IP-телефония

Магомедова Н.П.  Научный руководитель:    Попова М.В., к.п.н., доцент                                             кафедры прикладной информатики НГГТИ Невинномысский государственный гуманитарно – технический институт IP­телефония Аннотация:  На   сегодняшний   день   IP­телефония   –   это   одна   из современных   технологий,   которая   позволяет   использовать   Интернет   в качестве введения международных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реальности. Ключевые   слова:  Интернет   –   телефония,   технология,   интернет, протокол, IP – терминалы, провайдеры, IP терминал. IP­телефония – технология, позволяющая использовать  Интернет или другую IP­сеть в качестве средства организации и ведения международных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени [1]. В чистом виде IP­телефония, в качестве линий передачи телефонного трафика   использует   выделенные   цифровые   каналы.   Интернет­телефония   – частный случай IP­телефонии, когда в качестве линий передачи телефонного трафика используются каналы сети.  Интернет­телефония   частично   основывается   на   существующей   сети закреплённых   телефонных   линий.   Но   главное,   она   использует   самую передовую технологию сжатия голосовых сигналов, и полностью использует ёмкость телефонных линий. Поэтому пакеты данных от разных запросов, и даже различные их типы, могут перемещаться по одной и той же линии в одно и тоже время.             Общий принцип действия телефонных серверов IP­телефонии: с одной стороны,   сервер   связан   с   телефонными   линиями   и   может   соединиться   с любым телефоном мира. С другой стороны, сервер связан с Интернетом и может   связаться   с   любым   компьютером   в   мире.   Сервер   принимает стандартный   телефонный   сигнал,   оцифровывает   его,   значительно   сжимает, разбивает   на   пакеты   и   отправляет   через   Интернет   по   назначению   с использованием протокола Интернет (ТСР/IР) [1].  Для пакетов, приходящих из сети на телефонный сервер и уходящих в телефонную линию, операция происходит   в   обратном   порядке.   Обе   составляющие   операции   происходят практически одновременно, что позволяет обеспечить полнодуплекационный разговор. Благодаря использованию современных алгоритмов сжатия звукового сигнала, для   передачи одного разговора требуется подканал с пропускной способностью   не   64,   а   всего   12   Кбит/с.   Если   в   разговоре   временно отсутствует полезный   сигнал (то есть возникла пауза), то этот же подканал может быть задействован  для передачи других данных.            Качество связи оценивается 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).            Улучшение кодирования голоса и восстановление потерянных пакетов позволило   достичь   уровня,   когда   речь   понимается   абонентами   достаточно легко. Известно, что для человека задержка до 250 миллисекунд практически незаметна.   Существующие   на   сегодняшний   день   решения   IP­телефонии превышают   этот   предел,   так   что   разговор   похож   на   связь   по   обычной телефонной   сети   через   спутник.   Задержки   являются   главной   проблемой Интернет­телефонии. Одни причины их возникновения связаны с принципом построения   сетей   TCP/IP   и   особенностями   коммутации   пакетов,   другие зависят от общей загрузки сети, качества линии связи и скорости модема. Задержки можно уменьшить благодаря следующим трем факторам:    усовершенствование телефонных серверов; развитие частных сетей; развитие сети Интернет.                Оценить качество при использовании различных протоколов сжатия можно  несколькими   способами.  Один   из   подходов   для  таких   измерений  – использование   субъективных   методов   [2].   В   субъективных   методах достаточно большая группа людей, оценивает качество связи по определенной стандартной процедуре.             Для дальнейшего существенного повышения качества IP­телефонии необходимо   преодолевать   фундаментальный   недостаток   сети   Интернет   – большие и непредсказуемые задержки при передаче пакетов через длинные цепочки маршрутизаторов. Для этого необходимо:  внедрение протоколов резервирования ресурсов.   замена   традиционно   используемых   программных   маршрутизаторов на аппаратные маршрутизирующие коммутаторы.   