Технологія передачі голосових даних мережах ip. Процес передачі голосу по IP-мережі складається з кількох етапів. Недоліки використання VoIP
За останні роки було запропоновано кілька рішень щодо створення універсальної інфраструктури для передачі різнорідного трафіку. В умовах підвищених вимог до якості сервісу та ширини смуги пропускання необхідні мережі з послугами високої якості та підвищеною швидкістю передачі.
IP грає ключову роль забезпеченні гнучкості обслуговування. Для того, щоб збільшити загальну рентабельність мережі, постачальники повинні надати послуги, засновані на IP або здатні «розуміти» IP, оскільки більшість програм, що вимагають надання послуг глобальних мереж, використовує IP. Оскільки споживачі продовжують вимагати від своїх постачальників надання додаткових функціональних можливостей, постачальники повинні постійно шукати все нові та нові послуги, які зможуть доповнити та посилити програми споживачів. Можна з упевненістю говорити, що ці послуги повинні бути засновані на IP.
IP стає стандартним протоколом для корпоративних, intranet- та extranet-мереж. У 80-х роках територіально-розподілені корпоративні мережі будувалися з урахуванням виділених каналів E1/T1. Для ущільнення каналів застосовувалися мультиплексори, що використовуються для інтеграції голосу та даних у мережах загального користування та приватних мережах. У той же час, принципи побудови телефонних мереж кардинально не змінювалися. У таких мережах телефонні з'єднання встановлюються за визначеними маршрутами (основними та альтернативними) і «страждають» безліччю обмежень: висока вартість підтримки великої кількості маршрутних таблиць кожної УВАТС (PBX) та їх реконфігурації при зміні телефонних потоків, неефективне використання смуги пропускання, погіршення якості мови при застосування механізмів стиснення в мережах з безліччю АТС та інші.
В останні роки були розроблені пристрої, що забезпечують передачу голосу мережами, спочатку націленим на передачу даних, таким як Frame Relay та IP-мережі. Рушійною силою при цьому є прагнення скоротити витрати на використання ліній зв'язку, що орендуються, і підвищити ефективність застосування виділених корпоративних комунікацій.
Новий стимул розвитку телефонних мереж дало появу технології передачі голосу по АТМ-мережах, що передбачає можливість підключення АТС до АТМ-комутаторів, здатних обробляти потоки даних, так і телефонні сигнали.
У цій статті описуються:
- технології передачі голосу та даних по IP-мережах;
- проблеми побудови інтегрованих мереж;
- механізми, що забезпечують підвищення ефективності смуги пропускання та гнучкості управління потоками (компресії, придушення пауз мовлення);
- обладнання провідних виробників.
Що таке IP-телефонія
Телефонний зв'язок по IP – порівняно молода служба, яка використовує, як правило, керовану IP-мережу для передачі телефонного трафіку.
Протягом наступних п'яти років очікуються феноменальні темпи зростання ринку послуг VoIP (голос поверх IP). Згідно з даними Killen & Associates, в компаніях, що входять до списку Fortune 1000, IP-мережами зараз проходить менше 1% голосового трафіку; до 2002 року ця частка має досягти 18%, а до 2005-го - 33%.
Користувачів та постачальників послуг залучають економічні вигоди застосування ІР для передачі телефонного трафіку, проведення конференц-зв'язку з одночасним обміном інформацією, ІР-центри обслуговування дзвінків, прозора маршрутизація запитів користувачів.
Порівняння якості стандартного телефонного зв'язку мереж загального користування з першим поколінням пристроїв VoIP виявляється не на користь останніх, в першу чергу через низьку надійність і невисоку якість обслуговування. Однак поява складних сучасних додатків та пристроїв – високопродуктивних комутаторів та маршрутизаторів, що використовують розвинені механізми управління якістю обслуговування (QoS) процесорів цифрових сигналів (DSP), – усуває багато проблем VoIP-систем другого покоління.
Під IP-телефонією розуміється технологія використання IP-мережі (Internet або будь-який інший) як засіб організації та ведення телефонних розмов та передачі факсів у режимі реального часу. IP-телефонія є однією з найскладніших програм комп'ютерної телефонії.
Загалом передача голосу в IP-мережі відбувається так. Вхідний дзвінок та сигнальна інформація з телефонної мережі передаються на прикордонний мережевий пристрій, що називається телефонним шлюзом, та обробляються спеціальною карткою пристрою голосового обслуговування. Шлюз, використовуючи керуючі протоколи сімейства H.323, перенаправляє сигнальну інформацію іншому шлюзу, що знаходиться на приймальній стороні IP-мережі. Приймальний шлюз забезпечує передачу сигнальної інформації на приймальне обладнання згідно з планом номерів, гарантуючи наскрізне з'єднання. Після встановлення з'єднання голос на вхідному мережному пристрої оцифровується (якщо він не був цифровим), кодується відповідно до стандартних алгоритмів ITU, таких як G.711 або G.729, стискається, інкапсулюється в пакети та відправляється за призначенням на віддалений пристрій з використанням стека протоколи TCP/IP.
Таким чином, використовуючи IP-мережу, можна обмінюватися цифровою інформацією для надсилання голосових або факсимільних повідомлень між двома комп'ютерами в режимі реального часу. Застосування Internet дозволить реалізувати цю службу у глобальному масштабі.
Основними проблемами побудови IP-мережі передачі телефонного трафіку є механізми управління затримками і підтримання достатньої ширини смуги пропускання. Крім того, важливими є способи встановлення тарифів на послуги та виставлення рахунку за їх використання, а також варіанти оплати в IP-мережі додаткових послуг, таких як переадресація виклику, визначення номера абонента, маршрутизація залежно від часу доби та ін.
Важливою є проблема оцінки прибутковості нової технології. Чи справді об'єднання засобів зв'язку на базі IP-мереж обіцяє значну економію? Відповідь це питання можна отримати лише за комплексному розгляді проблеми. Можливо, все саме так. Якщо вартість передачі інформації через мережу становить лише 15-20% від усіх витрат на підтримку мережевої інфраструктури, то 70-відсоткова економія мережевих витрат може здатися не настільки привабливою порівняно з обсягом роботи, який необхідно буде зробити для переведення всіх функцій на універсальну основу, а також порівняно з кількістю коштів, що витрачаються на створення універсальної інфраструктури та можливістю використання наявного обладнання.
І це лише мала частина всіх проблем, пов'язаних із використанням універсальних ліній зв'язку. Тому, як правило, пропозиція постачальниками послуг інтегрованих мереж починається зі створення невеликих спеціалізованих мереж, на яких відбувається обкатка інтеграційних технологій, пошук відповіді на питання, що виникають при об'єднанні різних видів зв'язку. Проте вже зараз можна говорити про реальність побудови інтегрованої інфраструктури.
Загальний підхід до побудови IP-мережі для передачі телефонного трафіку
- «комп'ютер – комп'ютер»
Даний варіант не є прикладом IP-телефонії, оскільки голос передається лише через мережу передачі даних, без виходу в телефонну мережу. Для організації передачі трафіку користувач отримує необхідне обладнання та програмне забезпечення, а також платить провайдеру за експлуатацію каналу зв'язку. Перевага цього варіанта полягає в максимальній економії коштів. Недолік – мінімальна якість зв'язку.
- «телефон – телефон»
Для організації такого зв'язку потрібна наявність певних мережевих пристроїв та механізмів взаємодії. Голосовий трафік передається через IP-мережу, як правило, на окремій дорогій ділянці. Пристроями, що організують взаємодію, є шлюзи, стиковані, з одного боку, з телефонною мережею загального користування, з другого - з IP-мережею. Голосовий зв'язок у такому режимі, в порівнянні з варіантом «комп'ютер - комп'ютер», коштує дорожче, проте якість його значно вища і користуватися нею зручніше. Для того щоб скористатися цією послугою, треба зателефонувати провайдеру, що обслуговує шлюз, ввести з телефону код і номер абонента, що викликається, і розмовляти так само, як при звичайному телефонному зв'язку. Усі необхідні операції з маршрутизації виклику виконає шлюз.
- «комп'ютер – телефон»
Тут відкривається більше можливостей використання для корпоративних користувачів, так як найчастіше застосовується корпоративна мережа, що обслуговує виклики від комп'ютерів до шлюзу, які потім передаються по телефонній мережі загального користування. Корпоративні рішення з використанням зв'язку «комп'ютер – телефон» можуть допомогти заощадити гроші, а необхідне для цього обладнання буде розглянуте нижче.
Отже, очевидно, що для побудови мережі IP-телефонії потрібні два основні елементи (рис. 1).
Перший - шлюз (gateway), що забезпечує функції перетворення між пакетно-коммутируемой IP-мережею та телефонною мережею загального користування, аналого-цифрове перетворення, управління форматами передачі та процедурами VoIP-викликів. Можливе використання безлічі шлюзів у мережі.
Другий основний елемент - пристрій управління (gatekeeper), що забезпечує ряд функцій з управління доступом до IP-мережі та з IP-мережі, шириною смуги пропускання та адресацією. Крім того, пристрій управління здійснює контроль усіх шлюзів та терміналів, виконує функції служби каталогів, контролює рахунки користувачів.
Шлюз може постачатися у вигляді окремого мережного пристрою або встановлюватись на персональному комп'ютері. При використанні шлюзу VoIP функція прозора для користувача, що використовує звичайний телефон або факсимільний апарат. Розглянемо докладніше основні функції шлюзу під час передачі голосу через IP-мережа.
1. Функція пошуку. Коли вихідний IP-шлюз розміщує телефонний виклик через IP-мережу, він приймає номер абонента, що викликає, і конвертує його в IP-адресу шлюзу призначення, виходячи або з таблиці у вихідному шлюзі, або з даних централізованого сервера. Перегляд таблиці у вихідному шлюзі часто вимагає менше часу, ніж у централізованому сервері, і скорочує час з'єднання з 4-5 до 1-2 секунд.
2. Функція зв'язку. Вихідний шлюз встановлює з'єднання зі шлюзом призначення, обмінюючись інформацією про параметри з'єднання та сумісність пристроїв.
3. Оцифрування. Аналогові сигнали телефонного зв'язку оцифровуються шлюзом і зазвичай перетворюються на 64 Kбіт/c ІКМ (імпульсно-кодова модуляція)-сигнал. Ця функція вимагає від шлюзу підтримки різноманітних аналогових інтерфейсів телефонного зв'язку.
У багатьох випадках потрібна також підтримка цифрової мережі з інтеграцією служб та інтерфейсів T1/E1. Цифрова мережа з інтеграцією служб та інтерфейси T1/E1 працюють у форматі ІКМ, так що аналого-цифрове перетворення в цьому випадку не потрібне. Цифрова мережа з інтеграцією служб BRI має один або два ІКМ-канали, T1 – до 24 каналів ІКМ та E1 – до 30 ІКМ-каналів. Цифрова мережа з інтеграцією служб PRI може мати до 24 чи 30 каналів ІКМ.
4. Демодуляція. Оскільки деякі шлюзи можуть приймати лише голосовий або лише факсимільний сигнал, повинні бути визначені магістральні канали до модулів обробки голосу або факсу. Більш складні шлюзи можуть обробляти дані обох типів, автоматично визначаючи, чи цифровий сигнал є звуковим або факсимільним, і виробляючи обробку сигналу в залежності від його типу. Факсимільний сигнал демодулюється сигнальним процесором (DSP) назад у цифровий формат 2,4-14,4 Kбіт/c, тобто початкове подання до видачі з факс-апарата (факс-апарат представляє вихідний сигнал в аналоговому вигляді). Цей демодулированный сигнал потім поміщається в IP-пакети передачі шлюзу призначення (рис. 2).
Демодулированная інформація потім знову перетворюється шлюзом призначення аналоговий факс-сигнал для доставки факс-апарату.
Передача факсу може бути здійснена за допомогою UDP/IP- або TCP/IP-протоколів. UDP/IP, на відміну від TCP/IP, не вимагає виправлення помилок, що виникають під час передачі пакетів.
5. Компресія. Після того, як визначено, що сигнал є голосовим, він зазвичай стискається сигнальним процесором з використанням одного з методів компресії/декомпресії (КОДЕК) (табл. 1) і міститься в IP-пакети. При цьому важливо забезпечити хорошу якість мови та низьку затримку при оцифровуванні сигналу.
Таблиця 1. Методи компресії (стиснення) мови
| Метод компресії | Складність | Якість | Затримка |
|---|---|---|---|
| G.726, G.727, ADPCM 40, 32, 24 Кбіт/с | низька (8 MIPS) | хороше (40К), погане (16К) | дуже низька (10-17 мс) |
| G.729 CS-ACELP 8 Кбіт/с | висока (30 MIPS) | гарне | низька |
| G.729A CA-ACELP 8 Кбіт/с | помірна | середнє | низька |
| G.723.1 MP-MLQ 6,4/5,3 Кбіт/с | помірно висока (20 MIPS) | добрий (6,4), середній (5,3) | висока |
| G.728 LD-CELP 16 Кбіт/с | дуже висока (40 MIPS) | гарне | низька |
Звуковий пакет передається як пакет UDP/IP, а не TCP/IP, щоб уникнути досить великих затримок, що виникають при повторній передачі TCP/IP-пакетів. Якщо використовується режим FEC (безпосереднє виправлення помилок), то викривлений або відсутній звуковий пакет може бути відновлений на основі даних попереднього звукового пакета. Якщо механізм FEC не застосовується, викривлений пакет просто відкидається і шлюз використовує попередній хороший пакет. Цей механізм працює непомітно для користувача у разі низького відсотка спотворення/втрат пакетів (< 5%).
Дані, що оцифровуються КОДЕКом, не містять адресу IP-пакета та керуючу інформацію («заголовок») (рис. 3), які зазвичай складають додаткові 7 Кбіт/с, якщо IP-маршрутизатор окремо не компресує заголовок, інакше - 2-3 Кбіт/с.
Складність реалізації КОДЕК визначає потужність необхідного сигнального процесора, що вимірюється в мільйонах операцій в секунду (MIPS), для обробки голосового сигналу, виключаючи функції компенсації ехо-сигналу і придушення мовчання.
6. Декомпресія/демодуляція. Шлюз, виконуючи кроки 1-4, описані вище, одночасно приймає пакети від інших IP-шлюзів і декомпресує пакети у форму, зрозумілу відповідним пристроям аналогового телефонного зв'язку, цифрової мережі з інтеграцією служб або з інтерфейсами T1/E1. Шлюз також здійснює демодуляцію цифрового факсимільного сигналу початкову форму, а потім у відповідний інтерфейс телефонного зв'язку.
Крім того, шлюз може виконувати функції узгодження інтерфейсів ініціатора дзвінка та дзвінка.
Якість IP-промови
Для забезпечення високої якості мови VoIP-шлюз повинен використовувати кодек з гарною якістю мови та низькою затримкою. Крім того, є кілька додаткових технологій, необхідних для того, щоб гарантувати хорошу якість мови: дві з них – система пріоритетів пакетів та компенсація луни. Компенсація ехо – функція сигнального процесора, система пріоритетів пакета – функція маршрутизатора та шлюзу.
Коли двопровідний телефонний кабель з'єднується з чотирипровідним інтерфейсом УВАТС (PBX) або telco-інтерфейсом центральної станції (СО), використовується спеціальне електричне з'єднання, яке називається гібридною схемою, для узгодження двопровідного та чотирипровідного з'єднання. Хоча гібридні схеми дуже ефективні до виконання функцій узгодження, невеликий відсоток енергії телефонного сигналу не конвертується, а відбивається назад до абоненту. Цей сигнал називається "ехо-сигналом".
Якщо абонент знаходиться біля УАТС або центрального комутатора, ехо-сигнал повертається досить швидко і для людини невиразний. Однак якщо затримка становить більше 10 мс, абонент може почути відображений сигнал. Щоб запобігти появі ехо-сигналу, постачальники шлюзів включають спеціальний код сигнальні процесори, які прослуховують ехо-сигнал і видаляють його з аудіосигналу. Компенсація ехо особливо важлива для постачальників шлюзів, тому що затримка в IP-мережі може легко перевищити 40-50 мілісекунд, тому ехо-сигнал буде явно відчуватися на ближньому кінці. Компенсація ехо-сигналу, що йде від дальнього кінця лінії, дозволяє суттєво вплинути на якість сигналу.
Основними джерелами зниження якості мовлення є мережна затримка та флуктуація пакетів. Мережна затримка є середнім значенням часу передачі пакета по мережі. Флуктуація – відхилення від середнього часу передачі пакета. Обидва параметри важливі визначення якості промови.
Оскільки час передачі по мережі (повний час, включаючи час обробки кодеком) часто перевищує 150 мс, спілкування двох абонентів все більше нагадуватиме режим напівдуплексного зв'язку з встановленням потрібної паузи при розмові. Якщо паузи фіксуються погано, то одного співрозмовника хіба що «набігає» на промову іншого.
Одним із основних засобів боротьби з перевантаженістю мережі має стати забезпечення якості сервісу (Quality of Service – QoS).
У чому сенс QoS? QoS означає динамічне надання гарантованої смуги пропускання для різних додатків та передачі даних відповідно до вимог, що визначаються користувачем. Досі немає прийнятого всіма трактування терміна «QoS»; Найчастіше під QoS розуміють установку трафіку пріоритетів без гарантій на ширину смуги пропускання, забезпечення смуги пропускання фіксованої ширини при передачі даних між двома заданими вузлами мережі на основі постійних або комутованих віртуальних каналів, гарантовану постачальниками послуг Internet загальну ширину смуги пропускання.
Хороша якість промови, що передається через IP-мережу, пояснюється переважно невеликою флуктуацією пакетів, а не низькими значеннями мережної затримки. Значення флуктуації пакетів мережі підтримуються інтелектуальними можливостями маршрутизаторів, які можуть керувати пріоритетами голосових пакетів IP-мережі. Маршрутизатор настроюється на пошук голосових IP-пакетів та розміщення їх перед пакетами даних, що очікують на передачу. Система пріоритетів голосових пакетів особливо важлива у регіональних мережах зв'язку зі швидкостями від 56 до 512 Кбіт/с. При швидкостях, характерних для ліній T1/E1, це може бути не потрібно.
Отже, нині необхідне якість обслуговування забезпечується переважно засобами управління пріоритетом трафіку. Зазначимо, що в IP-мережах можливі і складніші процедури управління якістю.
p align="justify"> Сегментація IP-пакетів є ще одним важливим механізмом управління затримкою VoIP, що дозволяє гарантувати, що дуже довгий пакет даних не затримає пакет з мовленнєвою інформацією на виході з маршрутизатора. Це досягається налаштуванням маршрутизатора на сегментування всіх вихідних пакетів даних відповідно до швидкодії мережі зв'язку. Комбінація системи пріоритетів голосу/факсів та механізмів сегментації пакету створює хороші передумови для побудови мережі VoIP.
