МОУ КОРОБІВСЬКИЙ ЗОШ

Управління освіти Адміністрації Шатурського району Московської області

РЕФЕРАТ

ПО ТЕМІ

IP-ТЕЛЕФОНІЯ

Реферат підготувала

учениця 11 класу:

Павлухіна Марія

Викладач інформатики:

Кисельов Володимир Миколайович

2005

Зміст

Введення

IP-телефонія - технологія, що дозволяє використовувати Інтернет або іншу IP-мережу як засіб організації і ведення міжнародних телефонних розмов і передачі факсів в режимі реального часу.

Інтернет-телефонія - окремий випадок IP-телефонії, коли як ліній передачі телефонного трафіку використовуються канали мережі Інтернету.

Як працює IP-телефонія?

При розмові, наші голосові сигнали (слова, які ми вимовляємо) перетворюються в стислі пакети даних. Далі ці пакети даних посилаються через інтернет іншій стороні. Коли пакети даних досягають адресата, вони декодуються в голосові сигнали оригіналу.

Існують два базові типи телефонних запитів Інтернет-телефонії:

1. З комп'ютера на комп'ютер

2. З комп'ютера на телефон

У чому відмінність Інтернет-телефонії від звичайної телефонії?

У звичайному телефонному дзвінку підключення між обома співрозмовниками встановлюється через телефонну станцію виключно з метою розмови. Голосові сигнали передаються по певних телефонних лініях, через виділене підключення.

При запиті ж по Інтернет, стислі пакети даних поступають в Інтернет з адресою призначення. Кожен пакет даних проходить власний шлях до адресата, по різних маршрутах. Для адресата, пакети даних перегруповуються і декодуються в голосові сигнали оригіналу.

У чому відмінність Інтернет-телефонії від IP-телефонії?

Інтернет-телефонія окремий випадок IP-телефонії, тут як ліній передачі використовуються звичайні канали Інтернет. У чистому вигляді IP-телефонія, як ліній передачі телефонного трафіку використовує виділені цифрові канали.

Чому Інтернет-телефонія стоїть менше?

Звичайні телефонні дзвінки вимагають розгалуженої мережі зв'язку телефонних станцій, пов'язаних закріпленими телефонними лініями, підведення волоконно-оптичних кабелів і супутників зв'язку. Високі витрати телефонних компаній приводять для нас до дорогих міжміських розмов. Виділене підключення телефонної станції також має багато надмірної продуктивності або час простою протягом мовного сеансу.

Інтернет-телефонія частково грунтується на існуючій мережі закріплених телефонних ліній. Але головне, вона використовує саму передову технологію стиснення наших голосових сигналів, і повністю використовує місткість телефонних ліній. Тому пакети даних від різних запитів, і навіть різні їх типи, можуть переміщатися по одній і тій же лінії в одне і теж час.

Історія розвитку IP-телефонії [1]

На думку деяких, концепція передачі голосу по мережі за допомогою професійного комп'ютера зародилася в Університеті штату Іллінойс (США). У 1993 році Чарлі Кляйн випустив в світло Maven, першу програму для розбудови голоси за допомогою РС. Одночасно одним з найпопулярніших мультимедійних додатків в мережі стала CU-SeeMe, програма відеоконференцій для Macintosh (Mac), розроблена в Корнельському Університеті.

Квітні 1994 року. Під час польоту човника Endeavor NASA передало на Землю його зображення за допомогою програми CU-SeeMe. Одночасно спробували передати і звук. Отриманий сигнал з Льюісовского дослідницького центру поступав на Травні, сполучений з Інтернет, і будь-хто міг почути голоси астронавтів. Потім одну програму вбудували в іншу, і з'явився варіант CU-SeeMe з повними функціями аудіо і відео, як для Травні, так і для РС.

Лютий 1995. Ізраїльська компанія Vocal Tec запропонувала першу версію програми Internet Phone, розроблену для власників мультимедійних комп'ютерів, що працюють під Windows. Це стало важливою віхою в розвитку Інтернет-телефонії! Vocal Tec сподівалася використовувати дуже популярні канали Internet Relay Chat (IRC) як двосторонній засіб спілкування між людьми, що мають схожі інтереси. Але компанії не вдалося зв'язатися з Eras Free Network (Feet), яка займається IRC, та поінформували про потенційно можливе збільшення графіка, тому доступ до суспільних каналів для Internet Phone був закритий. Через декілька тижнів компанія Vocal Tec залагодила свої розбіжності з EFNet. За цей час була створена приватна мережа серверів Internet Phone, і вже тисячі людей завантажили програму з домашньої сторінки Vocal Tec і почали спілкуватися. Власне, цим вони займаються до теперішнього часу.

