VoIP
Возможность передачи голосовых сообщений через сеть с пакетной коммутацией впервые была реализована в 1993 году. Данная технология получила название VoIP (Voice over IP). Одним из частных приложений данной технологии является IP-телефония — услуга по передаче телефонных разговоров абонентов по протоколу IP.
Основными преимуществами технологии VoIP является сокращение требуемой полосы пропускания, что обеспечивается учётом статистических характеристик речевого трафика:
- блокировкой передачи пауз (диалоговых, слоговых, смысловых и др.), которые могут составлять до 40-50 % времени занятия канала передачи;
- высокой избыточностью речевого сигнала и его сжатием (без потери качества при восстановлении) до уровня 20-40 % исходного сигнала.
Трафик VoIP критичен к задержкам пакетов в сети, но обладает толерантностью (устойчивостью) к потерям отдельных пакетов. Так, потеря до 5 % пакетов не приводит к ухудшению разборчивости речи.
При передаче телефонного трафика по технологии VoIP должны учитываться жёсткие требования стандарта ISO 9000к качеству услуг, характеризующие:
- качество установления соединения, определяемое в основном быстротой установления соединения,
- качество соединения, показателем которого являются сквозные (воспринимаемые пользователем) задержки и качество воспринимаемой речи.
Уровень QoS качества передачи речи можно соотнести с одним из четырёх классов:
|
Показатели качества передачи речи
|
Классы качества услуги
|
|
Лучшее
|
Высокое
|
Среднее
|
Низкое
|
|
Время установления соединения
|
прямая IP-адресация
|
< 1,5 сек
|
< 4 сек
|
< 7 сек
|
—
|
|
перевод номера E.164 в IP-адрес
|
< 2 сек
|
< 5 сек
|
< 10 сек
|
—
|
|
перевод номера E.164 в IP-адрес через расчётную организацию
|
< 3 сек
|
< 8 сек
|
< 15 сек
|
—
|
|
перевод имени e-mail в IP-адрес
|
< 4 сек
|
< 13 сек
|
< 25 сек
|
—
|
|
Сквозные задержки
|
по стандарту ETSI TS101329
|
< 150 мс
|
< 250 мс
|
< 350 мс
|
< 450 мс
|
|
по рекомендации ITU-T G.114
|
< 150 мс
|
< 260 мс
|
< 400 мс
|
> 400 мс
|
|
Качество воспринимаемой речи
|
ETSI
|
Не хуже G.711
|
Не хуже G.726 для 32 кбит/сек
|
Не хуже GSM-FR
|
С максимальными усилиями
|
|
Баллы MOS
|
> 4,5
|
4,0 — 4,5
|
3,5 — 4,0
|
3,5 — 3,0
|
В результате для обеспечения требований QoS при передаче телефонного трафика по технологии VoIP (особенно в условиях ограниченной пропускной способности сети, характерной для сетей специальной связи) необходимо использовать ряд дополнительных механизмов, не существующих в классических IP-сетях. К этим механизмам относятся:
- использование специфических вокодеров;
- уменьшение задержек при передаче пакетов по сети;
- использование специализированных декодеров, устойчивых к потерям пакетов.
Кодеки
|
Открытые:
- GSM
- G.711 uLaw/Mu-law
- G.711 aLaw
- G.722
- G.726
- Speex
- iLBC
|
Проприетарные:
- G.729
- G.729A
- G.723
- G.723.1
|
Сравнительные характеристики VoIP кодеков
|
Кодек
|
Размер полезной нагрузки пакета (байты)
|
Информационная скорость (Кбит/с)
|
Алгоритмическая задержка
|
Занимаемый поток IP-пакетами (Кбит/с)
|
Занимаемый поток Ethernet-фреймами (Кбит/с)
|
|
G.711
|
160
|
64
|
20
|
64.8
|
80
|
|
G.723.1 (6.3)
|
24
|
6.3
|
37.5
|
6.9
|
17.1
|
|
G.723.1 (5.3)
|
20
|
5.3
|
37.5
|
5.9
|
16
|
|
G.726-32
|
160
|
32
|
20
|
32.8
|
42.7
|
|
G.726-24
|
160
|
24
|
20
|
24.8
|
34.7
|
|
G.726-16
|
160
|
16
|
20
|
16.8
|
26.7
|
|
G.729(8)
|
20
|
8
|
25
|
8.8
|
18.7
|
|
G.729(6.4)
|
16
|
6.4
|
25
|
7.2
|
17.1
|
Протоколы IP телефонии
Протоколы обеспечивают регистрацию IP устройства (шлюз, терминал или IP телефон) на сервере или гейткипере провайдера, вызов и/или переадресацию вызова, установление голосового или видео соединения, передачу имени и/или номера абонента. В настоящее время широкое распространение получили следующие VoIP протоколы:
- SIP — обеспечивает передачу голоса и для сигнализации обычно использует порт 5060 UDP
- H.323 — протокол, более привязанный к системам традиционной телефонии, чем SIP, сигнализация по порту 1720 TCP, и 1719 TCP для регистрации терминалов на гейткипере
- IAX2 — через 4569 UDP порт и сигнализация, и медиа трафик
- MGCP
- SIGTRAN
- SCTP
- SGCP
| 