Інша технологія, що використовується деякими шлюзами для забезпечення хорошої якості мови, - безпосереднє виправлення помилок (FEC).
Управління смугою пропускання
Як уже зазначалося, другою важливою проблемою впровадження технологій передачі мовлення по IP-мережі є мінімізація смуги пропускання каналу зв'язку, що використовується. Тут важливу роль відіграють механізми компресії та придушення пауз. Механізми, що використовують технологію придушення пауз, визначають періоди мовчання абонентів протягом сеансу зв'язку або факсимільної передачі та зупиняють посилку IP-пакетів протягом цих періодів.
Прагнення ефективнішого використання смуги пропускання стимулює розвиток механізмів стиснення промови. Стандартний ІКМ-сигнал передачі мови, як зазначалося, вимагає виділення смуги пропускання шириною 64 Кбіт/с (рекомендація МСЕ-Т G.711), що насправді занадто багато.
Один з давно використовуваних алгоритмів стиснення мови називається АДІКМ (ADPCM, Adaptive Differential Pulse Code Modulation; стандарт G.726 було прийнято 1984 року). Цей алгоритм дає практично таку ж якість відтворення мови, як і ІКМ, однак для передачі інформації при його використанні потрібна смуга лише 16 Кбіт/с. Метод заснований на кодуванні не самої амплітуди сигналу, а її зміни, порівняно з попереднім значенням; тому можна обійтися меншою кількістю розрядів. В АДИКМ зміна рівня сигналу кодується чотирирозрядним числом, причому частота вимірювання амплітуди сигналу зберігається незмінною.
Усі методи кодування, засновані на певних припущеннях про форму сигналу, не підходять передачі сигналу з різкими стрибками амплітуди. Саме такий вигляд має сигнал, що генерується модемами або факсимільними апаратами, тому апаратура, що підтримує стиснення, повинна автоматично розпізнавати сигнали факс-апаратів та модемів та обробляти їх інакше, ніж голосовий трафік.
Багато методів кодування беруть свій початок від методу кодування з лінійним передбаченням (LPC, Linear Predictive Coding). Як вхідний сигнал LPC використовується послідовність цифрових значень амплітуди, але кодування застосовується не до окремих цифрових значень, а до певних їх блоків. Для кожного такого блоку значень обчислюються його характерні параметри: частота, амплітуда та інші. Саме ці значення передаються через мережу. При такому підході до кодування мови, по-перше, зростають вимоги до обчислювальних потужностей спеціалізованих процесорів, що використовуються для обробки сигналу, а по-друге, збільшується затримка при передачі, оскільки кодування застосовується не до окремих значень, а до деякого їх набору, який перед Початком перетворення слід накопичити у певному буфері. Важливо, що затримка передачі мови не тільки пов'язана з необхідністю обробки цифрового сигналу (цю затримку можна зменшити, збільшивши потужність процесора), але і визначається методом стиснення. Цей метод дозволяє досягати дуже великих ступенів стиснення зі смугою пропускання 2,4 або 4,8 Кбіт/с, проте якість звуку дуже страждає. Тому в комерційних програмах він не використовується, а застосовується в основному для ведення службових переговорів.
Більш складні методи стиснення мови засновані на застосуванні ЛКП у поєднанні з елементами кодування форми сигналу. У цих алгоритмах використовується кодування зі зворотним зв'язком, коли під час передачі сигналу здійснюється оптимізація коду. Закодувавши сигнал, процесор намагається відновити його форму і порівнює результат із вихідним сигналом, після чого починає варіювати параметри кодування, домагаючись найкращого збігу. Добившись збігу, апаратура передає отриманий код лініями зв'язку; на протилежному кінці відбувається відновлення звукового сигналу. Ясно, що для використання такого методу потрібні ще серйозніші обчислювальні потужності.
Одним з найбільш поширених різновидів описаного методу кодування є метод LD-CELP (Low-Delay Code-Excited Linear Prediction). Цей метод дозволяє досягти задовільної якості відтворення за пропускної здатності 16 Кбіт/с; він був стандартизований Міжнародним союзом електрозв'язку (International Telecommunications Union - ITU) в 1992 як алгоритм кодування мови G.728. Алгоритм застосовується до послідовності цифр, одержуваних у результаті аналого-цифрового перетворення голосового сигналу з 16-розрядною роздільною здатністю. П'ять послідовних цифрових значень кодуються одним 10-бітним блоком - це дає 16 Кбіт/с. Для застосування цього методу потрібні великі обчислювальні потужності: зокрема для безпосередньої реалізації G.728 необхідний процесор з швидкодією 44 MIPS.
У березні 1995 року ITU прийняв новий стандарт G.723, який передбачається використовувати при стисненні промови для організації відеоконференцій телефонних мереж. Цей стандарт є частиною загального стандарту H.324, який описує підхід до організації таких відеоконференцій. Метою його прийняття є забезпечення відеоконференцій із використанням звичайних модемів. Основою G.723 є метод стиснення промови MP-MLQ (Multipulse Maximum Likelihood Quantization). Він дозволяє досягти дуже суттєвого стиснення мови при збереженні досить високої якості звучання. В основі методу лежить описана вище процедура оптимізації; за допомогою різних удосконалень можна стискати мову рівня 4,8; 6,4; 7,2 та 8,0 Кбіт/с. Структура алгоритму дозволяє змінювати рівень стиснення голосу під час передачі. Затримка, що вноситься кодуванням, не перевищує 20 мс.
Підвищуючи ефективність використання смуги пропускання, механізми стиснення мови одночасно можуть призвести до зниження якості мови і збільшення затримок. Деякі основні алгоритми стиснення мови та створювані у своїй затримки наведено у табл. 1.
Кількісними характеристиками погіршення якості є параметри погіршення якості сигналу при квантуванні (QDU, Quantization Distortion Units). Один QDU відповідає погіршенню якості при оцифровці з використанням стандартної процедури ІКМ; значення QDU для основних методів компресії наведено у табл. 2. Додаткова обробка мови веде до подальшої втрати якості. Згідно з рекомендаціями МСЕ-Т, для міжнародних викликів величина QDU не повинна перевищувати 14. Зазначимо, що передача розмови міжнародними магістральними каналами погіршує якість мови, як правило, на 4 QDU.
Таблиця 2. Погіршення якості мови під час використання різних алгоритмів компресії
| Методи компресії | QDU |
|---|---|
| ADPCM 32 Кбіт/с | 3,5 |
| ADPCM 24 Кбіт/с | 7 |
| LD-CELP 16 Кбіт/с | 3,5 |
| CS-CELP 8 Кбіт/с | 3,5 |
Отже, при передачі розмови національними мережами має губитися трохи більше 5 QDU. Тому для якісної передачі мови процедуру компресії/декомпресії бажано застосовувати в мережі лише один раз. У деяких країнах це є обов'язковою вимогою регулюючих органів, що висуваються до мереж, підключених до мереж загального користування.
Придушення пауз - важлива функція обладнання, що забезпечує передачу голосу IP-мережами. Суть технології придушення пауз полягає у визначенні різниці між моментами активного мовлення та мовчання в період з'єднання. Внаслідок застосування цієї технології генерація пакетів відбувається тільки в моменти активної розмови. Оскільки при типовому розмові по телефону паузи становлять до 60% часу, можлива дворазова оптимізація кількості даних, що передаються по лінії. Об'єднання технології стиснення мови та придушення пауз мовлення в комутаторах призводить до зменшення потоку даних у каналі у вісім разів.
Далі буде
Комп'ютерПрес 5"1999
Технологія VoIP реалізує завдання та рішення, які за допомогою технології PSTN реалізувати буде важче або дорожче.
- Можливість надсилати більше одного телефонного дзвінка в рамках високошвидкісного телефонного підключення. Тому технологія VoIP використовується як простий спосіб додавання додаткової телефонної лінії вдома або в офісі.
- Властивості, такі як
- конференція,
- переадресація дзвінка,
- автоматичний перенабір,
- визначення номера телефону,
надаються безкоштовно або майже безкоштовно, тоді як у традиційних телекомунікаційних компаніях зазвичай виставляються до рахунку.
- Безпечні дзвінки зі стандартизованим протоколом (такі як SRTP). Більшість труднощів для увімкнення безпечних телефонних з'єднань за традиційними телефонними лініями, такі як оцифровка сигналу, передача цифрового сигналу вже вирішені в рамках технології VoIP. Необхідно лише зробити шифрування сигналу та його ідентифікацію для наявного потоку даних.
- Незалежність від розташування. Потрібне лише інтернет-з'єднання для підключення до провайдера VoIP. Наприклад, оператори центру дзвінків за допомогою VoIP-телефонів можуть працювати з будь-якого офісу, де є ефективне швидке та стабільне інтернет-підключення.
- Доступна інтеграція з іншими через інтернет, включаючи відеодзвінок, обмін повідомленнями та даними під час розмови, аудіоконференції, керування адресною книгою та отримання інформації про те, чи доступні для дзвінка інші абоненти.
- Додаткові телефонні властивості – такі як маршрутизація дзвінка, спливаючі вікна, альтернативний GSM-роумінг та впровадження IVR – легше та дешевше впровадити та інтегрувати. Той факт, що телефонний дзвінок знаходиться в тій же мережі передачі даних, що і персональний комп'ютер користувача, відкриває шлях до багатьох нових можливостей.
Додатково: можливість підключення прямих номерів у будь-якій країні світу (DID).
Мобільні номери
Кодування вносить додаткову затримку близько 15-45 мс, що виникає з таких причин:
- використання буфера для накопичення сигналу та обліку статистики наступних відліків (алгоритмічна затримка);
- математичні перетворення, які виконуються над мовним сигналом, вимагають процесорного часу (обчислювальна затримка).
Подібна затримка з'являється і при декодуванні мови з іншого боку.
Затримку кодека необхідно враховувати під час розрахунку наскрізних затримок (див. ). Крім того, складні алгоритми кодування/декодування вимагають серйозніших витрат обчислювальних ресурсів системи.
Проведений у різних дослідницьких групах аналіз якості передачі мовних даних через Інтернет показує, що основним джерелом виникнення спотворень, зниження якості та розбірливості синтезованої мови є переривання потоку мовних даних, спричинене:
- втратами пакетів під час передачі мережею зв'язку;
- перевищенням допустимого часу доставки пакета з мовними даними.
Це потребує вирішення завдання оптимізації затримок у мережі та створення алгоритмів компресії мови, стійких до втрат пакетів (відновлення втрачених пакетів).
Кодеки
Алгоритми стиснення голосу, що застосовуються, при передачі по IP-мережі досить різноманітні. Деякі практично не стискають голос, залишаючи його на рівні імпульсно-кодової модуляції (тобто 64 кілобіти в секунду), інші кодеки дозволяють стискати цифровий голосовий потік у 8 і більше разів за рахунок ефективних алгоритмів кодування. Існує чимало добрих вільних кодеків, використання яких не потребує ліцензування. А для інших потрібно досягнення відповідної ліцензійної сертифікації між виробником устаткування (програмного забезпечення) та авторами методу стиснення.
Оптимізація затримок у мережіОсновними перевагами IP-телефонії є зниження вимог до смуги пропускання, що забезпечується врахуванням статистичних характеристик мовного трафіку:
У той же час для VoIP критичні затримки пакетів у мережі, хоча технологія має якусь толерантність (стійкість) до втрат окремих пакетів. Так, втрата до 5% пакетів не призводить до погіршення розбірливості мови. При передачі телефонного трафіку за технологією VoIP повинні враховуватися жорсткі вимоги стандарту ISO 9000 щодо якості послуг, що характеризують:
Загальна прийнятна затримка за стандартом – не більше 250 мілісекунд. Причини затримок передачі голосових даних через IP, великою мірою пов'язані з особливостями транспорту пакетів. Протокол TCP забезпечує контроль доставки пакетів, проте досить повільний тому не використовується передачі голосу. UDP швидко відправляє пакети, однак відновлення втрачених даних не гарантується, що призводить до втрачених частин розмови під час відновлення (зворотного перетворення) звуку. Чималі проблеми приносить джиттер (відхилення в період надходження-приймання пакетів), що з'являється при передачі через велику кількість вузлів в навантаженій IP-мережі. Недостатньо висока пропускна здатність мережі (наприклад при одночасному навантаженні декількома користувачами), серйозно впливає не тільки на затримки (тобто зростання джиттера), але і призводить до великих втрат пакетів Для вирішення подібних проблем пропонується комплекс заходів :
Безпека з'єднанняБільшість споживачів VoIP-рішення ще не підтримують криптографічне шифрування, незважаючи на те, що наявність безпечного телефонного з'єднання набагато простіше впровадити в рамках VoIP-технології, ніж у традиційних телефонних лініях. В результаті, за допомогою аналізатора трафіку відносно неважко встановити прослуховування VoIP-дзвінків, а за деяких хитрощів навіть змінити їх зміст. Той, хто вторгається з використанням аналізатора мережевих пакетів, може перехопити VoIP-дзвінки, якщо користувач не знаходиться в рамках захищеної віртуальної мережі VPN . Ця вразливість у безпеці може призвести до атак зі збоями (відмовами в обслуговуванні) у користувача або когось, чий номер належить тій же мережі. Ці відмови в обслуговуванні можуть повністю знищити телефонну мережу, навантаживши її сміттєвим трафіком і створивши постійний сигнал «зайнято» та збільшивши кількість роз'єднань абонентів. Проте ця проблема стосується і традиційної телефонії, оскільки абсолютно захищених способів зв'язку немає. Споживачі можуть убезпечити свою мережу, обмеживши доступ до віртуальної локальної мережі даних, сховавши свою мережу з голосовими даними від користувачів. Якщо споживач підтримує безпечний та правильно конфігурований міжмережевий інтерфейс-шлюз з контрольованим доступом, це дозволить убезпечити себе від більшості атак хакерів. Існує кілька ресурсів з відкритим кодом (open source solutions), що виконують аналіз трафіку VoIP-розмов. Невисокий рівень безпеки надається в рамках патентованих аудіокодеків, які не можна знайти у списках джерел з відкритим кодом, однак така «безпека через незрозумілість» не зарекомендувала себе як ефективний засіб в інших областях. Деякі вендори використовують також стиск, щоб перехоплення інформації було важче виконати. Є думка, що справжня безпека мережі потребує повного криптографічного шифрування та криптографічної аутентифікації, які не доступні широкому споживачеві. Однак, за деякими параметрами IP-телефонія виграє у традиційної безпеки. Нинішній стандарт безпеки SRTP і новий ZRTP протокол доступний на деяких моделях IP-телефонів (Cisco, SNOM), аналогових телефонних адаптерах (Analog Telephone Adapters, ATAs), шлюзах, а також на різних софтфонах. Можна використовувати IPsec, щоб забезпечити безпеку P2P VoIP за допомогою застосування альтернативного шифрування (opportunistic encryption). Програма Skype не використовує SRTP, але там використовується система шифрування, яка є прозорою для Skype-провайдера . Рішення Voice VPN (що є поєднанням технології VoIP і Virtual Private Network) надає можливість створення безпечного голосового з'єднання для VoIP-мереж всередині компанії, шляхом застосування IPSec шифрування до оцифрованого потоку голосових даних. Також можна зробити багаторівневе шифрування і повну анонімізацію всього VoIP трафіку (голосу, відео, службової інформації і т. д.) за допомогою мережі I2P, програму-маршрутизатор для роботи з якою можна встановити на ПК, смартфон, нетбук, ноутбук і т.д. д. Ця мережа є повністю децентралізованим, анонімним середовищем передачі даних, де кожен пакет даних піддається чотирирівневому шифруванню з використанням різних алгоритмів шифрування з максимальними розмірами ключа. Мережа I2P використовує тунельну передачу даних, де вхідний і вихідний трафік йдуть через різні тунелі, кожен з яких зашифрований різними ключами, тунелі періодично перебудовуються зі зміною ключів шифрування. Все це призводить до неможливості прослухати і проаналізувати потік, що проходить, третьою стороною. При цьому на потоковій передачі тунелювання та шифрування не позначається, тому що використовується спеціально створена для потокових служб бібліотека, тому дані приходять строго в заданому порядку, без втрат та дублювань. Ідентифікація того, хто дзвонитьПідтримка послуги визначення номера виклику (Caller ID) у різних провайдерів може відрізнятися, хоча більшість VoIP-провайдерів зараз пропонують послугу визначення ідентифікатора телефону (caller ID) з ім'ям на вихідні дзвінки. Коли дзвінок йде на місцевий номер від якогось VoIP-провайдера, послуга визначення caller ID не підтримується . У деяких випадках, VoIP-провайдери можуть дозволити тому, хто дзвонить, імітувати якийсь не належить йому caller ID, потенційно даючи можливість демонструвати такий ID, який фактично не є номером того, хто дзвонить. Комерційне VoIP-обладнання та програмне забезпечення зазвичай легко дає можливість змінювати інформацію caller ID. Незважаючи на те, що ця послуга може забезпечити величезну свободу дій, вона також надає можливість для зловживань. Статистика трафікуБудь-яке VoIP з'єднання має цілу низку параметрів, загальноприйнятих як точні показники оцінки якості з'єднання. Крім того, більшість існуючих операторів IP-телефонії при наданні послуг дозволяють навіть вибирати вузол через який пройде дзвінок не тільки керуючись ціною, але й додатковими статистичними параметрами, що характеризують якість зв'язку:
Іноді операторами зв'язку для оцінки напрямку застосовуються інші статистичні параметри: ерланг, післянабірна затримка (PDD), відсоток втрати пакетів (QoS), максимальне наростання викликів в секунду (Calls per seconds, CPS). Детальну інформацію про кожний конкретний дзвінок станція/сервер IP-телефонії записує у вигляді CDR-записів (докладних записів про дзвінок). Кожний запис містить номер телефону (А-номер) і виклику (Б-номер), абонентів, IP-адреси (або доменні імена), час і тривалість виклику, а також ініціатора та причину завершення. Детальні записи про дзвінки (Call Detail Record) часто вивантажуються на білінгову систему для аналізу та подальшого блокування облікового запису дзвінка, при необхідності авторизації дзвінків (RADIUS). Такий метод перевірки зазвичай характерний для postpaid-систем оплати. Також застосовується онлайн-облік у білінгу за допомогою процедури Accounting у протоколі RADIUS, що зручно в системах prepaid-оплати. ПриміткиДив. такожПосилання
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Мовлення | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Доступ |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Сервіси |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Допускається до захисту.
«___»___________________ 2007 р.
Завідувач кафедри ІС
д. т. н., проф.
Петрова І.Ю.
Д іпломний проект
Текстова документація ДП 230201.007.2007
Астрахань - 2007 р.
