IP-телефония и передача факсов по IP-сетям.

IP-телефония - голосовая телефонную связь между удаленными абонентами с использованием сетей передачи данных, рабо­тающих по протоколу IP.

В традиционных телефонных сетях цифровой канал для абонента предостав­ляет полосу по 64 (56) Кбит/с в каждом направлении. Такая большая (по мер­кам передачи данных при удаленном доступе) полоса требуется из-за принятого в телефонии простейшего способа кодирования — ИКМ (РСМ). Применение адаптивной дельтамодуляции АДИКМ (ADPCM) позволяет сократить поток до 16 Кбит/с, но для сетей передачи данных (учитывая неопределенность задерж­ки и колебания нагрузки) и этот поток трудно выдержать в течение длительного времени. Современные алгоритмы сжатия, реализуемые на достаточно мощных процессорах, позволяют сжимать речевой сигнал до полосы 4-8 Кбит/с с при­емлемым качеством. Такой поток уже можно передавать по обычным IP-сетям, что и реализуется в IP-телефонии.

Аудиокодек для IP-телефонии должен решать довольно сложную задачу — обеспечить значительное сжатие и формировать пакеты данных небольшого раз­мера, а алгоритм упаковки-распаковки должен быть устойчивым к потере от­дельных пакетов. Кодер должен отслеживать текущее состояние сигнала и выбирать соответствующий метод представления данного фрагмента. Деко­дер из простого ЦАП, применяемого при РСМ, превращается в синтезатор, воссоздающий аудиосигнал из принятого (возможно, и неполного) потока пакетов. В результате всех этих ухищрений удается из исходного равномерного потока 64 Кбит/с получить не­равномерный поток кадров со средней скоростью 4-8 Кбит/с, который нор­мально проходит через большинство сетей. Проще всего организовать IP-телефон между парой пользователей ПК, име­ющих доступ к Интернету. Для этого достаточно каждый ПК снабдить обычной звуковой картой с наушниками (колонками) и микрофо­ном. Здесь все задачи могут решаться чисто программно — от звуковых карт требуются только функции обычного кодека в полнодуплексном режи­ме. Анализ равномерного цифрового потока и упа­ковка его в кадры, а также обратное декодирование для современных процессо­ров не является особо обременительной задачей. Существует ряд программных продуктов, обеспечиваю­щих связь между пользователями ПК.

Однако IP-телефония не ограничивается только диалогами между пользо­вателями ПК — существуют специальные шлюзы для связи с традиционными телефонными сетями и отдельными телефонами. Задачи шлюза несколько слож­нее — кроме установления соединения и передачи собственно речи он должен отрабатывать систему сигнализации телефонной системы и преобразовывать ее сигналы в протокольные сообщения IP-телефонии (и обратно). С традици­онной телефонией шлюз может контактировать двояко: к нему могут подклю­чаться телефонные аппараты, и он может подключаться к одной или несколь­ким линиям обычной телефонной сети (местной или городской). На рис. 10.12 изображена сеть с парой шлюзов, установленных в разных городах (странах) и подключенных к общей сети (Интернету). Здесь абоненты с обыч­ных телефонов, связанных со шлюзами, могут общаться между собой без опла­ты междугородных переговоров. Более того, абоненты телефонных сетей, под­ключенных к шлюзам, могут связываться между собой. Естественно, воз­можны и связи между «городскими» абонентами и абонентами, подключенны­ми прямо к шлюзам. ПК-пользователи также могут «звонить» через шлюз, зная его IP-адрес. IP-телефония через шлюзы стала конкурировать с традиционной телефонией, вызывая споры на технические, экономические и правовые темы. На рисунке видно, как трафик проходит «мимо кассы» междугородной теле­фонной сети. Главный козырь IP-телефонии — низкая себестоимость разгово­ров, а потому и тарифы значительно более низкие, чем международные и меж­дугородные телефонные. Однако шлюзы являются довольно дорогими и слож­ными устройствами, которые исполняются как в виде ПК с дополнительными платами адаптеров, так и в виде специализированных устройств. На рисунке показаны и два узла, подключающихся к сети непосредственно: один на базе ПК, другой — специальный IP-телефон.

Для ПК выпускают платы шлюзовых адаптеров, как правило, на 2 или 4 пор­та с гнездами RJ-11. В многоканальных системах сжатие обычно выполняется специализиро­ванными сигнальными процессорами — мощности одного универсального (х86) центрального процессора может и не хватить. Связь с сетью передачи данных обеспечивается стандартной сетевой картой или адаптером интерфейса глобаль­ных сетей. Программное обеспечение шлюзов должно работать в среде ОС, от которой требуется «умение» работать в режиме реального времени и, конечно же, устойчивость (шлюз не должен «падать»). Шлюзы выполняют на базе ПК как настольного исполнения, так и промышленного (архитектуры микро-РС, с шиной Compact-PCI и т. п.). Специализированные устройства-шлюзы внешне выглядят как обычные сетевые концентраторы и имеют либо фиксированный набор портов, либо модульную конструкцию, комплектуемую по необходимос­ти. В принципе шлюзы с достаточным количеством портов могут выступать и в роли УАТС или малых АТС, но для этой роли они все-таки имеют слишком вы­сокую стоимость портов. IP-телефонный аппарат внешне выглядит как много­функциональный кнопочный телефон с дисплеем — микрокомпьютер с сетевым ПО много места не занимает.

Телефонные порты имеют кодеки G.711, схемы поддержки аналоговой телефонной сигнализации и сигнальный процессор, обеспечивающий упаковку по стандарту G.723.1 или G.729A. Все порты (телефонные и Ethernet) являются периферией микрокомпьютера на процессоре класса 486 с ОЗУ 32 Мбайт и флэш-диском на 12 Мбайт.

Дата добавления: 2015-07-08