Материал: IP Телефония_Гольдштейн_1-4 части
62 |
Глава 2 |
|
|
2.3 Установление телефонного соединения в IP сети
Рассмотрим процедуру установления соединения через сеть IP при вызове с предоплатой или с оплатой после разговора. Для ор ганизации такого соединения абонент А набирает местный теле фонный номер шлюза своего поставщика услуг IP телефонии. Або ненту А передается второй сигнал ответа станции и предлагается ввести телефонный номер вызываемого абонента, номер счёта и пароль, если вызов производится не с домашнего, зафиксиро ванного у поставщика телефона. Далее устанавливается соедине ние со стороной вызываемого абонента B. На рис. 2.9 приведены компоненты IP телефонии, которые обычно используются в таком соединении.
Шлюз
E1 |
Привратник |
|
ТфОП
IP cеть
Привратник
Шлюз
E1
ТфОП
Рис. 2.9 Компоненты IP телефонии
Одним из этих компонентов является шлюз H.323, который слу жит средством взаимодействия между ТфОП и IP сетью. Преобра зование адресной информации E.164 в IP адрес и маршрутизацию вызова осуществляет привратник H.323. Для конкретного сценария могут потребоваться и другие компоненты. Может потребоваться, на пример, процедура обращения к поставщику услуг урегулирования (settlement provider) для того, чтобы обеспечить телефонные соеди нения с абонентами в тех местах, где у данного поставщика услуг IP телефонии нет физического присутствия. Поставщик услуг урегу лирования обычно работает с несколькими поставщиками услуг IP те лефонии и следит за тем, какому из них, в каком регионе и по какой стоимости целесообразно перепоручить соединение.
Общим протоколом для услуг урегулирования является открытый протокол урегулирования (Open Settlement Protocol). Этот протокол позволяет инфраструктуре динамической маршрутизации и начис ления платы выбирать оптимальный маршрут для телефонного со
Сетевые аспекты IP телефонии |
63 |
|
|
единения в зависимости от времени суток, местоположения вызы вающего и вызываемого абонентов и многих других факторов.
На рис. 2.10, 2.11 и 2.12 более подробно представлена процеду ра установления соединения для вызовов с предоплатой или с опла той после разговора, являющаяся, в известном смысле, уточнением упрощенной процедуры на рис.1.8 предыдущей главы. Рис. 2.10 от ражает следующие стадии установления соединения.
1.Абонент А набирает местный номер доступа к шлюзу.
2.Шлюз запрашивает у специального сервера данные о вызываю щем абоненте (по информации АОН или по идентификационному но меру). Сервер может быть совмещен с привратником.
3.Сервер просматривает информацию АОН для того, чтобы убе диться, что абоненту А разрешено пользоваться данной услугой, и за тем передает к шлюзу сообщение аутентификации пользователя.
|
|
) |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
( |
|
|
Сервер |
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
(1) |
|
|
|
|
|
|
Шлюз |
|
|
|
Шлюз |
ТфОП |
|
|
|
IP cеть |
ТфОП |
А |
|
|
|
Привратник |
Б |
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.10 Установление соединения: Часть 1
Рис. 2.11 отражает следующие стадии.
4. Абонент А набирает телефонный номер вызываемого абонента Б.
5. Шлюз консультируется с привратником о возможных способах маршрутизации вызова.
6. Привратник просматривает адрес E.164 на фоне таблицы мар шрутизации и передает к исходящему шлюзу IP адрес встречного (входящего) шлюза. При этом привратнику может понадобиться кон сультация с привратником другой зоны.
Шлюз
ТфОП
А
(4)
Сервер |
|
|
Шлюз |
IP cеть |
ТфОП |
Привратник |
Б |
|
(5) 
(6) 
Рис. 2.11 Установление соединения: Часть 2
64 |
Глава 2 |
|
|
Финальныестадииустановлениясоединенияпоказанынарис.2.12:
7. Исходящий шлюз направляет вызов H.323 по IP сети к входя щему шлюзу.
8. Входящий шлюз направляет вызов по сети ТфОП к вызываемо му абоненту.
9. Шлюзы посылают на упоминавшийся ранее специальный сер вер данные о начале/окончании установления соединения для начис ления платы за связь.
|
) |
Сервер |
( |
|
9 |
9 |
|||
( |
|
|
|
) |
Шлюз |
|
|
|
Шлюз |
ТфОП |
|
IP cеть |
|
ТфОП |
А |
|
Привратник |
|
Б |
|
|
|
|
|
(7) |
(8) |
Рис. 2.12 Установление соединения: Часть 3
2.4 Эффективность IP телефонии
Как уже отмечалось ранее, привлекательность всех алгоритмов сценария «телефон телефон» для пользователя заключается в зна чительно более низких, по сравнению с обычной междугородной или международной телефонной связью, тарифах, что является следст вием применения технологий, обеспечивающих вторичное уплотне ние телефонных каналов. Поэтому многие пользователи согласны терпеть снижение качества передачи речи.
Предоставление телефонных услуг через инфраструктуру IP по зволяет поставщику услуг IP получать большую, по сравнению с тра диционными операторами, прибыль благодаря тому, что:
•функции предоставления услуг телефонии и передачи данных объ единяются в общей инфраструктуре IP; основной объём обслужи ваемого трафика приходится на традиционные данные Интернет, а транспортировка относительно невысокого объёма трафика IP телефонии может осуществляться с использованием той же ин фраструктуры при очень незначительных дополнительных затра тах,
•отсутствует необходимость обеспечивать качество и объём услуг, требуемые от операторов ТфОП, что допускает реализацию услуг IP телефонии на базе более дешёвого оборудования.