ФЕДЕРАЛЬНЕ АГЕНЦІЯ ЗА освітою
Державний освітній заклад вищої професійної освіти
«Астраханський державний університет»
Факультет математики та інформаційних технологій
Спеціальність «Інформаційні системи та технології»
Кафедра "Інформаційні системи"
стверджую
Зав кафедрою __________________
«____» ___________________20__ р.
за дипломним проектом студента
Кутєпова Петра Вікторовича
1. Тема проекту Організація мережі передачі голосу за IP протоколу на базі розподіленої локальної обчислювальної мережі АМУ
затверджено наказом по університету від «___» ____________2006р. № __________
2. Дата видачі завдання з дипломного проекту«_____»________________20__г.
3. Вихідні дані до проекту.
Загальний підхід до побудови IP-мережі передачі телефонного трафіку на безе розподіленої мережі АГУ. Механізми управління та вирішення проблем передачі голосу по IP. Забезпечення якості IP-промови. Управління смугою пропускання. Конфігурування мережного устаткування. Створення схеми IP мережі передачі голосу.
4. Функції, реалізовані системою:
· Функції, пов'язані з протоколами передачі даних;
· Обстеження предметної області
· Постановка завдання формування вихідних даних з подальшим використанням ІР технології.
· Розробка робочого проекту - налаштування мережного обладнання, налагодження, тестування, створення документації щодо використання
· Розрахунок економічної та соціальної ефективності від впровадження розроблюваної підсистеми
· Визначення ергономічних умов для робочого місця працівника навчальної частини
6. Перелік графічного матеріалу
Структура IP мережі АМУ
1) Схема підключення до корпоративної мережі
2) Структура мережі головного корпусу АМУ
3) Структура телефонної мережі АМУ
5) Схема інтеграції з корпоративною структурою та поточною телефонною системою
6) Структура мережі АГУ з технологією IP телефонії
7) Структура мережі головного корпусу АМУ з технологією IP телефонії
Керівник ________________________________________
Завдання прийняв до виконання ___________________________________________
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
| Найменування етапів дипломного проекту | Термін виконання етапів проекту | Відмітка про виконання, підпис керівника |
| 1 | Подання проекту завдання на дипломний проект | до 01.10.2006 |
| 2 | Погодження завдання на дипломний проект з керівником диплома та завідувачем кафедри | до 10.11.2006 |
| 3 | Вступ. Обстеження предметної галузі та підготовка 1-го розділу дипломного проекту (10%) | до 01.12.2006 |
| 4 | Технічний проект Глава 2. Детальний опис функцій проектованої системи (25%) | до 10.01.2007 |
| 5 | Звіт з переддипломної практики з демонстрацією роботи створеного програмного продукту (60%) | до 07.04.2007 |
| 6 | Розділ 3. Розробка робочого проекту (80%) | до 28.04.2007 |
| 7 | Розділ 4. Розрахунок економічного та соціального ефекту (90%) | до 12.05.2007 |
| 8 | Глава 5. Забезпечення ергономіки робочого місця (100%) | до 25.05.2007 |
| 9 | Оформлення пояснювальної записки | до 25.05.2007 |
| 10 | Підготовка презентаційного ролика | до 25.05.2007 |
| 11 | Попередній захист дипломного проекту | до 30.05.2007 |
Студент ___________________________________________
Керівник ________________________________________
КОНСУЛЬТАНТИ З ПРОЕКТУ
Керівник _________________________
(підпис)
Завдання прийняв до виконання _________________________
(підпис)
1 РЕФЕРАТ
Локальна обчислювальна мережа, телефонія, цифрова автоматична телефонна станція, маршрутизатор Cisco 3845, IP – телефон, передача голосу, міжміський зв'язок.
Пояснювальна записка представлена на 92 сторінках і включає 7 таблиць та 30 схем та зображень. Було використано 28 джерел літератури.
Об'єктом є Астараханський державний університет.
Мета проекту – знизити витрати на міжміські та міжнародні дзвінки, використовуючи технологію IP телефонії, на основі локальної обчислювальної мережі Астраханського державного університету.
Цей проект призначений для:
· Скорочення витрат на послуги зв'язку
· Підвищення якості телефонного зв'язку.
Звичайні дзвінки вимагають розгалуженої мережі зв'язку телефонних станцій, пов'язаних закріпленими телефонними лініями. Високі витрати телефонних компаній призводять до дорогих міжміських розмов.
У зв'язку з підвищенням абонентської плати за використання телефонної мережі IP телефонія стає більш актуальним і вигідним варіантом передачі голосу і факсимільних даних.
В Астраханському державному університеті існує добре організована мережа IP. Вона побудована з використанням маршрутизатора Cisco 3845 та комутаторів Cisco Systems серії Catalyst 2950. Використання цього обладнання дозволяє організувати мережу передачі голосу та факсимільних даних по IP протоколу.
Проведено розрахунок економічної ефективності від впровадження проекту, та розраховані такі показники:
· Капітальні витрати - 101160 руб
· Амортизація - 860 руб
· Економія - 34879 руб
· Окупність проекту - 4 місяці
Як уже зазначалося, передача голосу за протоколом IP (voice over IP - VoIP) є рішенням швидше за 3-й рівень OSI, а не 2-го рівня. Ця функція дозволяє VoIP працювати автономно в мережах Frame Relay та ATM. Але, що найважливіше, VoIP працює у звичайних локальних мережах, аж до настільних ПК. У цьому сенсі VoIP є додатком, ніж службою і це враховувалося в процесі еволюції протоколів VoIP.
Всі протоколи VoIP поділяються на дві категорії: централізовані та розподілені. Централізовані моделі дотримуються архітектури клієнт/сервер, а розподілені на основі взаємодії вузлів однорангової мережі. Всі технології VoIP використовують загальне середовище для передачі голосу у вигляді пакетів RTP за протоколом IP, а також підтримують безліч кодеків для стиснення даних. Різниця полягає у способі передачі сигналів та місці обслуговування логіки та режиму виклику: у кінцевих точках або на центральному сервері. У обох архітектур є свої переваги та недоліки. Розподілені моделі добре масштабуються і є більш гнучкими (надійними), тому що у них відсутній центральний вузол, який може вийти з ладу. І навпаки, централізовані моделі управління викликами відрізняються більш простим управлінням та підтримкою традиційних додаткових послуг (таких як конференції), але можуть мати обмеження масштабування, що визначаються потужністю центрального сервера. В даний час розробляються гібридні та міжмережні моделі, де реалізуються переваги цих підходів.
Найстаріша архітектура, Н.323, і найновіша – протокол ініціювання сеансу (Session Initiation Protocol – SIP), належать до розподілених схем управління викликами VoIP. До методів централізованого управління викликами відноситься протокол управління шлюзами середовища передачі (Media Gateway Control Protocol - MGCP) та фірмові протоколи, такі як Skinny Station Protocol, розроблений Cisco Systems. Короткий опис кожного з цих протоколів наведено нижче.
Технологія голосових кодерів/декодерів (кодеків) за останні кілька років значно просунулась вперед завдяки досягненням у галузі архітектури побудови цифрових систем обробки сигналів (Digital Signal Processor - DSP), а також дослідженням у галузі розпізнавання людської мови. Нові кодеки не просто виконують аналого-цифрове перетворення. Вони застосовуються складні прогнозуючі моделі для аналізу вхідного голосового сигналу і подальшої передачі голосу з використанням мінімальної смуги пропускання. У цьому розділі буде наведено кілька прикладів голосових кодеків і смуги пропускання, що використовується. У всіх випадках промова передається RTP-пакетами за протоколом IP.
Проста імпульсно-кодова модуляція голосу (Pulse Code Modulated – PCM) описується стандартом ITU-T G.711. Він допускає два основні різновиди РСМ зі швидкістю 64 Кбіт/сек: по mu-закону та по А-закону. В обох цих методах для досягнення 12-13-бітової лінійної якості РСМ на 8 бітах використовується логарифмічний стиск. Однак вони відрізняються менш значними особливостями стиснення (mu-закон має невелику перевагу при низькорівневому співвідношенні сигнал-шум). Історично склалося так, що використання зазначених методів відповідало географічним кордонам: у Північній Америці використовують модуляцію за mu-законом, а в Європі – за А-законом. Перетворення mu-закону стиснення на А-закон виконує країна, що використовує модуляцію по mu-закону. При пошуку несправностей у системах РСМ розбіжність видів модуляції призводить до неприродно звучить, проте, виразної мови.
Іншим застосовуваним методом стиснення є адаптивна диференціальна імпульсно-кодова модуляція (Adaptive Differential Pulse Code Modulation - ADPCM). Типовим випадком використання ADPCM є кодування за стандартом ITU-T G.726 з використанням 4-бітових квантів, що забезпечують швидкість передачі 32 Кбіт/сек. На відміну від РСМ, 4 біти кодують не амплітуду мови, а лише різницю в амплітуді та швидкість зміни амплітуди, використовуючи досить примітивне лінійне прогнозування.
РСМ і ADPCM є прикладами кодеків формою сигналу, в методах стиснення яких застосовуються надлишкові характеристики форми сигналу. У нових способах стиснення, розроблених протягом останніх 10-15 років, використовується, ще, знання вихідних особливостей формування промови. У таких методах застосовуються способи обробки сигналів, які стискають мовлення, надсилаючи лише спрощену параметричну інформацію про вихідну форму звукового сигналу та голосового тракту. Для передачі інформації потрібно менша смуга пропускання. Ці способи можуть бути об'єднані у загальну групу кодеків за джерелом. До неї входять такі різновиди, як лінійне прогнозоване кодування (Linear Predictive Coding - LPC), лінійний прогноз, що збуджується кодовим словом (Code Excited Linear Prediction - CELP) та багатоімпульсне багаторівневе квантування (Multipulse, Multilevel Quantization - MP-ML).
Перелічені вище види кодеків можна розділити на підкатегорії. Наприклад, до методів CELP можна віднести версію з малою затримкою, звану LD-CELP (low delay CELP), а також складніші методи моделювання голосового тракту з перетворенням алгебри пов'язаних структур. Такі кодеки позначаються як CSA-CELP (conjugate structure algebraic CELP). Даний список можна продовжувати до нескінченності, але розробникам мережі важливо знати тільки області застосування цих підходів у мережах і додатках.
Складні пророкуючі кодеки спираються на математичну модель людського голосового апарату і замість того, щоб відправляти стислу мову, посилають її математичне уявлення, що дозволяє одержувачу її згенерувати. Однак для налагодження такого обладнання потрібні серйозні дослідження. Наприклад, деякі з перших кодеків добре відтворювали голоси своїх розробників і активно впроваджувалися - доки не виявилося, що вони не дуже добре відтворюють жіночу мову та азіатські діалекти. Тоді в конструкцію цих кодеків було внесено зміни з урахуванням ширшого діапазону типів людського голосу.
Союз ITU стандартизував найбільш поширені методи в телефонії кодування та пакетування мови, прийнявши наведені нижче стандарти.
G.711. Коротко описаний раніше РСМ метод голосового кодування зі швидкістю передачі 64 Кбіт/сек. Кодування голосу за стандартом G.711 завжди забезпечує правильний формат для передачі голосу у цифровому вигляді через відкриту телефонну мережу або через міні-АТС.
G.726. Метод кодування ADPCM зі швидкостями передачі 40, 32, 24 та 16 Кбіт/сек. Мова, кодована методом ADPCM, також може передаватися між мережами пакетної передачі мови, відкритими телефонними мережами і мережами на основі міні-АТС за умови, що останні підтримують ADPCM.
G.729. Метод CELP-стиснення, що дозволяє кодувати мову потоки зі швидкістю передачі 8 Кбіт/сек. Два різновиди цього стандарту (G.729 і G.729 Annex А) значно різняться за складністю обчислень, але обидва забезпечують приблизно таку ж хорошу якість мови, як і метод ADPCM зі швидкістю 32 Кбіт/сек.
G.723.1. Метод, який можна використовувати для стиснення голосу та інших аудіокомпонентів мультимедійних повідомлень з дуже низькою бітовою швидкістю передачі. Як частина загального сімейства стандартів Н.324, цей кодер має дві бітові швидкості передачі: 5,3 і 6,3 Кбіт/сек. Більш висока швидкість заснована на технології MP-MLQ та забезпечує більш високу якість; нижча заснована на методі CELP і забезпечує хорошу якість, а також надає системним розробникам додаткову гнучкість.
Оскільки кодеки все більше покладаються на методики стиснення, що суб'єктивно налаштовуються, стандартні об'єктивні показники якості, такі як сумарне спотворення гармонік і відношення сигнал/шум, мають менше відношення до якісних показників кодека. Поширеним тестом визначення ефективності голосових кодеків є середня експертна оцінка (Mean Opinion Score - MOS). Через те, що якість голосу та звуку зазвичай оцінюється суб'єктивно і залежить від слухача, у цьому методі важливий широкий діапазон слухачів та зразків мови. Тести MOS проводяться на групі слухачів, які дають голосовим зразкам оцінки від 1 (погано) до 5 (відмінно). Потім оцінки усереднюються і виходить середня експертна оцінка. MOS-тестування також застосовується для порівняння якості роботи одного кодека в різних умовах, таких як рівні фонових шумів, способи кодування і декодування і т.п. Згодом ці дані можуть бути використані для порівняння з іншими кодеками.
У табл. 19.1 наведено оцінки за методом MOS для декількох кодеків ITU-T, а також показано зв'язок між декількома низькошвидкісними кодеками та стандартом РСМ.
1 Для Texas Instruments DSP 54х.
У цій таблиці наведена інформація, корисна порівняння різних реалізацій поширених голосових кодеків. Відносна смуга пропускання та складність обробки, виражена в мільйонах операцій за секунду (Millions of Instructions Per Second - MIPS) визначають області застосування різних кодеків. У цілому нині, вища середня експертна оцінка відповідає складнішим кодекам чи більшої смузі пропускання.
Література:
Посібник з технологій об'єднаних мереж, 4-те видання. : Пров. з англ. – М.: Видавничий дім «Вільямі», 2005. – 1040 с.: іл. - Парал. тит. англ.
Допускається до захисту.
«___»___________________ 2007 р.
Завідувач кафедри ІС
д. т. н., проф.
Петрова І.Ю.
Д іпломний проект
Текстова документація ДП 230201.007.2007
Астрахань - 2007 р.
ФЕДЕРАЛЬНЕ АГЕНЦІЯ ЗА освітою
Державний освітній заклад вищої професійної освіти
«Астраханський державний університет»
Факультет математики та інформаційних технологій
Спеціальність «Інформаційні системи та технології»
Кафедра "Інформаційні системи"
стверджую
Зав кафедрою __________________
«____» ___________________20__ р.
за дипломним проектом студента
Кутєпова Петра Вікторовича
1. Тема проекту Організація мережі передачі голосу за IP протоколу на базі розподіленої локальної обчислювальної мережі АМУ
затверджено наказом по університету від «___» ____________2006р. № __________
2. Дата видачі завдання з дипломного проекту«_____»________________20__г.
3. Вихідні дані до проекту.
Загальний підхід до побудови IP-мережі передачі телефонного трафіку на безе розподіленої мережі АГУ. Механізми управління та вирішення проблем передачі голосу по IP. Забезпечення якості IP-промови. Управління смугою пропускання. Конфігурування мережного устаткування. Створення схеми IP мережі передачі голосу.
4. Функції, реалізовані системою:
· Функції, пов'язані з протоколами передачі даних;
· Обстеження предметної області
· Постановка завдання формування вихідних даних з подальшим використанням ІР технології.
· Розробка робочого проекту - налаштування мережного обладнання, налагодження, тестування, створення документації щодо використання
· Розрахунок економічної та соціальної ефективності від впровадження розроблюваної підсистеми
· Визначення ергономічних умов для робочого місця працівника навчальної частини
6. Перелік графічного матеріалу
Структура IP мережі АМУ
1) Схема підключення до корпоративної мережі
2) Структура мережі головного корпусу АМУ
3) Структура телефонної мережі АМУ
5) Схема інтеграції з корпоративною структурою та поточною телефонною системою
6) Структура мережі АГУ з технологією IP телефонії
7) Структура мережі головного корпусу АМУ з технологією IP телефонії
Керівник ________________________________________
Завдання прийняв до виконання ___________________________________________
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Найменування етапів дипломного проекту |
Термін виконання етапів проекту | Відмітка про виконання, підпис керівника |
| 1 | Подання проекту завдання на дипломний проект | до 01.10.2006 |
| 2 | Погодження завдання на дипломний проект з керівником диплома та завідувачем кафедри | до 10.11.2006 |
| 3 | Вступ. Обстеження предметної галузі та підготовка 1-го розділу дипломного проекту (10%) | до 01.12.2006 |
| 4 | Технічний проект Глава 2. Детальний опис функцій проектованої системи (25%) |
до 10.01.2007 |
| 5 | Звіт з переддипломної практики з демонстрацією роботи створеного програмного продукту (60%) | до 07.04.2007 |
| 6 | Розділ 3. Розробка робочого проекту (80%) | до 28.04.2007 |
| 7 | Розділ 4. Розрахунок економічного та соціального ефекту (90%) | до 12.05.2007 |
| 8 | Глава 5. Забезпечення ергономіки робочого місця (100%) | до 25.05.2007 |
| 9 | Оформлення пояснювальної записки | до 25.05.2007 |
| 10 | Підготовка презентаційного ролика | до 25.05.2007 |
| 11 | Попередній захист дипломного проекту | до 30.05.2007 |
Студент ___________________________________________
Керівник ________________________________________
КОНСУЛЬТАНТИ З ПРОЕКТУ
Керівник _________________________
(підпис)
Завдання прийняв до виконання _________________________
(підпис)
1 РЕФЕРАТ
Локальна обчислювальна мережа, телефонія, цифрова автоматична телефонна станція, маршрутизатор Cisco 3845, IP – телефон, передача голосу, міжміський зв'язок.
Пояснювальна записка представлена на 92 сторінках і включає 7 таблиць та 30 схем та зображень. Було використано 28 джерел літератури.
Об'єктом є Астараханський державний університет.
Мета проекту – знизити витрати на міжміські та міжнародні дзвінки, використовуючи технологію IP телефонії, на основі локальної обчислювальної мережі Астраханського державного університету.
Цей проект призначений для:
В Астраханському державному університеті існує добре організована мережа IP. Вона побудована з використанням маршрутизатора Cisco 3845 та комутаторів Cisco Systems серії Catalyst 2950. Використання цього обладнання дозволяє організувати мережу передачі голосу та факсимільних даних по IP протоколу.
