Реферат: IP-телефония

МОУКоробовская СОШ

УправленияобразованияАдминистрацииШатурскогорайона Московскойобласти

РЕФЕРАТ

ПОТЕМЕ

IP-ТЕЛЕФОНИЯ

/>

Рефератподготовила

ученица11 класса:

ПавлухинаМария

Преподавательинформатики:

КиселёвВладимир Николаевич

2005год

Содержание

Введение

IP-телефония– технология, позволяющаяиспользоватьИнтернет илидругую IP-сетьв качествесредства организациии ведениямеждународныхтелефонныхразговорови передачифаксов в режимереальноговремени.

Интернет-телефония– частный случайIP-телефонии, когда в качествелиний передачителефонноготрафика используютсяканалы сетиИнтернета.

КакработаетIP-телефония?

Приразговоре, нашиголосовыесигналы (слова, которые мыпроизносим)преобразуютсяв сжатые пакетыданных. Послеэти пакетыданных посылаютсячерез Интернетдругой стороне.Когда пакетыданных достигаютадресата, онидекодируютсяв голосовыесигналы оригинала.

Существуютдва базовыхтипа телефонныхзапросовИнтернет-телефонии:

С компьютера на компьютер

С компьютера на телефон

В чёмотличие Интернет-телефонииот обычнойтелефонии?

В обычномтелефонномзвонке подключениемежду обоимисобеседникамиустанавливаетсячерез телефоннуюстанцию исключительнос целью разговора.Голосовыесигналы передаютсяпо определённымтелефоннымлиниям, черезвыделенноеподключение.

Призапросе же поИнтернет, сжатыепакеты данныхпоступают вИнтернет садресом назначения.Каждый пакетданных проходитсобственныйпуть до адресата, по различныммаршрутам. Дляадресата, пакетыданных перегруппировываютсяи декодируютсяв голосовыесигналы оригинала.

В чёмотличие Интернет-телефонииот IP-телефонии?

Интернет-телефониячастный случайIP-телефонии, здесь в качествелиний передачииспользуютсяобычные каналыИнтернет. Вчистом видеIP-телефония, в качествелиний передачителефонноготрафика используетвыделенныецифровые каналы.

ПочемуИнтернет-телефониястоит меньше?

Обычныетелефонныезвонки требуютразветвлённойсети связителефонныхстанций, связанныхзакреплённымителефоннымилиниями, подводаволоконно-оптическихкабелей и спутниковсвязи. Высокиезатраты телефонныхкомпаний приводятдля нас к дорогиммеждугороднимразговорам.Выделенноеподключениетелефоннойстанции такжеимеет многоизбыточнойпроизводительностиили временипростоя в течениеречевого сеанса.

Интернет-телефониячастично основываетсяна существующейсети закреплённыхтелефонныхлиний. Но главное, она используетсамую передовуютехнологиюсжатия нашихголосовыхсигналов, иполностьюиспользуетёмкость телефонныхлиний. Поэтомупакеты данныхот разных запросов, и даже различныеих типы, могутперемещатьсяпо одной и тойже линии в однои тоже время.

ИсторияразвитияIP-телефонии[1]

По мнениюнекоторых, концепцияпередачи голосапо сети с помощьюпрофессиональногокомпьютеразародиласьв Университетештата Иллинойс(США). В 1993 годуЧарли Кляйнвыпустил в светMaven, первую программудля перестройкиголоса с помощьюРС. Одновременноодним из самыхпопулярныхмультимедийныхприложенийв сети сталаCU-SeeMe, программавидеоконференцийдля Macintosh(Mac), разработаннаяв КорнельскомУниверситете.

Апрель1994 года. Во времяполёта челнокаEndeavorNASAпередало наЗемлю его изображениес помощью программыCU-SeeMe.Одновременнопопробовалипередать извук. Полученныйсигнал изЛьюисовскогоисследовательскогоцентра поступална Мае, соединённыйс Интернет, илюбой желающиймог услышатьголоса астронавтов.Потом однупрограммувстроили вдругую, и появилсявариант CU-SeeMeс полными функциямиаудио и видео, как для Мае, так и для РС.