Дифференциация пакетов сети Интернет по требуемой срочности их доставки.   отказ   от   плохо   контролируемой   сети   Интернет   как   от   среды передачи   телефонных   потоков.   Шлюзы   IP­телефонии   могут связываться   не   только   через   Интернет,   но   и   через   выделенную высокоскоростную   сеть   с   коммутацией   ячеек   или   кадров   (АТМ., Frame   Relay), обслуживания.    обеспечивающую   гарантированное   качество В   настоящее   время   прослеживаются   три   области   приложения   Интернет­ телефонии:    для конечных пользователей; для организаций; для Интернет­провайдеров. Важными   факторами,   привлекающими   конечных   пользователей   к   IP­ телефонии, является   простота использования сервиса и доступные тарифы. IP­телефония   обладает   также   рядом   дополнительных   преимуществ.   В частности, через  операторов IP­телефонии можно совершать междугородные и международные звонки  с городских телефонов.                 Интернет­телефония – это не компьютерная телефония. Понятие компьютерной   телефонии   предполагает   возможность   передачи   голоса   по компьютерным   сетям   передачи   данных   с   помощью   дополнительных аппаратных и программных средств. В этом смысле оно значительно шире, чем просто передача голоса по Интернету, и охватывает различные офисные системы,   центры   телефонного   обслуживания,   системы   регистрации переговоров, а также массу других приложений. Интернет телефония – лишь одно из них, характеризующееся тем, что голосовой трафик передается по пакетным   сетям   передачи   данных   на   основе   протокола   IP.   Правильнее называть   эту   область   IP­телефонией   или   службой   пакетных   голосовых соединений.   Важно   понимать,   что   IP­сеть   является   при   этом   носителем телефонного трафика, в то время как разговор происходит между абонентами городских   или   офисных   АТС.   Таким   образом,   этот   процесс,   безусловно, относящийся к области телефонии, в корне отличается от того, что сейчас в сетях передачи данных называется передачей голоса поверх IP­протокола. Сейчас под Интернет­телефонией понимают в первую очередь такую технологию,   в   которой   голосовой   трафик   частично   передается   через телефонную сеть общего пользования, а частично – через Интернет. Именно таким образом осуществляются звонки с телефона на телефон, с компьютера на телефон, с телефона на компьютер, а также ставший в последнее время особенно   популярным   Surf’n'Call   –   звонок   с   Web­браузера   на   телефон. Ключевым элементом Интернет­телефонии является связка Шлюз – Интернет –   Шлюз.   Шлюз   представляет   собой   компьютер­сервер,   дополненный специальными   платами   расширения   и   соответствующим   программным обеспечением. Он служит интерфейсом между передающим звук устройством пользователя и сетью Интернет. Шлюз обеспечивает прием и преобразование данных   в   форму,   пригодную   для   пересылки   по   Сети   (и   обратное преобразование) [1]. По аналогии с провайдерами Интернет, тех, кто предоставляет услуги IP­телефонии, следует назвать ITSP Internet Telephony Service Provider. Пока услуги   Интернет­телефонии   предоставляют,   как   правило,   молодые альтернативные операторы.   Однако многие традиционные операторы связи AT&T, Deutsche Telekom, Telecom Finland  и др. также объявили о планах предоставления услуг IP­телефонии.                        Всего   за   несколько   лет   технологии   IP­телефонии   значительно эволюционировали,   и   распространенные   сегодня   решения   существенно отличаются от прежних. Это обусловлено развитием аппаратных решений, в частности   появлением   мощных   магистральных   и   транзитных маршрутизаторов   и   мощных   высокоскоростных   телекоммуникационных каналов.   Нельзя   не   отметить   и   появления   таких   качественно   новых технологий,   как   динамическая   маршрутизация   с   учетом   качества обслуживания  QoS в мультисервисных IP­сетях и протокол резервирования  ресурсов для контроля качества обслуживания транзитных маршрутизаторов RSVP.   В   настоящее   время   качество   обслуживания   является   одной   из наиболее   актуальных   проблем   IP­телефонии.   