Проведено розрахунок економічної ефективності від впровадження проекту, та розраховані такі показники:
· Капітальні витрати - 101160 руб
· Амортизація - 860 руб
· Економія - 34879 руб
· Окупність проекту - 4 місяці
|
Розроблено структурну схему впровадження IP телефонії в мережу АГУ, схему з'єднання цифрової АТС ТОС 120 з маршрутизатором Cisco 3845, обрано обладнання для реалізації проекту, обрано провайдера послуг IP телефонії.
Вступ. 9
1. Опис предметної області.
1.1. Основні поняття IP телефонії та види будови мереж IP телефонії. 10
1.2. Структура мережі АМУ.. 14
1.3. Рішення Cisco Systems для IP-телефонії. 15
1.4. Маршрутизатор Cisco Systems. 16
1.5. Комутатор серії Catalyst 2950. 18
1.6. IP телефону. 18
1.7. Опції IP телефонів. 19
1.8. Налаштування мережі VPN. 20
1.9. Способи та засоби захисту інформації. 21
2. Технічний проект. 23
2.1. Структура мережі головного корпусу АМУ.
2.2. Структура телефонної мережі АМУ.. 23
2.3. Опис організації мережі IP телефонії. 26
2.4. Параметри якості зв'язку. 27
3. Робочий проект. 29
3.1. Дослідження ринку IP телефонії. 29
3.2. Компанії, що представляють рішення IP-телефонії. 31
3.3. Пошук оптимального за вимогами IP-провайдера. 36
3.4. Cisco Call Manager 40
3.5. Модуль Cisco Unity Express. 41
3.6. Модуль Cisco Systems VWIC-2MFT-E1 має 60 голосових каналів. 42
3.7. Підключення цифрової АТС АГУ до маршрутизатора Cisco 3845. 43
3.9. Налаштування Cisco CallManager 46
3.10. Види з'єднань під час використання IP-телефонії. 48
3.11. Вибір операторів послуг IP телефонії. 49
3.12. Принципи роботи SIPNET. 51
3.13. Налаштування маршрутизації SIPNET. 52
3.14. Протокол SIP. Загальні відомості. 53
3.15. Принципи протоколу SIP. 55
3.16. Інтеграція SIP із IP мережами. 56
3.17. Принцип роботи VPN.
4. Економічний та соціальний ефект від впровадження проекту 61
4.1. Техніко-економічне обґрунтування проекту. 61
4.2. Економія на міжміських та міжнародних розмовах. 61
4.3. Прискорена окупність капітальних витрат. 62
4.4. Розрахунок поточних витрат. 64
4.5. Амортизація. 65
4.6. Розрахунок фінансових результатів реалізації проекту. 65
4.7. Висновки.. 66
5. Забезпечення ергономіки робочого місця.
5.1. Аналіз умов праці під час експлуатації пристроїв IP телефонії. 69
5.2. Забезпечення оптимальних мікрокліматичних параметрів. 71
5.3. Заходи щодо зниження шуму. 72
5.4. Зниження навантаження на зір. 72
5.5. Загальні вимоги до організації режиму праці під час роботи з ЕОМ.
5.6. Зниження статичних фізичних навантажень. 75
5.7. Заходи щодо зниження електромагнітного випромінювання. 77
5.8. Вимоги щодо електробезпеки та пожежної безпеки. 78
Висновок. 80
Література.. 82
Додаток 1. Тарифи дзвінків у мережі SIPNET та витрати трафіку на дзвінок через IP 84
Додаток 2. Налаштування конфігурації ЦАТС ТОС 120. 86
Додаток 3. Схема мережного обладнання корпусів АМУ. 89
Додаток 4. Налаштування Cisco 3845 для IP-телефонії. 90
Додаток 5. Матеріал на електронному носії. 902
Протокол IP став всесвітнім стандартом передачі даних і є загальною платформою для передачі голосової, відео та іншої інформації. Найбільші телекомунікаційні компанії світу інвестують у розвиток власних IP мереж та міграцію існуючих голосових мереж на IP.
Звичайні дзвінки вимагають розгалуженої мережі зв'язку телефонних станцій, пов'язаних закріпленими телефонними лініями. Високі витрати телефонних компаній призводять до дорогих міжміських розмов.
У зв'язку з підвищенням абонентської плати за використання телефонної мережі IP телефонія стає більш актуальним і вигідним варіантом передачі голосу і факсимільних даних.
В Астраханському державному університеті існує добре організована IP мережа, що дає основу для організації передачі голосу та факсимільних даних IP протоколу.
Мета проекту – знизити витрати на міжміські та міжнародні дзвінки, використовуючи технологію IP телефонії, на основі локальної обчислювальної мережі Астраханського державного університету.
Цей проект призначений для:
· Скорочення витрат на послуги зв'язку
· Підвищення якості телефонного зв'язку.
Передача голосу по IP протоколу дозволить скоротити витрати на послуги зв'язку, використовувати локальну обчислювальну мережу АМУ для забезпечення телефонного зв'язку та виходу до мережі Internet, підвищити якість телефонного зв'язку.
В Астраханському державному університеті існує мережа IP (рис. 1.5.). Вона побудована з використанням маршрутизатора Cisco 3845 SeriesIntegratedServicesRouters та комутаторів CiscoSystems серії Catalyst 2950. Використання цього обладнання дає можливість організувати мережу передачі голосу та факсимільних даних за IP протоколом. Мережа АМУ побудована на устаткуванні CiscoSystems, для сумісності пристроїв доцільно використовувати обладнання цієї фірми.
Рис.1.5. Структура IP мережі АМУ
Голосові шлюзи забезпечують підключення системи корпоративної IP телефонії до установчих АТС та телефонної мережі загального користування, а також можливість підключення аналогових телефонів та факсових апаратів. Компанія Cisco випускає широкий спектр голосових шлюзів - від вузькоспеціалізованих початкових шлюзів рівня до функціонально багатих універсальних шлюзів - операторського класу. Найважливішими критеріями при виборі голосового шлюзу є кількість і типи голосових інтерфейсів, що підтримуються, а також підтримувані протоколи сигналізації VoIP. Крім того, при виборі голосового шлюзу повинні бути враховані додаткові вимоги до функціональності, специфічні для конкретного мережевого рішення.
Переваги, особливості та функції, що підтримуються:
· Рішення засновані на єдиній лінії маршрутизаторів Cisco та не вимагають додаткового апаратного забезпечення
· Модульна, нарощувана архітектура
· Сумісність зі стандартом H.323
· Висока продуктивність, заснована на використанні DSP (цифрових сигнальних процесорів)
· Придушення пауз
· Симуляція шумів у лінії
· Розвинене управління планом внутрішньої нумерації та відображенням IP-адрес на цей план
· Підтримка DTMF
· Підтримка протоколу T.30. (Передача факсів)
· Виділена телефонна лінія (наскрізне з'єднання)
· Підтримка груп обдзвону
Маршрутизатори Cisco Integrated Services Routers поставляються з вбудованими апаратно-програмними модулями забезпечення мережної безпеки, що забезпечує кінцевому споживачеві єдине рішення, що поєднує підтримку як функцій безпеки, так і сучасних бізнес-додатків. Такі рішення дозволяють здійснювати швидке впровадження як нових мережевих систем з широким набором функцій, що підтримуються, так і модернізацію існуючих комплексів. Маршрутизатори сімейства Cisco 3800 поєднують у собі функції забезпечення безпеки, маршрутизації та підтримку інших мережевих сервісів, надаючи можливість найефективніше використовувати наявну пропускну спроможність фізичних ліній зв'язку.
Маршрутизатори Cisco забезпечують створення надійних та адаптованих мережевих рішень для віддалених офісів та невеликих організацій та підприємств за рахунок вбудованих у них функцій VPN, firewall, IPS (Intrusion Prevention System), а також VPN acceleration та IDS (Intrusion Detection System) на основі операційної системи Cisco IOS.
Інтегровані функції з обробки голосового трафіку
Сімейство маршрутизаторів Cisco 3800 створює основу для високопродуктивних рішень щодо пакетної обробки та передачі голосового трафіку. Застосовуючи ці пристрої, кінцеві споживачі (віддалені офіси, комерційні організації та невеликі підприємства) отримують можливість використання найширшого спектра функцій обробки та передачі голосового трафіку, вбудовані безпосередньо в маршрутизатори доступу.
Маршрутизатор Cisco 3845 (рис. 1.6.) дозволяє максимально оптимізувати витрати, пов'язані зі створенням таких рішень, усуваючи необхідність у дорогому обладнанні та програмному забезпеченні, що реалізує такий набір функцій. Одночасно з цим, архітектура цих пристроїв дозволяє використовувати їх не тільки для вирішення сьогоднішніх проблем та завдань, але й для впровадження у майбутньому нових технологій та додатків.
Рис. 1.6. Маршрутизатор Cisco 3845
Архітектура маршрутизатора Cisco 3845 розроблена спеціально для забезпечення високого рівня продуктивності, доступності та відмови стійкості, необхідних при масштабуванні мережевих систем, що характеризуються високим рівнем мережевої безпеки, що забезпечують роботу підсистем IP-телефонії, відео-додатків, мережного аналізу та програм, заснованих на технологіях Web. Цей маршрутизатор забезпечує кілька рівнів безпеки для різноманітного мережного трафіку на швидкостях, близьких до максимальних можливостей кабельних систем.
Рис. 1.7. Комутатор серії Catalyst 2950
Catalyst 2950 – серія інтелектуальних комутаторів Cisco Systems (рис. 1.7.), за допомогою Fast Ethernet фіксованої конфігурації, які можна об'єднувати у стек на швидкостях Fast Ethernet та Gigabit Ethernet. Комутатори мають розширені можливості забезпечення заданої якості обслуговування. Комбінація комутатора Catalyst 2950 із комутатором Catalyst 3845 дозволяє здійснювати IP-маршрутизацію на ділянці від межі мережі до її магістралі. Керування комутаторами здійснюється Cisco IOS та Web-доступом Cisco Cluster Management Suite (CMS), який дозволяє адміністратору за допомогою стандартного web-браузера одночасно конфігурувати кілька комутаторів Catalyst, а також виявляти неполадки у їх роботі. Комутатори Catalyst 2950, що мають порти 10/100/1000 BaseT, забезпечують гігабітну швидкість передачі по мідних дротах і є ідеальним рішенням для переходу від технології Fast Ethernet до Gigabit Ethernet. Порти Gigabit Ethernet цих комутаторів допускають підключення через цілий ряд гігабітних інтерфейсних конверторів, включаючи моделі Cisco GigaStack, 1000BaseT, 1000BaseSX, 1000BaseLX/LH та 1000BaseZX. Всі порти здатні автоматично визначати швидкість передачі та duplex-режим, що дозволяє оптимізувати використання ресурсів смуги пропускання. Також здійснено підтримку стандарту IEEE 802.1q.
Компанія Cisco випускає великий модельний ряд телефонних апаратів – від базових моделей цифрових IP телефонів до моделей, призначених для керівних співробітників, а також абонентів, які обслуговують великі потоки дзвінків (мал. 1.8.).
Рис. 1.8. IP-телефони Cisco: моделі 7920,7905G,7912G, 7940G, 7960G з модулем розширення 7914, 7970G та бездротовий IP-телефон Cisco 7920
IP телефони Cisco Systems є стандартними телекомунікаційними пристроями, які представляють нове покоління терміналів, які використовують передачу голосу через IP.
IP телефони Cisco спроектовані з огляду на зростання системних можливостей. Нові функції будуть додаватися лише шляхом зміни програмного забезпечення у flash пам'яті
· Користувач може переглянути неотримані дзвінки, вихідні дзвінки, які він виконував, та отримані дзвінки.
· Користувач може налаштувати список швидкого набору для часто використовуваних номерів.
· Користувач може встановити індивідуальні налаштування, такі як тип дзвінка та контрастність дисплея.
Приклади функцій під час дзвінків:
· Повторний набір номера.
· Ідентифікація зухвалої сторони (CLID)
· Очікування виклику
· Утримання виклику
· Тристороння конференція
Мережеві функції:
· Підтримка протоколів аудіокомпресії G.711a, G.711u, G.729ab
· 10BASE-T Ethernet з'єднання через роз'єм RJ-45
· Можливість конфігурації телефону за допомогою Trivial File Transfer Protocol (TFTP) сервера
· Отримання мережевих параметрів за рахунок використання протоколу динамічної конфігурації хостів (DHCP)
Вартість трафіку Інтернет знижується з кожним днем, вже немає сенсу використовувати дорогі виділені канали зв'язку, які ставлять компанії залежність від одного оператора.
Технологія VPN створює віртуальні канали зв'язку через загальнодоступні мережі, так звані VPN-тунелі. Трафік, що проходить через тунелі, що зв'язують віддалені офіси, шифрується. Зловмисник, який перехопив шифровану інформацію, не зможе переглянути її, оскільки не має ключа для розшифровки.
Для користувачів VPN-тунелі є абсолютно прозорими. Наприклад, співробітник представництва в Санкт-Петербурзі отримує доступ до даних, що знаходяться в Москві так само просто, як і до даних у себе в офісі.
Часті та тривалі дзвінки між центральним офісом та представництвами призводять до великих та неоптимізованих витрат на міжміський зв'язок.
Технологія Voice-over-IP (VoIP) дозволяє передати голосовий трафік мережами Інтернет, минаючи дорогих традиційних операторів. Voice-enabled-шлюзи CISCO дозволяють вставити голосові пакети з офісних АТС у загальний IP-трафік, що передається між офісами компанії.
За допомогою технології VPN можна зв'язати у єдину локальну мережу всі віддалені офіси компанії, забезпечивши легкий спосіб доступу до даних у поєднанні з безпекою.
Крім скорочення витрат на міжміські переговори, впроваджується і набір за короткими номерами. Усі віддалені офіси компанії вписуються у загальну корпоративну телефонну мережу.
У повністю конвергентному рішенні з використанням голосових шлюзів CISCO у зв'язці з офісними АТС з'являється можливість здійснювати телефонні дзвінки за допомогою VoIP не лише між офісами, а й між телефонними мережами даних міст.
При створенні системи інформаційної безпеки (СІБ) необхідно враховувати, що захиститись від усіх атак неможливо, оскільки реалізація подібної системи може коштувати нескінченно дорого. Тому потрібне чітке уявлення про те, які атаки можуть статися з якоюсь ймовірністю. На підставі цих відомостей складається список актуальних загроз, із ризиком виникнення яких існування неможливе. Хоча часто це уявлення, що дається експертною оцінкою, є досить суб'єктивним і може бути помилковим.
З списку актуальних загроз, можливе створення комплексу заходів протидії. До нього можуть бути включені списки методів, засобів та способів протидії загрозам. Усі разом це утворює політику інформаційної безпеки. Політика безпеки – це основний документ, який регламентує роботу СІБ. Політика безпеки може включати інформацію про актуальні загрози та вимоги до інструментарію забезпечення захисту інформації. Крім того, у ній можуть бути розглянуті адміністративні процедури. Прикладом політики інформаційної безпеки то, можливо Доктрина Інформаційної Безпеки РФ.
Слід зазначити, що побудова СІБ необхідно починати із забезпечення фізичної безпеки. Недоліки у забезпеченні фізичної безпеки робить безглуздим захист вищого рівня. Так, наприклад, зловмисник, отримавши фізичний доступ до будь-якого компонента СІБ, швидше за все зможе провести вдалу атаку.
Шифрування – математична процедура перетворення відкритого тексту на закритий. Може застосовуватися для забезпечення конфіденційності переданої та збереженої інформації. Існує безліч алгоритмів шифрування (DES, IDEA, ГОСТ та ін.).
Електронно-цифровий підпис (ЕЦП), цифрові сигнатури. Застосовуються для автентифікації одержувачів та відправників повідомлень. Будуються на основі схем із відкритими ключами. Крім того, можуть застосовуватись схеми з підтвердженням. Так, наприклад, у відповідь на надіслане повідомлення відправнику повернеться повідомлення, що повідомлення було отримано.
Резервування, дублювання. Атаки на відмову системи (Denial of Service) - це один з найпоширеніших типів атаки на інформаційну систему. Причому виведення системи з ладу може бути зроблено як свідомо, так і через будь-які непередбачувані ситуації, чи то відключення електрики або аварія. Для запобігання можливо застосування резервування обладнання, яке дозволить динамічно перейти з компонента, що вийшов з ладу, на дублікат із збереженням функціонального навантаження.
IP мережа охоплює всі поверхи головного корпусу АГУ (рис. 2.1.), це дає можливість встановити IP-телефони в будь-якому відділі університету або використовувати комп'ютери для розмов через локальну обчислювальну мережу IP-протоколу.
Рис. 2.1. Структура мережі головного корпусу АМУ.
IP телефони підключаються безпосередньо до портів комутувальних пристроїв локальної обчислювальної мережі АГУ. Детальна схема мережевого обладнання корпусів АМУ у додатку 3.
У будівлі головного корпусу АМУ встановлено ЦАТС ТОС-120 на 180 абонентів (рис. 2.2.) з міською нумерацією, що об'єднує три будівлі (головний корпус, гуртожиток №1 та гуртожиток №3), на сьогоднішній день підключено 106 абонентів. (Табл. 2.1.)
Рис. 2.2. Структура телефонної мережі АМУ
Призначення: міська кінцева, опорно-транзитна АТС
Характеристики:
· Цифрова якість зв'язку
· Значне скорочення експлуатаційних витрат за рахунок: - Організації єдиного ЦТО (сполучення модулів АТС і виносів здійснюється за цифровим стиком Е1 з мережевим протоколом ТОS); - простота конфігурування, реконфігурування, обслуговування та ремонту; - цілодобового необслуговуваного режиму роботи
· Висока "живучість" за рахунок модульної структури АТС: несправність одного модуля надає лише обмежений вплив на всю систему, через наявність у кожному модулі своєї комутаційної машини з робітниками, тестовими та сервісними програмами
· Для побудови АТС будь-якої конфігурації використовується 2 види осередків
· Абонентський комплект на 10 АЛ, розширення кратно 10
· Наявність прямих, віддалених і транзитних абонентів
· Наявність 4-х потоків Е1 для комутації абонентських ліній і 4-х потоків Е1 для комутації зовнішніх каналів у кожному базовому модулі
· Повний набір послуг та сервісу для абонентів різного типу АТС
· Безоплатна передача чергових версій програмного забезпечення
Відмітні особливості:
· Пряме включення (без конвертації) існуючих АТС з різними типами сигналізації (ОКС №7, EDSS1, 2ВСК, 1ВСК);
· максимальне використання існуючого обладнання з різними лінійними кодами (NRZ, AMI, HDB-3);
Таблиця 2.1.
