IP-Телефония

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный  аэрокосмический университет

имени академика М. Ф. Решетнева»

(СибГАУ)

 

 

 

 

Реферат на тему:

IP-телефония

 

 

 

Выполнил: ст-т гр. МТК-12-01

Суворов А.Ю.

Проверил:

Пономарев Д.Ю.

                                      

 

 

 

Красноярск  – 2012

 

Содержание

Введение 3

История развития IP-телефонии 6

Принцип работы IP-телефонии 9

Основные виды технологии IP-телефонии 12

Качество IP-телефонии 13

Протоколы 18

Преимущества и недостатки IP-Телефонии 22

Заключение 24

Литература 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

VoIP  — система связи, обеспечивающая передачу речевого сигнала по сети Интернет или по любым другим IP-сетям. Сигнал по каналу связи передаётся в цифровом виде и, как правило, перед передачей преобразовывается (сжимается) с тем, чтобы удалить избыточность.

Применение  систем IP-телефонии позволяет компаниям-операторам связи значительно снизить стоимость звонков (особенно международных) и интегрировать телефонию с сервисами Интернета, предоставлять интеллектуальные услуги.

Компьютерная  телефония – это новая отрасль, возникшая в середине 80-х на стыке компьютерных и телефонных технологий. Это открытая технология на базе плат расширения для персонального компьютера, позволяющая строить как совсем небольшие системы, так и очень крупные. Основными областями применения компьютерной телефонии являются:

1.Компьютерное управление телефонными соединениями: интеллектуальная коммутация, интеллектуальное распределение телефонных вызовов, согласование телефонных линий.

2. Голосовой диалог телефонного абонента с информационными компьютерными системами: информационно-справочные системы, системы "электронного офиса", системы приема заказов по телефону.

3. Компьютерный контроль телефонных вызовов: запись на диск телефонных переговоров, системы массового оповещения.

4. internet-телефония: выход через internet в телефонные сети с общим доступом, передача факсимильных сообщений через internet.

Корпорация Dialogic первой начала выпускать гибкое модульное оборудование на базе стандартов, значительно потеснившие с рынка крупные закрытые системы. Открытость стандартов, лежащих в основе технологии, позволяет легко надстраивать системы - купив для начала минимальную конфигурацию, организация может в дальнейшем приобретать необходимые плоты и расширять возможности программного обеспечения. Все это обусловило лавинообразное развитие новой отрасли во всем мире. 

Новая технология пришла и в нашу страну. В России системы компьютерной телефонии уже используются в таких организациях, как городские телефонные станции (оповещение должников, звонки по карточкам), банки, авиа- и туристические компании (информационные системы сообщают о состоянии счета и новых услугах), офисы (электронный секретарь, голосовая почта), опасные производство, службы охраны, УВД, медицинские и военные учреждения ("черный ящик", экстренное оповещение), пейджинговые и сотовые компании (голосовая почта, оповещение должников), операторы телефонных услуг (CallBack), поставщики телефонных станций (конвертация цифровых протоколов), infernet-провайдеры. Даже этот отнюдь не претендующий, но полноту список свидетельствует о том, что на российском рынке появилась еще одна новая технология, обещающая занять заметное место в жизни многих организаций и фирм. 

На современном  уровне развития телекоммуникационных систем достигнута возможность организовывать передачи речевой информации в реальном масштабе времени. Тенденция организации  телефонных разговоров по сетям передачи данных нашла развитие в концепции CTI (Computer Telephone Integration, CTI), в рамках которой концепции рассматривается большое число услуг. Но самой интересной или, вернее наиболее выгодной представляется IP-телефония, так как при ее реализации пользователям предлагаются услуги телефонной связи при значительном сокращении их расходов на телефонные разговоры. 

IP-телефония  начиналась с масштабов корпоративной  сети. В процессе развития деловой  активности практически каждая  компания сталкивалась с необходимостью  создания собственной корпоративной  телефонной сети, до недавнего  времени выбирая из двух вариантов:  создание собственных линий связи или аренда телефонных линий и номеров у оператора телефонной связи. 

Первый вариант  приемлем для крупных компаний, которые  могут позволить себе значительные финансовые затраты на создание собственных  линий связи и служб их эксплуатации и ремонта. Кроме этого, приходиться  тратить средства на обучение персонала, который должен приводить конфигурацию оборудования. 

Второй вариант  подходит для небольших компаний, ведь в случае использования номерной емкости оператора им не приходится создавать дополнительные службы. Эксплуатацию и конфигурирование осуществляет оператор телефонной сети. Но этот способ, не требующий  крупных единовременных капитальных  вложений, зачастую приводил к тому, что оплата междугороднего, и тем  более международного трафика через  некоторое время превышала стоимость  создания корпоративной телефонной сети. Данный путь также не всегда позволяет  создать собственную систему  нумерации. 

