Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Билет 21
Вопрос 1. Стандартизация IP – телефонии. Международные организации по стандартизации IP – телефонии.
В настоящий момент времени отсутствуют международные рекомендации или стандарты, разработанные специально для IP-телефонии. В то же время для обеспечения совместимости оконечного оборудования и шлюзов различных поставщиков проблемами стандартизации IP-телефонии занимаются несколько международных организаций:
• Сектор стандартизации телекоммуникаций Международного союза электросвязи МСЭ-Т ( International Telecommunications Union - Telecommunications , ITU - T );
• Европейский институт стандартизации по телекоммуникациям ( ETSI );
• Рабочая группа по инженерным проблемам Интернет ( IETF );
• Американский национальный институт стандартов ( ANSI );
• Институт инженеров по электротехнике и электронике ( IEEE );
• Форум VoIP ( Voice over IP ) и другие.
Помимо специальных комиссий официальных международных организаций, например UNO ( ITU - T ) и EU (ETSI), проблемой стандартизации Voice over IP и Интернет-телефонии озабочены и специалисты по Internet . В IETF созданы две рабочие группы: iptel занимается выработкой стандартов передачи речи по Internet (на базе Н.323), тогда как PINT ( PSTN and Internet Internetworking ) работает над интеграцией телефонных служб с Web .Фирмы-производители оборудования Интернет-телефонии также уделяют большое внимание вопросам совместимости оборудования. Ведущие фирмы уже обязались поддерживать профиль iNow ! Profile , который должен обеспечить совместимость продуктов IP-телефонии на базе стандарта Н.323 версии 2.В рамках International Multimedia Teleconferencing Consortium (IMTC) была создана рабочая группа Voice over IP Forum. В сотрудничестве с ITU-T и ETSI идет работа по улучшению технологий IP-телефонии. При этом основной упор делается на соглашения о кодеках с высоким качеством передачи речи и умеренными требованиями к полосе пропускания. Также рассматривается проблема обеспечения взаимодействия различных Н.323-терминалов, соответственно программных реализации Н.323.В табл. 2.1 приведены сведения о международных организациях, участвующих в разработке стандартов, связанных с IP-телефонией.
Табл. 2.1
|
Организация стандартизации |
Стандарты/ Протоколы |
Назначение стандартов/ Протоколов |
|
International Telecommunication Union (ITU) |
T.120 |
Конференция по передаче данных в реальном времени (аудиотрафика) |
|
H.320 |
Видеоконференция ISDN |
|
|
H.323 |
Видео (аудиовизуальная) связь в локальных сетях |
|
|
H.324 |
Видео и аудио связь через низкоскоростной канал передачи данных, например, через коммутируемое модемное соединение |
|
|
ETSI/TIPHON |
OSP |
Протокол открытого взаимодействия, обеспечивает передачу IP трафика на основе языка XML |
|
Internet Engineering Task Force (IETF)
|
SIP |
Протокол инициализации сеансов связи для шлюзов VoIP и оконечного оборудования пользователей
|
|
RSVP |
Протокол резервирования ресурсов, обеспечивает приоретизацию пакетного трафика пользователей |
|
|
RTP/AVT |
Протокол реального времени, обеспечивает передачу аудио и видео в реальном времени (но не гарантирует качество) |
|
|
MGCP |
Протокол управления медиа шлюзом, определяет, как производится управление пакетами данных от различных служб (например, голоса и видео) |
|
|
LDAP |
Упрощенный протокол доступа к каталогам, обеспечивает универсальную адресацию без данных в сетях |
Вопрос 2. Трафик реального времени в IP - сетях.
Максимальная задержка не должна превышать нескольких десятых долей секунды, причем сюда входит и время обработки информации на конечной станции. Вариацию задержки также необходимо свести к минимуму. Кроме того, необходимо учитывать, что при сжатии информации, обмен которой должен происходить в реальном времени, она становится более чувствительной к ошибкам, возникающим при передаче, и их нельзя исправлять путем переспроса именно из-за необходимости передачи в реальном времени. Телефонный разговор - это интерактивный процесс, не допускающий больших задержек. В соответствии с рекомендацией ITU-T G. 114 для большинства абонентов задержка речевого сигнала на 150 мс приемлема, а на 400 мс - недопустима. Общая задержка речевой информации делится на две основные части - задержка при кодировании и декодировании речи в шлюзах или терминальном оборудовании пользователей и задержка, вносимая самой сетью. Уменьшить общую задержку можно двумя путями: во-первых, спроектировать инфраструктуру сети таким образом, чтобы задержка в ней была минимальной, и, во-вторых, уменьшить время обработки речевой информации шлюзом. Для уменьшения задержки в сети нужно сокращать количество транзитных маршрутизаторов и соединять их между собой высокоскоростными каналами. А для сглаживания вариации задержки можно использовать такие эффективные методы как, например, механизмы резервирования сетевых ресурсов.Проблема проектирования также не доставляет особых проблем: характер трафика определен, полоса пропускания также легко рассчитывается. Трафик однотипный, а значит, не требуется вводить приоритетность пакетов.В сетях традиционных операторов обслуживается трафик разных видов, поэтому в таких сетях, чтобы обеспечить приемлемое качество, целесообразно применять дифференцированное обслуживание разнотипного трафика (Diff-Serv).
Вопрос 3. Дифференциальное обслуживание разнотипного трафика – Diff – Serv
DiffServ позволяет классифицировать пакеты из трафика, идущего в локальную сеть. Работа DiffServ основывается на идентификаторе DSCP (DiffServ code Point), представляющего собой первые 6 бит поля TOS. DSCP определяет, как будут перенаправляться пакеты в DiffServ-сети (PHB, Per-hop Behavior). Изменяя значение этого идентификатора, различные виды трафика можно распределить по приоритетам в очереди проброса. Таким образом можно распределять ресурсы согласно значениям DSCP и сконфигурированных правил.
Рассмотрим, к примеру, маркер PHB AF32. Он соответствует двоичному числу 011100. Первые три бита (011) - 3 в AF32 описывают способность к присоединению (Behavior Agregate). Следующие 2 бита (10) представляют собой вероятность дропа (Drop Probability) - 2 в AF32. Последний бит (0) игнорируется.
Билет 22
Вопрос 1. Центр обработки вызовов
В центре обработки вызовов (Call-center) будут интегрированы как операторские, так и автоматизированные информационные службы, что позволит реализовать в одном комплексе максимально широкий спектр взаимосвязанных услуг. Центр реализован на базе технологии IP-телефонии с поддержкой протокола Н.323.
Для организации информационно-справочных служб в центре обработки вызовов предусмотрены ступень распределения вызовов (СРВ) и интерактивная речевая система (IVR).
Для офисного рынка в центре реализованы функции учрежденческой телефонной станции, так называемой ІР-РВХ. Благодаря этому отпадает необходимость разворачивать в офисе две сетевые инфраструктуры: телефонную и компьютерную. ІР-РВХ не только сохранит функциональные возможности традиционных УАТС (предоставление базовых соединений и стандартных дополнительных услуг), но и предложит сотрудникам офиса новые возможности, например, пользование телефонными услугами своей корпоративной УАТС независимо оттого, где они находятся, например, при работе дома.
При помощи центра обработки вызовов абонент может воспользоваться услугами Web-телефонии, т.е. он может инициировать телефонный вызов, выбрав ссылку на имя вызываемого абонента прямо на страницах Internet. Для этого нужно подвести курсор к имени вызываемого абонента в специальной базе данных на Web-странице и щелкнуть клавишей мыши. Другими словами, нужное телефонное соединение устанавливается при щелчке мышью, когда курсор установлен на имени, номере или другом обозначении вызываемого абонента, через ссылку на Web-странице.
Вопрос 2. Модуль IPU как средство интеграции цифровых АТС с IP - сетями
Предлагаются различные решения проблемы отвода трафика сети Интернет от соединительных линий ТфОП. Одним из наиболее действенных решений является организация в коммутационном оборудовании точки присутствия Интернет - Internet Point of Presence (IPoP). При этом не только отводится трафик Интернет, но и операторы телефонной связи сами становятся поставщиками услуг глобальной сети Интернет, что позволяет существенно повысить их доходы.