У тому ж 1995 р. Інші компанії дуже швидко оцінили перспективи, які відкривали можливість розмовляти, знаходячись в різних півкулях і не плативши при цьому за міжнародні дзвінки! На ринок обрушилася гора продукції, призначеної для телефонії через Мережу.

У вересні того ж року в роздрібному продажі з'явилася перша з таких програм-DigiPhone, розроблена невеликою компанією в Далласі (штаті Техас), яка запропонувала «дуплексні" можливості, дозволяючи говорити і слухати одночасно. Ось у цей момент і народився привабливий для абонентів справжній інтерактивний зв'язок. А нам, абонентам, яка власне різниця, яким саме способом передається мова. Було б чутно Крижі з Нью-Йорка.

Незабаром знайшлися ентузіасти, які за допомогою програм подібного типу стали організовувати марафони. Метою було навчити працювати через інтернет звичайний телефонний апарат типу "сеанс розмови», під час яких люди всієї країни могли підключатися і говорити годинами.

У березні 1996 році відбулася ще одна пам'ятна подія. Тоді було оголошено про сумісний проект під назвою «Internet Telephone Gate» двох компаній: вже відомо нам Vocal Tec і найбільшого виробника для комп'ютерної телефонний Dialogic, для чого між Мережею і телефоном встановлюється спеціалізований шлюз. Останній отримав назву (Vocal Tec Telephone Gateway) і був спеціалізованою програмою, яка використовувала голосові плати Dialogic. Багатоканальні голосові плати дають змогу, по-перше, одній системі VTG підтримувати до восьми незалежних телефонних розмов через мережу, а по-друге, прибрали проблему адреси, взявши на себе перетворення звичайних телефонних номерів в IP-адресу і назад. Для розмови одного користувача в тому продукті достатньо буде ширини смуги каналу близько 11 кбит / с. От так можливість високого ущільнення каналу і мала вартість зв'язку створили передумови для корінних змін телекомунікаційного миру. Сьогодні багато що ясно, що ІТ - лише крок на шляху до глобальної мультимедіа-зв'язку.

Ще через рік стали цілком звичайними з'єднання через інтернет двох звичайних телефонних абонентів, що знаходилися в абсолютно різних місцях планети. Ось так протягом всього якихось двох років став на ноги альтернативний спосіб телефонного зв'язку.

Принцип дії [2]

Загальний принцип дії телефонних серверів IP-телефонії такий: з одного боку, сервер пов'язаний з телефонними лініями і може з'єднатися з будь-яким телефоном світу. З іншого боку, сервер пов'язаний з Інтернетом і може зв'язатися з будь-яким комп'ютером в світі. Сервер приймає стандартний телефонний сигнал, оцифровує його, значно стискає, розбиває на пакети і відправляє через інтернет за призначенням з використанням протоколу Інтернет (ТСР / | Р). Для пакетів, що приходять з мережі на телефонний сервер і що йдуть в телефонну лінію, операція відбувається в зворотному порядку. Обидві складові операції відбуваються практично одночасно, що дозволяє забезпечити полнодуплекаціонний розмову. На основі цих базових операцій можна побудувати багато різних конфігурацій. Припустимо, дзвінок телефон-комп'ютер або комп'ютер-телефон може забезпечувати один телефонний сервер. (Рис.1) Для організації зв'язку телефон (факс) - телефон (факс) потрібно два сервери (рис.2).

Рис. 1. З'єднання комп'ютер-телефон

Диспетчер

телефон-факс

Рис.2. Система для дзвінків по телефону і посилки факсів засобами IP.

Міжміський (міжнародна) зв'язок здійснюється за допомогою телефонних серверів, організація або оператор послуги повинні мати сервер в тих місцях, куди і звідки плануються дзвінки. Вартість такого зв'язку на порядок менше вартості телефонного дзвінка по звичайних телефонних лініях. Особливо велика ця різниця для міжнародних переговорів.

Якість IP-телефонії [2]

Телефонна мережа була створена таким чином, щоб гарантувати високу якість послуги навіть при великих навантаженнях IP-телефонія, навпаки, не гарантує якості, причому при великих навантаженнях воно значно падає.

Вартість будь-якої послуги, як правило, і її якість прямо пропорційні. Однак зрозуміло і те, що в ряді випадків представляється нерозумною порівняно невелике збільшення якості оплачувати відносно великим збільшенням ціни. Навряд чи святкові вітальні листівки доцільно відправляти фельд'єгерського зв'язком: добре, та дорого.

Якість зв'язку можна оцінити наступними основними характеристиками:

1. рівень спотворення голосу;

2. частота «зникнення» голосових пакетів;

3. час затримки (між проголошенням фрази першого абонента і моментом, коли вона буде почута другим абонентом).