Для традиционных телефонных операторов IP телефония также достаточно перспективна. Операторы ТфОП в США и Европе вкла дывают значительные средства в создание развитой инфраструкту ры IP и в привлечение на свою сторону поставщиков услуг Интернет.
Сетевые аспекты IP телефонии |
65 |
|
|
Так, например, компания US West Inc. (Инглвуд, Колорадо) объявила о проекте реализации технологии xDSL в масштабе всей страны, ком пания Worldcom Inc. (Джексон, Миссисипи) уже владеет первым по ставщиком услуг Интернет – Uunet Technologies Inc. (Фоллс Черч, Виргиния) – и намеревается приобрести фирму MCI Communications Corp. (Вашингтон, округ Колумбия).
Но мотивы такой тенденции не только в сокращении затрат на обслуживание трафика. В настоящее время минута телефонного раз говора по сетям коммутации каналов внутри США обходится мест ной телефонной компании примерно в 6 центов, а передача речи по Интернет стоит от 1 до 2 центов за минуту. Такая разница вряд ли достаточна для того, чтобы радикально перестроить инфраструкту ру дальней связи, использующую технологию 1980 х годов, но по требовавшую в свое время многомиллиардных затрат на цифрови зацию сети. В свете этого, сегодняшняя ситуация с расценками на междугородную и международную телефонную связь кратковремен на и в ближайшее время перестанет быть столь же важной причиной развития IP телефонии, как это имело место на начальной стадии ее внедрения. Стратегические преимущества новой технологии заклю чаются в конвергенции услуг, в создании интегрированных приложе ний в конечных узлах. Контролируя технологии коммутации каналов и пакетов, можно приобрести гигантское преимущество (во всемир ном масштабе) при вступлении в следующее столетие.
Тем не менее, эффективность IP телефонии ограничивается се годня неустойчивыми и непредсказуемыми уровнями задержки на передачу пакетов. Другими словами, IP телефония представляет собой пример классического проектного компромисса между стои мостью и характеристиками качества. Разумеется, в будущем ком промисное решение будет другим, и некоторые способы его опти мизации ясны уже сейчас.
В этом направлении ведется разработка оборудования следую щего поколения. Шлюзы (маршрутизаторы) располагаются только на краях сети, где должны приниматься наиболее часто сложные реше ния и где должны вызываться наиболее используемые процессы, а далее развертываются высокоскоростные коммутаторы ATM, при чем, в соответствии с проектными спецификациями, маршрутиза торы и коммутаторы смогут работать со скоростью 1 Тбит/c. Если к этому добавить невероятно высокоскоростные системы оптоволо конной передачи в сети, то перспектива представляется весьма оп тимистичной. Каждое оптическое волокно в настоящее время может поддерживать не менее 32 световых волн (оптических частот), при чем каждая запускается на скорости не менее 10 Гбит/с и поддержи вает приблизительно 130,000 каналов передачи речевой информа ции при стандартных скоростях 64 кбит/с. Вдоль маршрута уклады ваются сотни оптических волокон.
5. Б.С. Гольдштейн
66 |
Глава 2 |
|
|
Кроме того, будет предусматриваться фиксация маршрутов от каждого шлюза к каждому из остальных шлюзов, чтобы все пакеты от шлюза N к шлюзу M направлялись по тому же самому маршруту.
Стала очевидной также избыточность традиционной передачи ре чевой информации со скоростью 64 Кбит/с. Современные алгоритмы сжатия позволяют использовать для передачи речи полосу пропуска ния 5,3 Кбит/с. По мере уменьшения требований к ширине полосы возрастает производительность, за тот же период времени по тем же каналам и через те же коммутаторы передается больше данных, и цены на телефонные разговоры снижаются. Соответствующие стандарты сжатия речи были разработаны уже в середине 90 х гг.
Это – рекомендация G.729, которая предусматривает 8 кратное сжатие речевого сигнала, что дает возможность передавать его в по лосе 8 Кбит/с с тем качеством, которое поддерживают обычные те лефонные сети. В основу стандарта положен алгоритм сжатия CS ACELP. Последняя его версия, G.729A, использует тот же алгоритм, но упрощенный кодек, что значительно снижает нагрузку на процес сор при обработке речевого потока.
Другая рекомендация – G.723.1 – позволяет сжимать речевой сиг нал в 12 раз и транспортировать его со скоростью 5,3 или 6,3 Кбит/с. При этом качество передачи речи немного снижается, но остается вполне достаточным для делового общения. Для сжатия полосы до 5,3 Кбит/с применяется алгоритм ACELP, а до 6,3 Кбит/с – алгоритм MP MLQ.
Общее правило гласит, что более «плотное» сжатие приводит к снижению качества речи, однако разработка все более сложных ал горитмов компрессии делает это правило спорным. Выбор алгорит ма обуславливается тремя основными факторами – распространен ностью, поддержкой в имеющемся оборудовании и ожиданиями пользователей. На нынешнем этапе оба алгоритма хорошо себя по казали и приняты производителями средств пакетной телефонии.
Отметим, что устройства, поддерживающие G.723.1, не могут «разговаривать» напрямую с устройствами на основе G.729; для их взаимодействия необходим специальный конвертер. Сигнальный процессор DSP, реализующий эти функции, может вносить задерж ки и искажения, снижающие качество речи до неприемлемого уров ня. Кроме того, современные технологии не способны производить такое преобразование в реальном времени. Более подробно эти во просы рассматриваются в следующей главе.