IP-телефония. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Телефония

 Комментарии к статье

В статье приводится техническая информация об общих принципах голосовой связи по сети Интернет и способах предоставления телефонных услуг .

Технология IP-телефонии (Voice over Internet Protocol - VoIP) предоставляет возможность передачи телефонных вызовов по сети Интернет, т. е. является технологией доставки речевого трафика в режиме реального времени. Осуществляется это по сетям передачи данных с помощью транспортных механизмов, оперирующих пакетами. Основное преимущество технологии состоит в том. что ее применение позволяет не только снизить расходы, но и совместить в одной сети передачу голоса и данных. Используемые при этом алгоритмы сжатия информации значительно уменьшают ее объем, и тем самым более эффективно используется полоса пропускания.

В IP- телефонии применяются две базовые схемы связи. Первая из них предусматривает, что все необходимые программно-аппаратные средства, производящие оцифровку, сжатие, пакетизацию и воспроизведение аудиосигнала, должны быть установлены на персональных компьютерах. В этом случае для общения абонентов требуются не тепефонные аппараты, а наушники с микрофоном. Для установления связи нужны только IP- адреса компьютеров абонентов.

При второй схеме связи пользователь звонит по обычному телефонному аппарату, а для связи ТфОП с Интернетом используется специальное оборудование - телефонный шлюз (Internet Telephony Gateway). Это оборудование преобразует аналоговую форму информации в цифровую, организует из нее последовательность пакетов в формате Интернета, передает их в сеть, а также принимает обратные пакеты, преобразуя их в аналоговую форму. Кроме того, телефонный шлюз обеспечивает реализацию интерфейса с ТфОП, генерацию сигналов абонентской сигнализации, соединение и разъединение абонентов.

В IP-телефонии важнейшее значение приобретает высоконадежное соединение, способное поддерживать передачу речи в режиме реального времени. Это значит, что передача от абонента к абоненту должна происходить с минимальными задержками.

Современные телефонные системы применяют цифровые передачу и коммутацию. Между тем известно, что абонентские линии, как правило, аналоговые. Следовательно, здесь необходимо соответствующее преобразование сигналов. Обычно оно производится на местной телефонной коммутационной станции, но эту функцию может выполнять и служба, находящаяся ближе к пользователю, например, если цифровая передача используется в сети локального доступа.

Передача по телефонной линии базируется на простом оцифровывании речи с применением стандартов, разработанных в 60-х годах. Для речевого сигнала в полосе от 300 Гц до 3,1 кГц применяется дискретизация со скоростью 8000 отсчетов в секунду и 8-битовое кодирование каждого отсчета. Таким образом, каждый речевой канал требует 64 кбит/с. Тридцать таких речевых каналов объединяются с каналами кадровой синхронизации и сигнализации, образуя стандартный цифровой поток 2048 кбит/с, который обычно называют 2 Мбит потоком, или Е1.

Задержки передачи в существующей ТфОП очень малы, при этом возникают они в основном при сжатии речи и использовании спутниковых линий. Если задержки превышают 400 мс, это заметно ухудшает качество звука.

Разработка мощных методов сжатия речи уменьшает требуемую частотную полосу. Это существенно для систем, где стоимость полосы частот весьма высока, например, в сотовой радиосвязи. Кроме того, нет надобности передавать сигнал во время речевых пауз, когда один абонент слушает другого. Скорость передачи 5 кбит/с обеспечивает такое же качество речи, как и стандартные цифровые линии при общей скорости около 2,5 кбит/с с учетом интервалов молчания. Применяемые алгоритмы сжатия основаны на дискретизации и сравнении соседних отсчетов речи, поэтому вводится некоторая задержка. Для лучшего распознавания речи требуется также эффективное эхоподавление. Использование пакетной передачи, такой как IP-передача, идеально для переноса речи в этой форме при условии, что в обработку включается ряд особенностей.

Общую задержку передачи между абонентами следует поддерживать в определенных пределах. Необходимо также минимизировать колебания задержек, иначе качество воссоздаваемой речи будет ухудшаться. Задержку обработки при сжатии речи нужно учитывать в общей задержке передачи. Требуется принимать специальные меры для служб передачи данных в полосе тональных частот, например, в отношении модемного или факсимильного трафика, так как алгоритмы сжатия речи плохо подходят для обработки этих сигналов. Любое, даже незначительное нарушение в передаче неизбежно ощущается на приемной стороне, приводит к искажению передаваемой информации.

Однако, поскольку речь идет о системе передачи данных, сигналы упомянутых выше служб могут быть переданы и более подходящим способом. Здесь также нужны специальные меры для того, чтобы обеспечить высококачественную передачу любых необходимых сигналов фиксированных частот. Главным образом это касается сигналов тонового набора номера DTMF от абонентского телефона. Даже если сейчас эти сигналы не используются при наборе номера, то со временем они смогут часто применяться, когда будут задействованы автоматические системы обработки вызова.

