Шмаков 3 сем / Лекции / Шмаков_ЭВМиВС. Курс Лекций
.pdfИнтеграция филиалов в единую информационную структуру. В последнее время с развитием информационных технологий и увеличением пропускной способности каналов, все для наиболее оперативного решения деловых задач, филиалы компании объединяются в одно целое, образуя интрасеть. Так как предлагаемая технология использует для передачи голоса как раз сети передачи данных, то появляется возможность объединять не только компьютерные сети, но и телефонные.
Виртуальные частные сети (VPN). IP-телефония является иде-
альной технологией для построения виртуальных частных сетей предприятия. Главная черта технологии VPN использование IP-сети в качестве магистрали для передачи корпоративного IP-трафика. Сети VPN решают задачи подключения корпоративного пользователя к удаленной сети и соединения нескольких удаленных ЛВС и АТС в единую корпоративную сеть передачи голоса и данных.
Глобальный роуминг. IP-телефония позволяет операторам связи очень просто и с минимальными затратами организовать роуминг услуг связи.
Совмещенный доступ в Интернет. Голосовые данные, факси-
мильные сообщения передаются с использованием IP – основного набора протоколов Интернет. Данное решение само собой подразумевает доступ к ресурсам Сети и очевидную экономию на аренду линий связи и оплату услуг.
Стандарты IP-телефонии
Стандарты являются критическим фактором для мира IPтелефонии. Одна из наиболее важных областей стандартизации - протокол обмена сообщениями в IP-телефонии.
Ранние решения IP-телефонии использовали для связи друг с другом закрытые протоколы. Оба участника беседы должны были иметь аналогичные продукты. Intel и Microsoft возглавили направление на разработку стандартов на основе H.323, рекомендованного
International Telecommunications Union (ITU). Этот стандарт формули-
рует технические требования для передачи аудио- и видеоданных по сетям передачи данных. H.323 включает в себя стандарты на видеоко- дер-декодеры; голосовые кодер-декодеры; общедоступные приложения; управление вызовами; управление системой.
При передаче в режиме реального времени до 30% пакетов могут потеряться или опоздать (что в режиме реального времени одно и
261
то же). Хорошее приложение IP-телефонии должно возместить нехватку пакетов, восстановив потерянные данные. Сам алгоритм кодировки также оказывает влияние на восстановление данных. Сложные алгоритмы увеличивают стоимость необходимого оборудования.
Еще одна особенность состоит в том, что системы IP-телефонии должны иметь возможность поддерживать разные кодеры и добавлять новые по необходимости.
Один из современных протоколов для IP-телефонии - это прото-
кол SIP.
Он родился в недрах IETF (Internet Engineering Task Force) – ор-
ганизации, занимающейся утверждением стандартов интернета и, вообще, стандартов, имеющих отношение к протоколам TCP/IP. Здесь за основу были взяты протоколы, применяемые в самых популярных на сегодняшний день IP-сервисах, такие, как HTTP (Web) и SMTP (электронная почта). Идейно SIP основан на том же подходе, что HTTP: за-
прос – ответ (request – reply).
Существенно, что SIP, хотя и может использоваться в IPтелефонии, не является протоколом для передачи голосовых данных – он вообще не привязан к передаче данных какого-то определенного вида. Название SIP расшифровывается как Session Initiation Protocol – протокол инициирования сеанса. Это означает, что SIP обеспечивает инициирование, контроль и ликвидацию сеансов обмена информацией, а в качестве самой передаваемой информации может выступать что угодно: и речь (как в случае IP-телефонии), и музыка, и видео, и, например, текст (протокол позволяет организовывать сеансы коллективной работы над документами, какие поддерживаются в MS Exchange или Lotus Notes).