По перших двох характеристиках якість зв'язку значно покращилася у порівнянні з першими версіями рішень IP-телефонії, які допускали спотворення і переривання мови. Поліпшення кодування голосу і відновлення втрачених пакетів дозволило досягти рівня, коли мова розуміється абонентами досить легко. Зрозуміло, що затримки впливають на темп бесіди. Відомо, що для людини затримка до 250 мілісекунд практично непомітна. Існуючі на сьогоднішній день рішення IP-телефонії перевищують цю межу, так що розмова схожий на зв'язок по звичайній телефонній мережі через супутник, яку зазвичай оцінюють як зв'язок цілком задовільної якості, що вимагає лише деякого звикання, після якого затримки для користувача стають невідчутні. Відзначимо, що навіть у такому вигляді зв'язку рішення IP-телефонії цілком підходять для багатьох додатків.

Затримки можна зменшити завдяки наступним трьом чинникам:

1. По-перше, удосконалюються телефонні сервери (їх розробники борються із затримками, покращуючи алгоритми роботи).

2. По-друге, розвиваються приватні мережі (їх власники можуть контролювати ширину смуги пропускання і, отже, величини затримки).

3. По-третє, розвивається сама мережа Інтернет - сучасний Інтернет не був розрахований на комунікації в режимі реального часу. Хоча на оновлення роутерів по всьому світу і на організаційні заходи (наприклад, вирішити питання, як в грошовому вираженні оцінити сервіс більш високої якості) буде потрібно якийсь час, світ Інтернету, незалежно від вищесказаного, рухається дуже швидко і в правильному напрямку.

Оцінити якість при використанні різних протоколів стиснення можна різними способами. Один з підходів для таких вимірів - використання суб'єктивних методів. У суб'єктивних методах група людей, зазвичай досить велика, оцінює якість зв'язку за певною стандартною процедурою. Найвідоміший суб'єктивний метод - це метод загальної думки. У цьому методі, якість зв'язку оцінюється великою групою різних людей, і потім їх думку усереднюється.

Нижче наведена таблиця оцінок, які просили проставити експертів для оцінки якості зв'язку. Оцінки могли коливатися від 1 (неприйнятно) до 5 (відмінно - ні дискомфорту при прослуховуванні).

Якість Оцінений МОS

Висока 4.0 - 5.0

Стандартне телефонне 3.5 - 4.0

Прийнятне 3.0 - 3.5

Синтезований звук 2.5 - 3.0

На графіку (мал.3) показана оцінка методом спільної думки різних популярних звукових кодер-декодерів. По горизонтальній осі відкладена необхідна ширина каналу для передачі мови, стиснутої певним кодером, по вертикальній осі - власне оцінка.

Рис. 3. Залежність якості зв'язку від ширини каналу пропускання

Словник термінів [3]

Тип обслуговування (TOS), який іноді ще позначається як DSCP, це сегмент IP-протоколу, що дозволяє ідентифікувати тип переданого пакета інформації (мова або дані).

Протоколи G. XXX. Існує сім стандартних протоколів G. XXX, на основі яких здійснюється перетворення мови в цифровий формат. Найбільш поширені наступні протоколи: G.711 - передбачає передачу зі швидкістю 64 Кбіт / с (кілобіт в секунду); цей протокол забезпечує найвищу якість, але вимагає великої частини спектру смуги пропускання.
G.729 і G.729 - передбачають стиснення мови до 8 Кбіт / с; ці протоколи забезпечують низьке значення затримки і якість мови, наближене до якості в операторських мережах. G.729A-це протокол кодування / декодування, який за замовчуванням використовується шлюзовим пристроєм ITG і є кращим для нього.
G.723.1 - забезпечує максимальну ступінь стиснення мови (5.3 або 6.3 Кбіт / с; цей протокол прийнятий найбільшим числом виробників обладнання.

Н.323 Найбільш поширений стандарт мультимедійного зв'язку. Компанія Nortel підтримує стандарт Н.323 і забезпечує стик з шлюзовими пристроями і клієнтськими додатками третім постачальників.

Стандарт Media Gateway Control, який раніше називали MGCP, являє собою результат злиття двох ініціатив, запропонованих компанією Bellcore. MEGACO дозволяє розробляти прості й недорогі пристрої. Цей стандарт підтримується всіма шлюзами VoIP компанії Nortel Networks.

Voice Profile Internet Mail - це стандарт передачі повідомлень голосової пошти по мережі Інтернет від однієї системи до іншої, який підтримується компанією Nortel Networks та іншими виробниками.

Монітор - необов'язковий модуль мережі IP-телефонії, що підключається тільки до IP-мережі, використовуваний для дистанційного конфігурування та підтримки решти пристроїв мережі - шлюзів і диспетчерів.

Білінгова система - програмний продукт, звичайно інтегрований з системою IP-телефонії, призначений для обліку, тарифікації, аналізу витрат і виставляння рахунків за телефонні переговори.

