Cети и коммуникации 

Введение в IP-телефонию

версия для печати послать другу 0
|| Содержание статьи

Показать одной страницей

14.03.2006 00:05 Автор: TECHLABS Team

IP-телефония всё глубже проникает в нашу жизнь. Но что же это – технология, сервис или направление? В этой статье мы попытались рассказать подробно об основах и принципах IP-телефонии и показать несколько сценариев её использования.

Термин

Термин IP-телефония появился не так давно. В буквальном смысле он означает "телефония со средством передачи через протокол IP". Так как протокол IP используется для работы глобальной сети Интернет, то IP-телефонию часто связывают именно с Интернетом. С одной стороны, IP-телефония напрямую обязана своей популярностью именно Интернету, с другой стороны, Интернет при её использовании играет лишь роль транспорта. При этом IP-телефония не ограничена Интернетом, и может работать через любые сети на основе протокола IP.

Поэтому в широком смысле термин IP-телефония следует распространять не только на  Интернет, но и на корпоративные сети. Далее для обозначения IP-телефонии мы будем применять более стандартную аббревиатуру VoIP (Voice over IP -  голос поверх IP), которая более точно описывает суть явления и устраняет некоторые разночтения при сравнении обычной телефонии и IP.

С чего всё началось

На самом деле, передавать голос через цифровые каналы додумались телефонисты, а не интернетчики. Они уже достаточно давно стали задумываться над тем, как уплотнить несколько голосовых разговоров за счёт применения цифровых каналов. Отбрасывая весь эволюционный путь развития магистральных каналов, от аналоговых с частотным уплотнением до волоконно-оптических с разделением по спектру, опишем лишь текущее состояние современных магистральных каналов. На данный момент связисты используют, в основном, волоконно-оптические каналы связи, где через одно волокно одновременно могут передаваться сотни тысяч разговоров. Причём эти каналы интегрированы в сети операторов связи так, что конечные пользователи и не догадываются, что используются цифровые каналы. Правда, полностью цифровой связью пользуются только абоненты ISDN-сетей, которых у нас не так много, остальные же – только отчасти. "Отчасти" потому, что у подавляющего большинства абонентов стоят аналоговые телефоны, где аналоговый сигнал передаётся только на "последней миле", т.е. на отрезке от АТС до абонента. На самой АТС сигнал преобразовывается в цифровой, и именно в этом виде "путешествует" между АТС. Есть и исключения -  т.н. аналоговые АТС, которые по-прежнему работают с аналоговыми сигналами при передаче голоса.

Отличным качеством междугородней и международной связи мы обязаны именно тому, что между АТС практически всегда сигнал идёт в цифровом виде. Как правило, и звонок соседу, и звонок в крупный город за тысячи километров получаются одного качества – цифровой сигнал не искажается при передаче.

Аналогичным образом работают и сети сотовых операторов, только там "последняя миля" вообще отсутствует – мобильные телефоны стандартов GSM и CDMA2000 являются полностью цифровыми устройствами, которые напрямую работают в цифровой же сети оператора сотовой связи. Именно поэтому в сотовых сетях этих стандартов невозможно услышать помехи – им просто неоткуда взяться. А те "похрюкивания" и провалы, которые иногда возникают, вызваны потерей пакетов с голосовыми данными из-за плохой радиосвязи. Такие искажения характерны так же и для VoIP, но подробно о них мы расскажем дальше.

Механизм

Чтобы понять механизм VoIP и телефонии вообще, нужно понять, как работает обычный телефон. А работает он так: ваш голос принимается микрофоном, который выдаёт некий электрический сигнал, который соответствует вашему голосу. Этот сигнал подаётся в линию, передаётся по ней и достигает телефонного аппарата вашего собеседника. Там он подаётся на динамик, встроенный в трубку, и воспроизводится в ухо вашему собеседнику. Аналогичная схема работает и со стороны второго участника разговора – его голос передаётся в вашу трубку.

Это схема для двух телефонов, когда же их много, то между ними устанавливается коммутирующее оборудование – автоматическая станция, которая "знает", на каком порту – какой абонент находится, и переключает вызывающего на нужную линию. Линии в данном случае сопоставляется цифровой номер – именно тот, который должен набрать вызывающий, чтобы "попасть" к этому абоненту.

Введение

Соответственно, в связи участвуют 3 точки: абонент 1, абонент 2 и точка регистрации абонентов. В обычной телефонии абоненты - это телефонные аппараты, а точка регистрации – АТС. Тут важно отметить, что в чисто цифровых системах, например, в ISDN, для набора номера не используются даже тональные сигналы: когда абонент 1 набирает номер абонента 2, то этот номер передаётся на АТС в цифровом виде. Для этого в технологии ISDN имеется специальный канал для управления соединениями – т.н. D-канал. Если вспомнить об ISDN подробнее, то абонентское подключение представляет собой формулу 2B+D. 2B – это два B-канала пропускной способностью по 64 кбит в сек. каждый, а D-канал имеет пропускную способность 16 кбит в сек. Причём каналы эти являются виртуальными – их сигналы передаются по одному проводу (как правило, по медной паре), а разделение полосы, которая в сумме составляет 144 кбит в сек., осуществляется методом  мультиплексирования.

Мы так подробно рассказываем про ISDN потому, что на её основе довольно просто понять, как работает VoIP, ведь ISDN, являясь первой полностью цифровой массовой системой связи, стала прообразом VoIP. Так вот, ISDN-абонент имеет 2 B-канала, каждый из которых может передавать голос, факс или данные. Скорость 64 кбит в сек. была выбрана неслучайно – именно такая полоса требуется кодеку, который с минимальными потерями может передавать голос. Те, кто уже имел дело с VoIP, могут заметить, что 64 кбит в секунду это, вообще-то, многовато для одного голосового соединения. Да, это так, но не будем забывать, что во времена разработки ISDN скорость аналоговых модемов составляла 14.4 кбит в сек., а технологий ADSL и VoIP вообще не существовало. Соответственно, телефонистам не имело большого смысла экономить полосу пропускания, усложняя (и удорожая) ISDN-телефоны. Более того, скорость подключения к Интернет - 64 кбит в сек, которую обеспечивал ISDN, была в то время очень и очень высокой.

Вернёмся к телефонии. При работе ISDN в качестве голосовой связи используется 2 канала: B-канал (64 кбит в сек.) для передачи голоса и D-канал (16 кбит в сек.) для т.н. сигнализации, т.е. управления установкой и обслуживанием соединения. Именно принцип разделения голосового трафика и сигнализации является одним из признаков чисто цифровых систем. Аналоговые системы вынуждены управлять соединением по тому же каналу. Например, при пульсовом наборе телефон специальным образом замыкает линию и тем самым "сообщает" АТС номер вызываемого абонента. При тоновом наборе коды номера подаются прямо в аналоговом виде.

Разделение управления вызовом и голосового трафика сохраняется и в VoIP. Вообще, VoIP, по сути своей, очень схож с ISDN: та же полностью цифровая связь, наличие специальных абонентских терминалов. Вот только среда передачи – протокол IP.

|| Комментарии на форуме 0
Оставить комментарий