Тип данных определяется отдельным протоколом SDP (Session Description Protocol – протокол описания сеанса), который работает в паре с SIP и обладает способностью менять параметры сеанса по ходу обмена данными. Простейший пример: два собеседника разговаривают по IP-телефону, и один хочет показать другому фотографию – SDP позволит сделать это в рамках того же SIP-сеанса. Более того, ничто не мешает перейти по ходу дела на другой терминал (например, если разговор происходит по мобильному телефону, вы можете перейти на компьютер или на телефон с дисплеем и там просмотреть фотографию).
262
Коммуникации реального времени
Очевидно, SIP существенно лучше, чем H.323, согласуется с пониманием IP-телефонии как массового глобального IP-сервиса, а ее несомненно следует рассматривать именно так. И поскольку SIP способен обслуживать не только телефонию, но и вообще любые коммуникации в реальном времени поверх протокола IP, ему, по-видимому, предстоит стать основой также для ряда других IP-сервисов, которые пока не существуют, но появятся в будущем.
Качество IP-телефонии
Телефонная сеть была создана таким образом, чтобы гарантировать высокое качество услуги даже при больших нагрузках. IPтелефония, напротив, не гарантирует качества, причем 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. Качество связи можно оценить следующими основными характеристиками:
–уровень искажения голоса;
–частота «пропадания» голосовых пакетов;
–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 факто-
рам:
263
во-первых, совершенствованием телефонных серверов (их разработчики борются с задержками, улучшая алгоритмы работы).
во-вторых, развитием частных (корпоративных) сетей (их владельцы могут контролировать ширину полосы пропускания и, следовательно, величины задержки).
в-третьих, развитием самой сети Интернет. Современный Интернет не был рассчитан на коммуникации в режиме реального времени.
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 (Мean Оpinion Score - MOS). В этом методе, качество связи оценивается большой группой разных людей, и затем их мнение усредняется.
Основным недостатком IP-телефонии на данном этапе развития технологии является более низкое качество связи, хотя это и не обязательно, т. к. качество связи напрямую зависит от качества (скорости) интернета. Причем причиной основного недостатка является основное преимущество – пакетная маршрутизация голосового трафика.
Представим, что слово разбито на пакеты, состоящие из одной буквы. В этом случае потеря одного пакета приведет к выпадению из слова одной буквы, потеря более одного пакета – к потере слога или слова целиком. Также немаловажна задержка в получении пакетов на удаленном сервере. Надо отметить, что повторная передача пакетов при наличии ошибок для IP-телефонии не приносит положительного эффекта.
Телефонная сеть была создана таким образом, чтобы гарантировать высокое качество услуги даже при больших нагрузках. IPтелефония, напротив, не гарантирует качества, причем при больших нагрузках оно значительно падает.
Конечно, ничей опыт не заменит собственного - лучше попробовать самому оценить качество этого вида связи, проведя разговор посредством IP-телефонии и сравнив его с традиционной телефонной связью.
264
14.ЛИТЕРАТУРА
1.Гук, М.Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия/
М. Ю. Гук.– 3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 1072 с.
2.Мюллер, С. Модернизация и ремонт ПК: пер. с англ./ С. Мюллер.– 16-е изд.– М.: Издательский дом «Вильямс», 2006. – 1344 с.
3.Таненбаум, Э. Архитектура компьютера/ Э.таненбаум.– 5-е
изд.– СПб.: Питер, 2007. — 844 с.
265
Учебное издание
М. С. Шмаков
ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Курс лекций
Редактор М. А. Юрасова
Компьютерная верстка М. С. Шмаков
Подписано в печать 15.06.09. Формат 60×841/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 7,4. Уч.-изд. л. 7,7.
Тираж 200 экз. Заказ .
Учреждение образования «Белорусский государственный технологический университет».
220006. Минск, Свердлова, 13а.
ЛИ № 02330/0549423 от 08.04.2009.
Отпечатано в лаборатории полиграфии учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет».
220006. Минск, Свердлова, 13.
ЛП № 02330/0150477 от 16.01.09.
3