На рис. 11.5 представлен входящий в комплекс оборудования АТСЦ-90 модуль IPU (Internet Point of Presence Unit), позволяющий организовать интеграцию коммутационного оборудования АТС в сети с маршрутизацией пакетов IP. Модуль IPU является интегрированным сервером доступа: в качестве шлюза IP-телефонии он обеспечивает передачу речевого трафика и факсимильных сообщений по сетям с маршрутизацией пакетов IP, а в качестве сервера удаленного доступа к IP-сетям предоставляет абонентам ТфОП доступ к Интернет или к удаленным ЛВС по коммутируемым линиям.
Модуль IPU подключается к АТС по цифровым трактам Е1 с использованием систем сигнализации ОКС7 (ISUP) или E-DSS1, а к сетям с маршрутизацией пакетов IP - при помощи интерфейса 10/1 OOBaseT. Сервер автоматически (по набранному номеру) распознает, какое из приложений должно быть использовано для обслуживания поступившего вызова.
Вопрос 3. Сигнализация на основе протокола SIP
Протокол SIP ( Session Initiation Protocol ) является протоколом прикладного уровня. Он позволяет организовать и провести такой сеанс, обеспечивая его установление, модификацию и завершение.
При организации мультимедийного сеанса используется два основных метода для нахождения и информирования заинтересованных участников:
• уведомление о сеансе с использованием разных средств - электронной почты, новостных групп, Web-страниц или специального протокола SAP ( Session Announcement Pro tocol );
• приглашение к участию в сеансе с помощью протокола SIP .
Для установления сеансов одноадресного вещания, которое характерно при IP-телефонии, основным протоколом установления соединений является протокол SIP . SIP работает по схеме клиент-сервер клиент запрашивает определенный тип сервиса, а сервер обрабатывает его запрос и обеспечивает предоставление сервиса. Согласно протоколу SIP , пользовательская система может не только формировать, но и принимать запросы. Это означает, что она должна быть оснащена и клиентской (клиент агента пользователя - UAC ) и серверной (сервер агента пользователя - UAS ) частями.В протоколе SIP определены два вида сигнальных сообщений - запрос и ответ. Они имеют текстовый формат и базируются на протоколе HTTP . В запросе указываются процедуры, вызываемые для выполнения требуемых операций, а в ответе - результаты их выполнения. Определены шесть процедур: INVITE , BYE , OPTIONS , АСК, CANCEL , REGISTER , который SIP может транслировать на сервер адресов ( Location Server ). Сообщения-ответы могут содержать шесть типов возможных результатов: запрос в процессе выполнения (1хх), успешный запрос (2хх), переадресация (Зхх). неправильный запрос (4хх), отказ сервера (5хх) и глобальный отказ (6хх). Используемая в SIP адресация основана на унифицированном указателе ресурсов SIP URL , в котором может быть записано имя домена ( user @ domain ) или IP-адрес ( user @ IPadress ) пользователя. Цель использования подобного формата - интеграция SIP-услуг с существующими службами Интернет. Сервер имен доменов ( DNS ) преобразует доменные имена в IP-адреса конечной точки. Вся маршрутизация и передача мультимедийных потоков выполняется нижележащей IP-сетью. Таким образом, услуги SIP хорошо интегрируются в традиционную модель Web-коммуникаций с сервером DNS, обеспечивающим преобразование доменного имени в сетевой адрес.
Билет 23
Вопрос 1.Проектирование сельских сетей связи на основе мультисервисных узлов доступа
С географической точки зрения территорию, обслуживаемую СТС,
целесообразно разделить на два уровня – сельская местность (Rural area) и 34
отдаленные пункты (Remote). Такая классификация была предложена МСЭ; она
используется в ряде стран, для которых проблемы сельской связи весьма
актуальны (Австралия, Канада, США и другие).
На рисунке приведена типичная структура СТС. В районном центре
расположена ЦС. Она является транзитной станцией для всех сельских АТС,
обеспечивая им связь между собой и выход к АМТС. Одновременно ЦС входит
в состав ГТС районного центра. В сельской местности (Rural area) расположены
ОС, которые включаются непосредственно в ЦС или в узловые станции (УС). В
состав ГТС райцентра входят РАТС1 и УАТС1. В УС1 включены три ОС, а в
УС2 – две. Три ОС включены непосредственно в ЦС.
Вопрос 2. Характеристики кодеков
n G711 - стандартизованный ITU-T кодек, используемый в устройствах ISDN. Требуемая пропускная способность - 64 кбит/сек. Существуют две разновидности кодека a-law и u-law, отличающиеся алгоритмами кодирования. Кодек поддерживается практически всеми устройствами IP-телефонии.
n G729 - стандартизованный ITU-T кодек, предназначенный для передачи речи с "хорошим качеством" при использовании небольшой пропускной способности (8 кбит/сек). Существуют две популярные (и несовместимые между собой) версии данного стандарта: Annex A (более "простая" схема кодирования) и Annex B (с использованием алгоритмов сжатия пауз). По субъективным оценкам, данный кодек обладает качеством лучшим, чем у G.723, но худшим, чем G711 [17] . Поддерживается практически всеми производителями оборудования. При коммерческом использовании требуется лицензия.
n G723.1 - кодек, стандартизованный ITU-T. Отличительной особенностью является возможность работы при очень низком потоке (5.3, 6.3 кбит/сек). По субъективными оценкам, обладает самым плохим качеством (среди рассматриваемых кодеков) речи. Поддерживается значительной частью устройств IP-телефонии. При коммерческом использовании требуется лицензия.
n GSM (RPE-LTP) - голосовой кодек, разработанный для использования в системах сотовой связи стандарта GSM. При кодировании кадра используется информация предыдущего кадра, кодирование осуществляется блоками по 20 мс со скоростью 13 кбит/с. Поддерживается производителями оборудования, в основном в шлюзах между сотовыми и VoIP-сетями.
n iLBC (Internet low bitrate codec) - открытый (не требуются лицензионные отчисления) голосовой кодек. Предназначен для кодирования с потоком 13.33 кбит/сек (при размере кадра 30 мс) и 15.20 кбит/сек (при размере кадра 20 мс). По субъективным оценкам экспертов, качество речи данного кодека превышает G.729A. Кроме того, кодек более устойчив (по сравнению с g729) к потере кадров, что позволяет эффективно использовать его при организации сеансов связи через сеть Интернет. Примером этому является популярная сеть IP-телефонии - Skype [18] . Поддерживается ограниченным числом производителей оборудования.
Сравнительные характеристики кодеков приводятся в таблице:
Таблица. Основные параметры кодеков IP-телефонии
|
Кодек |
Поток |
Размер пакета (мс [19]) |
Алгоритмическая задержка (мс) |
Оценка MOS |
Суммарный поток[20] |
|
G.711 |
64 кбит/с |
20 |
0 |
4.4 |
81.2 |
|
G.729 |
8 кбит/с |
20 |
15 |
4.07 |
31.2 |
|
G.723.1 |
6.3 кбит/с |
30 |
37.5 |
3.87 |
21.9 |
|
G.723.1 |
5.3 кбит/с |
30 |
37.5 |
3.69 |
20.8 |
|
GSM |
13 кбит/с |
20 |
20 |
3.5 |
35.4 |
|
iLBC |
13.33 кбит/с |
30 |
30 |
4 |
28 |
|
iLBC |
15.2 кбит/с |
20 |
30 |
4 |
29 |
Таким образом, по показателю качества кодеки можно расположить следующим образом (в порядке ухудшения качества): G711, iLBC, G729, gsm, G723. По используемой пропускной способности (в порядке увеличения:) G723, iLBC, G729, GSM, G711.
