс архитектуры на базе IP, что обеспечивает совместимость для широкого спектра разработчиков приложений;
- возможность настройки набора услуг;
- простота оплаты услуг IP-телефонии (обычно с помощью предоплаченных телефонных карточек);
- простота контроля пользователем состояния его расчетного счета (через сеть Интернет).
Наряду с провайдером IP-телефонии Интернет-провайдеры также могут занять определенную нишу на рынке услуг IP-телефонии, так как существующая у них IP-инфраструктура дает хорошие возможности для внедрения услуг голосовой связи. Необходимые для этого аппаратные и программные средства можно устанавливать поэтапно. Интернет-провайдеры уже имеют точки присутствия, связанные с коммутаторами мустных провайдеров и операторов сети общего пользования.
Для Интернет-провайдеров услуга Интернет-телефонии обеспечивает следующие преимущества:
- сбережение капитальных вложений за счет использования открытых компьютерных платформ;
- снижение эксплуатационных расходов как результат предоставления разнообразия услуг на единой сети;
открытая среда разработчика услуги означает более конкурентную, а следовательно менее дорогую разработку новых услуг;
- множество услуг можеIPIPт быть доступно через единственный канал с пользователем, что означает больше услуг 9прибыли) в расчете на одного пользователя.
Операторы «классических» телефонных сетей настороженно отнеслись к появлению IP-телефонии, так как передача речи по IP-сетям неизбежно вынуждает их снижать тарифы на междугородные и международные разговоры, что приведет к прямому сокращению их доходов. Так, финансовые службы США обещают убытки крупнейшего поставщика традиционного телефонного сервиса – компании АТ&Т от 620 до 950 миллионов долларов на международных звонках от потери доли рынка в пользу средств IP-телефонии.
С появление IP-телефонии в рядах операторов дальней связи началась легкая паника, которая вызвала первое и вполне логичное желание вытеснить с рынка появившихся конкурентов с помощью известных лоббистских приемов, позволяющих оказывать давление на национальные администрации связи с целью ограничения лицензирования, а также с помощью повышения платы за доступ в Интернет. Некоторые американские операторы, например, пытались добиться запрета IP-телефонии через Федеральную комиссию связи, однако ввиду потенциального ущемления прав потребителей все это успеха не имело.
В результате традиционные телефонисты вынуждены были сами заняться IP-технологиями и, надо отдать им должное, довольно быстро преуспели в этом, используя IP-решения как минимум для создания резервных каналов для пропуска трафика на случай перегрузок или аварий, что позволило получать им дополнительную прибыль. Одновременно в настоящее время проектируются универсальные магистральные IP-сети, которые в будущем должны не то чтобы заменить традиционные телефонные сети, но существенно их дополнить услугами передачи данных, видео и мультимедиа.
Тем временем оказалось, что, к сожалению, IP-телефония, не приводит к многократной экономии средств операторов, вкладываемых в передачу голосового трафика на дальние расстояния, как это на первый взгляд может показаться при анализе деятельности сегодняшних компаний, предоставляющих эти услуги. И камнем преткновения здесь является все то же качество передачи речи. В результате сегодня IP-технологии с успехом успешно применяются для создания выделенных мультисервисных корпоративных сетей связи. Интернет, в котором работают миллионы пользователей – гарантировать высокое качество передачи речевого трафика не берется никто. Ведь передача речи весьма чувствительна к задержкам.
Крупные коммутационные операторы, обслуживающие тысячи и сотни тысяч клиентов, вынуждены вкладывать для достижения качества, достойного их имени, такие средства, какие мало уступают инвестициям для создания традиционной сетевой инфраструктуры. Речевой трафик множества абонентов нужно где-то собрать, преобразовать его. Для гарантии качества вместо каналов общедоступного Интернета нужны выделенные магистральные каналы (хотя и уплотненные с помощью технологии IP-телефонии) во все требуемые регионы страны, нужна более мощная местная телефонная сеть в местах установки шлюза или требуется установка нескольких шлюзов (для этого нужно вкладывать в местную ТфОП соответствующие инвестиции) и многое другое. Именно так работают сегодня серьезные поставщики услуг IP-телефонии. Таким образом, для крупных операторов IP-телефония сегодня – это способ более эффективно использовать существующий сетевой ресурс и возможность предоставления своим клиентам современного спектра дополнительных услуг (голосовая почта, конференцсвязь, поиск номеров, контроль за расчетами и многое другое), которые не реализуемы в традиционной телефонной сети, и за счет которых оператор может получить дополнительную прибыль.
IV. Показатель качества IP-телефонии.
Традиционные телефонные сети коммутируют электрические сигналы с гарантированной полосой пропускания, достаточной для передачи сигналов голосового спектра. При фиксированной пропускной способности передаваемого сигнала цена единицы времени связи зависит от удаленности и расположения точек вызова и места ответа.