Появившаяся не так давно третья возможность - IP-телефония - это способ организовать корпоративную телефонную сеть, не вкладывая значительные средства в  создание линий связи и сокращая расходы на оплату телефонных услуг. Однако стоимость оборудования IP-телефонии  все же достаточно велика для отдельной  компании. Кроме того, существует ряд  юридических и организационных  проблем при его подключении  к телефонным сетям. Вот почему на рынке телефонных услуг появилась  новая категория операторов-провайдеров - ITSP (Internet Telephony Service Provider), - предлагающих услуги по взаимодействию пользователей сети Интернет с абонентами телефонных сетей.

 

История развития IP-телефонии

По мнению некоторых, концепция передачи голоса по сети с помощью профессионального  компьютера зародилась в Университете штата Иллинойс (США). В 1993 году Чарли  Кляйн выпустил в свет Maven, первую программу для перестройки голоса с помощью РС. Одновременно одним из самых популярных мультимедийных приложений в сети стала CU-SeeMe, программа видеоконференций для Macintosh (Mac), разработанная в Корнельском Университете.

Апрель 1994 года. Во время полёта челнока Endeavor NASA передало на Землю его изображение с помощью программы CU-SeeMe. Одновременно попробовали передать и звук. Полученный сигнал из Льюисовского исследовательского центра поступал на Мае, соединённый с Интернет, и любой желающий мог услышать голоса астронавтов. Потом одну программу встроили в другую, и появился вариант CU-SeeMe с полными функциями аудио и видео, как для Мае, так и для РС.

Февраль 1995 года. Израильская компания Vocal Tec предложила первую версию программы Internet Phone, разработанную для владельцев мультимедийных компьютеров, работающих под Windows. Это стало важной вехой в развитии Интернет-телефонии! Vocal Tec надеялась использовать очень популярные каналы Internet Relay Chat (IRC) в качестве двустороннего средства общения между людьми, имеющими сходные интересы. Но компании не удалось связаться с Eras Free Network (Feet), курирующей IRC, и проинформировали о потенциально возможном увеличении графика, поэтому доступ к общественным каналам для Internet Phone был закрыт. Через несколько недель компания Vocal Tec уладила свои разногласия с EFNet. За это время была создана частная сеть серверов Internet Phone, и уже тысячи людей загрузили программу с домашней страницы Vocal Tec и начали общаться. Собственно, этим они занимаются до настоящего времени.

В том же 1995г. Другие компании очень быстро оценили  перспективы, которые открывали  возможность разговаривать, находясь в разных полушарьях и не платя при этом за международные звонки. На рынок обрушилась гора продукции, предназначенной для телефонии через Сеть.

В сентябре того же года в розничной продаже  появилась первая из таких программ- DigiPhone, разработанная небольшой компанией в Далласе (штате Техас), которая предложила «дуплексные» возможности, позволяя говорить и слушать одновременно. Вот в этот момент и родилась привлекательная для абонентов настоящая интерактивная связь. А нам, абонентам, какая собственно разница, каким именно способом передается речь. Было бы слышно Крыжо из Нью-Йорка.

Вскоре нашлись  энтузиасты, которые с помощью  программ подобного типа стали организовывать марафоны. Целью было научить работать через Интернет обычный телефонный аппарат типа «сеанс разговора», во время которых люди всей страны могли  подключаться и говорить часами.

В марте 1996 г. произошло еще одно памятное событие. Тогда было объявлено о совместном проекте под названием «Internet Telephone Gate» двух компаний: уже известно нам Vocal Tec и крупнейшего производителя для компьютерной телефонный Dialogic, для чего между Сетью и телефоном устанавливается специализированный шлюз. Последний получил название (Vocal Tec Telephone Gateway) и представлял собой специализированную программу, которая использовала голосовые платы Dialogic. Многоканальные голосовые платы позволяют, во-первых, одной системе VTG поддерживать до восьми независимых телефонных разговоров через сеть, а во-вторых, убрали проблему адреса, взяв на себя преобразование обычных телефонных номеров в IP-адрес и обратно. Для разговора одного пользователя в том продукте достаточно будет ширины полосы канала порядка 11 кбит/с. Вот так возможность высокого уплотнения канала и малая стоимость связи создали предпосылки для коренных изменений телекоммуникационного мира. Сегодня многое ясно, что ИТ – лишь шаг на пути к глобальной мультимедиа-связи.

 

Ёще через год стали вполне обычными соединения через Интернет двух обычных телефонных абонентов, находившихся в совершенно разных местах планеты. Вот так в течение всего каких-то двух лет стал на ноги альтернативный способ телефонной связи.