Вопрос 3. Комплексная оценка качества IP телефонии
Искажения от компрессии/декомпрессии оценивают путем опроса разных групп людей по пятибалльной шкале единицами субъективной оценки MOS ( Mean Opinion Score ). Оценки 3,5 баллов и выше соответствуют стандартному и высокому телефонному качеству, 3,0...3,5 - приемлемому, 2,5...3,0 - синтезированному звуку. Для передачи речи с хорошим качеством целесообразно ориентироваться на MOS не ниже 3,5 баллов. Значения MOS для различных стандартов кодеров приведены в табл. 5.1
Несмотря на большое разнообразие, характеризуемое пропускными способностями, числом маршрутизаторов, характеристиками физических линий и прочими характеристиками, реально действующие каналы Интернет характеризуются следующими параметрами:
• действительной пропускной способностью, определяемой наиболее «узким местом» в виртуальном канале в данный момент времени;
• трафиком, также являющимся функцией времени;
• задержкой пакетов, что определяется графиком, числом маршрутизаторов, реальными физическими свойствами каналов передачи, образующими в данный момент времени виртуальный канал, задержками на обработку сигналов, возникающими в речевых кодеках и других устройствах шлюзов; все это также обеспечивает зависимость задержки от времени;
• потерей пакетов, обусловленной наличием «узких мест», очередями;
• перестановкой пакетов, пришедших разными путями.
Для провайдеров Интернет-телефонии очень привлекательна возможность предоставления услуг с разным уровнем качества (и соответствующими тарифами). Необходимым условием этого является поддержание определенного уровня качества предоставления услуг, причем не только в пределах одного оператора, но и между сетями разных операторов.
Качество обслуживания при установлении вызова характеризуется прежде всего временем его установления, т.е. временем между набором абонентом последней цифры номера (или, например, команды ввода при наборе адреса на компьютере) и получением им ответного тонального сигнала. Качество обслуживания во время сеанса связи определяется многими факторами, два основных - это сквозная временная задержка и качество сквозной передачи речи (оценивается параметрами субъективной оценки MOS ).
Билет 24
Вопрос 1. Базовая архитектура систем IP – телефонию Архитектура системы на базе стандарта H. 323
Рекомендация Н.323 разработана Сектором стандартизации телекоммуникаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т) и содержит описания терминальных устройств, оборудования и сетевых служб, предназначенных для осуществления мультимедийной связи в сетях с коммутацией пакетов (например, в корпоративной интрасети или Интернет). Терминальные устройства и сетевое оборудование стандарта Н.323 могут передавать данные, речь и видеоинформацию в масштабе реального времени. В Рекомендации Н.323 не определены: сетевой интерфейс, физическая среда передачи информации и транспортный протокол, используемый в сети. Сеть, через которую осуществляется связь между терминалами Н.323, может представлять собой сегмент или множество сегментов со сложной топологией. Терминалы Н.323 могут быть интегрированы в персональные компьютеры или реализованы как автономные устройства. Поддержка речевого обмена — обязательная функция для устройства стандарта Н.323.
В рекомендации Н.323 описываются четыре основных компонента (рис.2.1):
Вопрос 2. Архитектура сети SIP
В некотором смысле прародителем протокола SIP является протокол переноса гипертекста - HTTP (Hypertext Transfer Protocol, RFC 2068). Протокол SIP унаследовал от него синтаксис и архитектуру <клиент-сервер>, которую иллюстрирует рис. 2.
Рис. 2 Архитектура "клиент-сервер"
Клиент выдает запросы, в которых указывает, что он желает получить от сервера. Сервер принимает запрос, обрабатывает его и выдает ответ, который может содержать уведомление об успешном выполнении запроса, уведомление об ошибке или информацию, затребованную клиентом.
Управление процессом обслуживания вызова распределено между разными элементами сети SIP. Основным функциональным элементом, реализующим функции управления соединением, является терминал. Остальные элементы сети отвечают за маршрутизацию вызовов, а в некоторых случаях предоставляют дополнительные услуги.
Вопрос 3. Прокси - сервер
Прокси-сервер – это промежуточный (от англ. proxy – “уполномоченный”) сервер между вашим компьютером и веб –ресурсом. То есть при применении proxy, запрос от вашего компьютера к требуемому веб-сайту , сперва поступит на прокси-сервер, откуда, после обработки, поступит на необходимый Web-сервер.Ответ Web-сервера, соответственно, поступит сначала на прокси, а оттуда уже на ваш ПК. Но зачем так усложнять схему? Ответов на данный вопрос несколько: - применение прокси позволяет ускорить доступ на некоторые ресурсы ( в случае, если мощный proxy сервер подключен к высокоскоростным каналам связи ); - выход в Интернет при помощи прокси сервера помогает увеличить анонимность пребывания в Сети ( при помощи манипуляций с IP – адресом); - если вас забанили на каком-либо ресурсе, а вам нужно туда попасть, то, при манипуляции c IP-адресом, вы можете обойти бан и зайти, к примеру, на форум; - применение прокси позволяет управлять трафиком в корпоративных сетях, то есть можно пустить часть пользователей напрямую, часть через прокси и т.д., что даёт возможность разгрузить каналы связи.
Билет 25
Вопрос 1. Способы коммутации. Сравнительная характеристика. Особенности
1. Коммутация каналов.
Между связываемыми узлами на протяжении всего времени соединения обеспечивается обмен данными в реальном масштабе времени.
Данные передаются с неизменной скоростью, по каналу с постоянной полосой пропускания.
Прохождение сигнала вызова обеспечивается последовательным включением нескольких коммутаторов.
Недостатки способа:
1) Большое время установления сквозного канала из-за возможного ожидания освобождения отдельных участков.
2) Необходимость повторного вызова из-за занятости какого-либо коммутатора.
3) Отсутствие возможности выбора скорости передачи информации.
4) Возможность монополизации канала одним источником.
5) Не обеспечивает равномерность загрузки каналов связи.
Достоинства:
1) Отработанность технологии.
2) Возможность работы в режиме диалога и в реальном масштабе времени.
3) Обеспечение битовой прозрачности независимо от числа коммутаторов.
2. Коммутация с промежуточным хранением.
Для этого способа характерно, что до начала передачи информации сквозной канал между отправителем и получателем не устанавливается. Вызывающий абонент посредством адреса связывается с ближайшим узлом и передает ему информацию. В каждом узле имеется коммутатор с запоминающим устройством.
Коммутация сообщений.
Понимается передача единого блока данных между абонентами сети с буферизацией этого блока на диски каждого коммутатора.
Сообщение имеет произвольную длину, которая определяется содержанием информации - текстовый файл, электронное письмо. Пересылка сообщений происходит без нарушения их целостности.
Недостатки метода:
1. Необходимо иметь запоминающие устройства большой емкости.
2. Нет возможности реализовать режим диалога.
3. Из-за времени записывания информации на жесткий диск коммутатор ограничивает пропускную способность канала.
Достоинства:
1. Не надо заблаговременно устанавливать сквозной канал.
2. Возможно формирование маршрута из участков с различной пропускной способностью.
3. Возможность сглаживания пиковых нагрузок путем запоминания низкоприоритетных потоков.
Коммутация пакетов.
Данные перед началом передачи разбиваются на короткие пакеты фиксированной длины. Пакет снабжается протокольной информацией: коды начала и конца пакета, адреса отправителя и получателя, номер пакетов сообщений, информация для контроля достоверности.
Пакеты, принадлежащие одному и тому же сообщению, могут передаваться одновременно по различным маршрутам в составе дейтаграмм.
Дейтаграмма - метод обмена данными, соответствие с которым фрагменты сообщения пересылаются в произвольном порядке. В обязанности принимающего абонента входит задача корректной сборки пакетов.
Управлением передачей и обработкой пакетов в коммутаторах занимается микропроцессор.
Длительное хранение пакетов не предусмотрено.
Достоинство:
1. Легко увеличивать число абонентов при большом количестве коммутаторов.
2. Имеется возможность обходить поврежденные или занятые узлы.