Для   надлежащей   передачи голосового   трафика   необходимо   минимизировать   временные   задержки   — суммарная величина задержки в сети IP­телефонии  не должна превышать 50 мс.  Этот   фактор   имеет   даже   более   важное   значение,  нежели   обеспечение доставки   всех   пакетов,   так   как,   благодаря   использованию   современных  звуковых кодеков и адаптивной экстраполяции, пользователь IP­телефонии далеко  не всегда способен заметить ухудшение качества сигнала вследствие выпадения   отдельных   пакетов.   В   случае   же   задержки   трафика   возникает весьма неприятный  эффект­эхо.                             Современное оборудование для передачи голоса посредством протокола IP VoIP   позволяет обеспечивать приоритет передачи голосового трафика   над   передачей   обычных   данных,   получать   приемлемое   качество звукового   сигнала   при   сильном   сжатии,   эффективно   подавлять   эхо   и различные шумы.                             В конце 90­х годов прошлого века одна из серьезных проблем обеспечения высокого  качества звукового сигнала была вызвана тем, что для передачи   голосового   трафика   использовались   каналы   общего   пользования. Сегодня   же   телекоммуникационные   операторы,   специализирующиеся   на предоставлении услуг IP­телефонии, применяют только выделенные  каналы с приоритетом   голосового   трафика   над   трафиком   данных,   что   гарантирует  высокое   качество   передачи   речи.   При   этом   используется   сразу   несколько вариантов   маршрутизации   голосового   трафика   для   каждого   из   тысяч направлений,   а   в   случае   возникновения   каких­либо   проблем   трафик мгновенно перенаправляется на другие  каналы.                               По   мере своего развития IP­телефония претерпевает важные качественные   изменения:   из   дополнительной   услуги   она   постепенно превращается   в   некий   базовый   сервис,   который   в   скором   времени   станет одним   из   компонентов   мультисервисной   технологии.   В   будущем   IP­ телефония   объединит   такие   сервисы,   как   высокоскоростной   доступ   в Интернет, телефония, передача видео, и т.д. Сейчас в мире активно развиваются два типа протоколов для передачи   голосового   трафика.  Это   группа   Н.323,  берущая  свое  начало   из традиционных телефонных   протоколов, а протоколы, созданные на базе IP­ технологий с целью повышения «интеллектуальности» сервисов сети, — такие как SIP, MGCP, MEGACO.                 Российские операторы IP­телефонии наиболее часто используют протоколы группы  Н.323. Это вызвано тем, что данный протокол был первым общепринятым стандартом  промышленной реализации IP­телефонии. Многие операторы   не   спешат   разрушать   отлаженные   схемы   взаимодействия оборудования, персонала и биллинговых систем.                 Что касается западноевропейских стран, то там протоколы группы Н.323   тоже   активно   используются,   хотя   уже   прослеживается   четкая тенденция   к  переходу  на  более современные   MGCP   и MEGACO [2].  Это связано   с   прогрессивным   развитием   Интернет   ­   технологий   и инфраструктуры   сетей. SIP в этой группе является самым простым видом протокола, чем­то схожим   с HTTP и, следовательно, более доступным для восприятия   и   понимания   рядовым   IT­специалистом.   SIP   хорош   в использовании во внутрикорпоративных сетях, основанных   на комплексных решениях от одного производителя. При этом внешним протоколом   в сети телекоммуникационного оператора для предприятия, как правило, все равно  останется либо Н.323, либо MGCP/MEGACO. Конечно,   в   сфере   IP­телефонии   все   еще   существует   множество различных проблем,  таких как учет использования технологических ресурсов, маршрутизации   трафика,   биллинга,   расчета   стоимости   транспортных задержек и т.п.                Как было отмечено, IP­телефония постепенно перестает быть просто услугой,   а   становится   одним   из   компонентов   решения   по   передаче разнородного   мультимедийного   трафика   с   использованием   протокола TCP/IP.   И   вполне   естественно,   что   развитие   отдельных   инструментов управления мультимедийным трафиком влияет на всю систему   технологий пакетной   передачи   данных.   