7.5.1 Интеграция с помощью цифровых каналов (технология врк).

Здесь в качестве узла концентрации и узла распределения услуг (УРУ) выступает гибкий мультиплексор МИХ (рисунок 7.21) или мини АТС.

Рисунок 7.21 - Интеграция услуг с помощью мультиплексора

Сигналам телефонии и локальной вычислительной сети ЛВС отводятся свои канальные интервалы в цифровых потоках Е1. На стороне узла доступа стоит другой мультиплексор (демультиплексор), который выполняет функции разделения сигналов телефонии в сеть ТФОП и передачи данных в СПД. В качестве узлов предоставления услуг (УПУ) здесь выступают АТС и маршрутизатор R соответственно.

К недостаткам такого способа интеграции относятся:

1. Низкая загрузка цифровых каналов, как для телефонного трафика, так и для передачи данных;

2. Высокая стоимость оборудования (MUX) и цифрового канала.

В связи с этим такие услуги, как правило, используются крупными предприятиями и организациями, имеющими большой трафик. Кроме того такие решения позволяют создавать корпоративные телефонные сети и сети передачи данных. Для этого телекоммуникационные узлы (рис.7.21) должны быть развернуты в нескольких местах на базе ТФОП и СПД регионального или межрегионального оператора.

К этому же способу интеграции относится ранее рассмотренная технология ISDN (раздел 7.3.2). При ISDN – BRI число мультиплексируемых каналов – 2 со скоростью 64 Кбит/с каждый, а при ISDN – PRI их 30x64 Кбит/с.

В принципе такая схема допускает и передачу видео (например, по запросу). Для этого видеосигнал должен “оцифровываться”, подвергаться сжатию для уменьшения скорости передачи до 2 – 4 Мбит/с (технология MPEG – 2, MPEG – 4) и после этого подаваться на более скоростной мультиплексор. Препятствием применения этой цифровой технологии является высокая стоимость оборудования как на стороне абонента, так и на стороне узла.

7.5.2 IP – телефония (Технология коммутации пакетов)

Основой технологии пакетной телефонии является разбиение трафика “оцифрованного” речевого сигнала на пакеты и затем их передача вместе с пакетами данных. В этом случае пропускная способность канала передачи используется более эффективно, поскольку в нем можно передавать несколько разговоров, а паузы заполнять пакетами компьютерных сетей (данных).

Таблица 7.2 Требования к системам передачи пакетов

Характеристики Услуги	Допустимая задержка, мс	Вероятность потери пакета	Скорость передачи, Кбит/с
Речь (телефон)	<150	0.05 – 0.1	6 - 8
Данные	Не критично	0	30 - 100000

Требования к системам передачи пакетов для обоих видов трафиков приведены в таблице 7.2. Из нее видно насколько эти требования противоречивы. Если для передачи речи задержка (время передачи от абонента к абоненту) не должна превышать 150 мс, то для передачи данных она не существенна. Это требование является самым серьезным для пакетной телефонии, поскольку по вероятности ошибки и скорости передачи требования к речевому трафику намного мягче.

Поскольку технологии коммутации пакетов разнообразны, то и способов пакетной телефонии тоже несколько:

V₀ FR (голос поверх Frame Relay)

V₀ IP (IP - телефония)

V₀ ATM (голос поверх ATM).

Наибольшее распространение получила IP – телефония, технологии которой непрерывно развиваются. Основными проблемами, которые приходится решать при внедрении IP – телефонии, являются:

1. Удовлетворение условий по задержке (τ_з<150 мс). Эта проблема стоит более остро, чем в обычной телефонии по следующим причинам:

− большая задержка в узлах сети (маршрутизаторах и коммутаторах), которая обусловлена временем ожидания пакета в очереди, временем записи и временем считывания;

− влиянием операционной системы маршрутизатора на скорость обработки речевых сигналов, на установление соединения, на доступ к IP - сети;

− влиянием кодера речи, который в процессе кодирования должен записать фрагмент речи (совокупность отсчетов) и проанализировать его с точки зрения возможности сжатия информации.

2. Сигнализация. Установление соединения в системах IP – телефонии предполагает преобразование номера телефонной сети в IP – адрес.

3. Качество обслуживания. Скорость установления соединения, ошибки при передаче пакетов, переменная задержка при передаче.

Наиболее проработана технология IP- телефонии по рекомендации ITU – Т H.323. Схема сети IP – телефонии по этой рекомендации приведена на рисунке 7.22

Рисунок 7.22 - Архитектура сети Н. 323

Здесь возможны следующие варианты:

− общение IP телефонных абонентов только через IP сеть между собой (модель “компьютер - компьютер”);

− общение IP телефонных абонентов с абонентами ТФОП или ISDN через шлюз (модель “компьютер - телефон”);

− общение абонентов, принадлежащих к разным узлам ТФОП через IP сеть и совокупность шлюзов (модель “телефон - телефон”).

Рассмотрим основные элементы сети:

IP – телефон или терминал H.323 (рисунок 7.23)

Рисунок 7.23 - Структура IP – телефона

Он включает в себя телефонную трубку (микрофон + динамик), устройства аналого – цифрового преобразования, кодек для сжатия цифрового сигнала со скоростью 64 Кбит/с до значений 6·16 Кбит/с, устройство пакетизации/ депакетизации и сетевое окончание. Наряду с речевыми пакетами IP – телефон передает сигналы управления и взаимодействия (СУВ), с помощью которых обеспечивается регистрация терминала у привратника, установление и завершение соединения, открытие разговорного канала и техобслуживание.

Шлюз H.323 – обеспечивает передачу речевого и сигнального трафика и трафика передачи данных по IP – сети, причем на вход шлюза могут поступать как сигналы терминалов H.323, так и сигналы аналоговой телефонии (ТФОП) и цифровой (ISDN). В двух последних случаях он преобразует речевые сигналы к виду, пригодному для передачи по IP – сети.

Привратник – это специализированный сервер, который выполняет следующие функции:

− регистрация терминалов и других устройств;

− контроль доступа пользователей к услугам;

− преобразование телефонного номера или другой адресной информации в IP - адрес;

− контроль, управление и резервирование пропускной способности сети.

Основным достоинством IP – телефонии, особенно в схеме “телефон - телефон”, является существенное снижение затрат на передачу трафика (от 3 до 10 раз). Это позволяет значительно уменьшить тарифы при повременном учете длительности разговоров (междугородные и международные).

Другие, не менее существенные преимущества IP телефонии заключены в интеграции трафика и услуг телефонии и передачи данных. Эти потенциальные качества только начинают осмысливаться и у них большое будущее.

К недостаткам IP – телефонии относится ухудшение качества за счет задержек и пропадания пакетов. Для борьбы с этим принимаются такие меры:

− установление приоритетов для речевого трафика;

− недогрузка каналов в IP сети;

− снижение числа промежуточных узлов (хопов) на пути прохождения трафика IP – телефонии;

− применение механизмов обеспечения качества (Q₀S) в IP сетях, таких как RSVP, Diff – Serv, MPLS .