3. Сокращая время передачи данных повышается пропускная способность сети.
Недостатки:
1. Более сложная и дорогая аппаратура передачи данных.
Итог: в настоящее время пакетная коммутация является основной для передачи данных в ТКС.
Вопрос 2. Информационный обмен в сетях передачи данных Frame Relay
Информационное взаимодействие в сетях FR осуществляется только на физическом и канальном уровне. В отсутствии сетевого уровня взаимодействия заключается коренное отличие технологии Frame Relay от таких технологий, как ISDN и X.25. Блоки протокола сетевого уровня инкапсулируются непосредственно блоки данных канального уровня — кадры Frame Relay, что существенно повышает эффективность использования каналов передачи данных.
Также как и в сети X.25, основу сетей Frame Relay составляют виртуальные каналы (virtual circuits).
Виртуальный канал в сети Frame Relay представляет собой логическое соединение созданное между двумя устройствами DTE в сети Frame Relay для обеспечения информационного обмена между ними.
В сети Frame Relay могут быть использованы два типа виртуальных каналов: коммутируемые (SVC) и постоянные (PVC). Вследствие описанной выше специфики технологии Frame Relay, при построении сетей значительно более часто применяются именно постоянные виртуальные соединения (каналы). Через различные PVC, например, могут передаваться пакеты различных протоколов сетевого уровня, таких как IP или IPX. Постоянные виртуальные соединения могут также быть использованы для передачи блоков данных различных сетей протокола IP. Таким образом, аппарат PVC позволяет создавать гибкую инфраструктуру, способную обеспечить разнообразные варианты информационного взаимодействия между компонентами сети.
Для идентификации постоянных виртуальных каналов в сетях, построенных по технологии Frame Relay, используется DLCI (Data-Link Connection Identifier). Значение DLCI однозначно определяет номер виртуального канала для каждого порта устройства Frame Relay.
Вопрос 3. Расчет временных задержек пакетной коммутации.
Рассмотрим простую сеть связи, в которой имеется несколько УК соединенные между собой дуплексными соединительными линиями с пропускной способностью байт/сек. между и узлами (рис. 7.8). Если линия связи между узлами и отсутствует, то
средняя задержка передачи пакета в цифровой системе где:
полная средняя интенсивность трафика в сети
средней интенсивностью пакетов/сек
средняя интенсивность трафика в сети
Через - доля потока
Среднюю длину пакета положим равной байт
Билет 26
Вопрос 1. Протокол TCP/IP
TCP/IP - аббревиатура термина Transmission Control Protocol/Internet Protocol (Протокол управления передачей/Интернет Протокол) - это согласованный заранее стандарт, служащий для обмена данных между двумя узлами(компьютерами в сети), причём неважно, на какой платформе эти компьютеры и какая между ними сеть. TCP/IP служит как мост, соединяющий все узлы сети воедино, за это он и завоевал свою популярность. TCP/IP зародился в результате исследований, профинансированных ARPA (Advanced Research Project Agency) - специальным отделением правительства США в 1970-х годах. Он был задуман, как общий стандарт, который объединит все сети в единую виртуальную "сеть сетей"(internetwork). Таким образом был создан Интернет, в результате преобразования существующего конгломерата вычислительных сетей, носивших название ARPAnet, с помощью TCP/IP.
Название "TCP/IP" связано с двумя протоколами: TCP и IP. Но TCP/IP - это не только эти два протокола. Это целое семейство протоколов, объединенное под одним началом - IP-протоколом. В это семейство входят протоколы, которые взаимодействуют с протоколом IP и с его помощью строят свои каналы данных. Это сам TCP, а также UDP, ICMP, telnet, SMTP, FTP и многие другие.
Почему же эти протоколы повсеместно связывают друг с другом настолько тесно? Стоит сказать сначала несколько слов про протокол IP. На него возложена важная задача - маршрутизация. Он обеспечивает доставку данных по каналам(маршрутам) к адресату, т.е. отвечает за доставку данных из пункта А в пункт В. Но сам IP является дейтограмным протоколом, а значит, он не гарантирует, что посланные по нему данные придут к получателю полностью и без искажений(а такое часто происходит из-за помех на канале связи). Надёжность передачи данных по IP протоколу обеспечивают протоколы более высокого уровня.
Вопрос 2. Коммутация по меткам MPLS
В традиционных сетях IP, в общем случае, маршрутизация пакетов осуществляется на основе IP адреса назначения (destination IP address). Каждый маршрутизатор в сети обладает информацией о том, через какой интерфейс и какому соседу необходимо перенаправить пришедший IP-пакет.
Мультипротокольная коммутация по меткам предлагает несколько другой подход. Каждому IP-пакету назначается некая метка. Маршрутизаторы принимают решение о передаче пакета следующему устройству на основании значения метки. Метка добавляется в составе MPLS заголовка, который добавляется между заголовком кадра (второй уровень OSI) и заголовком пакета (третий уровень модели OSI). Пример на рис. N1.
Рис. N1. Место MPLS заголовка в кадре.
Формат MPLS заголовка представлен на рис. N2.
Рис. N2. Формат MPLS-метки.
Описание полей MPLS-заголовка:
Метка - собственно метка по которой и осуществляется коммутация;
CoS - поле описывающее класс обслуживания пакета (аналог IP precedence);
TTL - time-to-live - аналог IP TTL;
S - Одному пакету может быть назначено несколько меток ("стек" меток). S - поле-флаг обозначающий то что метка последняя в "стеке". Пример изображён на рис N3.
Рис N3. Пример назначения стека меток.
У последней метки в стеке значение поля "S" равно 1 (на рисунке это метка MPLS N1). У остальных меток (метка MPLS N2 и N3) значение поля "S" равно 0. Стек меток используется для реализации дополнительных возможностей сети на базе MPLS, например MPLS/VPN или MPLS/TrafficEnenirring.
В рамках архитектуры MPLS различают следующие типы устройств:
LSR - Label-Switch Router - маршрутизатор, поддерживающий коммутацию по меткам и традиционную IP-маршрутизацию.
Edge LSR - маршрутизатор, подключённый к устройствам, не осуществляющим коммутацию по меткам (устройства могут используют другую политику маршрутизации или вообще не поддерживают MPLS).
MPLS domain - MPLS-домен - группа соединённых устройств осуществляющих коммутацию по меткам, находящихся под единым административным подчинением и функционирующих в соответствии с единой политикой маршрутизации. MPLS домен образуется LSR-ами, а на границе домена размещаются устройства E-LSR.
Вопрос 3. Общая структура телекоммуникационной сети
Телекоммуникационная сеть в общем случае состоит из следующих компонентов (рис. 1):
Как сеть доступа, так и магистральная сеть, строятся на основе коммутаторов. Каждый коммутатор оснащен некоторым количеством портов, которые соединяются с портами других коммутаторов каналами связи.
Основное назначение сети доступа - концентрация в сравнительно небольшом количестве узлов магистральной сети информационных потоков, поступающих по многочисленным каналам связи от оборудования пользователей.
Магистральная сеть объединяет отдельные сети доступа, выполняя функции транзита трафика между ними по высокоскоростным каналам. Информационные центры, или центры управления сервисами, - это собственные информационные ресурсы сети, на основе которых осуществляется обслуживание пользователей. Примером информационных ресурсов первого типа могут служить web-порталы, на которых расположена разнообразная справочная и новостная информация, информация электронных магазинов и т. И хотя у компьютерных, телефонных, телевизионных и первичных сетей имеется много специфических особенностей, их структура в целом соответствует описанной выше. В то же время, в зависимости от назначения и размера сети, в ней могут отсутствовать или же иметь несущественное значение некоторые составляющие обобщенной структуры.
билет 27
Вопрос 1 Реализация функций мобильности в стандарте Н. 323.
Мобильность пользователя IP-телефонии в стандарте Н.323 возможна, но до конца не определена. В соответствие с процедурами стандарта сначала устанавливается сигнальное соединение с gatekeeper зоны Н.323, следовательно, адрес вызываемого абонента может быть определен перед установлением соединения, а, поэтому, возможно перенаправление с полной обработкой на прикладном уровне.
