Ефективність IP-телефонії
Технологія VoIP >> Розділ 2. Мережеві аспекти IP-телефонії
[ << 2.3. Встановлення телефонного з'єднання в IP-мережі ]
2.4 Ефективність IP-телефонії
Як вже зазначалося раніше, привабливість всіх алгоритмів сценарію «телефон-телефон» для користувача полягає в значно більш низьких, порівняно зі звичайною міжміського або міжнародного телефонного зв'язку, тарифи, що є наслідком застосування технологій, що забезпечують вторинне ущільнення телефонних каналів. Тому багато користувачів згодні терпіти зниження якості передачі мови.
Надання телефонних послуг через інфраструктуру IP дозволяє постачальнику послуг IP отримувати більшу, порівняно з традиційними операторами, прибуток завдяки тому, що:
- функції надання послуг телефонії і передачі даних об'єднуються в загальній інфраструктурі IP; основний обсяг обслуговується трафіку припадає на традиційні дані Інтернет, а транспортування відносно невисокого обсягу трафіку IP-телефонії може здійснюватися з використанням тієї ж інфраструктури при дуже незначних додаткових витратах,
- відсутня необхідність забезпечувати якість і обсяг послуг, що вимагаються від операторів ТМЗК, що допускає реалізацію послуг IP-телефонії на базі більш дешевого обладнання.
Для традиційних телефонних операторів IP-телефонія також досить перспективна. Оператори ТфОП в США і Європі вкладають значні кошти в створення розвиненої інфраструктури IP і в залучення на свій бік постачальників послуг Інтернет.
Так, наприклад, компанія US West Inc. (Інглвуд, Колорадо) оголосила про проект реалізації технології xDSL в масштабі всієї країни, компанія Worldcom Inc. (Джексон, Міссісіпі) вже володіє першим постачальником послуг Інтернет - Uunet Technologies Inc. (Фоллс Черч, Вірджинія) - і має намір придбати фірму MCI Communications Corp. (Вашингтон, округ Колумбія).
Але мотиви такої тенденції не лише в скороченні витрат на обслуговування трафіку. В даний час хвилина телефонної розмови по мережах комутації каналів всередині США обходиться місцевої телефонної компанії приблизно в 6 центів, а передача мови по Інтернет коштує від 1 до 2 центів за хвилину. Така різниця навряд чи достатня для того, щоб радикально перебудувати інфраструктуру далекого зв'язку, що використовує технологію 1980-х років, але потребовавшую свого часу багатомільярдних витрат на цифровізацію мережі. У світлі цього, сьогоднішня ситуація з розцінками на міжміський і міжнародний телефонний зв'язок короткочасна і найближчим часом перестане бути настільки ж важливою причиною розвитку IP-телефонії, як це мало місце на початковій стадії її впровадження. Стратегічні переваги нової технології полягають в конвергенції послуг, у створенні інтегрованих програм в кінцевих вузлах. Контролюючи технології комутації каналів і пакетів, можна придбати гігантську перевагу (у всесвітньому масштабі) при вступі в наступне століття.
Тим не менш, ефективність IP-телефонії обмежується сьогодні нестійкими і непередбачуваними рівнями затримки на передачу пакетів. Іншими словами, IP-телефонія є приклад класичного проектного компромісу між вартістю та характеристиками якості. Зрозуміло, в майбутньому компромісний рішення буде іншим, і деякі способи його оптимізації ясні вже зараз.
У цьому напрямку ведеться розробка устаткування наступного покоління. Шлюзи (маршрутизатори) розташовуються тільки на краях мережі, де повинні прийматися найбільш часто складні рішення і де повинні викликатися найбільш використовувані процеси, а далі розгортаються високошвидкісні комутатори ATM, причому, у відповідності з проектними специфікаціями, маршрутизатори і комутатори зможуть працювати зі швидкістю 1 Тбіт / с. Якщо до цього додати неймовірно високошвидкісні системи оптоволоконної передачі в мережі, то перспектива є досить оптимістичною. Кожне оптичне волокно в даний час може підтримувати не менше 32 світлових хвиль (оптичних частот), причому кожна запускається на швидкості не менше 10 Гбіт / с і підтримує приблизно 130,000 каналів передачі мовної інформації при стандартних швидкостях 64 кбіт / с. Уздовж маршруту укладаються сотні оптичних волокон.
Крім того, буде передбачатися фіксація маршрутів від кожного шлюзу до кожного з решти шлюзів, щоб усі пакети від шлюзу N до шлюзу М прямували з того ж самого маршруту.
Стала очевидною також надмірність традиційної передачі мовної інформації зі швидкістю 64 Кбіт / с. Сучасні алгоритми стиснення дозволяють використовувати для передачі мови смугу пропускання 5,3 Кбіт / с. У міру зменшення вимог до ширини смуги зростає продуктивність, за той же період часу з тих же каналах і через ті ж комутатори передається більше даних, і ціни на телефонні розмови знижуються. Відповідні стандарти стиснення мови були розроблені вже в середині 90-х рр..
Це - рекомендація G.729, яка передбачає 8-кратне стиснення мовного сигналу, що дає можливість передавати його в смузі 8 Кбіт / с з тією якістю, яке підтримують звичайні телефонні мережі. В основу стандарту покладено алгоритм стиснення CS-ACELP. Остання його версія, G.729A, використовує той же алгоритм, але спрощений кодек, що значно знижує навантаження на процесор при обробці мовного потоку.
Інша рекомендація - G.723.1 - дозволяє стискати мовний сигнал у 12 разів і транспортувати його зі швидкістю 5,3 або 6,3 Кбіт / с. При цьому якість передачі мови трохи знижується, але залишається цілком достатнім для ділового спілкування. Для стиснення смуги до 5,3 Кбіт / с застосовується алгоритм ACELP, а до 6,3 Кбіт / с - алгоритм MP-MLQ.
Загальне правило говорить, що більш «повна» стискання призводить до зниження якості мови, проте розробка все більш складних алгоритмів компресії робить це правило спірним. Вибір алгоритму обумовлюється трьома основними факторами - поширеністю, підтримкою у наявному обладнанні та очікуваннями користувачів. На нинішньому етапі обидва алгоритму добре себе показали і прийняті виробниками засобів пакетної телефонії.
Відзначимо, що пристрої, що підтримують G.723.1, не можуть «розмовляти» безпосередньо з пристроями на основі G.729; для їх взаємодії необхідний спеціальний конвертер. Сигнальний процесор DSP, який реалізує ці функції, може вносити затримки і спотворення, що знижують якість мови до неприйнятного рівня. Крім того, сучасні технології не здатні виробляти таке перетворення в реальному часі. Більш докладно ці питання розглядаються в наступному розділі.
--Козінцев Олексій 36 гр. 13:25, 16 листопада 2010 (EET)