 

Принципы  работы IP-Телефонии

Под IP телефонией понимается технология передачи голоса и факс сообщений через сети, использующие протокол IP, в режиме реального времени. Данный протокол используется как в  сети Интернет, так и в локальных  сетях. Многие считают равноценными понятия "Интернет телефония" и "IP телефония", хотя на самом деле это  не совсем так. IP-телефония предполагает использование для передачи голоса выделенные каналы связи, в то время  как Интернет телефония допускает  использование общих каналов  сети Интернет. Благодаря этому именно IP телефонии присущи:

• высокое качество услуг связи при значительной экономии средств; 
  повышенная безопасность и конфиденциальность;
• интеллектуальность предоставляемых услуг;
• используется в решениях самого различного масштаба.

Сервера IP-телефонии  работают следующим образом: с одной  стороны сервер связан с телефонными  линиями и может соединиться  с любым телефоном мира. С другой стороны сервер связан с IP-сетью  и может связываться с любым  компьютером в мире. Голосовой  аналоговый сигнал оцифровывается, значительно  сжимается, разбивается на пакеты и  отправляется через IP-сеть с использованием протокола TCP/IP. Для пакета, который  приходит из сети Интернет на телефонный сервер и уходит в телефонную сеть, вся операция происходит в обратном порядке. Обе составляющие операции (вход и выход сигнала) происходят практически одновременно, что позволяет  обеспечить полнодуплексный разговор. 
 

Для осуществления зарубежных соединений организация или оператор услуги должны иметь по серверу в тех местах, куда и откуда планируется устанавливать связь. Стоимость такой связи на порядок меньше стоимости телефонного звонка по обычным телефонным линиям. Особенно велика эта разница для зарубежных соединений. 

Технология IP телефонии объединяет сети с коммутацией  каналов (передающие голосовую информацию) и сети с коммутацией пакетов (передающие данные) в единую коммуникационную сеть. Бесперебойное распознавание  голоса и его передача из одной  сети в другую решается с помощью  различных шлюзов. Шлюз представляет собой устройство, в которое с  одной стороны включаются телефонные линии, а с другой стороны - IP-сеть.

Голос, как  аналоговые колебания в системе IP телефонии, существует только в телефонной трубке, или в том, что заменяет ее. На остальных участках канала передачи от абонента к абоненту речь оцифровывается и передается в виде IP пакетов. Пакеты данных имеют в своем составе  порядковый номер, адреса точек назначения (приема и передачи) и информацию для коррекции ошибок. Для того чтобы пакеты были направлены нужному  получателю используется IP адрес, в  соответствии с которым осуществляется их маршрутизация. Узлы IP направляют эти  пакеты по сети до окончания маршрута доставки. Пакеты, приходящие на ближайший к другому абоненту шлюзу, преобразовываются обратно в аналоговый вид (голосовой сигнал) и поступают в телефонную линию.

Поскольку пакеты могут доставляться не в той последовательности, в которой были отправлены, то в  первую очередь происходит их накопление и восстановление требуемой последовательности. Для восстановления исходного объема упорядоченных данных используются порядковые номера пакетов. Для приложений, где не важен порядок и интервал прихода пакетов, таких как e-mail, время задержек между отдельными пакетами не имеет решающего значения. IP-телефония является одной из областей передачи данных, где важна динамика передачи сигнала.

Максимальная  задержка звука может составлять 300-400 миллисекунд в зависимости  от того, сколько времени требуется  аппаратному оборудованию, чтобы  создать цифровой аудиосигнал. Человеческое ухо не воспринимает задержки менее 250 миллисекунд. С целью минимизации потери сигнала, ведущие организации по стандартизации разрабатывают новые протоколы, а производители поставляют качественно новые, современные решения в области IP телефонии, позволяющие избежать пропадания голоса.

 

Основные  виды технологии IP-телефонии

Компьютер-Телефон -При этом абонентам необходимо иметь, с одной стороны, Компьютер со звуковой картой, системы ввода-вывода звука, с другой обычный Телефон, находящийся в любой точке планеты. Основой является шлюз, который с одной стороны, связан с телефонными линиями и может соединиться с любым телефоном мира. С другой стороны, шлюз связан с Интернет и может связаться с любым компьютером в мире. Сервер принимает стандартный телефонный сигнал, оцифровывает его (если он исходно не цифровой), значительно сжимает без потери качества, с одновременным подавлением пауз, разбивает на пакеты и отправляет через Интернет по назначению с использованием протокола Интернет (TCP/IP). Для пакетов, приходящих из Сети на телефонный сервер и уходящих в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке. Обе составляющие операции (вход сигнала в телефонную сеть и его выход из телефонной сети) происходят практически одновременно, что позволяет обеспечить полнодуплексный разговор.