Современное состояние разработок позволяет говорить о том, что поддержка мобильности возможна и без добавления новых компонентов, и с минимальными модификациями самого стандарта Н.323. При этом услуги мобильности IP-телефонии могут быть дополнительным сервисом в существующих, поддерживающих Н.323 системах телефонной связи Internet.
В текущей версии Н.323 мобильность хост-машин запрещается, исходя из основного механизма IP, который неявно предполагает, что хост-машина стационарна.
Вопрос 2 IP – телефония для пользователей сетей сотовой подвижной связи.
Многими компаниями сотовой связи, например, компанией Motorola, были созданы новые линейки продукции, которые призваны объединить мобильную связь и домашнюю телефонию, давая пользователям возможность общаться, используя один телефонный номер и один мобильный терминал вне зависимости, находятся ли они дома или за его пределами.Минимально достаточное решение включает в себя беспроводную точку доступа стандарта 802.11b/g, четырехпортовыймаршрутизатор и адаптер VoIP-телефонии. При условии применения специальных терминалов dual-mode handset (DMH), работающих как в беспроводной домашней сети, так и в сотовых сетях, технология позволит незаметно для пользователя переключаться между сетями в зависимости от удаленности пользователя и качества сигнала.Подобные устройства также могут применяться как многофункциональные, через которые может быть организована передача не только потоков данных IP-телефонии, но и самые разнообразные данные, полученные через широкополосное соединение на любые устройства, подключенные к домашней беспроводной сети.Преимуществами подобного варианта являются: возможность для терминала использовать сотовый канал или Wi-Fi, в зависимости от качества приема; приоритетность трафика IP-телефонии перед прочими, позволяющая добиться максимально возможного качества звука при использовании Wi-Fi и VoIP; поддержка функций идентификации входящего звонка, удержания вызова, конференц-связи, переадресации звонка; шифрование данных для защиты от несанкционированного прослушивания.
Вопрос 3 Обеспечение качества обслуживания в сетях АТМ
В технологии ATM принят не совсем традиционный подход к трактовке термина "качество обслуживания" - QoS. Обычно качество обслуживания трафика характеризуется параметрами пропускной способности (здесь это RCR, SCR, MCR, MBS), параметрами задержек пакетов (CTD и CDV), а также параметрами надежности передачи пакетов (CLR). В ATM характеристики пропускной способности называют параметрами трафика и не включают их в число параметров качества обслуживания QoS, хотя по существу они таковыми являются. Параметрами QoS в ATM являются только параметры CTD, CDV и CLR. Сеть старается обеспечить такой уровень услуг, чтобы поддерживались требуемые значения и параметров трафика, и задержек ячеек, и доли потерянных ячеек.
В случае насыщения пропускной способности для сохранения минимальной задержки ATM может отбрасывать отдельные ячейки при насыщении. Реализация стратегии отбрасывания ячеек зависит от производителя оборудования ATM, но в общем случае обычно отбрасываются ячейки с низким приоритетом (например, данные) для которых достаточно просто повторить передачу без потери информации. Коммутаторы ATM с расширенными функциями могут при отбрасывании ячеек, являющихся частью большого пакета, обеспечить отбрасывание и оставшихся ячеек из этого пакета - такой подход позволяет дополнительно снизить уровень насыщения и избавиться от излишнего объема повторной передачи. Правила отбрасывания ячеек определяются QoS.
Соглашение между приложением и сетью ATM называется трафик-контрактом. Основным его отличием от соглашений, применяемых в сетях frame relay, является выбор одного из нескольких определенных классов трафика, для которого наряду с параметрами пропускной способности трафика могут указываться параметры задержек ячеек, а также параметр надежности доставки ячеек. В сети frame relay класс трафика один, и он характеризуется только параметрами пропускной способности. Необходимо подчеркнуть, что задание только параметров трафика (вместе с параметрами QoS) часто не полностью характеризует требуемую услугу, поэтому задание класса трафика полезно для уточнения нужного характера обслуживания данного соединения сетью.
билет 28
Вопрос 1 Преимущества использования IP -телефонии.
Это современная технология передачи голосовых данных через Интернет, синонимом данного термина является также слово VoIP - Voice over IP. Ранее существовало две отдельных системы: телефония и Интернет, которые работали в разных кабельных системах и практически не пересекались друг с другом. Проще говоря, для работы с Интернетом и разговоров использовались разные устройства и разные кабели.IP-телефония использует существующие телефонные связи, но использует их гораздо более рационально.Можно позвонить компьютер-телефон,телефон-телефон, компьютер-компьютер
Данные перед началом передачи разбиваются на короткие пакеты фиксированной длины. Пакет снабжается протокольной информацией: коды начала и конца пакета, адреса отправителя и получателя, номер пакетов сообщений, информация для контроля достоверности.
Пакеты, принадлежащие одному и тому же сообщению, могут передаваться одновременно по различным маршрутам в составе дейтаграмм.
Достоинство:
1. Легко увеличивать число абонентов при большом количестве коммутаторов.
2. Имеется возможность обходить поврежденные или занятые узлы.
3. Сокращая время передачи данных повышается пропускная способность сети.
Недостатки:
1. Более сложная и дорогая аппаратура передачи данных.
Итог: в настоящее время пакетная коммутация является основной для передачи данных в ТКС.
Вопрос 2 Схемы связи IP – телефонии
Известны и практически реализуются две базовые схемы IP-телефонии. Первая из них (рис. 3.1) связана с организацией телефонных переговоров между пользователями персональных компьютеров, оснащенных мультимедийным оборудованием и (или) специальными программными (программно-аппаратными) средствами, обеспечивающим ведение дуплексных телефонных переговоров, необходимый сервис и контроль. Пользовательские компьютеры могут входить в состав локальной сети, иметь персональный IP-адрес или подключаться к сети Интернет при помощи модема.
Рис. 3.1. Структурная схема организации телефонной связи через сеть Интернет
Вторая схема (рис. 3.2), предусматривает использование специальных многофункциональных устройств — шлюзов. Шлюз предназначен для преобразования аналоговых речевых и служебных сигналов в цифровую последовательность, организации из этой последовательности пакетов глобальной сети Интернет и передачи их в сеть. Также в его задачи входят прием пакетов и восстановление цифровой последовательности — цифровых речевых и служебных сигналов и их преобразование в аналоговую форму, а так же решение большого перечня задач, связанных с организацией интерфейсов, генерированием и детектированием сигналов абонентской сигнализации, управлением режимами телефонных переговоров и многое другое.
Вопрос 3. Параметры трафика для АТМ – соединений
постоянная скорость передачи в битах (constant bit rate - CBR);
переменная скорость передачи в битах (variable bit rate - VBR);
неопределенная скорость передачи в битах (unspecified bit rate - UBR);
доступная скорость передачи в битах (available bit rate - ABR).
Эти категории используются для обеспечения различных уровней качества сервиса (QoS) для разных типов трафика (на рисунке 5 приведены характеристики каждой категории).CBR, VBR, UBR, и ABR включают в себя различные параметры трафика, например среднюю и пиковую скорости, с которыми конечная станция может передавать данные. Эти категории сервиса также включают в себя следующие параметры качества сервиса (QoS).
Коэффициент потерь ячеек (Cell loss ratio) определяет, какой процент высокоприоритетных ячеек может быть потерян за время передачи.
Задержка передачи ячейки (Cell transfer delay) определяет количество времени (или среднее количество времени), требуемое для доставки ячейки адресату.
Изменение задержки передачи ячейки (Cell delay variation - CDV) - допустимые изменения в распределении группы ячеек между конечными станциями. Высокое значение CDV приводит к прерыванию аудио- и видеосигналов.