IP-телефония является одной из областей передачи данных, где важна динамика передачи сигнала, которая обеспечивается современными методами кодирования и передачи информации, а также увеличением пропускной способности каналов, что приводит к возможности успешной конкуренции IP-телефонии с традиционными телефонными сетями.
Основными составляющими качества IP-телефонии являются:
- Качество речи, которое включает:
* диалог – возможность пользователя связываться и разговаривать с другим пользователем в реальном времени и полнодуплексном режиме;
* разборчивость – чистота и тональность речи;
* эхо – слышимость собственной речи;
* уровень – громкость речи.
- Качество сигнализации, включающее:
* установление вызова – скорость успешного доступа и время установления соединения;
* завершение вызова – время отбоя и скорость разъединения;
*DTMF – определение и фиксация сигналов многочастотного набора номера.
Задержка.
Задержка создает неудобство при ведении диалога, приводит к перекрытию разговоров и возникновению эхо. Эхо возникает в случае, когда отраженный речевой сигнал вместе с сигналом от удаленного конца возвращается опять в ухо говорящего. Эхо становится трудной проблемой, когда задержка в петле передачи больше, чем 50мс. Так как эхо является проблемой качества, системы с пакетной коммутацией речи должны иметь возможность управлять эхо и использовать методы эхоподавления.
Время задержки при передаче речевого сигнала можно отнести к одному из трех уровней:
Первый уровень до 200мс – отличное качество связи. Для сравнения, в телефонной сети общего пользования допустимы задержки до 150-200мс;
Второй уровень до 400 мс – считается хорошим качеством связи. Но если сравнивать с качеством связи по сетям ТфОП, то разница будет видна. Если задержки постоянно удерживается на верхней границе 2-го уровня (400мс), то не рекомендуется использовать эту связь для деловых переговоров;
Третий уровень до 700 мс – считается приемлемым качеством связи для ведения неделовых переговоров. Такое качество связи возможно также при передаче пакетов по спутниковой связи.
Организационные аспекты обеспечения параметров качества IP-телефонии.
Многие компании не имеют ресурсов или опыта управления сетью из конца в конец, поэтому они часто обращаются к сервис-провайдерам (первичным провайдерам) за услугами глобальных сетей. В прошлом провайдерам было достаточно поддерживать постоянную работоспособность своих сетей, чтобы абоненты могли передавать и получать информацию, когда им необходимо.
Но распределением приложений реального времени, и, в частности, Интернет-телефонии, провайдеры все чаще сталкиваются с тем, что для сохранения своего бизнеса и привлечения клиентов им необходимо принять специальные меры для этих типов информационных потоков.
Один из способов сделать это – заключение соглашений об уровне сервиса (Servise Level Agreement, SLA), т.е. контрактов, где четко указано, какого уровня доступность, сервисы и цены ожидает получить заказчик. В таком соглашении сервис-провайдеры должны гарантировать срок бессбойной работы и длительность задержки в конкретное время суток для конкретных видов приложений. Оно также может содержать информацию о доступности пользовательского соединения.
Качество услуг может являться ключевым дифференцирующим фактором между сервис-провайдерами в их борьбе за клиентуру. SLA представляют собой один из способов предложить определенный стандарт обслуживания, опираясь на который заказчики могли бы реализовать доставку трафика реального времени.
V. Система расчетов за услуги IP-телефонии биллинга и менеджмента.
Исходя из общих принципов реализации сети IP-телефонии ее пользователи должны получать те же услуги, что и при использовании традиционной телефонной связи. Однако использование IP-сети в качестве транспортной архитектуры позволяет провайдерам предоставлять пользователям целый набор услуг, основанных на протоколе IP (передача данных, факсимильных сообщений, электронной почты, видео и др.). Особенности предоставления услуг IP-телефонии и других видов IP-услуг выдвигают специфические требования к организации биллинга и менеджмента пользователей.
Таким образом, реализация IP-телефонии требует нового подхода к построению систем менеджмента и биллинга. Провайдеры должны иметь такие системы, которые обеспечат комплексные возможности в реальном масштабе времени, неограниченную гибкость и масштабируемость для менеджмента и ускоренного внедрения мультисервисных IP-услуг (рис. 6). Это позволит им быстро разрабатывать новые услуги, снижать тарифы, эффективно управлять пользователями и осуществлять расчетные операции при сохранении достаточной гибкости в ответ на изменяющиеся требования рынка и запросы потребителей.
Работа в реальном масштабе времени.
При традиционной телефонной связи программное обеспечение, которое выполняет расчеты за использование услугами телефонной связи, не имеет непосредственного контакта с абонентом во время разговора. Детальная информация о вызовах (CDR) поступает от телефонных станций в течение месяца и только в конце месяца (или расчетного периода) вся собранная информация о вызовах передается в биллинг-систему.
Этот метод расчетов за услуги связи не проходит для рынка услуг IP-телефонии, который часто не регулируется и чрезвычайно конкурентный. Провайдеры IP-телефонии должны иметь возможность следить за любым действием каждого заказчика и информация о них должна поступить не в конце месяца
