IP and VoIP - Internet Protocol and Voice Over Inernet Protocol
Перевод: протокол IP and VoIP (интернет-протокол и протокол передачи голоса через Интернет)
Контекст:
Описание: IP представляет собой протокол, используемый для передачи информации, в основном между компьютерами через Интернет. Он разбивает передаваемую информацию на пакеты, а затем присваивает каждому пакету заголовок с адресной информацией. Затем пакет пересылается в Интернет, где он направляется к месту назначения. Поскольку каждый пакет представляет собой самостоятельную единицу, даже если это часть длинного сообщения, IP называют потоколом пакетной коммутации, не требующим постоянного соединения. IP подходит для передачи информации через Интернет, поскольку он разработан для использования в сетях с меняющейся структурой, в которых пакеты могут теряться или задерживаться.
Протокол VoIP кодирует стандартные голосовые сигналы по протоколу IP. В настоящее время большая часть звуковых сигналов передается по сетям с коммутацией каналов, когда канал устанавливается и поддерживается между вызывающей и вызываемой сторонами на протяжении всего разговора. При использовании же IP звук разбивается на пакеты, пересылаемые отдельно. Преимущество такого подхода состоит в уменьшении необходимого диапазона частот, поскольку когда собеседники молчат, передавать ничего не нужно. Современный интерес к VoIP продиктован в основном возможностью осуществлять международные вызовы по местным тарифам, передавая разговор через Интернет. Долговременный интерес к VoIP состоит в возможности объединения существующих сетей в единую сеть для передачи голоса и данных. Это приведет к значительной экономии средств операторов и более богатым возможностям интеграции услуг передачи голоса и данных.
Технология: Технология передачи голосовой информации с использованием протокола IP имеет за рубежом устоявшееся название Voice Over IP (VOIP). Одним из приложений этой технологии является Интернет-телефония (Internet Telephony). Интернет-телефония - технология передачи голосовой информацией в режиме реального времени через Интернет или любую другую сеть на основе протокола IP (Internet Protocol). Поэтому Интернет-телефонию часто называют IP-телефонией (IP telephony).
Передача голоса по Интернет происходит в несколько этапов. Первый этап - это оцифровка голоса. Затем оцифрованные данные анализируются и обрабатываются с целью уменьшения физического объема данных, передаваемых получателю. На этом этапе происходит подавление ненужных пауз и фонового шума, а также компрессирование. На следующем этапе полученная последовательность данных разбивается на пакеты и к ней добавляется протокольная информация - адрес получателя, порядковый номер пакета на случай, если они будут доставлены не последовательно, и дополнительные данные для коррекции ошибок.
Компрессия данных позволяет передавать по Интернет-каналу одновременно несколько разговоров (в отличие от традиционной телефонии, где для передачи одного разговора используется целый канал), что существенно уменьшает стоимость междугородних и международных телефонных разговоров по сравнению с традиционной телефонией.
Извлечение переданной голосовой информации из полученных пакетов также происходит в несколько этапов. Когда голосовые пакеты приходят на терминал получателя, то сначала проверяется их порядковая последовательность. Поскольку IP-сети не гарантируют время доставки, то пакеты со старшими порядковыми номерами могут прийти раньше, более того, интервал времени получения также может колебаться. Для восстановления исходной последовательности и синхронизации происходит временное накопление пакетов. Однако некоторые пакеты могут быть вообще потеряны при доставке, либо задержка их доставки превышает допустимый разброс. В обычных условиях приемный терминал запрашивает повторную передачу ошибочных либо потерянных данных. Передача голоса критична ко времени доставки, поэтому включается алгоритм аппроксимации, позволяющий на основе полученных пакетов приблизительно восстановить потерянные, либо эти потери просто игнорируются, а пропуски заполняются данными случайным образом. Отсюда возникают небольшие искажения голоса при передаче. Кроме того, так как IP-пакеты проходят через несколько маршрутизаторов, то во время разговора возникают небольшие (0,1 - 0,4 секунды) задержки.
Использование: Внедрение технологии VoIP в рамках IP-сети позволяет пользователям Интернет и сетей передачи данных уменьшить суммарные расходы, связанные с ведением международных телефонных переговоров, а также начать процесс миграции к технологиям пакетной передачи мультимедийных данных.
Одним из лидеров сетевой индустрии является компания Cisco Systems, предлагающая наилучшие решения по передаче голосового трафика в сетях передачи данных. Коммутация и работа голосовых соединений в IP-сетях обеспечивается за счет протоколов, предусмотренных международными стандартами.
В общих чертах, передача голоса в IP-сети происходит следующим образом. Входящий звонок и сигнальная информация из телефонной сети передаются на пограничное сетевое устройство, называемое телефонным шлюзом, для обработки специальной картой устройства голосового обслуживания. Шлюз, используя управляющие протоколы семейства H.323 перенаправляет сигнальную информацию другому шлюзу, находящемуся на приемной стороне IP-сети. Приемный шлюз обеспечивает передачу сигнальной информации на приемное телефонное оборудование согласно плану номеров, в результате чего обеспечивается соединение из-конца-в-конец. После установления голосового соединения голос на входном сетевом устройстве кодируется в соответсвии со стандартными алгоритмами ITU, такими как G.711 или G.729, сжимается, инкапсулируется в пакеты протокола реального времени RTP. Пакеты с голосовыми данными передаются по IP-сети на целевое удаленное устройство. Затем пакеты с голосовыми данными обрабатываются с целью восстановления голоса и его передачи получателю по телефонному участку соединения.
Аналогично происходит и передача факса. При этом возможность fax relay, реализованная в голосовых устройствах Cisco Systems, обеспечивает автоматическое распознавание тонов факса, оповещает (по IP-сети) целевой факс о том, что необходимо принять факсимильное сообщение. После того, как целевой факс установит состояние готовности, устройства Cisco Systems образуют виртуальное соединение, по которому в реальном времени передается факсимильное сообщение. Таким образом, пользователь может быть уверен, что факс доставлен по назначению. Кроме того, голосовые карты AS5300 могут работать в режиме "T.30 spoofing", когда входящий сигнал факсимильного сообщения демодулируется перед передачей по IP-сети таким образом, что закодированное в 64-кбитном стандарте PCM факсимильное сообщение, на самом деле, передается по сети в полосе 9.6 Кбит.
Избранные действующие эхолинки (23) -->
В общих чертах, передача голоса в IP-сети происходит следующим образом. Входящий звонок и сигнальная информация из телефонной сети передаются на пограничное сетевое устройство, называемое телефонным шлюзом, для обработки специальной картой устройства голосового обслуживания. Шлюз, используя управляющие протоколы семейства H.323 перенаправляет сигнальную информацию другому шлюзу, находящемуся на приемной стороне IP-сети. Приемный шлюз обеспечивает передачу сигнальной информации на приемное телефонное оборудование согласно плану номеров, в результате чего обеспечивается соединение из-конца-в-конец. После установления голосового соединения голос на входном сетевом устройстве кодируется в соответсвии со стандартными алгоритмами ITU, такими как G.711 или G.729, сжимается, инкапсулируется в пакеты протокола реального времени RTP. Пакеты с голосовыми данными передаются по IP-сети на целевое удаленное устройство. Затем пакеты с голосовыми данными обрабатываются с целью восстановления голоса и его передачи получателю по телефонному участку соединения.