Параметри станції ТОС 120
| Характеристика | Значення |
| 1. Максимальна абонентська ємність, АЛ | 10 000 |
| 2. Максимальна лінійна ємність, СЛ | Необмежено | 0.25 | 0.9 |
| 5. Продуктивність, викликів у ЧНН | 120 000 |
| 6. Сигналізація | ОКС №7, EDSS1, 2ВСК, 1ВСК |
| 7. Тип управління | Програмне, Intel 80C186 |
| 8. Питома споживана потужність, Вт/номер | 0.7 |
| 9. Питомий обсяг устаткування, дм.куб./номер | 0.2 |
| 10. Область застосування | ВСС РФ |
| 11. Крок нарощування, АЛ | 10 |
| 12. Мова програмування | C++, ASM |
| 13. Функція погодинного обліку з'єднань | Підтримується |
| 14. Функція СОРМ | Підтримується |
| 15. Додаткові види обслуговування | Підтримується |
| 16. Напрацювання на відмову, годин | 10 000 |
| 17. Розміри модуля, мм | 482х266х185 |
| 18. Діапазон робочих температур, 0 | від +5 до +40 |
У будівлі природного інституту встановлено міні АТС LG GHX-46, яка має 26 внутрішніх абонентів і вихід у місто по 6 телефонних лініях, наданих філією ВАТ ЮТК «Связьинформ». У приміщенні факультету іноземних мов встановлена міні АТС Siemens HiPath 3550, яка має 17 внутрішніх абонентів і вихід у місто по 4 телефонних лініях, наданих філією ВАТ ЮТК «Связьинформ». Для підтримки працездатності телефонної мережі АМУ необхідний контроль та обслуговування телефонних станцій та їх абонентів. Надалі зростання числа абонентів телефонної мережі АГУ очевидне, тому планується з'єднання телефонних станцій між собою на основі існуючої локально-обчислювальної мережі та впровадження IP-телефонії. Конфігураційні установки ЦАТС ТОС 120 представлені в додатку 2.
Час затримки мовного сигналу (час, який сигнал від одного абонента дійде до другого).
· Якість мовного сигналу.
· Кількість електронних пакетів, які не дійшли до отримувача.
Одним із найважливіших факторів якості зв'язку є час затримки мовного сигналу. Зазвичай, цей час становить від 150 до 700 мсек. Цей час необхідний для того, щоб голосовий сигнал від першого абонента дійшов звичайною телефонною лінією до певного шлюзу, закодувався з аналогового в цифровий, потім у вигляді електронних пакетів дійшов до шлюзу, найближчого до абонента-отримувача, декодувався з цифрового в звичайний мовний (аналоговий ) та по телефонній лінії дійшов до необхідного абонента.
Час затримки - важливий параметр телефонної розмови у часі, т.к. для останнього дуже важливою є саме динаміка процесу. Ця проблема характерна не тільки для інтернет-телефонії, але і для IP-телефонії, хоча і значно меншою мірою. Якщо затримки виявляться менше 250 мсек, вони будуть практично не відчутні, і можна вважати, що зв'язок дуже якісний. За такої якості зв'язку можна робити важливі ділові переговори. Якщо затримки досягають 400 мсек, зв'язок досить якісний, при спілкуванні мовленнєвий сигнал трохи запізнюється. У тому випадку, якщо затримка становить 700 мсек і більше, якість зв'язку можна вважати поганим, але досить прийнятним.
Мережі IP-телефонії вже активно використовуються як приватними особами, і цілими компаніями. Це зрозуміло, адже інтеграція голосу та даних дозволяє створювати єдину мережу комунікацій, обслуговування якої може здійснювати один адміністратор. А якщо врахувати, що Інтернет-телефонія суттєво скорочує витрати за міжміські та міжнародні розмови, то одразу стає зрозумілим, чому ринок IP-телефонії неухильно зростає. За прогнозами західних компаній (Frost&Sullivan, Killen&Associates, IDC) обсяг ринку в середньому зростатиме на 130-140% щорічно. Також підвищиться частка розмов по IP-мережах щодо традиційної телефонії: якщо у 1998 році трафік по IP-мережах становив 1% від загального обсягу послуг зв'язку, то у 2007 році передбачається зростання трафіку IP-телефонії до 58%, особливо зросте кількість дзвінків на далекі. відстані (близько 70% трафіку міжміських та міжнародних переговорів).
Інтерес до даної технології дозволив розширити сфери застосування IP-телефонії. На даний момент за допомогою мультисервісних мереж, якими передаються потоки даних, оцифрованого голосу та відео, можна створювати численні додаткові сервіси, такі як Центри телефонного обслуговування (Call-центри, ЦТО).
Call-центр - це програмно-апаратний комплекс, що дозволяє проводити автоматизований прийом та обробку великої кількості одночасних телефонних дзвінків, а також здійснювати масові вихідні дзвінки. ЦТО (або операторський центр) будується на основі інтеграційних технологій комп'ютерної телефонії (Computer-Telephony Integration – CTI). ЦТО інтегрує всі доступні на підприємстві інформаційні та комунікаційні ресурси: бази даних, комп'ютерне та мережеве обладнання, підсистеми телефонії та ін. Основна сфера застосування Центрів телефонного обслуговування - це організація та автоматизація роботи сервісних служб підприємств.
Таким чином, ми бачимо, що ринок IP-телефонії та суміжних технологій бурхливо розвивається. Для того щоб розібратися в тому, що представляють на цьому ринку компанії-конкуренти, а також у чому різниця між різними продуктами та рішеннями, нам необхідно визначити, з яких основних частин складається архітектура мережі IP-телефонії.
Основним елементом мережі є Шлюз (Gateway), підключений як до глобальної IP-мережі, так і до телефонної мережі загального користування, що забезпечує доступ до будь-якого персонального комп'ютера і будь-якого телефону. У функції шлюзу входить:
· Забезпечення взаємодії між кінцевими користувачами
· Стиснення, відновлення, кодування потоків цифрової інформації
Як відомо, якість розмови за допомогою IP-телефонії обумовлюється завантаженістю мережі. Внаслідок слабкої пропускної спроможності при розмові абонентів можуть виникати затримки, спотворення тощо. Для забезпечення прийнятної якості зв'язку шлюз IP-телефонії слід розглядати за такими параметрами:
· Швидкодія
· Якість та швидкість стиснення/відновлення
· Можливості відновлення втрачених пакетів
Шлюзи різних виробників відрізняються способом підключення до телефонної мережі, ємністю, апаратною платформою, інтерфейсом, можливостями адміністрування та іншими характеристиками.
До складу IP-мережі також входить Диспетчер (GateKeeper). Це додатковий пристрій, підключений лише до IP-мережі та виконує такі функції:
· Маршрутизація викликів між шлюзами
Білінг, що взаємодіє з іншими програмами на основі стандартних інтерфейсів.
Функції диспетчера можна порівняти із роботою маршрутизаторів у локальних мережах. Слід зазначити, що це схожість залишається під час розгляду технічної реалізації диспетчера: може виступати як окремий пристрій, і частина шлюзу.
Ще однією обов'язковою складовою архітектури IP-мереж, звичайно, є абонентський вузол, який може бути реалізований не тільки апаратним, а й програмним способом.
Отже, мережа IP-телефонії складається з трьох основних частин: шлюзу, диспетчера та абонентського місця. Всі ці частини повинні бути присутніми у кожному з рішень від різних компаній-виробників. Відповідно, вибір оптимального рішення для потреб конкретної організації має базуватися саме на додаткових можливостях та послугах, що постачаються разом із основним продуктом.
На даний момент існує два протилежні підходи до впровадження систем IP-телефонії. Один із них (революційний, як його прийнято називати) полягає в тому, що потрібно відмовитися від традиційної телефонної мережі та використовувати лише локальну мережу, яка за своїми каналами забезпечить передачу голосу між абонентами. Другий підхід (еволюційний), навпаки, передбачає збереження існуючої структури та одночасне додавання нового обладнання для розширення функціональності телекомунікаційної системи. У кожному конкретному випадку слід аналізувати зовнішні умови, а також вимоги до комплексу обладнання, щоб забезпечити вибір правильної стратегії при впровадженні систем IP-телефонії.
На мій погляд, на ринку продуктів IP-телефонії масштабу підприємства можна виділити кілька компаній-лідерів, які разом представляють рішення, що задовольняють практично весь попит на цьому ринку.
Компанія Avaya пропонує на ринку рішення, основою яких є телекомунікаційний сервер Definity. Ці рішення є універсальними і підходять не тільки компаніям, що створюють корпоративну телефонну мережу "з нуля", але вже мають власну інфраструктуру. Крім того, рішення на базі Definity допускають використання різного обладнання (у тому числі від різних виробників) для повної інтеграції телефонії та передачі даних. Це забезпечується за рахунок застосування протоколу Н.323, на якому ґрунтуються рішення компанії Avaya.
Рішення IP-телефонії на базі телекомунікаційного сервера Definity можна розділити на два напрямки:
Definity Trunk (використовується для побудови приватних телефонних мереж на базі мережі передачі даних та стандарту Н.323)
Definity IP Абонент (використовується для передачі голосу по IP-мережі від абонентського терміналу до станції).
Рішення компанії Avaya в області IP-телефонії підтримують абонентів, які реалізовані двома способами: апаратним (телефонні апарати Avaya) та програмним (IP Soft Phone та CentreVu IP Agent).
Використання телекомунікаційного сервера Definity забезпечує повний набір послуг та функцій, характерних для відомчої мережі зв'язку (повідомлення абонентів, голосова пошта, моніторинг мережі тощо). Крім того, користувачі системи можуть отримати додаткові переваги від використання IP-телефонії. В межах кожного мережевого домену (умовно виділеного фрагмента IP-мережі, через який здійснюється зв'язок між станціями або між станцією та H.323-абонентами) може забезпечуватися певний рівень якості надання послуг (QoS). Конфігурація сервера дозволяє визначити критичні значення якості розмови (затримки, відсоток втрати пакетів тощо), підтримуючи необхідний рівень якості зв'язку. Слід зазначити, що компанією Avaya розроблені спеціальні механізми, що забезпечують QoS: DiffServ, пріоритезацію трафіку та алгоритми обходу IP-транку при погіршенні параметрів каналу зв'язку.
Компанія Avaya представила також нове рішення ECLIPS, призначене для створення системи зв'язку як у невеликих офісах, так і більших організаціях. Це рішення дозволяє абонентам отримати доступ до будь-яких послуг зв'язку, пов'язуючи при цьому в єдине ціле телефонні та IP мережі загального та внутрішнього (корпоративного) користування. Наступне масштабування комплексу з урахуванням ECLIPS може здійснюватися без додаткових інвестицій, що значно скорочує витрати на утримання та розширення внутрішньої мережі.
Сумісність рішень компанії Avaya з VoIP-обладнанням різних постачальників за протоколом H.323 забезпечує додаткові конкурентні переваги. У той же час, розглядаючи різні стандарти, можна з упевненістю сказати, що протокол SIP є більш зручним і простим у реалізації інструментом розробки додатків на базі IP-телефонії. Якщо порівнювати можливості SIP і H.323, то останній має більшу функціональність і дуже поширений у глобальних мережах.
Таким чином, рішення компанії Avaya найбільш ефективно застосовувати в тих організаціях, де паралельно з функціонуванням традиційної телефонної мережі потрібно побудувати додаткову мережу, яка має ширші можливості та відповідає вимогам замовника.
Компанія 3Com представляє на російському ринку два рішення в області IP-телефонії: офісну телефонну систему 3Com NBX 100 Communication System і потужнішу платформу SuperStack 3 NBX Networked Telephony Solution.
Відмінною рисою даних рішень і те, що вони реалізовані з урахуванням принципів Ethernet-телефонии. Іншими словами, в мережі для визначення абонента використовуються не IP-адреси, а фізичні MAC-адреси пристроїв. Такий підхід, у порівнянні з IP-телефонією, спрощує процедури встановлення з'єднання між абонентами та суттєво скорочує вимоги до продуктивності платформ. Слід зазначити, що застосування протоколу H.323 у разі стає необов'язковим. З цієї причини взаємодія між абонентськими телефонами та комутаційним сервером здійснюється за спеціальним протоколом, розробленим компанією 3Com.
Система NBX 100 є одним із популярних рішень в області Ethernet-телефонії. Простота використання NBX 100 пов'язана з тим, що вся система складається з центрального блоку, що підтримує до 200 ліній і працює під управлінням спеціалізованого програмного забезпечення, а також абонентських терміналів. Останні можуть бути представлені у вигляді Ethernet-телефонів від компанії 3Com або у вигляді програми NBX PC Telephone, встановленого на комп'ютер. NBX 100 надає абонентам різноманітні засоби обробки дзвінків, а також переваги використання локальної мережі Ethernet. У цій системі за допомогою програмних шлюзів може підтримується протокол Н.323, який дозволяє інтегрувати до мережі додаткове обладнання від різних виробників, що підтримують цей стандарт. Система NBX 100 орієнтована на підприємства та організації малого та середнього бізнесу, забезпечуючи при цьому оптимальне співвідношення ціна/функціональність.
Комунікаційний сервер самостійно ініціалізує новий телефон, що підключається до локальної мережі, тобто система NBX 100 практично реалізує концепцію plug-and-play. Для управління офісною телефонною мережею не потрібний спеціально підготовлений спеціаліст. Комунікаційний сервер самостійно ініціалізує новий телефон, що підключається до локальної мережі, тобто система NBX 100 практично реалізує концепцію plug-and-play. Для управління офісною телефонною мережею не потрібний спеціально підготовлений спеціаліст. Комунікаційний сервер самостійно ініціалізує новий телефон, що підключається до локальної мережі, тобто система NBX 100 практично реалізує концепцію plug-and-play. Для управління офісною телефонною мережею не потрібний спеціально підготовлений спеціаліст.
SuperStack 3 NBX – одне з нових рішень компанії 3Com, у якому також реалізовані принципи Ethernet-телефонії. Це рішення дозволяє підключити 750 ліній, з яких 600 можуть надаватися внутрішнім користувачам. SuperStack 3 NBX дозволяє своїм абонентам використовувати додаткові сервіси, такі як: універсальна поштова скринька (Unified Messaging), надсилання повідомлення про вхідні повідомлення та дзвінки, інтерактивний автовідповідач та інші.
Компанія 3Com, поставляючи свої продукти ринку, орієнтується на повну заміну офісних телефонних мереж на нову телекомунікаційну систему, засновану на рішеннях 3Com.
Таким чином, рішення компанії 3Com оптимально підходять у разі створення нової телекомунікаційної системи на підприємствах малого та середнього бізнесу. Ефективність рішень забезпечується за рахунок швидкої окупності інвестицій та надання досить широкого спектра послуг зв'язку.
Компанія Cisco представляє на ринку закінчене рішення для створення мультисервісних мереж, засноване на єдиній архітектурі AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data – архітектура для передачі голосу, відео та інтегрованих даних). При впровадженні цього рішення здійснюється комплексний підхід до проблем та вимог замовника. Компанія Cisco постачає повний перелік обладнання, що дозволяє на базі корпоративної мережі побудувати єдиний інформаційний простір, що надає користувачам різноманітні телекомунікаційні послуги.
Архітектура представлена такими компонентами:
· Центрами управління та контролю з'єднань
· IP-маршрутизаторами, що виконують функції шлюзів VoIP
· Серверами програм для надання послуг користувачам
Основою рішення є платформа Cisco Call Manager, що добре масштабується, що дозволяє будувати корпоративні телефонні мережі з різною кількістю користувачів. Кількість абонентів, що обслуговуються, може коливатися від 1 до 10 000 000 (у розподілених рішеннях), при цьому зберігаючи єдиний план нумерації. Система IP-телефонії, що базується на одному сервері Call Manager і обслуговує на даний момент десять абонентів, може бути легко розширена до 2500 користувачів. Подальше зростання кількості абонентів може здійснюватися з допомогою створення кластера з кількох серверів.
За рахунок застосування стандартних протоколів Cisco Call Manager може взаємодіяти як із традиційними телефонними станціями, так і з програмними продуктами інших виробників. Інтеграція Cisco Call Manager у корпоративну мережу дозволяє абонентам телефонної мережі отримати доступ до баз даних і до різних корпоративних ресурсів, а також створювати нові програми та налаштовувати інформацію, що відображається на екранах IP-телефонів.
Крім стандартних функцій УВАТС рішення компанії Cisco мають безліч переваг. Серед успішних продуктів, розроблених у рамках стратегії конвергенції потоків голосу, відео та інтегрованих даних, можна виділити такі:
IP АА- автоматична консоль
Unity- система уніфікованої обробки повідомлень
uOne- система управління користувальницькими директоріями та універсальна поштова скринька
IP Interactive Voice Response- система обробки дзвінків, що надходять
IP Contact Center- засіб розподіленої інтелектуальної обробки викликів у рамках інтегрованої мережі
Залежно від вимог замовника рішення на базі архітектури AVVID дозволяють створювати у корпоративних мережах центри обробки дзвінків, системи інтерактивних голосових меню, системи уніфікованої обробки повідомлень тощо.
Компанія Cisco, орієнтуючись на розширення можливостей своїх рішень, використовує в архітектурі AVVID для передачі голосу, відео та інтегрованих даних новий стандарт SIP, що дозволяє створювати мультисервісні мережі, що володіють необхідною функціональністю та простотою обслуговування. Але водночас виникає проблема взаємодії з платформами інших виробників, які використовують стандарт H.323. Поширеність останнього ускладнює інтеграцію комплексних рішень від компанії Cisco у глобальні мережі.
Таким чином, компанія Cisco постачає на ринок закінчені рішення, що не потребують додаткових витрат та програмно-апаратних компонентів. Створення мережі на основі AVVID, у складі якої знаходиться система IP-телефонії, найбільш ефективно у випадках ґрунтовної реконструкції, або створення "з нуля" телекомунікаційної системи підприємства.
Вибрані пристрої:
· Маршрутизатор Cisco 3845
· IP-телефони Cisco
· Цифрова АТС АМУ
Опис організації мережі:
Маршрутизатор Cisco 3845 підключається до локальної мережі інтерфейсами Fast Ethernet і телефонної мережі інтерфейсами Е1 через цифрову АТС АГУ. Налаштовується зв'язок між маршрутизатором Cisco 3845 та шлюзом оператора зв'язку (рис. 3.3).
Маршрутизатор Cisco 3845 виконує декілька функцій. Перша – це функція шлюзу між офісною системою IP-телефонії та телефонної мережі, тобто маршрутизатор сполучає внутрішню телефонну систему з міською телефонією. При цьому голосовий трафік, що передається всередині мережі у вигляді IP-пакетів, перетворюється на «голосовий» трафік, традиційний для телефонних мереж загального користування. Для цього перетворення використовуються сигнальні процесори, які називаються DSP-кодеками.
Друга функція маршрутизатора - функція комунікаційного сервера Cisco Call Manager Express. Комунікаційний сервер – це пристрій, який керує встановленням з'єднань між IP-телефонами всередині офісу та зовнішніми абонентами. Телефонний апарат після включення реєструється на комунікаційному сервері, отримує номер, що належить йому, та інші індивідуальні налаштування. Після цього телефон може дзвонити. Встановлення виклику відбувається через комунікаційний сервер.
