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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Скоростной робопес 21.12.2023 Разработанный Корейским институтом передовых наук и технологий (KAIST), робот-пес HOUND завоевал золото в мире скорости, установив рекорд Гиннесса в беге на 100 метров. Новая веха в робототехнике, превзойденная на 5 секунд предыдущим рекордом, подчеркивает выдающиеся возможности механической передвижной единицы. Достижение рекорда в беге на 100 метров роботом-псом HOUND представляет собой значимый шаг в развитии робототехники и технологий передвижения. Этот успех подчеркивает возможности передовых механических конструкций и инновационных методов управления двигателем. Впечатляющая производительность робота поднимает вопросы о будущем применении подобных технологий в различных областях, включая спорт, автоматизированные службы и исследования. Вместе с тем, это напоминает о необходимости более глубокого понимания этических и социальных аспектов внедрения роботов в повседневную жизнь. HOUND спроектирован для максимальной скорости и эффективного передвижения, обгоняя своих конкурентов со скоростью 3 м/с. Благодаря инновационной механической структуре, продуманному двигателю и уникальной конфигурации редуктора, робопес легко преодолевает траву, преодолевает длинные дистанции и взбирается по крутым склонам под углом 22°. Модули актуаторов бедра и колена работают в гармонии, обеспечивая уникальную комбинацию прочности и гибкости. Выбор планетарной коробки передач и применение передовых методов машинного обучения выделяют HOUND среди своих аналогов. Весом в 45 кг, этот робот с легкостью преодолевает 100 метров со средней скоростью 18,12 км/ч, устанавливая время 19,87 секунды. Предыдущий рекорд, принадлежавший машине Agility Robotics, был побит нашими технологиями, сократив время до 24,73 секунды. Впереди - человеческий рекорд Усейна Болта на 9,58 секунды, но наш путь только начинается. Роботизированный пес HOUND отмечает новую эру в развитии мобильной робототехники, предвосхищая будущие достижения и открывая горизонты возможностей для интеллектуальных механизмов.

Другие интересные новости:

▪ Новый микроконтроллер от Maxim

▪ Куркумин предотвратит потерю зрения

▪ Игровые ПК Acer Predator AG3-605

▪ Мозговой чип для восстановления зрения

▪ Влияние поиска смысла жизни на зависимость от смартфона

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта ВЧ усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Даниэль Дефо. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто изобрел косметику? Подробный ответ

▪ статья Как жить в лесу и без палатки. Советы туристу

▪ статья Переговорный автомат. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волшебное имя. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025