1.3.2 Мережа на базі протоколу sip
Мережа на базі протоколу SIP містить основні елементи трьох видів, рис. 1.8: агенти користувача, проксі-сервери і сервери переадресації. Агенти користувача (User Agent або SIP client) є додатками термінального обладнання і включають в себе дві складові: агент користувача - клієнт (User Agent Client - UAC) і агент користувача - сервер (User Agent Server - UAS), інакше відомі як клієнт і сервер відповідно. Клієнт UAC ініціює SIP-запити, тобто виступає в якості зухвалої сторони. Сервер UAS приймає запити і повертає відповіді, тобто виступає в якості викликається сторони.
Рисунок 1.8 – Архітектура мережі на базі протоколу SIP
(http://wiki.kspu.kr.ua/images/e/e2/VoIP_1.9.png)
Крім того, існує два типи мережевих серверів SIP: проксі-сервери (сервери-посередники) і сервери переадресації. Сервери SIP можуть працювати як в режимі зі збереженням станів поточних з'єднань (statefull), так і в режимі без збереження станів поточних з'єднань (stateless). Сервер SIP, що функціонує в режимі stateless, може обслужити як завгодно велику кількість користувачів, на відміну від контролера зони Н.323, який може одночасно працювати з обмеженою кількістю користувачів.
Проксі-сервер (Proxy-server) діє «від імені інших клієнтів» і містить функції клієнта (UAC) і сервера (UAS). Цей сервер інтерпретує і може перезаписувати заголовки запитів перед відправленням їх до інших серверів рис. 1.9. Відповідні повідомлення слідують по тому ж шляху назад до проксі-сервера, а не до клієнта.
Рисунок 1.9 – Мережа SIP з проксі-сервером
(http://wiki.kspu.kr.ua/images/d/d0/VoIP_1.10.png)
1.4 Вплив мережі на показники якості ip-телефонії
Якість зв’язку можна оцінити за наступними основними характеристиками:
рівень спотворення голосу;
частота "зникання" голосових пакетів;
час затримки (між вимовленням фрази першого абонента і моментом, коли вона буде почута другим абонентом).
Втрачені пакети в IP-телефонії порушують мову і створюють спотворення тембру. У існуючих IP-мережах всі голосові кадри обробляються як дані. При пікових навантаженнях і перевантаженнях голосові кадри відкидатимуться, як і кадри даних. Проте кадри даних не зв'язані з часом і відкинуті пакети можуть бути успішно передані шляхом повторення. Втрата голосових пакетів, у свою чергу, не може бути заповнена у такий спосіб і в результаті відбудеться неповна передача інформації. Передбачається, що втрата до 5% пакетів непомітна, а понад 10-15% — недопустима. Причому дані величини істотно залежать від алгоритмів компресії/декомпресії.
На рис. 1.10 показано основні складові затримки в мережі IP-телефонії.
Час затримки при передачі мовного сигналу можна віднести до одного з трьох рівнів:
перший рівень до 200 мс — відмінна якість зв'язку. Для порівняння, в телефонній мережі загального користування допустимі затримки до 150–200 мс;
другий рівень до 400 мс — вважається хорошою якістю зв'язку. Якщо затримки постійно утримується на верхній межі 2-го рівня (на 400 мс), то не рекомендується використовувати цей зв'язок для ділових переговорів;
третій рівень до 700 мс — вважається прийнятною якістю зв'язку для ведення неділових переговорів. Така якість зв'язку можлива також при передачі пакетів по супутниковому зв'язку.
Рисунок 1.10 - Складові затримки в мережі IP-телефонії
(http://www.mini-server.ru/images/stories/knigi/ip-phone/image073.jpg)
Фактори, що вливають на якість, можуть бути поділені на дві категорії:
Фактори якості IP-мережі:
максимальна пропускна здатність - максимальна кількість корисних і надлишкових даних, які вона передає;
затримка - проміжок часу, необхідний для передачі пакета через мережу;
джитер - затримка між двома послідовними пакетами;
втрата пакета - пакети або дані, втрачені при передачі через мережу.
Фактори якості шлюзу:
необхідна смуга пропускання - різні вокодери вимагають різну смугу. Наприклад, вокодер G.723 вимагає смуги 16,3 кбіт/с для кожного мовного каналу;
затримка - час, необхідний для цифрового сигнального процесора DSP або інших пристроїв обробки для кодування і декодування мовного сигналу;
буфер джитера - збереження пакетів даних до тих пір, поки всі пакети не будуть отримані і можна буде передати їх в необхідній послідовності для мінімізації джитера;
втрата пакетів - втрата пакетів при стисненні і/або передачі в обладнанні IP-телефонії;
придушення відлуння - механізм для придушення відлуння, що виникає при передачі по мережі;
управління рівнем - можливість регулювати гучність мови.
Поліпшення кодування голосу і відновлення втрачених пакетів дозволило досягти рівня, коли мова розуміється абонентами настільки добре, що співбесідники не здогадуються, що з'єднання відбувається за технологією IP -телефонії. Зрозуміло, що затримки впливають на темп бесіди. Відомо, що для людини затримка до 250 мілісекунд практично непомітна. Для IP-телефонії існують на сьогоднішній день рішення, що не перевищують цю межу, так що розмова фактично не відрізняється від зв'язку по звичайній телефонній мережі.