Третя функція маршрутизатора Cisco 3845 - це функція сервера голосової пошти. Для цього в шасі маршрутизатора встановлюється модуль голосової пошти Cisco Unity Express, що має вбудований жорсткий диск для зберігання привітання та запису голосових повідомлень. У специфікації обладнання передбачено ліцензію на 100 користувачів голосової пошти. До складу маршрутизатора входить десять аналогових телефонних портів типу FXS для підключення факсів та радіотелефонів.
На робочих місцях користувачів встановлюються IP-телефони Cisco. Телефони Cisco 7960G/7970G мають більший у порівнянні з іншими моделями дисплей і більшу кількість функціональних клавіш. Крім того, для роботи секретарів рекомендується до телефонів Cisco 7960G підключити блок розширення функціональних клавіш Cisco 7914. Усі IP телефони підключаються до мережі інтерфейсами Fast Ethernet. При використанні даних моделей IP-телефонів комп'ютери підключаються не до комутаторів ЛВС безпосередньо, а до IP-телефонів, що мають для цих цілей додатковий порт Fast Ethernet. Максимальна кількість IP-телефонів для конфігурації Cisco Call Manager Express може становити 240 штук.
За такої схеми підключення IP телефонії ми отримуємо доступ з будь-якого комп'ютера та IP телефону локальної обчислювальної мережі, а також кожного номера ЦАТС АГУ для дзвінків по IP протоколу в будь-яку країну світу. Використовуючи операторів міста Москва, ми отримуємо значний зиск у міжміських та міжнародних дзвінках.
Cisco CallManager є центральним, керуючим компонентом рішення Cisco IP телефонії. Це програмний комплекс, який відповідає за керування встановленням телефонних з'єднань, а також забезпечує низку додаткових функцій, таких як:
· Налаштування та керування системою IP телефонії за допомогою зручного графічного інтерфейсу. IP телефонів, шлюзів, налаштування номерного плану, збір та аналіз статистичної інформації про функціонування системи тощо (передбачено можливість централізованого віддаленого налаштування системи);
· Додаткові функції для користувачів у системі корпоративної IP телефонії, у тому числі підтримка аудіоконференцій, інтеграція з корпоративною директорією абонентів на базі протоколу LDAP та ін;
· Інтеграція з програмами користувача, в тому числі із системою голосової почі уніфікованої обробки повідомлень (Unified Messaging)
Модуль Cisco Unity Express (Рис. 3.4.) дозволяє економічно ефективно інтегрувати у свою поточну систему телефонії послуги голосової пошти та автоматичного секретаря (Рис. 3.5.). Цей функціонал інтегрується в маршрутизатор Cisco та має низьку сукупну вартість володіння.
Cisco Unity Express надає:
Доступний сервіс поштових повідомлень, привітань та автосекретаря забезпечує більший функціонал під час обслуговування клієнтів, а співробітники підприємства збільшують продуктивність голосовою поштою.
Інтуїтивно зрозумілий інтерфейс користувача голосової пошти та графічний редактор системи автоматичного секретаря.
Масштабованість від 4 до 16 одночасних сесій голосової пошти або автосекретаря та від 12 до 250 поштових скриньок.
Гнучке розгортання та інтеграція з Cisco Unified CallManager Express, Cisco Unified CallManager та традиційними голосовими АТС.
Рис. 3.5. Схема інтеграції з корпоративною структурою та поточною телефонною системою
Інтерфейсна карта VWIC-2MFT-E1 (рис. 3.6.) підтримує голосові програми, програми даних, а також інтегровані (голос/дані) програми. Технологія програмованої функціональності (Multiflex), реалізована в цих інтерфейсних картах, полегшує міграцію мереж, побудованих на обладнанні Cisco, до однорідних інтегрованих рішень, що реалізують пакетну передачу голосу та даних, знижує витрати на впровадження, керування та супровід мереж передачі даних загалом.
Даний модуль призначений для з'єднання АТС АГУ з маршрутизатором Cisco 3845 потоком Е1 дає можливість виходу дзвінка з ЦАТС через маршрутизатор на міжмісто.
Рис. 3.6. Модуль Cisco Systems VWIC-2MFT-E1 має 60 голосових каналів.
Маршрутизатор Cisco 3845 підключається до локальної мережі інтерфейсами Fast Ethernet і ЦАТС ТОС-120 інтерфейсами Е1 (рис. 3.7.). Це дозволить АТС АГУ перевести на IP-телефонію, відповідно всі телефонні апарати Астраханського державного університету (рис. 3.8.).
Рис. 3.7. Структура мережі АГУ із технологією IP телефонії.
Впровадження IP-телефонії дозволило з'єднати телефонні станції природного інституту, корпуси іноземних мов та головного корпусу АМУ між собою на основі існуючої локально-обчислювальної мережі.
Рис. 3.8. Структура мережі головного корпусу АГУ із технологією IP телефонії.
Вся архітектура IP-мережі досить складна. Вузловими точками усієї системи інтернет-телефонії є спеціальні шлюзи (Gateways) або так звані IP-сервери. Саме в них відбувається взаємодія між звичайною телефонною мережею та IP-мережею. У шлюзах аналогові сигнали з телефонної мережі перетворюються (зашифровуються) на електронні пакети для IP-мережі і навпаки. Шлюз проводить пошук іншого, найбільш відповідного, віддаленого шлюзу з розрахунку максимально близького його розташування до абонента, що викликається. Шлюз також робить відповідь на запит абонента, що викликає.
Диспетчер, або модуль адміністратор мережі (GateKeeper) є також невід'ємною частиною мережі. Він виконує роль сполучної ланки між шлюзами. Диспетчер вказує потрібні маршрути для направлення сигналів, шукає найкоротший шлях для проходження сигналу між двома шлюзами. Займається питаннями моніторингу та адміністрування всієї системи та керує системою білінгу.
Система білінгу виконує функцію правильного визначення персонального номера абонента та перевірку його пароля, займається веденням баз даних усіх переговорів різних абонентів (враховує тривалість кожної розмови, залишок коштів на рахунку, автоматично виключає з рахунку абонента вартість цієї розмови). Керує системою взаєморозрахунків між клієнтом та провайдером IP-телефонії.
3.8. Процес перетворення звукового сигналу
IP-телефонія спирається на дві основні операції: перетворення двонаправленого аналогового мовлення в цифрову форму всередині кодуючого/декодуючого пристрою (кодека) та упаковку в пакети для передачі по IP-мережі. В IP-телефонії використовується спеціальна система передачі пакетів зі звуковою інформацією, що зумовлено специфікою передачі даних по IP-мережах. У традиційних телефонних лініях між абонентами під час розмови створюється електричне коло, і цим забезпечується фіксована пропускна здатність передачі сигналу.
У той час як IP-мережа є системою, що реалізує принцип комутації та маршрутизації пакетів, і не надає гарантованого шляху між точками зв'язку. Вся інформація, що передається через IP (голос, текст, зображення, тощо) поділяється на пакети даних, що мають у своєму складі адреси точок призначення (прийому та передачі) та порядковий номер. Вузли IP направляють ці пакети через мережу до закінчення маршруту доставки. Після прибуття пакетів до точки призначення для відновлення вихідного обсягу впорядкованих даних використовуються порядкові номери пакетів. Для програм, де не важливий порядок та інтервал приходу пакетів, таких як e-mail, час затримок між окремими пакетами не має вирішального значення. IP-телефонія є однією з областей передачі даних, де важлива динаміка передачі сигналу, що забезпечується сучасними методами кодування та передачі інформації. Для забезпечення стабільного телефонного зв'язку IP-мережами введені спеціальні протоколи передачі даних, наприклад, протокол SIP.
Після встановлення Cisco CallManager на сервер необхідно налаштувати його. Доступ до Cisco CallManager здійснюється через Internet Explorer на https://localhost/CCMAdmin/ (тільки через HTTPS). Набравши ім'я та пароль і потрапивши в головне меню Cisco CallManager, слід зробити таке.
1) Вибрати пункти меню System-Server, вибрати існуючий сервер через систему пошуку або створити новий. Налаштування сервера вимагає введення наступних параметрів.
Host Name/IP Address– якщо в мережі Cisco CallManager налаштовано DNS-сервер, можна використовувати ім'я хоста (необхідно спочатку налаштувати DNS-сервер на правильну дозвіл імені сервера Cisco CallManager на його IP-адресу).
MAC Address– MAC-адреса мережевої карти сервера. Якщо планується іноді переміщати сервер з місця на місце, необхідно ввести MAC-адресу, щоб клієнти завжди його ідентифікували. Інакше заповнення цього поля необов'язково.
Description- Опис сервера.
2) Вибрати пункти меню System-CallManager, вибрати існуючий Cisco CallManager через систему пошуку або створити новий. Налаштування Cisco CallManager потребує введення наступних параметрів. Cisco CallManager Server – вибрати сервер (із створених у п. 1), на якому встановлено Cisco CallManager. Тільки один сервер налаштовується на один примірник Cisco CallManager.
Cisco CallManager Name– ввести ім'я, призначене для цього примірника Cisco CallManager.
Description– опис Cisco CallManager.
Starting Directory Number– перший номер із тих, які будуть використовуватися під час автоматичної реєстрації пристроїв.
Ending Directory Number- останній номер із тих, які будуть використовуватися при автоматичній реєстрації пристроїв. Якщо вказано перший і останній номери, автоматична реєстрація буде включена. Якщо перший та останній номери однакові, автоматична реєстрація буде вимкнена.
Partition– вибрати розділ (дозволяє використовувати кілька груп номерів для автоматичної реєстрації пристроїв), якщо розділи використовуються.
External Phone Number Mask– маска номера під час дзвінка на зовнішні номери та номери пристроїв, для яких номери призначені через систему автореєстрації. Якщо маска вводиться повністю цифрами, наприклад, 89534760000, такий номер буде підставлятися замість будь-якого внутрішнього номера під час дзвінка до зовнішньої мережі. Якщо введено номер з маскою, наприклад, 8953476ХХХХ, замість останнього 4 цифр (в даному прикладі) буде підставлятися номер пристрою.
Auto-registration Disabled on this Cisco CallManager– за замовчуванням автореєстрацію вимкнено з міркувань безпеки. Щоб увімкнути, зніміть позначку.
Ethernet Phone Port– порт для зв'язку Cisco CallManager із телефонами. За замовчуванням 2000, якщо він зайнятий, будь-який вільний з діапазону 1024-49151.
Digital Port- порт для зв'язку Cisco CallManager з Cisco Access Digital Trunk Gateway'ями. За замовчуванням 2001, якщо він зайнятий, будь-який вільний з діапазону 1024-49151.
Analog Port- Порт для зв'язку Cisco CallManager з Cisco Access Analog Gateway. За замовчуванням 2002, якщо він зайнятий, будь-який вільний з діапазону 1024-49151.
MGCP Listen Port– порт для отримання повідомлень від MGCP-Gateway. За замовчуванням 2427, якщо він зайнятий, будь-який вільний з діапазону 1024-49151.
MGCP Keep-alive Port- порт для отримання keep-alive-повідомлень від MGCP-Gateway. За замовчуванням 2428, якщо він зайнятий, будь-який вільний з діапазону 1024-49151.
3) Вибрати System – Cisco CallManager Group, вибрати існуючу групу Cisco CallManager через систему пошуку або створити нову. Налаштування групи Cisco CallManager вимагає введення наступних параметрів.
Cisco CallManager Group– запровадити ім'я нової групи.
Auto-registration Cisco CallManager Group– зазначити, якщо ця група буде використовуватись за умовчанням під час автореєстрації.
Available Cisco CallManagers- Доступні для вибору Cisco CallManager.
Selected Cisco CallManagers- Вибрані Cisco CallManager.
4) Вибрати System – Date/Time Group, вибрати існуючу групу через систему пошуку чи створити нову. Настроювання групи дати-часу вимагає введення наступних параметрів.
· Group Name- Ім'я нової групи.
· Time Zone– тимчасова зона для Cisco CallManager.
· Separator– роздільник полів дати та часу.
· Date Формат- Формат дати.
· Time Формат- Формат часу.
5) Переконайтеся, що DHCP-сервер на сервері Cisco CallManager має опцію 66 - адресу TFTP-сервера, з якого телефони будуть вантажити свої налаштування та прошивки.
6) Підключивши сервер Cisco CallManager і телефон, перевірте, чи він отримує налаштування. Наприклад, у моделях 7940, 7941, 7960, 7961 це можна зробити, натиснувши кнопку квадратика з галочкою і вибравши пункт "Network Settings" ("Налаштування мережі" для російської локалі). Одна з можливих проблем - наявність іншого DHCP-сервера, який передаватиме свої налаштування. Якщо все гаразд, при увімкненій автореєстрації телефон з'явиться у списку доступних пристроїв у відповідному меню Cisco CallManager. Налаштування Cisco 3845 для IP-телефонії наведено в додатку 4.
1) З'єднання комп'ютер – телефон
Це один із найпоширеніших способів з'єднання для здійснення телефонного зв'язку з використанням інтернет-телефонії. Для цього комп'ютер обладнаний мультимедійним набором. Комп'ютер повинен бути підключений до провайдера IP-телефонії та повинен мати вихід в Інтернет. Цей спосіб зв'язку, мабуть, є найдешевшим із усіх існуючих. Комп'ютер встановлює необхідне програмне забезпечення. Це такі програми, як Internet Phone, WebPhone, PG Phone, Net2Phone. Процедура інсталяції таких програм проста, а ось процедура налаштування вимагає великої точності та акуратності.
2) З'єднання телефон – телефон
Це з'єднання дозволяє здійснити дзвінок з телефонного апарату на звичайний телефонний апарат, скажімо, що знаходиться в іншій країні світу, через Internet. При цьому не треба мати жодного спеціального обладнання – лише звичайний телефон із тональним набором. Для цього достатньо набрати телефонний номер шлюзу, дочекатися голосового вітання системи та перевести ваш телефон у тональний режим набору (як правило, це клавіша "зірочка"). Далі слід набрати ідентифікаційний номер. Після відповіді системи вводиться: код країни, код зони, номер абонента. Якщо правильно набраний номер абонента, система, як правило, повідомляє вам залишок на вашому особовому рахунку. Після завершення розмови система білінгу виключить із рахунку вартість розмови.
3) З'єднання телефон – комп'ютер
Це з'єднання дозволяє додзвонитися абоненту, коли він працює в мережі Internet. Для цього на телефонній станції встановлюється переадресація дзвінка на сервер IP-телефонії у разі сигналу "зайнято". Як тільки дзвінок потрапить на сервер IP-телефонії, у необхідному шлюзі відбудеться переробка сигналу в цифрові пакети, які через мережу Internet підуть на комп'ютер того абонента, з яким ви хотіли б поспілкуватися. Тієї ж секунди абонент отримає звуковий сигнал про те, що його викликають на телефонну розмову. Аналогічним чином можуть бути здійснені інші з'єднання, наприклад, між двома комп'ютерами.
4) З'єднання Web-телефон
Зараз є хороша перспектива розвитку такого виду зв'язку, як Web-телефон. Це може бути дуже зручним для тих людей, які для свого бізнесу часто користуються різними рекламними сайтами в Інтернеті. За допомогою даного виду зв'язку ви, наприклад, зможете зателефонувати агенту тієї чи іншої фірми, що вас цікавить, прямо зі сторінки Internet-сайту, на якому представлена продукція або послуги даної фірми. Це дозволить не лише скоротити витрати на телефонні переговори, а й суттєво заощадити власний час.
Виходячи з вище перерахованих параметрів необхідних для забезпечення якісного зв'язку абонентів, обрано оператора SIPNET для організації IP телефонії в Астраханському державному університеті, використовуючи цифрову АТС і локально обчислювальну мережу АГУ побудовану на маршрутизаторі Cisco 3845.
Досліджуючи ринок IP телефонії (рис. 3.9., 3.10., 3.11., 3.12.) було обрано та проаналізовано наступні оператори IP телефонії:
3.9. Графік аналізу операторів в залежності1 хвилини розмови в м. Москва, див. додаток 1.
3.10. Графік аналізу операторів залежно кількості варіантів оплати за переговори.
Рис.3.11. Графік аналізу операторів залежить від повноти сервісу надання послуг.
Рис.3.12. Графік аналізу операторів, залежно від якості каналів зв'язку.
Виходячи з результатів даного аналізу було обрано оператора надання послуг Sipnet.
Комп'ютер або SIP-пристрій перетворює голос на цифрові пакети і надсилає дзвінок по Інтернету на найближчий сервер інтернет-телефонії, який перенаправляє його через Інтернет за маршрутом відповідно до набраного номера.
Якщо це звичайний міський або мобільний абонент, голосовий пакет через Інтернет потрапляє на найближчий до цього абонента сервер інтернет-телефонії і через спеціальний сервер-шлюз (також званий приземлюючий вузол) перетворюється на звичайний голос і надсилається абоненту через міську або стільникову мережу. На відміну від звичайного з'єднання, коли два абоненти з'єднуються по дорогій телефонній лінії телекомунікації, яка буде зайнята на весь час розмови, інтернет-телефонія задіяє тільки невеликий відрізок лінії від сервера-шлюзу до абонента. Тому вартість таких з'єднань на порядок нижча, ніж зазвичай.
При прямих наборах між абонентами SIPNET ні міські, ні дальні лінії зв'язку не задіяні - розмова передається тільки каналами Інтернету, тому за з'єднання всередині мережі SIPNET плата не стягується, а якість голосового зв'язку найкраща.
При з'єднанні звичайних абонентів з користувачами SIPNET по SIP ID виклик потрапляє з міської мережі на місцевий сервер інтернет-телефонії, перетворюється і далі передається Інтернетом безпосередньо на комп'ютер або SIP-пристрій абонента SIPNET.
У мережі SIPNET технологія така, що кожен виклик готові обслужити не один, а кілька десятків операторів (вузлів передачі голосового зв'язку), що пропонують хвилини розмови на цей напрямок за різною ціною та різною якістю.
Практично кожен виклик користувача – це разова покупка трафіку за найнижчими тарифами на біржовому майданчику обміну VoIP трафіку. Обслуговування з'єднання відбувається автоматично за узагальненими критеріями ціна/якість.
Налаштування маршрутизації – це завдання персональних критеріїв ціна/якість за вибраним напрямком. Наприклад, щоб розмовляти з будь-яким містом дешевше з прийнятною для вас якістю, необхідно зайти до Особистого кабінету та задати пріоритет ціни при обслуговуванні ваших з'єднань за цим напрямком. Можна також встановити пріоритет вузлів, які будуть обслуговувати дзвінки або виключити ті вузли, якість передачі голосу або ціна, яких не влаштовують. Можна зробити безумовний пріоритет вузлів із максимальною якістю або вузлів із мінімальними цінами.