Перед установлением соединения конечная станция запрашивает одну из четырех категорий сервиса. Затем сеть ATM устанавливает соединение, используя соответствующие параметры трафика и QoS. Например, если конечная станция запросила соединение CBR для передачи видеоинформации, сеть ATM резервирует необходимую ширину полосы пропускания и использует параметры трафика и QoS для обеспечения допустимых значений скорости передачи, коэффициента потерь ячеек, задержки и изменения задержки.
Билет 29
Вопрос 1 Правовое регулирование IP – телефонии.
Вопрос 2 Преимущества использования IP – телефонии
Это современная технология передачи голосовых данных через Интернет, синонимом данного термина является также слово VoIP - Voice over IP. Ранее существовало две отдельных системы: телефония и Интернет, которые работали в разных кабельных системах и практически не пересекались друг с другом. Проще говоря, для работы с Интернетом и разговоров использовались разные устройства и разные кабели.IP-телефония использует существующие телефонные связи, но использует их гораздо более рационально.Можно позвонить компьютер-телефон,телефон-телефон, компьютер-компьютер
Данные перед началом передачи разбиваются на короткие пакеты фиксированной длины. Пакет снабжается протокольной информацией: коды начала и конца пакета, адреса отправителя и получателя, номер пакетов сообщений, информация для контроля достоверности.
Вопрос 3 Кодеки.
n G711 - стандартизованный ITU-T кодек, используемый в устройствах ISDN. Требуемая пропускная способность - 64 кбит/сек. Существуют две разновидности кодека a-law и u-law, отличающиеся алгоритмами кодирования. Кодек поддерживается практически всеми устройствами IP-телефонии.
n G729 - стандартизованный ITU-T кодек, предназначенный для передачи речи с "хорошим качеством" при использовании небольшой пропускной способности (8 кбит/сек). Существуют две популярные (и несовместимые между собой) версии данного стандарта: Annex A (более "простая" схема кодирования) и Annex B (с использованием алгоритмов сжатия пауз). По субъективным оценкам, данный кодек обладает качеством лучшим, чем у G.723, но худшим, чем G711 [17] . Поддерживается практически всеми производителями оборудования. При коммерческом использовании требуется лицензия.
n G723.1 - кодек, стандартизованный ITU-T. Отличительной особенностью является возможность работы при очень низком потоке (5.3, 6.3 кбит/сек). По субъективными оценкам, обладает самым плохим качеством (среди рассматриваемых кодеков) речи. Поддерживается значительной частью устройств IP-телефонии. При коммерческом использовании требуется лицензия.
n GSM (RPE-LTP) - голосовой кодек, разработанный для использования в системах сотовой связи стандарта GSM. При кодировании кадра используется информация предыдущего кадра, кодирование осуществляется блоками по 20 мс со скоростью 13 кбит/с. Поддерживается производителями оборудования, в основном в шлюзах между сотовыми и VoIP-сетями.
n iLBC (Internet low bitrate codec) - открытый (не требуются лицензионные отчисления) голосовой кодек. Предназначен для кодирования с потоком 13.33 кбит/сек (при размере кадра 30 мс) и 15.20 кбит/сек (при размере кадра 20 мс). По субъективным оценкам экспертов, качество речи данного кодека превышает G.729A. Кроме того, кодек более устойчив (по сравнению с g729) к потере кадров, что позволяет эффективно использовать его при организации сеансов связи через сеть Интернет. Примером этому является популярная сеть IP-телефонии - Skype [18] . Поддерживается ограниченным числом производителей оборудования.
Сравнительные характеристики кодеков приводятся в таблице:
Таблица. Основные параметры кодеков IP-телефонии
|
Кодек |
Поток |
Размер пакета (мс [19]) |
Алгоритмическая задержка (мс) |
Оценка MOS |
Суммарный поток[20] |
|
G.711 |
64 кбит/с |
20 |
0 |
4.4 |
81.2 |
|
G.729 |
8 кбит/с |
20 |
15 |
4.07 |
31.2 |
|
G.723.1 |
6.3 кбит/с |
30 |
37.5 |
3.87 |
21.9 |
|
G.723.1 |
5.3 кбит/с |
30 |
37.5 |
3.69 |
20.8 |
|
GSM |
13 кбит/с |
20 |
20 |
3.5 |
35.4 |
|
iLBC |
13.33 кбит/с |
30 |
30 |
4 |
28 |
|
iLBC |
15.2 кбит/с |
20 |
30 |
4 |
29 |
Таким образом, по показателю качества кодеки можно расположить следующим образом (в порядке ухудшения качества): G711, iLBC, G729, gsm, G723. По используемой пропускной способности (в порядке увеличения:) G723, iLBC, G729, GSM, G711.
Билет 30
Вопрос 1 Особенности передачи речевой информации по сетям IP – телефонии. Задержки
При передаче речи по IP-сети возникают намного большие, чем в ТфОП, задержки, которые, к тому же, изменяются случайным образом. Этот факт представляет собой проблему и сам по себе. Задержка (или время запаздывания) определяется как промежуток времени, затрачиваемый на то, чтобы речевой сигнал прошел расстояние от говорящего до слушающего.
Влияние сети Во-первых, неустойчиво и плохо предсказуемо время прохождения пакета через сеть. Если нагрузка сети относительно мала, маршрутизаторы и коммутаторы, безусловно, могут обрабатывать пакеты практически мгновенно, а линии связи бывают доступны почти всегда. Если загрузка сети относительно велика, пакеты могут довольно долго ожидать обслуживания в очередях. Чем больше маршрутизаторов, коммутаторов и линий в маршруте, по которому проходит пакет, тем больше время его запаздывания, и тем больше вариация этого времени, т.е. джиггер.
Влияние джиггер-буфера
Проблема джиггера весьма существенна в пакетно-ориентированных сетях. Отправитель речевых пакетов передает их через фиксированные промежутки времени (например, через каждые 20 мс), но при прохождении через сеть задержки пакетов оказываются неодинаковыми, так что они прибывают в пункт назначения через разные промежутки времени.
Вопрос 2 Определение требуемой производительности коммутатора пакетной сети.
Вопрос 3 Расчет параметров подключения InP к пакетной сети.
Билет 31
Вопрос 1. Принципы пакетной передачи речи.
Процесс передачи голоса по IP-сети состоит из нескольких этапов.
На первом этапе осуществляется оцифровка голоса. Затем оцифрованные данные анализируются и обрабатываются с целью уменьшения физического объема данных, происходит подавление ненужных пауз и фонового шума, а также компрессирование.
На следующем этапе полученная последовательность данных разбивается на пакеты и к ней добавляется протокольная информация - адрес получателя, порядковый номер пакета на случай, если они будут доставлены не последовательно, и дополнительные данные для коррекции ошибок. При этом происходит временное накопление необходимого количества данных для образования пакета до его непосредственной отправки в сеть.
Рис. 1.5 Соединение в сети с коммутацией пакетов
Извлечение переданной голосовой информации из полученных пакетов также происходит в несколько этапов. Когда голосовые пакеты приходят на терминал получателя, то сначала проверяется их порядковая последовательность. Поскольку IP-сети не гарантируют время доставки, то пакеты со старшими порядковыми номерами могут прийти раньше, более того, интервал времени получения также может колебаться. Для восстановления исходной последовательности и синхронизации происходит временное накопление пакетов. Однако некоторые пакеты могут быть вообще потеряны при доставке, либо задержка их доставки превышает допустимый разброс. В обычных условиях приемный терминал запрашивает повторную передачу ошибочных или потерянных данных. Но передача голоса слишком критична ко времени доставки, поэтому в этом случае либо включается алгоритм аппроксимации, позволяющий на основе полученных пакетов приблизительно восстановить потерянные, либо эти потери просто игнорируются, а пропуски заполняются данными случайным образом.
Вопрос 2. Устройства ограничения эффектов эха
Существуют два типа устройств, предназначенных для ограничения вредных эффектов эха: эхозаградители и эхокомпенсаторы.