Февраль1995 года. Израильскаякомпания VocalTecпредложилапервую версиюпрограммыInternetPhone, разработаннуюдля владельцевмультимедийныхкомпьютеров, работающихпод Windows.Это стало важнойвехой в развитииИнтернет-телефонии! VocalTecнадеяласьиспользоватьочень популярныеканалы InternetRelayChat(IRC)в качестведвустороннегосредства общениямежду людьми, имеющими сходныеинтересы. Нокомпании неудалось связатьсяс ErasFreeNetwork(Feet), курирующейIRC, и проинформировалио потенциальновозможномувеличенииграфика, поэтомудоступ к общественнымканалам дляInternetPhoneбыл закрыт.Через нескольконедель компанияVocalTecуладила своиразногласия с EFNet.За это времябыла созданачастная сетьсерверов InternetPhone, и уже тысячилюдей загрузилипрограмму сдомашней страницыVocalTecи начали общаться.Собственно, этим они занимаютсядо настоящеговремени.

В том же1995 г. Другие компанииочень быстрооценили перспективы, которые открываливозможностьразговаривать, находясь вразных полушарьяхи не платя при этом за международныезвонки!!! На рынокобрушиласьгора продукции, предназначеннойдля телефониичерез Сеть.

В сентябретого же годав розничнойпродаже появиласьпервая из такихпрограмм- DigiPhone, разработаннаянебольшойкомпанией вДалласе (штатеТехас), котораяпредложила«дуплексные»возможности, позволяя говоритьи слушатьодновременно.Вот в этот моменти родиласьпривлекательнаядля абонентовнастоящаяинтерактивнаясвязь. А нам, абонентам, какая собственноразница, какимименно способомпередаетсяречь. Было быслышно Крыжоиз Нью-Йорка.

Вскоренашлись энтузиасты, которые с помощьюпрограмм подобноготипа сталиорганизовыватьмарафоны. Цельюбыло научитьработать черезИнтернет обычныйтелефонныйаппарат типа«сеанс разговора», во время которыхлюди всей странымогли подключатьсяи говоритьчасами.

В марте1996 г. произошлоеще одно памятноесобытие. Тогдабыло объявленоо совместномпроекте подназванием«InternetTelephoneGate»двух компаний: уже известнонам VocalTecи крупнейшегопроизводителядля компьютернойтелефонныйDialogic, для чего междуСетью и телефономустанавливаетсяспециализированныйшлюз. Последнийполучил название(VocalTecTelephoneGateway)и представлялсобой специализированнуюпрограмму, которая использовалаголосовые платыDialogic.Многоканальныеголосовые платыпозволяют, во-первых, однойсистеме VTGподдерживатьдо восьми независимыхтелефонныхразговоровчерез сеть, аво-вторых, убралипроблему адреса, взяв на себяпреобразованиеобычных телефонныхномеров в IP-адреси обратно. Дляразговораодного пользователяв том продуктедостаточнобудет шириныполосы каналапорядка 11 кбит/с.Вот так возможностьвысокого уплотненияканала и малаястоимость связисоздали предпосылкидля коренныхизмененийтелекоммуникационногомира. Сегоднямногое ясно, что ИТ – лишьшаг на пути кглобальноймультимедиа-связи.

Ёще черезгод стали вполнеобычными соединениячерез Интернетдвух обычныхтелефонныхабонентов, находившихсяв совершенноразных местахпланеты. Воттак в течениевсего каких-тодвух лет стална ноги альтернативныйспособ телефоннойсвязи.

Принципдействия[2]

Общийпринцип действиятелефонныхсерверов IP-телефониитаков: с однойстороны, серверсвязан с телефоннымилиниями и можетсоединитьсяс любым телефономмира. С другойстороны, серверсвязан с Интернетоми может связатьсяс любым компьютеромв мире. Серверпринимаетстандартныйтелефонныйсигнал, оцифровываетего, значительносжимает, разбиваетна пакеты иотправляетчерез Интернетпо назначениюс использованиемпротоколаИнтернет (ТСР/|Р).Для пакетов, приходящихиз сети на телефонныйсервер и уходящихв телефоннуюлинию, операцияпроисходитв обратномпорядке. Обесоставляющиеоперации происходятпрактическиодновременно, что позволяетобеспечитьполнодуплекационныйразговор. Наоснове этихбазовых операцийможно построитьмного различныхконфигураций.Допустим, звоноктелефон-компьютерили компьютер-телефонможет обеспечиватьодин телефонныйсервер.(рис.1)Для организациисвязи телефон(факс)-телефон(факс)нужно два сервера(рис.2).