Для персонального налаштування використовуються кілька нескладних понять:
Приземлюючий вузол - це сервер, який обробляє ваш дзвінок і спрямовує його у звичайну телефонну мережу.
Номери вузлів, що працюють за напрямками ваших з'єднань, та їх характеристики можна дізнатись у Особистому кабінеті у розділі «Налаштування тарифів».
Параметри вузла:
Ціна – тариф на термінацію («приземлення») даного напрямку у даного вузла (у.о. за хвилину). Ця ціна використовується для розрахунку вартості з'єднання
ASR- (Average Setup Rate) - відношення кількості вдалих з'єднань (Calls) до спроб зателефонувати (Atmp) у відсотках
ACD- (Average Call Duration) - середня тривалість з'єднання даного вузла на відповідний напрямок
% - відсоток з'єднань, що відбулися, з тривалістю менше 30 секунд
Qi- узагальнений параметр якості з'єднань через цей вузол
Наприклад, мала середня тривалість розмови ACD побічно свідчить про незадоволеність користувачами якістю передачі голосу цим вузлом у цьому напрямі, тобто. швидше за все абоненти швидко припиняли розмову через незадовільну якість; Мінімальний відсоток успішних з'єднань ASR - про недостатню продуктивність вузла.
Телефонні мережі та мережі передачі даних співіснували протягом десятиліть та розвивалися незалежно один від одного. І ті й інші відповідно надавали свій незалежний спектр послуг. IP-телефонія поєднує їх у єдину комунікаційну мережу, яка пропонує потужний та економічний засіб зв'язку. Можливість передавати мовленнєвий трафік з фіксованою якістю пакетних мереж передачі даних визначила подальший напрямок розвитку в області телефонії. Крім надання послуг телефонного зв'язку в межах мережі передачі даних (зокрема мережі, що працює за протоколом IP), стало доступним здійснювати транзит мовного трафіку між вузлами ТФОП/ISDN, а також встановлювати сеанси зв'язку за сценарієм<Компьютер-телефон>і<Телефон-компьютер>.
Існує кілька підходів до побудови мереж IP-телефонії. Всі вони регламентують управління мультимедіа-викликами та передачу медіа-трафіку в IP-мережах, але при цьому реалізують різні підходи до побудови систем телефонної сигналізації.
Історично перший і найпоширеніший у час - це запроваджений Міжнародним союзом електрозв'язку (МСЕ) набір рекомендацій Н.323. Насправді H.323 - це спроба перенести телефонну сигналізацію ISDN Q.931 на IP-соединения, тобто - як би “накласти” традиційну телефонію на мережі передачі.
Набір рекомендацій Н.323 не зміг забезпечити серйозних покращень для кінцевих користувачів. Вона не змогла стати основною для розробки нового покоління кінцевих точок, ні для підтримки додаткових видів обслуговування, подібних до тих, що надають традиційні установчі АТС. Щоб забезпечити реальні інновації лише на рівні кінцевих вузлів, індустрія має спростити процес розробки нових додатків, запропонувавши цього стандартні програмні інтерфейси і високорівневий інструментарій. Але, як свідчить розвиток коштів комп'ютерно - телефонної інтеграції, цього недостатньо. Необхідно, щоб модель надання телефонних послуг будувалася на базі служб мереж передачі даних - тоді вона дозволить швидко розробляти зручні та сумісні рішення для мереж NGN.
Впровадити розвинену підтримку мовних комунікацій у середовище передачі можна за допомогою протоколів, орієнтованих насамперед надання послуг кінцевим користувачам. Створені на їх основі продукти повинні легко інтегруватися в існуючі мережі, вимагаючи лише мінімальної модифікації мережевих інфраструктур, а самі протоколи - легко розширюватися, причому так, щоб додавання до них нових функцій не порушувало роботу систем, заснованих на попередніх версіях, і не вимагало відповідного схвалення найчастіше конкуруючими один з одним організаціями зі стандартизації. Всім цим критеріям відповідає протокол SIP (Session Initiation Protocol), запропонований однією з робочих груп комітету IETF. Він регламентує алгоритми встановлення, модифікації та завершення мультимедійних (у тому числі мовних) з'єднань. SIP багато чого запозичив у таких популярних протоколів, як НТТР і SMTP, які вже довели свою спроможність.
Багато стандартів ніколи не втілюються у успішні комерційні продукти. До SIP це не стосується. На ринку вже є шлюзи, що підтримують його, сервери- посередники, термінали. Впровадження протоколу SIP супроводжується роботою з подальшого розвитку та розширення протоколу. Одне з можливих нових застосувань SIP - це використання його як протокол встановлення з'єднання в стільникових мережах третього покоління (3G).
Протокол SIP є перспективним сучасним протоколом надання широкого спектра телекомунікаційних послуг. SIP та супутні йому протоколи народилися та розвиваються в рамках IETF (Internet Engineering Task Force) – головного органу стандартизації Інтернет. Перша версія протоколу SIP була прийнята в березні 1999, на три роки пізніше, ніж H.323.
У SIP за основу були взяті протоколи, що застосовуються в найпопулярніших на сьогоднішній день IP-сервісах, такі як HTTP (Web) і SMTP (електронна пошта). Ідейно SIP заснований на тому ж підході, що HTTP: запит – відповідь (request – reply). Всі повідомлення SIP текстові, і їх можна читати очима, а коди повернення такі ж, як і в HTTP, тому деякі з них здадуться добре знайомими не тільки мережевим адміністраторам, але й багатьом "просунутим" користувачам інтернету (404 - абонент не знайдено, 200 - OK).
Протокол ініціювання сеансів - Session Initiation Protocol (SIP) є протоколом прикладного рівня та призначається для організації, модифікації та завершення сеансів зв'язку: мультимедійних конференцій, телефонних з'єднань та розподілу мультимедійної інформації. Користувачі можуть брати участь у існуючих сеансах зв'язку, запрошувати інших користувачів та бути запрошеними до нового сеансу зв'язку. Запрошення можуть бути адресовані певному користувачеві, групі користувачів або всім користувачам.
Протокол SIP розроблений групою MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control) комітету IETF (Internet Engineering Task Force), а специфікації протоколу представлені в документі RFC 2543. В основу протоколу робоча група MMUSIC заклала такі принципи:
Персональна мобільність користувачів. Користувачі можуть переміщатися без обмежень у межах мережі, тому послуги зв'язку повинні надаватися в будь-якому місці цієї мережі. Користувачеві надається унікальний ідентифікатор, а мережа надає йому послуги зв'язку незалежно від того, де він знаходиться. Для цього користувач за допомогою спеціального повідомлення – REGISTER – інформує про свої переміщення сервер позиціонування.
Масштабованість мережі. Вона характеризується, насамперед, можливістю збільшення кількості елементів мережі за її розширенні. Серверна структура мережі, побудованої на базі протоколу SIP, повною мірою відповідає цій вимогі.
Розширюваність протоколу. Вона характеризується можливістю доповнення протоколу новими функціями при введенні нових послуг та його адаптації до роботи з різними програмами.
Як приклад можна навести ситуацію, коли протокол SIP використовується для встановлення з'єднання між шлюзами, що взаємодіють із телефонною мережею за допомогою сигналізації ОКС7 або DSS1. В даний час SIP не підтримує прозору передачу сигнальної інформації телефонних систем сигналізації. Внаслідок цього додаткові послуги ISDN недоступні для користувачів IP мереж.
Розширення функцій протоколу SIP може бути здійснено за рахунок введення нових заголовків повідомлень, які повинні бути зареєстровані в вже згадуваній раніше організації IANA. При цьому якщо SIP сервер приймає повідомлення з невідомими йому полями, то він просто ігнорує їх і обробляє лише ті поля, які він знає.
Для розширення можливостей протоколу SIP можуть бути також додані нові типи повідомлень.
Інтеграція в стек існуючих протоколів Інтернету, розроблених IETF. Протокол SIP є частиною глобальної мультимедійної архітектури, розробленої комітетом Internet Engineering TaskForce (IETF). Ця архітектура включає також протокол резервування ресурсів (Resource Reservation Protocol - RSVP, RFC 2205), транспортний протокол реального часу (Real Time Transport Protocol - RTP, RFC 1889), протокол передачі потокової інформації в реальному часі (Real Time Streaming Protocol - RTSP , RFC 2326), протокол опису параметрів зв'язку (Session Description Protocol -SDP, RFC 2327). Однак функції протоколу SIP не залежать від жодного з цих протоколів.
Взаємодія з іншими протоколами сигналізації. Протокол SIP можна використовувати разом із протоколом Н.323. Можлива також взаємодія протоколу SIP із системами сигналізації телефонної мережі - DSS1 та ОКС7. Для спрощення такої взаємодії сигнальні повідомлення протоколу SIP можуть переносити як специфічний SIP адресу, а й телефонний номер формату Е.164 чи іншого формату. Крім того, протокол SIP, нарівні з протоколами H.323 та ISUP/IP, може застосовуватись для синхронізації роботи пристроїв керування шлюзами; у цьому випадку він має взаємодіяти з протоколом MGCP. Іншою важливою особливістю протоколу SIP є те, що він пристосований до організації доступу користувачів IP-телефонії до послуг інтелектуальних мереж, і існує думка, що саме цей протокол стане основним при організації зв'язку між зазначеними мережами.
Однією з найважливіших рис протоколу SIP є його незалежність від транспортних технологій. Як транспорт можуть використовуватися протоколи Х.25, Frame Relay, AAL5/ATM, IPX та ін. Структура повідомлень SIP не залежить від обраної транспортної технології. Але, в той же час, перевага надається технології маршрутизації пакетів IP та протоколу UDP. У цьому, щоправда, необхідно створити додаткові механізми надійної доставки сигнальної інформації. До таких механізмів відносяться повторна передача інформації при її втраті, підтвердження прийому та ін.
Тут слід відзначити те, що сигнальні повідомлення можуть переноситися як протоколом транспортного рівня UDP, а й протоколом TCP. Протокол UDP дозволяє швидше, ніж TCP, доставляти сигнальну інформацію (навіть з урахуванням повторної передачі непідтверджених повідомлень), а також вести паралельний пошук розташування користувачів і передавати запрошення до участі в сеансі зв'язку в режимі багатоадресного розсилки. У свою чергу протокол TCP спрощує роботу з міжмережевими екранами (firewall), а також гарантує надійну доставку даних. При використанні протоколу TCP різні повідомлення, що стосуються одного виклику, можуть передаватися по одному TCP-з'єднанню, або для кожного запиту і відповіді на нього може відкриватися окреме TCP-з'єднання. На рис. 3.13. показано місце, яке займає протокол SIP у стеку протоколів TCP/IP.
Рис. 3.13. Місце протоколу SIP у стеку протоколів TCP/IP
По мережі з маршрутизацією пакетів IP може передаватися інформація користувача практично будь-якого виду: мова, відео та дані, а також будь-яка їх комбінація, звана мультимедійною інформацією. При організації зв'язку між терміналами користувачів необхідно сповістити зустрічну сторону, якого роду інформація може прийматися (передатися), алгоритм її кодування та адресу, на яку слід передавати інформацію. Таким чином, однією з обов'язкових умов організації зв'язку за допомогою протоколу SIP є обмін між сторонами даними про їх функціональні можливості. З цією метою найчастіше використовується протокол опису сеансів зв'язку - SDP (Session Description Protocol). Оскільки протягом сеансу зв'язку може здійснюватись його модифікація, передбачена передача повідомлень SIP з новими описами сеансу засобами SDP.
Для передачі мовної інформації комітет IETF пропонує використовувати протокол RTP, але сам протокол SIP не виключає можливість застосування цих цілей інших протоколів.
Протокол SIP передбачає організацію конференцій трьох видів:
· за допомогою пристрою управління конференції (MCU), до якого учасники конференції передають інформацію в режимі крапка, а воно, у свою чергу, обробляє її (тобто змішує або комутує) і розсилає учасникам конференції;
· шляхом з'єднання кожного користувача з кожним у режимі точка-точка.
· Протокол SIP дає можливість приєднання нових учасників до існуючого сеансу зв'язку, тобто. двосторонній сеанс може перейти на конференцію.
· Слід зазначити те. що розроблено методи спільної роботи цього протоколу з перетворювачем мережевих адрес - Network Address Translator (NAT).
Адресація протоколу SIP
Для організації взаємодії з існуючими програмами IP-мереж та для забезпечення мобільності користувачів протокол SIP використовує адресу, подібну до адреси електронної пошти. Як адреси робочих станцій використовуються спеціальні універсальні покажчики ресурсів - URL (Universal Resource Locators), звані SIP URL.
SIP-адреси бувають чотирьох типів:
· Ім'я@домен;
· ім'я@хост,
· Ім'я@IР-адреса;
· № телефону @ шлюз.
Таким чином, адреса складається із двох частин. Перша частина – це ім'я користувача, зареєстрованого в домені або на робочій станції. Якщо друга частина адреси ідентифікує будь-який шлюз, то першою вказується телефонний номер абонента.
У другій частині адреси вказується ім'я домену, робочої станції чи шлюзу. Для визначення ІР-адреси пристрою необхідно звернутися до служби доменних імен - Domain Name Service (DNS). Якщо ж у другій частині SIP-адреси розміщується IP-адреса, то з робочою станцією можна безпосередньо зв'язатися.
На початку SIP-адреси ставиться слово, що вказує, що це SIP-адреса, т.к. бувають інші. Нижче наведено приклади SIP-адрес:
· sip: [email protected]
· sip: [email protected]
У своїй простій формі віртуальні приватні мережі з'єднують безліч віддалених користувачів або віддалені офіси з мережею підприємства. Схема з'єднання для зв'язку з відсутніми службовцями або з представництвами компанії в інших містах та країнах є дуже простою. Віддалений користувач надсилає інформацію в точку присутності місцевого сервіс-провайдера (ISP), потім дзвінок шифрується, проходить через Інтернет і з'єднується з сервером підприємства абонента. (Рис. 3.14.)
Таким чином, робота VPN заснована на формуванні тунелю між двома точками Інтернету. Зазвичай, у найпоширеніших випадках клієнтський комп'ютер встановлює з провайдером стандартне з'єднання РРР, після чого підключається через Інтернет до центрального вузла. При цьому формується канал VPN, що являє собою тунель, яким можна виробляти обмін даними між двома кінцевими вузлами. Цей тунель непрозорий для інших користувачів цього провайдера, включаючи самого провайдера.
Рис. 3.14. Схема організації VPN
Основною перевагою VPN перед виділеними каналами зазвичай називають збереження грошей компанії.
4.1. Техніко-економічне обґрунтування проекту
В Астраханському державному університеті існує мережа IP. Вона побудована з використанням маршрутизатора Cisco 3845 Series Integrated Services Routers та комутаторів Cisco Systems серії Catalyst 2950. Використання цього обладнання дозволяє організувати мережу передачі голосу та факсимільних даних по IP протоколу.
У зв'язку з підвищенням абонентської плати за використання телефонної мережі IP телефонія стає більш актуальним і вигідним варіантом передачі голосу і факсимільних даних.
Звичайні телефонні дзвінки вимагають розгалуженої мережі зв'язку телефонних станцій, пов'язаних закріпленими телефонними лініями, підведення волоконно-оптичних кабелів та супутників зв'язку. Високі витрати телефонних компаній призводять для нас до дорогих міжміських розмов. Виділене підключення телефонної станції також має багато надмірної продуктивності або часу простою протягом мовного сеансу.
Інтернет-телефонія частково ґрунтується на існуючій мережі закріплених телефонних ліній. Але головне, вона використовує передову технологію стиснення наших голосових сигналів, і повністю використовує ємність телефонних ліній. Тому пакети даних від різних запитів, і навіть різні їх типи, можуть переміщатися по одній і тій же лінії одночасно.
Зменшення витрат, пов'язаних із переміщенням працівників. Користувачі можуть переміщатися з одного місця на інше у межах компанії; Щоб розпочати роботу на новому місці, їм потрібно просто зареєструватися в системі, використовуючи IP-телефон Cisco. Далі цього телефону надаються установки користувача та його телефонний номер.
Першим із економічних чинників є економія на міжміських та міжнародних телефонних розмовах за рахунок передачі голосового трафіку через глобальні мережі передачі даних. У більш тривалій перспективі серйозними факторами скорочення витрат стають об'єднання функцій управління всіма з'єднаннями для виходу в глобальні мережі, використання Інтернету, комутація локальних та міжнародних телефонних розмов через єдиний маршрутизатор/голосовий шлюз.
Економічним стимулом є скорочення витрат на придбання та обслуговування обладнання. Технологія передачі розвивається набагато швидше, ніж індустрія телефонних станцій. Життєвий цикл товару у мережевий промисловості становить близько півтора року і натомість щорічного зниження вартості самого мережевого устаткування. Імовірний еволюційний шлях продуктів IP-телефонії не відхилятиметься від шляху розвитку обладнання для передачі даних. Йдеться про поступове зниження цін, зростання функціональності за рахунок високорівневої інтеграції продуктів та впровадження технологій наступного покоління. Ці фактори ведуть до зниження вартості володіння системами IP-телефонії значно нижчого рівня, ніж у випадку традиційних систем телефонії.
У таблиці представлені основні показники порівняльного аналізу базового та впроваджуваного варіантів. Дані міжміських переговорів було взято за місяць і складено з телефонних послуг компаніями ЮТК і Астел. (Табл. 4.1)
Таблиця 4.1.
Зведена таблиця цін необхідного обладнання даного проекту
Таблиця 4.2.
Основні показники порівняльного аналізу варіантів
Процес застосування складається з наступних кроків:
Встановлення програмного забезпечення Cisco CallManager на маршрутизатор Cisco 3845 та налаштування цієї програми для забезпечення маршрутизації голосової інформації між номерами абонентів.
Так як основа (IP мережа) для IP телефонії існує і добре організована, це дозволить знизити витрати на придбання дорогого обладнання та залучення спеціалістів для налаштування обладнання.
Таким чином, реалізація даного проекту дозволить значно зменшити витрати робочого часу на організаційні питання, а отже, підвищити продуктивність праці та економічну ефективність проведених робіт (табл. 4.2).
Таблиця 4.3.
Вихідні дані для розрахунку
Сукупність капітальних вкладень у проект розраховується за формулою 4.1:
К = Коб + Кпр (4.1)
К – капітальні витрати;
Коб - вартість устаткування, що встановлюється;
Кпр - вартість програмних продуктів, що купуються.
