Качество передачи информации в корпоративных IP-сетях (часть 1)

31

каким качеством он доставлен. Оператора же технология Store & Forward вынуждает принимать на себя дополнительную ответственность за успешную доставку сообщения, в то время как оно может оказаться не доставленным не по вине оператора, а просто потому, что адресат забыл включить свою факс-машину.

Единственным полноценным решением этих проблем является организация передачи факсов по IP-сетям в реальном времени так, чтобы пользователи двух факсимильных аппаратов не подозревали о том, что связь между их терминалами осуществляется с использованием сети с коммутацией пакетов. Существующие спецификации протокола передачи факсимильной информации группы 3 позволяют реализовать такое решение. Процедуры взаимодействия факсимильных терминалов группы 3 в реальном времени с использованием IP - сетей определяет рекомендация Т.38 МСЭ-Т.

Эта рекомендация позволяет организовать обмен факсимильной информацией с использованием IP - шлюзов между факсами, между факсом и компьютером, подключенными к сети Интернет, или между компьютерами.

Принцип передачи факсов в реальном времени очевиден: на передающем конце сигналы факса кодируются в виде двоичных данных и упаковываются в пакеты, а на приемном конце происходит их восстановление в вид, пригодный для передачи по каналам ТфОП. Кроме собственно информационных пакетов, содержащих управляющие последовательности и графические данные, передается также информация о других событиях, связанных с передачей факса, т.е. о тональных сигналах и служебных последовательностях, необходимых для настройки модемов приемников сигналов.

Такой подход не требует для передачи факса значительной полосы частот. Однако факсимильные сессии более требовательны к

32

качеству обслуживания, чем речевые, в связи с особенностями протокола передачи факсимильной информации. Действительно, потеря 100 мс речевой информации может быть воспринята лишь как щелчок, тогда как для факсимильной сессии потеря всего одного информационного пакета может обернуться потерей нескольких строк изображения.

Рекомендация Т.38 предусматривает использование особого протокола IFP, цель которого – перенос сообщений между шлюзами и/или компьютерами. Сообщения IFP, в свою очередь, могут передаваться внутри ТСР-соединения или с использованием UDP, причем в последнем случае предусматривается введение информационной избыточности, обеспечивающей восстановление одиночных потерянных пакетов.

Использование протокола IFP (Т.38) закреплено в рамках рекомендации Н.323. Очевидно, что обязательным условием является поддержка протокола ТСР для переноса информации IFP, а использование протокола UDP является лишь возможным вариантом. Информация IFP передается по двум логическим каналам (от отправителя к получателю и в обратном направлении). При использовании в качестве транспорта протокола ТСР существует два возможных варианта: передача сообщений IFP, используя их туннелирование в канале Н.225.0/Q.931, или использование для этого выделенного соединения.

Несмотря на то, что реализация на основе протокола ТСР является обязательной (согласно МСЭ-Т), в шлюзах большинства крупных производителей реализован транспорт IFP поверх протокола UDP. Отчасти это можно объяснить тем, что при таком решении механизм открытия логических каналов выглядит совершенно аналогично механизму, используемому для передачи речевой информации.

33

Кроме того, протокол Т.38 обычно реализуется на основе либо тех же DSP-процессоров, что и речевые кодеки, либо специализированного процессора, обеспечивающего пересылку речевой информации, а для таких процессоров реализация протокола ТСР слишком затруднена, и ее стараются избежать. Практика показывает, что реализации Т.38 на базе протокола UDP широко эксплуатируются и показали работоспособность такого решения.

6. Реализации стандартных алгоритмов

Как может показаться на первый взгляд, узкополосное кодирование речи, требующее огромной (миллионы операций в секунду) вычислительной мощности, является самой сложной задачей, выполняемой оборудованием IP-телефонии. Однако это не так: алгоритмы кодирования речи стандартизованы и строго документированы, а на рынке доступны эффективные их реализации для всех популярных DSP - платформ. С другой стороны, в оборудовании IP-телефонии должны быть представлены многие другие функции, способ реализации которых не является объектом стандартизации, а представляет собой интеллектуальную собственность («know - how») разработчиков.

