Типы интерфейсов

43. Опишите методы и средства интеграции голосового трафика с трафиком данных. Опишите аппаратуру и технологии, которые реализуют такую интеграцию с обеспечением QoS.

Сегодня для передачи голоса по глобальным сетям наиболее широко применяется оборудование трех основных категорий:

• специализированные платы с процессорами цифровой обработки сигналов (Digital Signal Processors, DSP), ориентированные на передачу голоса по IP.

• устройства доступа для каналов frame relay (Frame Relay Access Device, FRAD), имеющие интерфейсы для подключения УПАТС и телефонных аппаратов, с последующей обработкой речевого сигнала.

• платы функциональных процессоров для подключения к ATM-коммутаторам цифровых УПАТС по каналам E1/T1.

IP-сети

Алгоритм работы VoIP таков. Когда абонент набирает расширенный номер другого удаленного абонента, плата голосового интерфейса VoIP принимает сигнал с этим номером от АТС или коммутатора. Используя собственную базу данных телефонных номеров, VoIP переводит номер в IP-адрес и устанавливает соответствующий удаленный шлюз VoIP, чтобы автоматически организовать соединение с удаленной системой.

При передаче речевого или факсимильного сообщения сигнал оцифровывается и сжимается в IP-пакеты размером 94 байта, содержащие блок голосовых данных, IP-заголовок, голосовой IP-подзаголовок и блок коррекции ошибок (FEC — Forward Error Correction), позволяющий восстановить IP-пакеты. Для передачи IP-пакетов через локальную сеть на маршрутизатор применяется сетевой интерфейс ПК.

Маршрутизатор отправляет поток данных через корпоративную сеть, где происходит обратный процесс: на принимающей стороне маршрутизатор выбирает IP-пакеты из корпоративной сети и посылает их по ЛВС на VoIP-шлюз места назначения, который и преобразует IP-пакеты в голосовой или факс-сигнал, а затем посылает его адресату

Сети frame relay

Аналогичный подход используется в сетях ATM и frame relay: речевой сигнал, поступивший в цифровой или аналоговой форме, обрабатывается по стандарту G.729 со скоростью компрессии 8 кбит/с и "упаковывается" в ячейку или кадр. При этом он занимает в общем трафике передачи данных полосу 10—12 кбит/с на один речевой.

В современных моделях коммутаторов для минимизации задержек голосового трафика в низкоскоростных каналах (до E1) при комбинированной передаче голос/данные применяется механизм "кадр—ячейка". уть его состоит в следующем: критичный к задержкам трафик (голос, видео и т. д.) передается ячейками постоянной длины, а прочие данные — кадрами переменной длины. Передающее устройство формирует отдельные очереди из ячеек и кадров. Если в тот момент, когда необходимо передать голосовую ячейку, пересылка кадра данных еще не завершена, передающий коммутатор разрывает кадр и передает нужную ячейку, а только затем досылает оставшуюся часть кадра. 

Сети ATM

Преобразование в ячейки голосового потока в сетях ATM выполняется на уровне AAL1 (ATM Adaptation Layer 1). Современные модели ATM-коммутаторов используют два принципа передачи речевого трафика — Circuit Emulation и VTOA (Voice and Telephony Over ATM)

Механизм Circuit Emulation устанавливает постоянное виртуальное соединение CBR (constant bit rate) с требуемой полосой пропускания. Он реализован в оборудовании фирм Fore, Newbridge, 3Com. Однако это технологическое решение не всегда оптимально для сетей с пиковой нагрузкой, так как не предусматривает сжатия речевой информации и не позволяет избежать задержек при передаче ячеек с голосовым сигналом.

При использовании спецификации VTOA возможна более эффективная передача речи по ATM с компрессией и установкой соединений VBR (variable bit rate). Сеть АТС подключается по цифровому каналу E1/T1 к коммутатору, который осуществляет компрессию/декомпрессию речевого сигнала и маршрутизацию голосового трафика, интерпретируя набранный номер. В функции коммутатора входит и распределение голосового трафика по разным PVC в зависимости от загруженности того или иного маршрута (эта технология называется Voice Networking).