Эхозаградители появились в начале 70-х годов. Принцип их работы прост и состоит в отключении канала передачи, когда в канале приема присутствует речевой сигнал. Такая техника широко используется в дешевых телефонных аппаратах с громкоговорящей связью (speakerphones), однако простота не обеспечивает нормального качества связи - перебить говорящего становится невозможно, т.е. связь, по сути, становится полудуплексной.
Эхокомпенсатор - это более сложное устройство, которое моделирует эхосигнал для последующего его вычитания из принимаемого сигнала. Эхо моделируется как взвешенная сумма задержанных копий входного сигнала или, иными словами, как свертка входного сигнала с оцененной импульсной характеристикой канала. Оценка импульсной характеристики происходит в тот момент, когда говорит только удаленный корреспондент, для чего используется детектор одновременной речевой активности. После вычитания синтезированной копии эхосигнала из сигнала обратного направления полученный сигнал подвергается нелинейной обработке для увеличения степени подавления эха (подавление очень слабых сигналов).
Эхокомпенсатор должен хранить амплитуды эхосигналов, задержанных на время от нуля до продолжительности самого длительного подавляемого эхосигнала. Это значит, что эхокомпенсаторы, рассчитанные на подавление более длительных эхосигналов, требуют для своей реализации большего объема памяти и большей производительности процессора. Таким образом, выгодно помещать эхокомпенсаторы «максимально близко», в смысле задержки, к источнику эха.
Вопрос 3. Расчет оборудования транспортной пакетной сети
билет 32
Вопрос 1. Шлюз IP – телефонии Протей – ITG.
Шлюз IP-телефонии Протей-ITG реализует передачу речевого трафика и факсимильной информации по сетям с маршрутизацией пакетов IP по протоколу Н.323, версия 2.
Основным функциональным назначением шлюза является преобразование речевой информации, поступающей от ТфОП с постоянной скоростью передачи, в вид, пригодный для передачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP: кодирование и упаковка речевой информации в пакеты RTP/U DP/IP, а также обратное преобразование. Кроме того, шлюз конвертирует сигнальные сообщения систем сигнализации E-DSS1 и ОКС7 (ISUP-R, российская версия) в сигнальные сообщения Н.323 и производит обратное преобразование по рекомендации ITU H.246.
Шлюз Протей-ITG подключается к ТфОП по цифровым линиям со скоростью передачи 2048 Кбит/с (Е1) с использованием сигнализации ISUP-R системы общеканальной сигнализации ОКС7, абонентской сигнализации E-DSS1, а также сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам «R1.5», а к сетям с маршрутизацией пакетов IP - при помощи интерфейса 10/100Вазе-Т.
Протей-ITG. Следует отметить, что кодирование и пакетирование речевых сигналов, поступающих из ТфОП для последующей их передачи по IP-сети, реализованы в Протей-ITG на базе специализированных процессоров обработки цифровых сигналов - Digital Signal Processors (DSP). Остальные функции выполняются программным обеспечением, использующим универсальный процессор.
Модуль обработки телефонной сигнализации взаимодействует с телефонным оборудованием, преобразуя сигналы систем DSS1 и ОКС7 во внутрисистемные примитивы, которые отражают состояния процесса обслуживания вызова (установление соединения, отбой и т.п.) и используются модулем логики услуг шлюза для установления соединений между ТфОП и IP-сетью.
Модуль сигнализации Н.323 обрабатывает сигнальную информацию протоколов RAS, Н.225.0 (Q.931) и Н.245. Информация о состояниях процесса обслуживания вызова в IP-сети передается в модуль логики услуг шлюза.
Модуль логики услуг шлюза IP-телефонии отвечает за маршрутизацию вызова, поступившего из ТфОП в IP-сеть.
Производятся такие операции, как контроль доступа и анализ телефонного номера вызываемого абонента с последующим определением и предоставлением требуемой услуги. При наличии в сети IP-телефонии привратника многие функции могут быть возложены на него.
Модуль пакетирования речи выполняет функции подготовки речевого сигнала, поступающего из ТфОП с постоянной скоростью, для дальнейшей его передачи по сети с маршрутизацией пакетов IP. Основными функциями модуля являются: преобразование речевого сигнала методом импульсно-кодовой модуляции, эхокомпенсация, кодирование речевого сигнала, обнаружение активных периодов и пауз в речи и адаптация воспроизведения. Кроме того, модуль отвечает за детектирование и генерацию сигналов DTMF и за обработку факсимильных и модемных сигналов.
Механизм обнаружения активных периодов речи проверяет получаемый из ТфОП сигнал на наличие в нем речевой информации. Если в течение определенного времени речевая информация не обнаружена, передача речевых пакетов в IP-сеть прекращается. Использование этого механизма существенно повышает эффективность использования полосы пропускания. Экономия полосы может доходить до 60%.
Суть механизма адаптации воспроизведения заключается в буферизации речевых пакетов для сглаживания вариации их задержки. Механизм использует буфер FIFO, хранящий речевые элементы перед их воспроизведением. Далее измеряется джиттер и производится адаптивное управление задержкой пакетов в буфере.
В архитектуру платформы включен упрощенный вариант шлюза IP-телефонии - устройство уплотнения соединительных линий - для уплотнения межстанционных соединительных линий связи (сигнальных и разговорных каналов) и передачи мультиплексированной информации через сеть IP с последующим ее демультиплексированием на удаленной стороне. Данное устройство может использоваться, например, операторами сотовой связи для уменьшения числа соединительных линий. В таком варианте шлюза IP-телефонии отсутствует стандартная обработка сигнальных сообщений (сигнальная информация ОКС7 передается прозрачно), так как разговорные каналы постоянно открыты и по ним передается сжатая речь с подавленными паузами. Кроме того, система автоматически обнаруживает сигналы факса и начинает вести обработку информации по протоколу Т.38; после окончания факсимильной сессии система возвращается на прежний режим работы.
Вопрос 2. Терминалы Н. 323. Под терминалом стандарт понимает оборудование конечных точек сети, которое позволяет пользователям общаться друг с другом в реальном времени.
Рис.2. Структура терминала H.323.
Терминал H.323 может представлять собой ПК или автономное устройство, способное выполнять мультимедиа-приложение. Он обязан обеспечивать звуковую связь и может дополнительно поддерживать передачу видео или данных. Вследствие того, что основной функцией терминала H.323 является передача звука, он играет ключевую роль в предоставлении сервиса IP-телефонии. H.323-терминал должен поддерживать протоколы
H.245 - согласование параметров соединения,
Q.931 - для установления соединения и согласования параметров этого соединения,
RAS (Registration/Admission/Status) - взаимодействия с контроллером зоны (Gatekeeper),
RTP/RTCP - для работы с потоками аудио и видео пакетов
и семейство протоколов Н.450, а также включать в себя аудиокодек G.711 для сжатия аудиопотока. Его дополнительными компонентами могут быть другие аудиокодеки и видеокодеки H.261 и/или H.263. Необязательной является поддержка протокола совместной работы над документами T.120.
Аудиокодек предназначен для оцифровки аналогового звукового сигнала и сжатия полученного цифрового сигнала, а также проведения обратной операции. Стандартом H.323 предусмотрена возможность использования пяти кодеков — G.711 (преобразование 3,1-кГц аналогового сигнала для передачи в цифровой форме на скоростях 48, 56 или 64 кбит/с), G.722 (7 кГц; 48, 56 или 64 кбит/с), G.723 (3,1 кГц; 5,3 или 6,3 кбит/с), G.728 (3,1 кГц; 16 кбит/с) и G.729 (3,1 кГц; 8 кбит/с). Каждый терминал должен поддерживать по крайней мере один аудиокодек.
Протокол сигнализации RAS (регистрации, подтверждения и состояния) применяется для передачи служебных сообщений между терминалами и контроллером зоны. RAS-сообщения служат для регистрации терминалов, допуска их к сеансу связи, изменения используемой полосы пропускания, информирования о состоянии сеанса и его прекращении. В отсутствии контроллера зоны протокол RAS не задействуется.
