5.1. Особенности каналов Internet

5.2. Особенности локальных сетей

 

Телефонная сеть была создана таким образом, чтобы гарантировать высокое качество услуги даже при больших нагрузках. IP-телефония, напротив, не гарантирует качества, причем при больших нагрузках оно значительно падает.

Необходимо отметить, что, как правило, стоимость любой услуги и её качество прямо пропорциональны. Однако понятно и то, что в ряде случаев представляется неразумным сравнительно небольшое увеличение качества оплачивать относительно большим увеличением цены. Вряд ли поздравительные и праздничные открытки целесообразно отправлять фельдъегерской связью: хорошо, да дорого.

Конечно, ничей опыт не заменит собственного — лучше попробовать самому оценить качество этого вида связи, проведя разговор посредством IP-телефонии и сравнив его с традиционной телефонной связью. Однако мы рискнем сделать некоторые общие замечания.

Качество связи можно оценить, используя следующие основные характеристики:

• уровень искажения голоса;
• частота "пропадания" голосовых пакетов;
• время задержки (между произнесением фразы первого абонента и моментом, когда она будет услышана вторым абонентом).

Качество связи по первым двум характеристикам значительно увеличилось в сравнении с первыми версиями решений IP-телефонии, которые допускали искажение и прерывание речи. Улучшение кодирования голоса и восстановление потерянных пакетов позволило достичь уровня, когда речь понимается абонентами достаточно легко. Понятно, что задержки влияют на темп беседы. Известно, что для человека задержка до 250 миллисекунд практически незаметна. Существующие на сегодняшний день решения IP-телефонии превышают этот предел, так что разговор похож на связь по обычной телефонной сети через спутник, которую обычно оценивают как связь вполне удовлетворительного качества, требующую лишь некоторого привыкания, после которого задержки для пользователя становятся неощутимы. Отметим, что даже в таком виде связи решения IP-телефонии вполне подходят для многих приложений.

Кроме этого, задержки уменьшаются благодаря следующим трем факторам:

• во-первых, совершенствуются телефонные серверы (их разработчики борются с задержками, улучшая алгоритмы работы);
• во-вторых, развиваются частные (корпоративные) 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.

Среди каналов, на которых может быть организована IP-телефонная связь, особый интерес представляют каналы Интернет. Реально действующие каналы Интернет характеризуются:

• действительной пропускной способностью, определяемой наиболее "узким местом" в виртуальном канале в данный момент времени;
• трафиком, также являющимся функцией времени;
• задержкой пакетов, что определяется трафиком, числом маршрутизаторов, реальными физическими свойствами каналов передачи, образующими в данный момент времени виртуальный канал, задержками на обработку сигналов, возникающими в речевых кодеках и других устройствах шлюзов; все это также обеспечивает зависимость задержки от времени;

• потерей пакетов, обусловленной наличием "узких мест", очередями;
• перестановкой пакетов, пришедших разными путями.

Упомянутые обстоятельства и эффекты наглядно могут быть представлены в графической форме. Так, на рис. 5.2 приведены гистограммы задержек пакетов, показывающие эмпирические распределения вероятностей задержек. На оси абсцисс отложена относительная задержка, характеризующая реальное положение пакета в последовательности на временной оси по отношению к идеальному в предположении, что первый пакет пришел без задержки.

Рис. 5.2. Гистограммы задержек пакетов

Детальное изучение явлений задержки и потери пакетов позволяет сделать следующие выводы. Задержки пакетов существенно зависят от времени. Кривая этой зависимости имеет большой динамический диапазон и скорость изменения. Заметные изменения времени распространения могут произойти на протяжении одного непродолжительного сеанса связи, а колебания времени передачи могут быть в диапазоне от десятков до сотен миллисекунд и даже превышать секунду.

Гистограммы задержек пакетов (Рис. 5.2) показывают величины возникающих задержек и их вероятности. Данная информация исключительно важна для организации процедуры обработки и выбора параметров обработки. Так, становится ясным, что временная структура речевого пакетного потока меняется. Возникает необходимость организации буфера для превращения пакетной речи, отягощенной нестационарными задержками в канале, возможными перестановками пакетов, в непрерывный естественный речевой сигнал реального времени. Параметры буфера определяются компромиссом между величиной запаздывания телефонного сигнала в режиме дуплексной связи и процентом потерянных пакетов. Потеря пакетов является другим важнейшим негативным явлением в Интернет -телефонии.

На рис. 5.3 представлены гистограммы потерь пакетов. По оси абсцисс отложено число подряд потерянных пакетов. Анализ гистограммы показывает, что наиболее вероятны потери одного, двух и трех пакетов. Потери больших пачек пакетов редки.

Рис. 5.3. Гистограммы потерь пакетов

Telecom Finland — оператор первой в мире общенациональной сети ATM, и это решает проблему выделения нужной полосы пропускания. Что же касается взаимоотношений с ТфОП, то, во-первых, Telecom Finland сама является оператором телефонной сети, а во-вторых, Neophone позиционируется не как возможность сэкономить на звонках, а как способ, позволяющий привнести дополнительный интеллект в корпоративную телефонную систему, снабдить ее удобным пользовательским интерфейсом и упростить подключение большой организации к телефонной сети.

Схема технического обеспечения услуги представлена на рис 5.4. Пользователем Neophone всегда является организация. Вместо телефонных аппаратов на рабочих местах компании-пользователя устанавливаются мультимедийные персональные компьютеры. Благодаря Neophone сотрудник может работать со своим компьютером, как с телефонным аппаратом.

Рис. 5.4. Схема передачи телефонного вызова в рамках услуги Neophone

Голосовой вызов вначале передается по локальной сети организации под IP. Затем он попадает (через маршрутизатор) в глобальную сеть, по которой голосовой трафик передается на установленный на территории Telecom Finland компьютерно-телефонный шлюз, осуществляющий обмен с коммутируемой телефонной сетью. По ней вызов передается на телефонный аппарат абонента. Шлюзом между сетью АТМ и телефонной сетью является оборудование от компании Ericsson, а для локальной сети организации-клиента используется компьютерно-телефонное программное обеспечение фирмы Vocaltec.

Каждой из рабочих станций, включенных в локальную сеть, присваивается телефонный номер. Набрав его, абонент с любого телефона (стационарного или мобильного) может получить соединение с сотрудником организации. При этом, как утверждает Telecom Finland, абонент даже не заметит, что его вызов на самом деле передается через сеть с коммутацией пакетов.

Обязательным условием для работы с Neophone является подключение клиента к сети АТМ. Как утверждает Telecom Finland, в противном случае невозможно гарантировать качественную передачу голосового трафика. Под голосовой трафик отводится выделенный канал, связывающий корпоративную сеть с компьютерно-телефонным сервером.

На мой взгляд, основным достоинством использования Neophone является то, что организация-клиент может отказаться от установки дорогостоящей офисной АТС; отпадает также необходимость в поддержке отдельных компьютерной и телефонной сетей. Кроме того, становится возможным привнесение компьютерного интеллекта в телефонную связь организации. Конечно, современные офисные АТС обладают весьма внушительными возможностями, однако в отношении удобства пользовательского интерфейса они сильно проигрывают компьютерам.

Клиентское программное обеспечение, поддерживающее Neophone, имеет удобный графический интерфейс пользователя. В частности, он позволяет создавать "телефонные справочники". Чтобы набрать номер абонента, занесенного в такой справочник, пользователю достаточно щелкнуть мышью на соответствующей фамилии.