/>/>

Рис. 1. Соединениекомпьютер-телефон

/>

Диспетчер

/>

/>/>/>

/>

/>телефон-факс />/>

/>

Рис.2. Системадля звонковпо телефонуи посылки факсовсредствамиIP.

Междугородняя(международная)связь осуществляетсяс помощью телефонныхсерверов, организацияили операторуслуги должныиметь серверв тех местах, куда и откудапланируютсязвонки. Стоимостьтакой связина порядокменьше стоимостителефонногозвонка по обычнымтелефоннымлиниям. Особенновелика этаразница длямеждународныхпереговоров.

КачествоIP-телефонии[2]

Телефоннаясеть была созданатаким образом, чтобы гарантироватьвысокое качествоуслуги дажепри большихнагрузкахIP-телефония, напротив, негарантируеткачества, причёмпри большихнагрузках онозначительнопадает.

Стоимостьлюбой услуги, как правило, и её качествопрямо пропорциональны.Однако понятнои то, что в рядеслучаев представляетсянеразумнымсравнительнонебольшоеувеличениекачества оплачиватьотносительнобольшим увеличениемцены. Вряд липраздничныепоздравительныеоткрыткицелесообразноотправлятьфельдъегерскойсвязью: хорошо, да дорого.

Качествосвязи можнооценить следующимиосновнымихарактеристиками:

уровень искажения голоса;

частота «пропадания» голосовых пакетов;

время задержки (между произнесением фразы первого абонента и моментом, когда она будет услышана вторым абонентом).

Попервым двумхарактеристикамкачество связизначительноулучшилосьв сравнениис первыми версиямирешений IP-телефонии, которые допускалиискажение ипрерываниеречи. Улучшениекодированияголоса и восстановлениепотерянныхпакетов позволилодостичь уровня, когда речьпонимаетсяабонентамидостаточнолегко. Понятно, что задержкивлияют на темпбеседы. Известно, что для человеказадержка до250 миллисекундпрактическинезаметна.Существующиена сегодняшнийдень решенияIP-телефониипревышают этотпредел, так чторазговор похожна связь пообычной телефоннойсети черезспутник, которуюобычно оцениваюткак связь вполнеудовлетворительногокачества, требующуюлишь некоторогопривыкания, после которогозадержки дляпользователястановятсянеощутимы.Отметим, чтодаже в такомвиде связирешения IP-телефониивполне подходятдля многихприложений.

Задержкиможно уменьшитьблагодаряследующим тремфакторам:

Во-первых, совершенствуются телефонные серверы (их разработчики борются с задержками, улучшая алгоритмы работы).

Во-вторых, развиваются частные сети (их владельцы могут контролировать ширину полосы пропускания и, следовательно, величины задержки).

В-третьих, развивается сама сеть Интернет – современный Интернет не был рассчитан на коммуникации в режиме реального времени. Хотя на обновление роутеров по всему миру и на организационные мероприятия (например, решить вопрос, как в денежном выражении оценить сервис более высокого качества) потребуется некоторое время, мир Интернета, вне зависимости от вышесказанного, двигается очень быстро и в правильном направлении.

Оценитькачество прииспользованииразличныхпротоколовсжатия можноразличнымиспособами. Одиниз подходовдля таких измерений– использованиесубъективныхметодов. Всубъективныхметодах группалюдей, обычнодостаточнобольшая, оцениваеткачество связипо определеннойстандартнойпроцедуре.Самый известныйсубъективныйметод – этометод общегомнения. В этомметоде, качествосвязи оцениваетсябольшой группойразных людей, и затем их мнениеусредняется.