На передающей стороне оборудование IP-телефонии работает по принципу «закодировал, передал и забыл». На приемной стороне все гораздо сложнее. Пакеты приходят из сети с задержкой, меняющейся по случайному закону. Это значит, что пакеты могут придти не в той последовательности, в которой были переданы, а некоторые пакеты могут вообще быть потеряны.

Приемник должен справляться с этими трудностями, обеспечивая на выходе нормальный звуковой поток с тактовой синхронизацией, либо генерируемой на основе принимаемого потока данных, либо получаемой из ТфОП по каналам Е1. Привязка речевых

34

потоков к местному тактовому синхросигналу производится, как отмечалось выше, путем незаметной на слух деформации периодов молчания в воспроизводимом сигнале.

К этим проблемам приемной аппаратуры необходимо добавить требование передачи факсимильной информации в реальном времени с автоматическим распознаванием сигналов факсимильных аппаратов, а также передачу DTMF - сигналов с корректным их восстановлением.

На основе анализа функций оборудования IP–телефонии можно сделать вывод, о том что, несмотря на существование стандартных алгоритмов кодирования речи, у разработчиков есть огромный простор для деятельности, направленной на дальнейшее совершенствование технологии IP–телефонии.

Выводы

1.Существенными факторами, влияющими на качество передачи в IP-сетях, являются: задержки, обусловленные влияниями сети и операционной системы; джиттер; эффект эха.

2.Наиболее существенными критериями, по которым осуществляется выбор “хорошего” кодека для использования в IP– телефонии являются:

максимальное использование полосы пропускания канала;

подавление периодов молчания; размер кадра; чувствительность к потере кадра.

Этим критериям соответствует протокол T.38 МСЭ-Т в рамках рекомендации H.323.

35

Контрольные вопросы

1. Что такое джиттер?

а) смещение времени передачи пакета относительно тактовых импульсов; б) смещение времени приема пакета относительно тактовых импульсов;

в) задержка приема пакета относительно прогнозируемого положения.

2. Основным назначением дифференциальных систем кодирования является:

а) кодирование речевой информации на основе дифференциальных алгоритмов преобразования; б) устранение эффекта джиттера; в) устранение эффекта эха.

3. При использовании импульсно-кодовой модуляции речевая информация содержится в:

а) амплитуде импульсов; б) кодовой последовательности импульсов;

в) частоте следования импульсов.

4. Задержка при передаче речи в системе IP-телефонии – это промежуток времени между:

а) поступлением сигнала на IP-телефон и восстановлением речи в динамике; б) передачей и приемом кодированного речевого сообщения в

IPсети.

в) произнесением звука и восстановлением его в динамике телефона.

36

Список литературы

1.Гольдштейн Б.С., Пинчук А.В., Суховицкий А.Л. IP-телефония М.: Радио и связь, 2001. - 336 с.: ил.

2.Шнепс-Шнеппе М.А. Интернет телефония: Протокол SIP и его применение. М.: Радио и связь, 2002.-226 с.: ил.

3.Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. - М.: Мир,

1990г.

4.Мельников Д.А. Информационные процессы в компьютерных сетях.

Протоколы, стандарты, интерфейсы, модели. – М.: Кудиц-Образ,

2000г.

5.Гольдштейн Б.С., Зарубин А.А., Саморезов В.В. Протокол SIP.: СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 2005.

6. Деарт В.Ю. Мультисервисные сети связи. Транспортные сети и сети доступа. – М.: Инсвязьиздат, 2007. – 166с., 93 ил.

7.Докучаев В.А., Лопатина Е.В., Павлов С.В., Яковенко Н.В. Архитектура, основы построения и проектирования корпоративных сетей на базе IP-технологий (учебное пособие для специальностей

230100, 230201, 230105, 230101). - М.: ООО «Инсвязьиздат»

(МТУСИ), 2009г.