Кодекс - загальний термін, використовуваний в цифровій обробці аудіо і відео - алгоритм стиснення і відновлення мови. У IP-телефонії найбільш часто використовуються кодеки G.723 і G.729. Алгоритми кодеків визначені в стандарті Н.323.

Шлюз - це основна і невід'ємна частина архітектури IP-телефонії, безпосередньо сполучає телефонну мережу з мережею IP.

Диспетчер - Додатковий пристрій, підключений тільки до IP-мережі і несе в собі всю логіку роботи мережі IP-телефонії. Виконує функції аутентифікації та авторизації абонента, розподілу викликів між шлюзами і білінгу.

Інтернет - міжнародне об'єднання мереж, в якому користувачі ПК, при наявності прав доступу, можуть отримувати інформацію з будь-якого іншого комп'ютера в мережі. Спочатку мережа була розроблена в Агентстві перспективних дослідницьких проектів при американському уряді для військових в 1969 році. Раніше мала назву Arpanet. Потім була демілітаризована і передано в комерційну експлуатацію. За цей час була суттєво вдосконалена. Одне з найбільш відомих, але не єдиних удосконалень - технологія WWW (World Wide Web), розроблена в 1991 році в інституті CERN. Технологія стала настільки успішною, що часто в побуті під Інтернет мають на увазі саме WWW.

IP-телефонія - також відома, як Інтернет телефонія або технологія передачі голосу по IP. Використовує Інтернет-протокол для організації двостороннього голосового зв'язку. IP-телефонія передбачає з'єднання між телефонами користувачів при наявності відповідних шлюзів з телефонною мережею, а також IP терміналами або IP терміналом і ТФОП.

Провайдер Інтернет-телефонії - оператор, що надає послуги IP-телефонії.

Міжнародна Рада з електрозв'язку - міжнародна організація, що займається розробкою стандартів, які використовуються у телекомунікаціях. Зокрема, ITU схвалений стандарт Н.323, який використовується в IP-телефонії.

Система інтерактивного голосового відповіді здійснює функції доступу до віддаленої комп'ютерної системи за допомогою голосового меню, вибір опцій в якому здійснюється шляхом набору цифр або їх комбінацій на телефонному апараті. Комп'ютерна система озвучує затребувану інформацію, або збираючи повідомлення із заздалегідь записаних фрагментів, або синтезуючи голосове повідомлення за допомогою перетворення текст-мова.

ТСР / IP - загальна назва протоколів Інтернет. ТСР і IP - найбільш відомі з них. ТСР гарантує, що кожен посланий байт дійде до одержувача без втрат. IP присвоює локальні IP адреси фізичним мережевих адрес, забезпечуючи тим самим адресний простір, з яким працюють маршрутизатори. Також в сімейство протоколів входить протокол Telnet, який дозволяє віддаленим терміналам підключатися до віддалених вузлів, система доменної адресації, яка дозволяє користувачам адресуватися до вузлів мережі по символьному доменному імені замість цифрового IP-адреси, протокол передачі файлів, який визначає механізм збереження і передачі файлів, а також протокол передачі гіпертексту, який дозволяє проводити обмін і передачу інформації на комп'ютери з WEB браузерами.

Комутація пакетів означає організацію сполук шляхом розбиття інформації на пакети, відправлення їх по мережі передачі даних разом з іншими потоками інформації і відновлення вихідної інформації на приймальному кінці. Основна перевага комутації пакетів - ефективність використання каналів з фіксованою і обмеженою смугою. Недолік - неможливість гарантувати якість обслуговування.

Персональний код доступу - унікальний цифровий код для ідентифікації користувача, призначений для авторизації на початку сеансу роботи зі шлюзом Інтернет-телефонії.

Телефонна мережа загального користування - загальнодоступна телефонна система. У рішеннях IP-телефонії, що пропонують сервіс типу дзвінка «телефон-телефон» іноді використовується як мережа доступу до послуг операторів Інтернет-телефонії.

Якість обслуговування - здатність мережі забезпечувати кращу якість для певного виду мережевого трафіку з різними пріоритетами і допустимими часом затримки. Зокрема, при передачі голосових повідомлень, IP-пакетів «з голосом» можна підвищувати пріоритет, що підвищить якість послуги.

Маршрутизатор - пристрій, або в деяких випадках програмне забезпечення на комп'ютері, яке визначає наступну точку мережі в напрямку точки призначення, куди будуть спрямовані пакети. Зазвичай, на шляху до одержувача, пакети проходять через кілька точок, в яких встановлені маршрутизатори.

Література

1. Журнал «Мобільні системи» № 12, стор 10 (грудень 1999).

2. www.comptek.ru.

3. Матеріали сервера Міжнародної Ради з Електрозв'язку.