Статьи и заметки об информационных технологиях
Блудная статья
О компании// Статьи// Рубрикатор// Каталог оборудования//
Поиск// Карта сайта// RSS// Ссылки//

Введение в IP-телефонию – основные термины и сведения [16.02.2007]


Сети IP-телефонии используются для передачи голосовой информации через сети передачи данных. Это так называемая технология VoIP (Voice over IP). Еще одно преимущество технологии VoIP – возможность через шлюзы (gateway) связать аналоговые телефонные сети с цифровыми. Если с одной стороны шлюза всегда будет интерфейс IP, то с другой стороны могут подключаться:
  • FXS (Foreign eXchange Subscriber) - аналоговый интерфейс телефонных станций, таким интерфейсом могут подключаться обычные телефонные аппараты, факсы и другие абонентские устройства. Устройства, имеющие этот интерфейс, отвечают за генерацию сигнала готовности АТС (то есть гудок в линии), сигнала вызова абонента и так далее.
  • FXO (Foreign eXchange Office) - аналоговый интерфейс абонентских устройств телефонных станций. С помощью интерфейсов FXO можно организовать связь с телефонной сетью общего пользования или предоставить доступ к сети IP-телефонии аналоговым телефонам.
  • E1 - цифровой интерфейс ISDN (BRI), используемый для создания высокоскоростных магистралей. В цифровом потоке E1 имеется 32 канала (2 из них служебные) по 64 кБит. Через 1 поток E1 можно организовать до 30 одновременных телефонных разговоров – аналог 30 подведенных отдельных телефонных пар. В IP-телефонии такие интерфейсы часто используются для организации связи с телефонной сетью общего пользования или для организации связи между АТС. В каналах E1 может использоваться различная сигнализация (CAS, SS7, R2, R1.5, Q.931).

Протоколы, применяемые в IP-телефонии.

Есть несколько стандартизованных протоколов, по правилам которых строятся системы IP-телефонии. Некоторые из них являются свободными, некоторые – лицензированными (например, протоколы Cisco). Каковы основные отличия протоколов IP-телефонии?

Протокол H.323
Разработанный ITU-T (International Telecommunication Union), этот протокол имеет несколько версий, развивающихся с 1996 года (повышаются гибкость протокола, надежность, обеспечивается большая масштабируемость сетей IP-телефонии на его основе). Последняя на данный момент версия 4 появилась в 2000 году. Сегодня протокол H.323 является стандартом для междугородной и международной телефонии. Он использует следующие понятия для описания структуры сети IP-телефонии:

  • Terminal - H.323-устройство, имеющееся у пользователя. Это может быть приложение на компьютере (так называемый soft-phone), а также телефонный аппарат. Терминалы имеют свои параметры, идентифицирующие их в сети H.323 – имя или номер (DN - Directory Number).
  • Gateway - Устройство, предназначенное для сопряжения разнородных сетей. Так, рекомендации ITU-T содержат информацию по сопряжению H.323-устройств с устройствами сетей ISDN, ATM и ТФОП.
  • MCU (Multipoint Control Unit - устройство управления конференциями) – управляет multicast-запросами в сети, что позволяет ему управлять конференциями. Конференция в данном случае – обмен голосовыми или видео-данными между 3 и более участниками конференции. MCU координирует передачу информации, как управляющей, так и мультимедийной, между участниками конференции.
  • GateKeeper – управляющее устройство в сети H.323, его основные функции: аутентификация, авторизация, разрешение имен, управление пропускной способностью для каждого устройства в H.323-сети.
Протокол SIP
SIP (Session Initiation Protocol - протокол управления сессиями) - используется для создания, изменения и разрыва так называемых сессий (в данном случае – передача любых данных от отправителя к получателю) между одним или несколькими (конференция) участниками. SIP описывает только правила установки соединения между устройствами, поэтому вместе с SIP используется протокол передачи информации. В случае IP-телефонии SIP использует для передачи данных протоколы RTP (Real-Time Protocol) и SDP (Session Description Protocol). 
  • Client - в SIP-сети клиенты (аналог терминала в H.323) имеют уникальный идентификатор SIP-URI, вида sip:ivanov@sip.mos.ru. Протокол SIP выделяет следующие типы объектов сети:
  • Agent - конечное устройство пользователя, аналог терминала в H.323 + сети телефонии общего пользования, сопрягаемые с сетью IP-телефонии. Агенты подразделяются на UAC (User Agent Client) - посылают запросы и получают ответы и UAS (User Agent Server) - принимают запросы и посылают ответы. Следовательно, для поддержки и передачи, и приема реальные устройства в сетях IP-телефонии, работающих по протоколу SIP, имеют и UAC, и UAS.
  • Registrar (сервер регистрации) - перед началом передачи голосовых данных в сети IP-телефонии каждое устройство должно зарегистрироваться с помощью специального сообщения REGISTER. При этом клиент сообщает серверу свое имя в определенном стандартом формате: IP-адрес, номер порта, SIP-URI и пароль доступа. В случае успешной регистрации информация о клиенте заносится в специальную базу данных и клиенту высылается сообщение об успешной регистрации. С определенной периодичностью процесс регистрации повторяется, чтобы обеспечить актуальность данных о подключенных к сети устройствах. Как правило, серверы регистрации в сетях IP-телефонии, работающих по протоколу SIP, совмещаются с прокси-серверами.
  • Proxy-server – важная часть сетей IP-телефонии, работающих по протоколы SIP - отвечают за маршрутизацию  передаваемых данных, а также аутентификацию и авторизацию пользователей. В стандарте определяется два типа SIP-прокси-серверов: Stateless (не учитывают состояние SIP-сессий и передают сообщения, используя собственные правила маршрутизации, один из примеров Stateless-Proxy-Server’а – SER, SIP Express Router) и Stateful (учитывающие состояние каждой SIP-сессии от ее создания до момента ее завершения, могут повторно пересылать потерянные при передаче пакеты, более требовательны к серверу, самым известным примеров Stateful-Proxy-Server’а является Asterisk - Open Source Linux PBX).