Нижеприведенатаблица оценок, которые просилипроставитьэкспертов дляоценки качествасвязи. Оценкимогли колебатьсяот 1 (неприемлемо)до 5 (отлично –нет дискомфортапри прослушивании).

Качество ОценкаМОS

Высокое 4.0– 5.0

Стандартноетелефонное 3.5– 4.0

Приемлемое 3.0– 3.5

Синтезированныйзвук 2.5 – 3.0

Награфике (рис.3)показана оценкаметодом общегомнения различныхпопулярныхзвуковыхкодер-декодеров.По горизонтальнойоси отложенатребуемаяширина каналадля передачиречи, сжатойопределённымкодером, повертикальнойоси – собственнооценка.

/>

Рис. 3. Зависимостькачества связиот ширины каналапропускания

Словарьтерминов[3]

Типобслуживания(TOS), которыйиногда ещеобозначаетсякак DSCP, это сегментIP-протокола, позволяющийидентифицироватьтип передаваемогопакета информации(речь или данные).

ПротоколыG.XXX. Существуетсемь стандартныхпротоколовG.XXX, на основекоторых осуществляетсяпреобразованиеречи в цифровойформат. Наиболеераспространеныследующиепротоколы:G.711- предусматриваетпередачу соскоростью 64Кбит/с (килобитв секунду); этотпротокол обеспечиваетсамое высокоекачество, нотребует большойчасти спектраполосы пропускания.
G.729и G.729 — предусматриваютсжатие речидо 8 Кбит/с; этипротоколыобеспечиваютнизкое значениезадержки икачество речи, приближенноек качеству воператорскихсетях. G.729A -этопротокол кодирования/декодирования, который поумолчаниюиспользуетсяшлюзовым устройствомITG и являетсяпредпочтительнымдля него.
G.723.1 — обеспечиваетмаксимальнуюстепень сжатияречи (5.3 или 6.3 Кбит/с; этот протоколпринят наибольшимчислом изготовителейоборудования.

Н.323Наиболеераспространенныйстандартмультимедийнойсвязи. КомпанияNortel поддерживаетстандарт Н.323и обеспечиваетстык со шлюзовымиустройствамии клиентскимиприложениямитретьих поставщиков.

СтандартMedia Gateway Control, который раньшеназывали MGCP, представляетсобой результатслияния двухинициатив, предложенныхкомпаниейBellcore. MEGACO позволяетразрабатыватьпростые и недорогиеустройства.Этот стандартподдерживаетсявсеми шлюзамиVoIP компании NortelNetworks.

Voice ProfileInternet Mail — это стандартпередачи сообщенийголосовой почтыпо сети Интернетот одной системык другой, которыйподдерживаетсякомпаниейNortel Networks и другимиизготовителями.

Монитор–необязательныймодуль сетиIP-телефонии, подключаемыйтолько к IP-сети, используемыйдля удаленногоконфигурированияи поддержкиостальныхустройств сети– шлюзов идиспетчеров.

Биллинговаясистема– программныйпродукт, обычноинтегрированныйс системойIP-телефонии, предназначенныйдля учёта, тарификации, анализа расходови выставлениясчётов за телефонныепереговоры.

Кодекс– общий термин, используемыйв цифровойобработке аудиои видео – алгоритмсжатия и восстановленияречи. В IP-телефониинаиболее частоиспользуютсякодеки G.723и G.729.Алгоритмыкодеков определеныв стандартеН.323.

Шлюз– это основнаяи неотъемлемаячасть архитектурыIP-телефонии, непосредственносоединяющаятелефоннуюсеть с сетьюIP.

Диспетчер–дополнительноеустройство, подключенноетолько к IP-сетии несущее всебе всю логикуработы сетиIP-телефонии.Выполняетфункции аутентификациии авторизацииабонента, распределениявызовов междушлюзами и биллинга.