Протокол сигнализации Q.931 используется для установления и разрыва соединений между двумя терминалами H.323, а также между терминалом и шлюзом. Служебные сообщения этого протокола передаются поверх TCP.
Протокол управления мультимедийной конференцией H.245 обеспечивает:
согласование возможностей компонентов;
установление и разрыв логических каналов;
передачу запросов на установление приоритета;
управление потоком (загрузкой канала);
передачу общих команд и индикаторов.
Сообщения протокола H.245 передаются по H.245-каналу управления. Это логический канал «0», который, в отличие от каналов обмена мультимедиа-потоками, постоянно открыт. Межтерминальный обмен параметрами позволяет согласовывать режимы работы и форматы кодирования информации, что обеспечивает взаимодействие терминалов от разных производителей. В процессе обмена сообщениями о параметрах уточняются возможности терминалов принимать и передавать различные виды трафика.
Протокол RTP (RFC 1889) обеспечивает в IP-сетях доставку адресатам аудио- и видеопотоков в масштабе реального времени. Согласно стандарту H.323, в сетях с негарантированной полосой пропускания с целью минимизации задержек и максимального использования имеющейся полосы пропускания для передачи аудио- и видеопотоков, а также сигнализации RAS применяется протокол User Datagram Protocol (UDP). Этот протокол задействует механизм многоадресной рассылки (IP Multicast) для негарантированной доставки звука и видео определенному числу пользователей. Поверх IP Multicast работает RTP, который создает необходимые условия для нормального воспроизведения полученных потоков на абонентских терминалах.
RTP идентифицирует тип и номер пакета, устанавливает в него метку синхронизации. На основе этой информации приемный терминал синхронизирует звук, видео и данные, осуществляет их последовательное и непрерывное воспроизведение. Корректное функционирование RTP возможно при наличии в абонентских терминалах механизмов буферизации принимаемой информации.
Транспортный протокол управления передачей в режиме реального времени RTCP (RFC 1889) контролирует реализацию функций RTP. Он также отслеживает качество обслуживания и снабжает соответствующей информацией компоненты, участвующие в конференции.
Дополнительные услуги в сетях Н.323 определяет семейство рекомендаций Н.450. Так, 450.1 описывает протокол сигнализации между двумя компонентами сети, позволяющий предоставлять дополнительные услуги, а Н.450.2 — механизмы услуги трансформации вызова (Call Transfer), благодаря которой соединение между терминалами А и Б преобразуется в соединение между Б и В. Дополнительная услуга Call Diversion, которую определяет рекомендация Н.450.3, предоставляет возможность переадресовать вызов в тех случаях, когда вызываемый абонент занят, не отвечает или когда предварительно установлен соответствующий параметр.
Вопрос 3. Классификация сетей IP – телефонии.
В выделенных сетях (рис. 10.2) связь между оконечными устройствами осуществляет по выделенным каналам и пропускная способность этих каналов используются только для передачи речевых пакетов. Чаще всего провайдеры IP-телефонии не строят собственную инфраструктуру, а арендуют каналы у провайдеров первичной сети. Это позволяет затраты на эксплуатацию сети и увеличить окупаемость вложений.
Главное преимущество выделенной сети — это высокое качество передачи речи, так такие сети предназначены только для передачи речевого трафика. Кроме того, для обеспечения гарантированного качество предоставляемых услуг в этих сетях, кроме протокола IP, применяются и другие транспортные протоколы: АТМ и Frame Relay.
интегрированных сетях IP-телефонии для связи между устройствами используется зная сеть Интернет (рис. 10.3). Это может быть уже существующая собственная сеть к сети Интернет через провайдеров. Если оператор имеет собственную сеть для предоставления услуг IP-телефонии он лишь устанавливает дополнительное , которое обеспечивает преобразование речи в данные и наоборот, и уже имеющееся оборудование, чтобы обеспечить качество предоставляемых услуг. 6аи оператор IP-телефонии пользуется услугами провайдеров Интернет, то качество услуг сети может быть низким, так как обычные сети Интернет не рассчитаны на передачу в реальном масштабе времени.
По разным причинам операторы сетей IP-телефонии для объединения своих устройств кати могут использовать выделенные каналы и сеть Интернет. Такие сети можно назвать чаи смешанного типа (рис. 10.4). Вопрос о том, какие каналы использовать для связи между собой, решается оператором индивидуально в зависимости от возможностей.
Если оператор, обычно использующий выделенные каналы, по каким-либо причинам не арендовать канал до оконечного устройства, он прибегает к услугам провайдеров
Если оператор IP-телефонии, использующий сеть Интернет, не имеет возможности полу-
доступ в Интернет в конкретной точке, или качество услуг через сеть Интернет очень низкое, то для подключения оконечного устройства к сети используется выделенный канал строению сети по смешанному типу прибегают редко, только когда нет другого варианта.
всего, таким способом более крупные операторы подключают к себе более мелких операторов.
По своему масштабу все сети IP-телефонии можно разделить на международные, региональные и местные.
Международная сеть IP-телефонии имеет точки своего присутствия в странах и обеспечивает трафика практически в любую точку мира при минимальном использовании телефонной сети общего пользования. Чаще всего, международных сети не работают с конечными пользователями, а предоставляют свою пропускную способность другим сетям. Главной задачей международных сетей является транзит трафика между сетями различного уровня. Кроме того, операторы международной сети организуют международные клиринг центры, которые упрощают процедуры взаиморасчетов между . При построении международной сети в первую очередь строится мощная магистраль, имеющая большую пропускную способность. Международные сети строятся с использованием выделенных каналов и на базе уже существующих сетей Интернет.
Яркими примерами выделенных международных сетей являются сети компаний ITXC, asis и Delta-Three. Среди провайдеров Интернет, предоставляющих услуги международной IF-телефонии, можно отметить компании Carrier, GRIC, GTE Internetworking и Equant.
В отличие от международной сети национальная сеть имеет точки своего присутствия или, в крайнем случае, в нескольких близлежащих странах и обслуживает абонентов в местных операторов только этого региона. С помощью заключения договоренности с меж - сетями национальная сеть предоставляет своим абонентам и другим местным ceta возможность вызовов в любую точку мира.
Чаще всего, национальные сети строятся национальными телекоммуникационными с использованием уже существующей инфраструктуры, поэтому большая часть сетей IP-телефонии являются интегрированными сетями. Крупные операторы проводят дооборудование своих сетей передачи данных для услуг IP-телефонии. Прежде всего, оператор заботится об обеспечении качества речи по сети с помощью модернизации имеющегося оборудования или приобретении нового. Также, в зависимости от имеющегося на сети оборудования, оператор или дополнительное шлюзовое оборудование, или дооборудует уже используемое на сети с5орудование передачи данных функциями шлюза. Примерами телекоммуникационных, имеющих национальную сеть IP-телефонии, могут служить Deutshe Telecom, France Telecom, Telecom Finland, Japan Telecom и многие другие.
Операторы IP-телефонии, не имеющие собственной инфраструктуры, строят свои сети с использованием провайдеров Интернет или провайдеров первичной телекоммуникационный сети и стараются выйти за рамки национальной сети, так как особенно выгодно предоставлять услуги IP-телефонии на большие расстояния. Поэтому операторы, имеющие средств на строительство сети, предпочитают строить международные сети, причем располагают точки своего присутствия в тех странах, куда больше всего тяготеет телефонный трафик. Примерами национальных выделенных сетей можно считать компаний Innofone (Канада) и Liberty One (Австралия, Новая Зеландия).
Местная сеть IP-телефонии предоставляет возможность абонентам местной телефонной сети и частным компаниям воспользоваться услугами IP-телефонии. В основном, местных сетей являются провайдерами доступа к сети IP-телефонии. Чаще всего, сети имеют всего один шлюз, подключенный к более крупным сетям через сеть Интернет по выделенным каналам. Таких операторов часто называют, так как они просто перепродают услуги других сетей абонентам местной телефонной сети. Для операторов местная сеть является лишь промежуточным этапом