SCCP (Skinny Client Control Protocol)
Протокол SCCP является собственностью компании Cisco и используется для работы и управления работой IP-телефонов Cisco с помощью Cisco CallManager. Cisco CallManager «забирает себе» все управляющие функции устройств в сети, сильно упрощая конфигурирование устройств в сетях IP-телефонии.

Оценка качества передачи данных в сети IP-телефонии

Основные параметры линии связи, влияющие на качество передачи данных в сетях IP-телефонии:

  • Latency (задержка) - при передаче голосовых данных предъявляются достаточно жесткие требования к максимально допустимой задержке – для удобоваримого качества диалога необходимо, чтобы задержка при передаче голосовых данных не превышала 250-300 мс (так называемый бюджет задержки). То есть для ведения нормального разговора односторонняя задержка не должна превышать 150 мс (задержка канала + задержка кодека на преобразование данных), что совпадает с параметрами кодека G.114. Для уменьшения задержки, вносимой сетью, необходимо использовать QoS (Quality of Service) – предпочтение одних передаваемых данных перед другими. Например, голосовые данные в сетях IP-телефонии передаются с большим приоритетом, чем остальные данные.
  • Jitter (дрожание – пакеты в сетях Ethernet могут быть получены клиентом не в том порядке, в каком были ему отправлены, так как для доставки пакетов могли использоваться разные маршруты с разными характеристиками скорости и удаленности.  Для решения проблем подобного рода используется сглаживающий буфер – jitter buffers. Задачей этих буферов является предварительное накопление пакетов перед их дальнейшей передачей декодеру.
  • Packet Loss (потеря пакетов) - Влияние потери пакетов, передаваемых в сетях Ethernet, на качество речи определяется размером пакета и используемым кодеком. Для нормальной работы систем IP-телефонии допускается потеря 1% пакетов, иначе заметно ухудшение качества речи.

Кодеки IP-телефонии

Основными кодеками, используемыми в конечных устройствах, в настоящее время являются:

  • G711 - кодек, используемый в устройствах ISDN. Требуемая пропускная способность - 64 кбит/сек. Существуют две разновидности кодека a-law и u-law, отличающиеся алгоритмами кодирования. Кодек поддерживается практически всеми устройствами IP-телефонии. Самый требовательный к полосе пропускания и самый качественный кодек.
  • G729 - кодек, предназначенный для передачи речи с "хорошим качеством" при использовании небольшой пропускной способности (8 кбит/сек). Существуют две популярные (и несовместимые между собой) версии данного стандарта: Annex A (более "простая" схема кодирования) и Annex B (с использованием алгоритмов сжатия пауз). Этот кодек обладает качеством лучшим, чем у G.723, но худшим, чем G711. Он также поддерживается практически всеми производителями оборудования.
  • G723.1 - кодек, отличительной особенностью которого является возможность работы при очень низком потоке (5.3, 6.3 кбит/сек). Обладает самым низким качеством голосовых данных, кодируемых с его помощью. Поддерживается большой частью устройств IP-телефонии.
  • GSM (RPE-LTP) - голосовой кодек, разработанный для использования в системах сотовой связи стандарта GSM. При кодировании кадра используется информация предыдущего кадра, кодирование осуществляется блоками по 20 мс со скоростью 13 кбит/с. Поддерживается производителями оборудования, в основном в шлюзах между сотовыми и VoIP-сетями.
  • iLBC (Internet low bitrate codec) - открытый голосовой кодек, предназначен для кодирования с потоком 13.33 кбит/сек (при размере кадра 30 мс) и 15.20 кбит/сек (при размере кадра 20 мс). Качество кодируемых голосовых данных для этого кодека превосходит G.729. Кроме того, кодек более устойчив к потере кадров, что позволяет использовать его при организации сеансов связи через сеть Интернет (например, он используется в сети Skype). Поддерживается небольшим числом производителей оборудования.


del.icio.us News2 Digg Furl ma.gnolia Technorati Cosmos Blinklist Yahoo! My Web BlinkBits Blogmarks Co.mments.com Connotea De.lirio.us Fark Feedmelinks LinkaGoGo NewsVine Netvouz RawSugar ReddIt Scuttle Shadows Simply Smarking Spurl TailRank Wists Segnalo Добавить на Mr. Wong Добавить на Webnews Добавить на  Icio Добавить на Oneview Добавить на Folkd Добавить на Yigg Добавить на Linkarena Добавить на StumbleUpon Добавить на Slashdot Добавить на Netscape Добавить на Google Добавить на Diigo Забобрить эту страницу! Добавить в закладки МоёМесто.ru
Постоянный адрес страницы: http://www.hypercomp.ru/articles/ip-telephony-terms-and-basics/

Комментарии [42]
Ваш комментарий
Имя *

Фамилия *

E-mail  

WWW  

Комментарий * :-) ;-) :-( :-D 8-) :-o :roll: :unknown: :lol: :bad: :good: :no: :oops:

  Введите код с картинки:


Распространенность беспроводных сетей и доступность оборудования для их организации порождает проблему их безопасности. Действительно, во многих устро ...
Тематика статьи
Разное
Яндекс цитирования
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
О проекте // Статьи // Рубрикатор // Поиск // Карта сайта // RSS // СсылкиTo the skies!

© hypercomp.ru, 1982-2018 Куап.ру - база данных российских банков
 hypercomp.ru