Сеть Интернет создавалась в расчете на пакетную передачу данных между компьютерами, где не так важны задержки при передаче и относительные задержки между пакетами. Поскольку работа компьютеров основана на внутренней обработке в соответствии с механизмами очередей, то они могут обрабатывать пакеты при их поступлении. Отличаются и механизмы маршрутизации в ТфОП и в Интернете. Таким образом, отличия имеются и в том, как пакеты передаются и как они маршрутизируются. Эти обстоятельства должны учитываться, когда рассматривается вопрос, как использовать Интернет для речевых услуг. Следует помнить, что сеть спроектирована для систем данных. Например, если в e-mail требуется несколько часов на доставку информации, то это вполне приемлемо для получателя.

При решении проблем, связанных с передачей речи, в Интернеге принята стратегия предоставления услуг с разным качеством (Grades of Service), в соответствии с которой определенные пакеты (в данном случае те, которые связаны с передачей речи) обрабатываются в приоритетном порядке. За это, естественно, пользователям Интернета придется вносить дополнительную плату.

Интернет представляет собой неопределенную массу используемого оборудования, увеличение которой будет продолжаться. Для распространения новых услуг о настоящее время уже разрабатываются стандарты, но прогресс все же будет связан с модернизацией оборудования его поставщиками. Например, спецификации для кабельных модемов включают в себя детальные требования на уровни качества услуг (Quality of Service -QoS). Разрабатываются также средства, которые позволят операторам измерять действительные уровни обслуживания. Здесь следует отметить, что требования к повышению его качества связаны с дальнейшим развитием Интернета. Ужесточаются они и с появлением специального оборудования для контроля качества связи. Уже разработан монитор, позволяющий следить за использованием ресурсов сети (в случае, если это делают несколько провайдеров). На рынке оборудования появились и средства управления сетью для выравнивания трафика и его перераспределения между волоконно-оптическими трактами.

Большинству пользователей IP-телефонией известно, например, такое ее приложение, как предоставление междугородной и международной телефонной связи. Предполагается, что в дальнейшем будет возрастать популярность и других приложений, в частности такого, которое позволит абонентам принимать телефонные вызовы во время работы в Интернете. При поступлении вызова на занятый номер АТС переадресует его на шлюз IP-телефонии, который доведет вызов до абонента по IP-сети, а специальное ПО сообщит ему об этом. Абонент в этом случае решает сам, отвечать ему на звонок или нет. Для повсеместного применения подобной услуги в России необходимо решить одну проблему, но она довольно серьезна: все оконечные станции должны поддерживать функцию переадресации вызова.

Автор: К.Сенвик, г.Лондон, Великобритания

Смотрите другие статьи раздела Телефония.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Устройство для зарядки смартфона и одновременного бэкапа данных 02.09.2016 Многие владельцы Android-смартфонов не делают резервные копии данных со своих устройств по банальной причине неудобства: ведь для этого нужно выбрать облачное хранилище, скачать приложение, произвести настройки, а другим просто лень подключать устройство к компьютеру и делать копию данных на локальное устройство. Так или иначе - все эти действия требуют некоторого времени, которого, как правило, и так не хватает. Было бы гораздо проще, если бы резервное копирование данных происходило так же просто, как... зарядка смартфона, например. Компания Toshiba воплотила эту мечту в реальность, чем поразила всех. В чем же интерес этого устройства, спросите вы. С виду новинка, у которой еще даже названия нет, представляет собой обычную круглую площадку с блоком питания, напоминающую индукционную панель для зарядки мобильных гаджетов. Но нет. Смартфон традиционно подключается к устройству по USB-кабелю, после чего начинает заряжаться и производит сопряжение с внутренним хранилищем (на 500 Гбайт или 1 Тбайт) устройства от Toshiba. Достоинство устройства в том, что настроить его нужно всего один раз, после этого можете забыть о каких-либо сложностях бэкапа. Теперь резервная копия будет актуализироваться каждый раз как вы ставите устройство на зарядку, и все ваши фотографии, видеоролики или рабочие документы не потеряются в случае выхода смартфона из строя или его потери. Более того, с помощью этого инновационного устройства можно перенести все данные на новый смартфон. А что, если вам нужна резервная копия с двух разных смартфонов? Никаких проблем! Новинка от Toshiba может распознавать разные устройства; при этом резервные копии будут создаваться в соответствующих папках внутреннего хранилища, а посмотреть их можно при подключении устройства к ПК, что тоже весьма удобно. Места на внутреннем накопителе предостаточно - в зависимости от модели, пользователю будет доступно 500 или 1000 Гбайт пространства, так что проблем с переполнением не возникнет.

Другие интересные новости:

▪ Мумии помнят о стрессе

▪ OLED-планшет для рисования Wacom Movink

▪ Монитор Acer XR341CKbmijpphz 3440 х 1440 пикселей

▪ Твердотельные источники света: решения от ON Semicinductor

▪ Вертолет на лазерной подсветке

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Убийцы в белых халатах. Крылатое выражение

▪ статья Как измеряется глубина океана? Подробный ответ

▪ статья Проведение лабораторных опытов и практических занятий по химии. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилитель низкой частоты на микросхеме KA2206. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Резисторы с нулевым сопротивлением и перемычки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026