Оборудование IP-телефонии

         

Йорка Мартин ван Бюрен отправил


В 1829 году губернатор Нью- Йорка Мартин ван Бюрен отправил президенту США Эндрю Джексону письмо следующего содержания:
Уважаемый господин Президент!
Системе каналов в нашей стране угрожает распространение новой формы транспорта, называемой “железные дороги”. Правительство должно сохранить каналы по следующим причинам.
1) Если суда будут вытеснены железными дорогами, это приведёт к большой безработице.
2) Производители судов сильно пострадают, а поставщики буксирных канатов, кнутов и конной упряжи останутся без средств к существованию.
3) Суда абсолютно необходимы для обеспечения обороны страны.
Эти слова настолько похожи на рекомендации относительно IP-телефонии, услышанные авторами всего лишь два года назад на одном научно-техническом совете, что заставляют удивиться такому совпадению уровней и мотивов в разные времена и в разных странах. Однако технический прогресс определяется не этим, и сегодняшняя IP-телефония обслуживает около двадцати миллионов абонентов во всем мире, а операторские компании постепенно превращают IP-телефонию в индустрию, не зависящую от административно-командных решений. Примером для отечественных операторов может служить компания AT&T, уже применяющая передачу речи по IP-сетям и объявившая о долгосрочном плане перевода всего своего речевого графика дальней связи на платформу IP. В составе совместного глобального проекта AT&T и British Telecom в течение четырех лет создают новую глобальную IP-сеть стоимостью 10 миллиардов долларов, которая будет предоставлять услуги интегрированной передачи речи и данных многонациональным бизнес - абонентам.
А начиналось все отнюдь не так безоблачно. Первая попытка реализовать IP-телефонию была предпринята в 1983 году в Кембридже, Массачусетс. В состав оборудования рабочих станций, закрепленных за отдельными проектами Интернет, была включена так называемая “речевая воронка”, выполнявшая функции цифровизации речи, пакетирования и передачи пакетов через Интернет между офисами Bolt Beranekand Newman (BBN) на Восточном и Западном побережьях США.
С позиций приписываемого А. Эйнштейну высказывания - “открытия делаются тогда, когда все знают, что этого сделать нельзя, а потом появляется кто-то, кто этого не знает и совершает открытие” - те эксперименты 80-х годов относились к первой части данной формулировки. Немногочисленные студенты и энтузиасты IP-телефонии первого поколения были должны использовать на каждом конце одно и то же клиентское программное обеспечение, находиться в режиме подключения к системе в момент вызова, проводить значительную часть времени, терзая регулировки громкости и компрессии в попытках устранить эхо, чтобы получше слышать друг друга. Качество речи портили длинные паузы, вызванные переменной задержкой пакетов, обрезанная речь, получавшаяся в результате выбрасывания пакетов, эхо обратной связи из-за близкого расположения громкоговорителя компьютера и микрофона.
Открытие IP-телефонии как профессиональной технологии совершила израильская компания VocalTec, сумевшая к 1995 году собрать воедино достижения в областях цифровой обработки сигналов (DSP), кодеков, компьютеров и протоколов маршрутизации, чтобы сделать реальными разговоры через Интернет без оглядки на расстояние между абонентами и длительность разговора. О системных аспектах, основных сценариях и алгоритмах IP-телефонии говорится в главах 1 и 2.
Начиная с 1995 года, для IP-телефонии стали использоваться два метода звуковой компрессии - GSM, с близкой к 5:1 степенью компрессии исходного звукового сигнала, и TrueSpeech компании DSP Group, Inc., обеспечивающей коэффициент компрессии 18:1 с малозаметной потерей качества звука при декомпрессии. Это обсуждается в главе 3 данной книги. Там же рассматриваются аудио-стандарты G.7xx, включенные в рекомендованный Международным союзом электросвязи (ITU-T) “зонтичный” стандарт Н.323, которому целиком посвящены главы 5 и 6. Другие концептуальные подходы и стандартные протоколы IP-телефонии SIP, MGCP и MEGACO рассмотрены в главах 7, 8 и 9, соответственно.
В дополнение к алгоритмам компрессии/декомпрессии выборок речи и стандартным протоколам, IP-телефония занимается техникой борьбы с задержками в Интернет.


Пакеты могут следовать к месту назначения по разным путям и могут не все поступить к месту сборки вовремя и в надлежащем порядке. Если бы это были обычные данные, то запоздавшие или поврежденные пакеты можно было бы просто отбросить, а протокол контроля ошибок в рабочей станции запросил бы повторную передачу этих пакетов. Но такая концепция не может быть принята для пакетов, содержащих компрессированную речь, без опасности значительного ухудшения качества разговоров, которые, разумеется, должны происходить в реальном времени. Только если отбрасывается небольшой процент пакетов, скажем, 15%, пользователи на каждом конце могут не заметить пробелов в разговоре. Когда потеря пакетов достигает 20%, качество разговора ощутимо ухудшается. Общему анализу протоколов Интернет для IP-телефонии посвящена глава 4, а проблемы качества обслуживания (QoS) для IP-телефонии рассматриваются в главе 10.
Изделия для современной IP-телефонии предоставляют множество функциональных возможностей и позволяют решить проблемы качества передачи речи, что и обеспечивает рост коммерчески привлекательных и высококачественных услуг IP-телефонии. Выигрыш от использования компьютера для телефонной связи - по отношению к обычному телефону - заключается в том, что пользователь получает преимущества услуг интегрированной передачи речи и данных. Наиболее общие функциональные возможности, встречающиеся в широком спектре изделий IP-телефонии, рассматриваются в заключительной, 11 главе книги. В этой главе излагаются некоторые принципы и идеи отечественной платформы Протей, реализующей самые современные услуги IP-телефонии применительно к условиям Взаимоувязанной сети связи России.
Впрочем, относительно современности обольщаться не следует ни авторам, ни читателям. Мы имеем дело с новой, бурно развивающейся областью, идеи и изделия появляются с ошеломляющей частотой, и самым трудным для авторов при подготовке книги было поставить точку.
В том, что это, в конце концов, удалось, заслуга тех, кто поддерживал авторов и помогал им советами, информацией и просто созданием стимулирующей атмосферы, в первую очередь - В.А.Соколова, Ю.В. Аксенова, А.Е. Кузнецова, В.Д. Кадыкова, а также студентов Санкт-Петербургского университета телекоммуникаций им. проф. М.А.Бонч-Бруевича - А.Б.Гольдштейна, В.В. Саморезова, С.Б. Шурыгиной. Результат всех этих усилий перед читателем.
Замечания и предложения по материалам книги просьба направлять по адресу nio1@loniis.spb.ru, а информацию о других книгах и разработках можно найти нa Web-сайте www.loniis.ru.

Содержание раздела