У статті приводиться технічна інформація про загальні засади голосового зв'язку по мережі Інтернет і способи надання телефонних послуг .
Технологія IP-телефонії (Voice over Internet Protocol - VoIP) надає можливість передачі телефонних дзвінків з мережі Інтернет, тобто є технологією доставки мовного трафіку в режимі реального часу. Здійснюється це по мережах передачі даних за допомогою транспортних механізмів, що оперують пакетами. Основна перевага технології полягає в тому. що її застосування дозволяє не тільки знизити витрати, але і поєднати в одній мережі передачу голосу і даних. Використовувані при цьому алгоритми стиснення інформації значно зменшують її об'єм, і тим самим більш ефективно використовується смуга пропускання.
В IP - телефонії застосовуються дві базові схеми зв'язку. Перша з них передбачає, що всі необхідні програмно-апаратні засоби, виробляють оцифровку, стиснення, пакетизацию і відтворення аудіосигналу, повинні бути встановлені на персональних комп'ютерах. В цьому випадку для спілкування абонентів потрібні не тепефонные апарати, а навушники з мікрофоном. Для встановлення зв'язку потрібні тільки IP - адреси комп'ютерів абонентів.
При другій схемі зв'язку користувач дзвонить по звичайного телефонного апарату, а для зв'язку Тмзк з Інтернетом використовується спеціальне обладнання - телефонний шлюз (Internet Telephony Gateway). Це обладнання перетворює аналогову форму інформації в цифрову, організує з неї послідовність пакетів у форматі Інтернету, передає їх у мережу, а також приймає зворотні пакети, перетворюючи їх в аналогову форму. Крім того, телефонний шлюз забезпечує реалізацію інтерфейсу з ТфОП, генерацію сигналів абонентської сигналізації, з'єднання і роз'єднання абонентів.
В IP-телефонії найважливіше значення набуває високонадійне з'єднання, здатний підтримувати передачу мовлення в режимі реального часу. Це означає, що передача від абонента до абонента має відбуватися з мінімальними затримками.
Сучасні телефонні системи застосовують цифрові передачу і комутацію. Між тим відомо, що абонентські лінії, як правило, аналогові. Отже, тут необхідно відповідне перетворення сигналів. Зазвичай воно проводиться на місцевій телефонній комутаційної станції, але цю функцію може виконувати і служба, що знаходиться ближче до користувача, наприклад, якщо цифрова передача використовується в мережі локального доступу.
Передача по телефонній лінії базується на простому оцифровывании мовлення з застосуванням стандартів, розроблених в 60-х роках. Для мовного сигналу в смузі від 300 Гц до 3,1 кГц застосовується дискретизація зі швидкістю 8000 відліків в секунду і 8-бітове кодування кожного відліку. Таким чином, кожен мовний канал вимагає 64 кбіт/с. Тридцять таких мовних каналів об'єднуються з каналами кадрової синхронізації, сигналізації, утворюючи стандартний цифровий потік 2048 кбіт/з, який зазвичай називають 2 Мбіт потоком, або Е1.
Затримки передачі в існуючій ТфОП дуже малі, при цьому виникають вони в основному при стисненні мови і використанні супутникових ліній. Якщо затримки перевищують 400 мс, це помітно погіршує якість звуку.
Розробка потужних методів стиснення мови зменшує необхідну частотну смугу. Це істотно для систем, де вартість смуги частот досить висока, наприклад, в стільникового радіозв'язку. Крім того, немає потреби передавати сигнал під час мовленнєвих пауз, коли один абонент слухає іншого. Швидкість передачі 5 кбіт/с забезпечує таку ж якість мовлення, як і стандартні цифрові лінії при загальній швидкості близько 2,5 кбіт/с з урахуванням інтервалів мовчання. Застосовуються алгоритми стиснення засновані на дискретизації і порівнянні сусідніх відліків мови, тому вводиться деяка затримка. Для кращого розпізнавання мовлення потрібно також ефективне ехозаглушення. Використання пакетної передачі, такий як IP-передача, ідеально для перенесення мови в цій формі за умови, що в обробку включається ряд особливостей.