Интернет– международноеобъединениесетей, в которомпользователиПК, при наличииправ доступа, могут получатьинформациюс любого другогокомпьютерав сети. Первоначальносеть была разработанав АгентствеПерспективныхИсследовательскихПроектов приамериканскомправительстведля военныхв 1969 году. Раньшеимела названиеArpanet.Затем быладемилитаризованаи передана вкоммерческуюэксплуатацию.За это времябыла существенноусовершенствована.Одно из самыхизвестных, ноне единственныхусовершенствований– технологияWWW(WorldWideWeb), разработаннаяв 1991 году в институтеCERN.Технологиястала настолькоуспешной, чточасто в обиходепод Интернетимеют в видуименно WWW.

IP-телефония– также известная, как Интернеттелефония илитехнологияпередачи голосапо IP.ИспользуетИнтернет протоколдля организациидвустороннейголосовойсвязи. IP-телефонияпредусматриваетсоединениямежду телефонамипользователейпри наличиисоответствующихшлюзов с телефонной сетью, а такжеIPтерминаламиили IPтерминаломи ТФОП.

ПровайдерИнтернет-телефонии– оператор, предоставляющийуслуги IP-телефонии.

МеждународныйСовет по электросвязи– международнаяорганизация, занимающаяся разработкойстандартов, используемыхв телекоммуникациях.В частности,ITUодобрен стандартН.323, которыйиспользуетсяв IP-телефонии.

Системаинтерактивногоголосовогоответа осуществляетфункции доступак удалённойкомпьютернойсистемы с помощьюголосовогоменю, выборопций в которомосуществляетсяпутём наборацифр или ихкомбинацийна телефонномаппарате.Компьютернаясистема озвучиваетзатребованнуюинформацию, либо собираясообщение иззаранее записанныхфрагментов, либо синтезируяголосовоесообщение припомощи преобразованиятекст-речь.

ТСР/IP– общее названиепротоколовИнтернет. ТСРи IP– наиболееизвестны изних. ТСР гарантирует, что каждыйпосланный байтдойдёт до получателябез потерь. IPприсваиваетлокальные IPадреса физическимсетевым адресам, обеспечиваятем самым адресноепространство, с которым работаютмаршрутизаторы.Также в семействопротоколоввходит протоколTelnet, который позволяетудалённымтерминаламподключатьсяк удалённымузлам, системадоменной адресации, которая позволяетпользователямадресоватьсяк узлам сетипо символьномудоменному именивместо цифровогоIP-адреса, протокол передачифайлов, которыйопределяетмеханизм храненияи передачифайлов, а такжепротокол передачигипертекста, который позволяетпроизводитьобмен и передачуинформациина компьютерыс WEBбраузерами.

Коммутацияпакетовозначает организациюсоединенийпутём разбивкиинформациина пакеты, отправкиих по сети передачиданных вместес другими потокамиинформациии восстановленияисходной информациина приемномконце. Основноедостоинствокоммутациипакетов –эффективностьиспользованияканалов сфиксированнойи ограниченнойполосой. Недостаток– невозможностьгарантироватькачествообслуживания.

Персональныйкод доступа– уникальныйцифровой коддля идентификациипользователя, предназначенныйдля авторизациив начале сеансаработы со шлюзомИнтернет-телефонии.

Телефоннаясеть общегопользования– общедоступнаятелефоннаясистема. В решенияхIP-телефонии, предлагающихсервис типазвонка «телефон-телефон»иногда используетсякак сеть доступак услугам операторовИнтернет-телефонии.

Качествообслуживания–способностьсети обеспечиватьлучшее качестводля определённоговида сетевоготрафика с различнымиприоритетамии допустимымивременамизадержки. Вчастности, припередачи голосовыхсообщений,IP-пакетам«с голосом»можно повышатьприоритет, чтоповысит качествоуслуги.

Маршрутизатор– устройство, или в некоторыхслучаях программноеобеспечениена компьютере, которое определяетследующую точкусети в направленииточки назначения, куда будутнаправленыпакеты. Обычно, на пути к получателю, пакеты проходятчерез несколькоточек, в которыхустановленымаршрутизаторы.

Литература

Журнал «Мобильные системы» №12, стр. 10 (декабрь 1999).

www.comptek.ru.

Материалы сервера Международного Совета по Электросвязи.