В   нынешних   условиях   IP­телефония   является  основой для развития и формирования инструментов по обработке и передаче мультимедийного  трафика.                 Следует также иметь в виду, что IP­телефония — это не просто альтернатива   обычной   телефонии.   Актуальность   развития   решений   IP­ телефонии   обусловлена   не   только   возможностью   снижения   затрат   на телефонные   переговоры   и   техническое   обслуживание   инфраструктуры.   В стратегическом   плане   IP­телефония   является   единой   технической платформой, которая позволит объединить   решения для передачи данных и голоса,   а   также   для   обработки   и   последующего   использования   этой информации   во   всех   бизнес­процессах.   Таким   образом,   развитие   IP­ телефонии   в   определенном   смысле   является   средством   повышения производительности труда  и развития бизнеса. В обозримом будущем IP­телефоны перестанут быть аналогами обычных телефонных   аппаратов. На основе IP­телефонов будут строиться CRM­системы   нового   поколения,   создаваться   системы   корпоративных   баз знаний, а в итоге произойдет интеграция  всех информационных сервисов — электронной   почты,   видеоконференций   и   телефонии   —   в   единую коммуникационную   удовлетворить коммуникационные   потребности корпоративного клиента любого масштаба — от мелких и средних предприятий  до крупных корпораций.  которая сможет   услугу,     Таким   образом,   за   короткое   время   Интернет­телефония   достигла замечательных   успехов.   Среди   них   основными   стали   усовершенствование алгоритмов   кодирования   речи   и   изобретение   шлюзов,   с   помощью   которых стало   возможно   вести   переговоры   не   только   посредством   персональных компьютеров, но и по обычному телефону. Итак, IP­телефония является одной из технологий такого процесса, как   процесса   интеграции   информационных   и   т.е. конвергенция, коммуникационных технологий. IP­телефония   –   технология,   позволяющая   использовать  Internet  или другую  IP­сеть в качестве средства организации и ведения международных телефонных   разговоров   и   передачи   факсов   в   режиме   реального   времени. Использует Internet­протокол для организации двусторонней голосовой связи. IP­телефония предусматривает соединения между телефонами пользователей при наличии соответствующих шлюзов с телефонной   сетью,   а   также  IP терминалами или IP терминалом и ТФОП. Список использованных материалов 1. Акулов О.А. Медведев Н.В. Информатика: базовый курс. – М., Омега – Л. 2011. 2. Бройдо   В.Л.   Вычислительные   системы,   сети,   и   телекоммуникации. Учебник для вузов 2­е изд. – СПБ. Питер, 2010 – 703 с. Ил. 3. Зайцева,   И.В.   Современные   возможности   интерактивных   технологий обучения/   И.В.   Зайцева,   М.В.   Попова   //   Теоретические   и   прикладные проблемы современной педагогики. 2015 №25. 4. Информатика в экономике: Учебное пособие/ Под ред.  Профессора Б.Е. Одинцова, профессора А.Н.Романова – М.: Вузовский учебник, 2010 – 478с. 5. Кагаловский В.П.  2010. М. ОЛМА ­  ПРЕСС, 2010 – 567С. 6. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия Интернет 2011. – М: Олма­Пресс, 2010 7. Новикова Ю.Н– Компьютеры, сети, Интернет: Энциклопедия 2е изд.\ Под общ. Ред. Ю.Н. Новикова – СПБ: Питер, 2010 – 832стр.  8. Попова М.В. Инновационные программные продукты в управлении бизнес – процессами// Проблемы современной экономики (Новосибирск) 2015. № 25. 9. Попова М.В. Савченко В.В.   К осмыслению феномена «информационная культура». // Философия и Культура. – 2011.­3. –С.25 – 37. 10. Попова М.В., Ворохобина Я.В., Ловянникова Н.В., Сыроватская В.И. Информационные   технологии:   особенности   применения     и   приоритетные направления развития/ Невинномысск 2009.  11. Савченко   В.В.,   Попова   М.В.   Основные   направления   использования информационных технологий в современном образовательном процессе. 2012 год. // Наука. Инновации. Технологии. №2. Википедия 12. Свободная   энциклопедия, (27.11.09) 13. Угринович Н.Д.  Информатика Лабораторный практикумдля студентов 2 курса всех вузов\ Н.Д. Угринович. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010 – 512с.: ил. 14. Якубайтис Э.А., Информатика – электроника – сети. – М.: Финансы и статистика, 2011  ://   ru   .  wikipedia  .  org   /  wiki    \  http