Загальну затримку передачі між абонентами слід підтримувати в певних межах. Необхідно також мінімізувати коливання затримок, інакше якість воссоздаваемой мови буде погіршуватися. Затримку обробки при стисненні мови потрібно враховувати в загальній затримки передачі. Потрібно приймати спеціальні заходи для служб передавання даних у смузі тональних частот, наприклад, щодо модемного або факсимільного трафіку, так як алгоритми стиснення мови погано підходять для обробки цих сигналів. Будь-яке, навіть незначне порушення в передачі неминуче відчувається на приймальній стороні, призводить до спотворення переданої інформації.
Однак, оскільки мова йде про систему передачі даних, сигнали згаданих вище служб можуть бути передані і більш підходящим способом. Тут також потрібні спеціальні заходи для того, щоб забезпечити високоякісну передачу будь-яких необхідних сигналів фіксованих частот. Головним чином це стосується сигналів тонового набору номера DTMF від абонентського телефону. Навіть якщо зараз ці сигнали не використовуються при наборі номера, то з часом вони зможуть часто застосовуватися, коли будуть задіяні автоматичні системи обробки виклику.
Мережа Інтернет створювалася в розрахунку на пакетну передачу даних між комп'ютерами, де не так важливі затримки при передачі та відносні затримки між пакетами. Оскільки робота комп'ютерів заснована на внутрішній обробці відповідно з механізмами черг, то вони можуть обробляти пакети при їх надходження. Відрізняються і механізми маршрутизації в ТфОП і в Інтернеті. Таким чином, відмінності є і в тому, як пакети передаються і як вони маршрутизуються. Ці обставини повинні враховуватися, коли розглядається питання, як використовувати Інтернет для мовних послуг. Слід пам'ятати, що мережа спроектована для систем даних. Наприклад, якщо в e-mail потрібно кілька годин на доставку інформації, то це цілком прийнятно для одержувача.
При вирішенні проблем, пов'язаних з передачею мови, в Интернеге прийнята стратегія надання послуг з різною якістю (Grades of Service), відповідно до якої певні пакети (у даному випадку ті, які пов'язані з передачею мови) обробляються у пріоритетному порядку. За це, природно, користувачам Інтернету доведеться вносити додаткову плату.
Інтернет являє собою невизначену масу використовуваного обладнання, збільшення якої буде продовжуватися. Для поширення нових послуг про нині вже розробляються стандарти, але прогрес все-таки буде пов'язаний з модернізацією обладнання його постачальниками. Наприклад, специфікації для кабельних модемів включають в себе детальні вимоги на рівні якості послуг (Quality of Service -QoS). Розробляються також кошти, які дозволять операторам вимірювати дійсні рівні обслуговування. Тут слід зазначити, що вимоги до підвищення його якості пов'язані з подальшим розвитком Інтернету. Посилюються вони і з появою спеціального обладнання для контролю якості зв'язку. Вже розроблений монітор, що дозволяє стежити за використанням ресурсів мережі (у випадку, якщо це роблять кілька провайдерів). На ринку з'явилися обладнання та засоби управління мережею для вирівнювання трафіку і його перерозподілу між волоконно-оптичними трактами.
Більшості користувачів IP-телефонією відомо, наприклад, таке її застосування, як надання міжміського та міжнародного телефонного зв'язку. Передбачається, що в подальшому буде зростати популярність та інших додатків, зокрема такого, яке дозволить абонентам приймати телефонні дзвінки під час роботи в Інтернеті. При надходженні дзвінка на номер зайнятий АТС переадресує його на шлюз IP-телефонії, який доведе виклик до абонента IP-мережі, а спеціальне повідомить йому про це. Абонент в цьому випадку вирішує сам, відповідати йому на дзвінок чи ні. Для повсюдного застосування подібної послуги в Росії необхідно вирішити одну проблему, але вона досить серйозна: всі кінцеві станції повинні підтримувати функцію переадресації виклику.
Автор: К. Сенвик, р. Лондон, Великобританія