Таблиця 4.4
Зведена таблиця капітальних та експлуатаційних витрат
Формула сукупних витрат може бути подана формулою 4.2:
Зп = З + А + Спо + Соб (4.2)
Зп – вести персоналу, зайнятого обслуговуванням програмного чи технічного кошти, з відрахуваннями на соціальні потреби;
А - Витрати на амортизацію обладнання (апаратних засобів), програмного забезпечення;
З - зарплата обслуговуючого персоналу;
СПО – вартість програмного забезпечення;
Соб - вартість обладнання.
Зп = 82560 + 5695,97 + 860 + 18600 = 107715,97
Оскільки працівники виконують поставлене завдання щомісяця в рівних обсягах планованого часу, то річна заробітна плата працівника розраховується за формулою 4.3:
ЗПг = ЗПм * 12 (4.3)
ЗПмес = 5695,97 руб
Амортизація (А) становить 12.5% від балансової вартості технічних засобів (формула 4.4). В університеті балансова вартість коштів становить 82 560 руб. Отже, амортизація протягом місяця становить: А = 860 крб.
А = К про * 12% (4.4)
Оскільки університет є некомерційною організацією і для нього є досить проблематичним підрахунок прибутку від його діяльності, для розрахунку економічної ефективності використовуватиметься зниження вартості міжміських переговорів.
За рахунок використання IP телефонії спрощується адміністрування маршрутизації дзвінків (табл. 4.5.)
Таблиця 4.5
Потенційний ефект застосування проекту
| Сфера впливу | Дає можливість здійснювати міжміські та міжнародні телефонні дзвінки з телефонів ЦАТС АГУ та з IP телефонів ЛОМ АГУ |
| управління | Зменшення витрат на міжміські та міжнародні переговори Посилення контролю за переговорами Простота налаштування маршрутизації дзвінків |
| Інформаційна система | Удосконалення структури потоків інформації Згодом заміна телефонної мережі, що призводить до зменшення морального застаріння технології та обладнання Обміну інформації через мережу. |
Для визначення річного економічного ефекту, досягнутого за рахунок впровадження проекту, розрахуємо вартість зекономлених ресурсів (формула 4.5):
E = Пб - Пп (4.5)
Е – економічний ефект;
Пб - Витрати на телефонні переговори базового варіанту;
Пп – витрати на телефонні переговори проектованого варіанта
Е = 45699,87 – 10820,76 = 34879,11 руб
Термін окупності даного проекту дорівнює:
107715,97/34879,11 = 3,09 округляємо у велику сторону 4 місяці або 1/3 роки
Проведений аналіз економічного та соціального ефекту від запровадження даного проекту показує, що його застосування є досить ефективним. Оплата за міжміські та міжнародні переговори зменшується в 3,44 рази, що в абсолютному вираженні дозволяє заощаджувати в середньому 34 879,11 руб. у місяць. При використанні цього проекту економічний ефект досягається за рахунок низьких тарифів міжміських та міжнародних дзвінків, використання вже існуючої IP мережі та комутаційного обладнання.
У міру початку комплексної автоматизації виробництва зростає роль людини як суб'єкта праці та управління. Людина відповідає за ефективну роботу всієї технічної системи і допущена ним помилка може призвести у деяких випадках до дуже тяжких наслідків.
Ергономіка займається комплексним вивченням та проектуванням трудової діяльності з метою оптимізації знарядь, умов та процесу праці, а також професійної майстерності.
Її предметом є трудова діяльність, а об'єктом дослідження – системи “людина – знаряддя праці – предмет праці – виробниче середовище”.
Ергономіка належить до тих наук, які можна розрізняти за предметом і специфічним поєднанням методів, що застосовуються в них. Вона значною мірою використовує методи досліджень, що склалися у психології, фізіології та гігієні праці. Проблема полягає в координації різних методичних прийомів при вирішенні того чи іншого ергономічного завдання, у подальшому узагальненні та синтезуванні отриманих за їх допомогою результатів. У ряді випадків цей процес призводить до створення нових методів досліджень в ергономіці, відмінних від методів дисциплін, на які вона виникла.
Ергономічний підхід до вивчення трудової діяльності не дублює досліджень, що проводяться у сфері психології, фізіології та гігієни праці, але спирається на них та доповнює їх.
Комплексний підхід, притаманний ергономіки, дозволяє отримати всебічне уявлення про трудовий процес і цим відкриває широкі можливості його вдосконалення. Саме ця сторона ергономічних досліджень представляє особливу цінність для наукової організації праці, при якій практичному впровадженню конкретних заходів передує ретельний науковий аналіз трудових процесів та умов їх виконання, а самі практичні заходи базуються на досягнення сучасної науки та передової практики.
Використання результатів ергономічних досліджень у практику дає відчутний соціально-економічний ефект. Як вітчизняний, і зарубіжний досвід застосування ергономічних вимог свідчить у тому, що зумовлює суттєвого підвищення продуктивність праці. При цьому грамотний облік людського фактора є не разовим джерелом підвищення, а постійним резервом збільшення ефективності громадського виробництва.
Експлуатація має відбуватися у приміщенні з ВДТ та ПЕОМ. Для забезпечення оптимальних параметрів мікроклімату необхідно, щоб температура в приміщенні була в межах 18-22 градусів за Цельсієм, відносна вологість була не менше 31-39% і швидкість руху повітря не більше 0,1 м/c.
Для підвищення вологості повітря в приміщеннях з ВДТ та ПЕОМ слід застосовувати зволожувачі повітря, що заправляються щоденно дистильованою або кип'яченою питною водою. Приміщення з ВДТ та ПЕОМ періодично мають бути провітряні, що забезпечує покращення якісного складу повітря, у тому числі і аероіонний режим. Рівні позитивних та негативних аероіонів у повітрі приміщень з ВДТ та ПЕОМ повинні відповідати нормам: за оптимального рівня це має становити n+: 1500-3000 та n-: 300-5000 число іонів на 1 см. куб. повітря. Приміщення з ВДТ та ПЕОМ повинні обладнуватися системами опалення, кондиціонування повітря або ефективною припливно-витяжною вентиляцією. Розрахунок повітрообміну слід проводити за теплонадлишком від машин, людей, сонячної радіації та штучного освітлення.
Поверхня підлоги в приміщеннях експлуатації ВДТ і ПЕОМ повинна бути рівною, без вибоїн, неслизькою, зручною для очищення та вологого прибирання, мати антистатичні властивості, небажано використання килимових покриттів.
При виконанні основної роботи на ВДТ та ПЕОМ у приміщенні рівень шуму на робочому місці не повинен перевищувати 50 дБА, вібрація на робочому місці не повинна перевищувати допустимі норми вібрації. Знизити рівень шуму в приміщенні з ВДТ і ПЕОМ можна використанням звукопоглинаючих матеріалів з максимальними коефіцієнтами звукопоглинання в області частот 63 - 8000 Гц для обробки приміщень (дозволених органами та установами Держсанепіднагляду Росії), підтверджених спеціальними акустичними розрахунками. Додатковим звукопоглинанням служать однотонні завіси із щільної тканини, що гармонують із забарвленням стін та підвішені у складку на відстані 15 - 20 см від огорожі. Ширина завіси повинна бути в 2 рази більша за ширину вікна.
Штучне освітлення у приміщеннях експлуатації ВДТ та ПЕОМ має здійснюватися системою загального рівномірного освітлення. Освітленість на поверхні столу в зоні розміщення робочого документа має бути 300 – 500 лк. Допускається встановлення світильників місцевого освітлення для підсвічування документів. Місцеве освітлення не повинно створювати відблисків на поверхні екрана та збільшувати освітленість екрана більше 300 лк.
Слід обмежувати пряму блискітність від джерел освітлення, при цьому яскравість поверхонь, що світяться (вікна, світильники та ін.), що знаходяться в полі зору, повинна бути не більше 200 кд/кв. м. Слід обмежувати відбиту блискітку на робочих поверхнях (екран, стіл, клавіатура та ін.) за рахунок правильного вибору типів світильників та розташування робочих місць по відношенню до джерел природного та штучного освітлення, при цьому яскравість відблисків на екрані ВДТ та ПЕОМ не повинна перевищувати 40 кд/кв. м та яскравість стелі при застосуванні системи відбитого освітлення не повинна перевищувати 200 кд/кв. м. Показник засліпленості для джерел загального штучного освітлення у приміщеннях для роботи з ВДТ та ПЕОМ – не більше 25. Слід обмежувати нерівномірність розподілу яскравості в полі зору користувача ВДТ та ПЕОМ, при цьому співвідношення яскравості між робочими поверхнями не повинно перевищувати 3:1 – 5 :1, а між робочими поверхнями та поверхнями стін та обладнання - 10: 1. Як джерела світла при штучному освітленні повинні застосовуватися переважно люмінесцентні лампи типу ЛБ. Допускається застосування ламп розжарювання у світильниках місцевого освітлення.
Загальне освітлення слід виконувати у вигляді суцільних або уривчастих ліній світильників, розташованих збоку від робочих місць, паралельно лінії зору користувача при рядному розташуванні ВДТ та ПЕОМ. Застосування світильників без розсіювачів та екрануючих решіток не допускається. Яскравість світильників загального освітлення в зоні кутів випромінювання від 50 до 90 градусів з вертикаллю в поздовжній та поперечній площинах повинна становити не більше ніж 200 кд/кв. м, захисний кут світильників має бути не менше 40 градусів. Світильники місцевого освітлення повинні мати відбивач, що не просвічує, із захисним кутом не менше 40 градусів. Для забезпечення нормованих значень освітленості в приміщеннях використання ВДТ та ПЕОМ слід проводити чищення скла віконних рам та світильників не рідше двох разів на рік та проводити своєчасну заміну ламп, що перегоріли.
Робочі місця з ВДТ та ПЕОМ по відношенню до світлових прорізів повинні розташовуватися так, щоб природне світло падало збоку, переважно зліва (рис. 5.1.).
Рис. 5.1. Розташування комп'ютерів щодо світлопройомів
Віконні отвори в приміщеннях використання ВДТ і ПЕОМ повинні бути обладнані регульованими пристроями типу жалюзі, завіс, зовнішніх козирків та ін. око.
Режими праці та відпочинку при роботі з ПЕОМ та ВДТ повинні організовуватися залежно від виду та категорії трудової діяльності.
Види трудової діяльності поділяються на 3 групи:
група А - робота з зчитування інформації з екрана ВДТ або ПЕОМ із попереднім запитом;
група Б - робота щодо введення інформації;
група В - творча робота у режимі діалогу з ЕОМ.
При виконанні протягом робочої зміни робіт, що належать до різних видів трудової діяльності, за основну роботу з ПЕОМ та ВДТ слід приймати таку, що займає не менше 50% часу протягом робочої зміни або робочого дня.
Для видів трудової діяльності встановлюється 3 категорії тяжкості та напруженості роботи з ВДТ та ПЕОМ (додаток №15) СанПіН 2.2.2./2.4 1340-03.
Для персоналу, який обслуговує робочий процес у приміщеннях з ВДТ та ПЕОМ, тривалість роботи не повинна перевищувати 6 годин на день.
Для забезпечення оптимальної працездатності та збереження здоров'я професійних користувачів протягом робочої зміни повинні встановлюватися регламентовані перерви.
Час регламентованих перерв протягом робочої зміни слід встановлювати залежно від її тривалості, виду та категорії трудової діяльності.
Тривалість безперервної роботи з ВДТ без регламентованої перерви має перевищувати 2 годин.
Під час регламентованих перерв з метою зниження нервово-емоційної напруги, втоми зорового аналізатора, усунення впливу гіподинамії та гіпокінезії, запобігання розвитку познотонічної втоми доцільно виконувати комплекси вправ.
З метою зменшення негативного впливу монотонії доцільно застосовувати чергування операцій осмисленого тексту та числових даних (зміна змісту робіт), чергування редагування текстів та введення даних (зміна змісту роботи).
У разі виникнення у працюючих з ВДТ та ПЕОМ зорового дискомфорту та інших несприятливих суб'єктивних відчуттів, незважаючи на дотримання санітарно-гігієнічних, ергономічних вимог, режимів праці та відпочинку, слід застосовувати індивідуальний підхід в обмеженні часу робіт з ВДТ та ПЕОМ корекцію тривалості перерв для відпочинку або проводити зміну діяльності на іншу, не пов'язану з використанням ВДТ та ПЕОМ.
Працюючим на ВДТ та ПЕОМ з високим рівнем напруженості під час регламентованих перерв та наприкінці робочого дня показано психологічне розвантаження у спеціально обладнаних приміщеннях (кімната психологічного розвантаження).
Конструкція робочого столу повинна забезпечувати оптимальне розміщення на робочій поверхні використовуваного обладнання з урахуванням його кількості та конструктивних особливостей (розмір ВДТ та ПЕОМ, клавіатури, пюпітру та ін.), характеру виконуваної роботи. У цьому допускається використання робочих столів різних конструкцій. Конструкція робочого випорожнення повинна забезпечувати підтримання раціональної робочої пози при роботі на ВДТ та ПЕОМ, дозволяти змінювати позу з метою зниження статичної напруги м'язів шийно - плечової області та спини для попередження розвитку втоми. Тип робочого випорожнення повинен вибиратися залежно від характеру та тривалості роботи з ВДТ та ПЕОМ з урахуванням зростання користувача. Поверхня сидіння, спинки та інших елементів стільця (крісла) повинна бути напівм'якою, з нековзним, неелектризується і повітропроникним покриттям, що забезпечує легке очищення від забруднення.
Екран монітора повинен знаходитися від очей користувача на оптимальній відстані 600 - 700 мм, але не ближче 500 мм з урахуванням розмірів алфавітно-цифрових знаків та символів. Рекомендується тримати монітор на відстані витягнутої руки. Робочий стіл повинен мати простір для ніг заввишки не менше 600 мм, шириною – не менше 500 мм, глибиною на рівні колін – не менше 450 мм та на рівні витягнутих ніг – не менше 650 мм (рис. 5.2 та 5.3.).
Рис. 5.2. Правильна та неправильна пози за комп'ютером
Рис. 5.3. Правильна позиція за комп'ютером
Неправильне положення рук під час друку на клавіатурі призводить до хронічного розтягування пензля. Важливо не стільки відсунути клавіатуру від краю столу і оперти кисті про спеціальний майданчик, скільки тримати лікті паралельно поверхні столу та під прямим кутом до плеча. Клавіатура повинна розташовуватися за 10-15 см (залежно від довжини ліктя) від краю столу. У цьому випадку навантаження припадає не на кисть, в якій вени та сухожилля знаходяться близько до поверхні шкіри, а на більш "м'ясисту" частину ліктя. Також необхідно дотримуватися оптимального режиму роботи (рис. 5.4.)
Рис. 5.4. Положення зап'ястя та кисті при роботі на клавіатурі
Для зниження впливу електромагнітного випромінювання необхідно те, що схеми розміщення робочих місць з ВДТ та ПЕОМ повинні враховувати відстані між робочими столами з відеомоніторами (у напрямку тилу поверхні одного відеомонітора та екрана іншого відеомонітора), що має бути не менше 2,0 м, а відстань між бічними поверхнями відеомоніторів - не менше 1,2 м. (рис.5.5.) Також враховується режим роботи та розташування ЕОМ відносно один одного. Розташування ЕОМ у приміщенні має відповідати Санітарним нормам, тобто. необхідно розташовувати ЕОМ до стіни задньою частиною. Напруженість електромагнітного поля на відстані 50 см. Навколо ВДТ за електричною складовою має бути не більше: у діапазоні частот 5 Гц – 2 кГц близько 25В/м. Щільність магнітного потоку має бути в діапазоні частот 5 Гц - 2 кГц трохи більше 250 нТл. Поверхневий електростатичний потенціал не повинен перевищувати 500 Ст.
Рис. 5.5. Розташування комп'ютерів у приміщенні відносно один одного
Необхідно використовувати техніку, що пройшла сертифікацію та відповідає стандартам захисту від впливу електричних та магнітних полів, таких як ТСО-92, ТСО-95, ТСО-99, ТСО-2003; мінімально допустимою частотою оновлення зображення на екрані монітора є частота 75 Гц при роздільній здатності екрана 800*600 пікселів (або 640*480 пікселів). Також потрібно дотримуватися оптимальної відстані до ЕОМ (рис. 4.5.).
Приміщення, де застосовуються ЕОМ, відносяться до приміщень з підвищеною небезпекою, так як у приміщенні є можливість ураження електричним струмом.
Небезпека виникає тоді, коли одночасно людина торкається заземлених металоконструкцій, з одного боку і металевих корпусів електрообладнання, з іншого.
Для забезпечення електробезпеки застосовується захисне заземлення, яке підключається до ЕОМ. Так як побутова електрична мережа з напругою 1000 В, захисне заземлення застосовується в трифазних мережах змінного струму з ізольованим нетраллю.
Захисне заземлення використовується для того, щоб не виникало різниці потенціалів між комп'ютером і периферійними пристроями, роздільно підключеними до електромережі, а також між двома сусідніми персональними комп'ютерами. Що особливо важливо у разі роботи у приміщенні досить великої кількості користувачів.
Необхідно вжити заходів щодо запобігання доступу користувачів до частин комп'ютера, що знаходяться під небезпечною напругою, захисним корпусом. Потрібен контроль за станом ізоляції. Роботу з ремонту комп'ютера слід виконувати лише особам, які мають відповідну підготовку та пройшли інструктаж з техніки безпеки.
Приміщення з ПЕОМ відносяться до приміщень з пожежонебезпечністю категорії В. У цих приміщеннях дуже висока щільність розміщення електроспоживаючої техніки. У безпосередній близькості один від одного розташовуються з'єднувальні дроти та комунікаційні кабелі. При протіканні ними електричного струму може виділятися значна кількість теплоти, що може призвести до підвищення температури до 90-1200С. При цьому можливе оплавлення ізоляції з'єднувальних проводів, їх оголення і, як наслідок, коротке замикання, що супроводжується іскрінням, веде до швидкого нагрівання та перевантаження електричних мереж. Це може спричинити загоряння прилеглих легкозаймистих речовин.
З метою забезпечення пожежної безпеки локальні комп'ютерні мережі та електропроводка виготовлені з проводів, що погано запалюються. Проводка здійснена по негорючих конструкціях і захищена зверху сталевою трубою. Як первинні засоби пожежогасіння в приміщенні є вогнегасник. Регулярна технічна профілактика включає огляд проводки. Ведеться журнал з техніки безпеки, проводиться інструктаж перед початком роботи з ПЕОМ. Приміщення обладнане пожежною сигналізацією із розрахунку 1 на 15м2. Планування робочих місць продумане таким чином, щоб забезпечити легкий доступ користувачів до своїх робочих місць і запобігти можливості перекидання моніторів та іншого обладнання під час евакуації, а також виключити можливість травматизму та нещасних випадків під час експлуатації.
Висновок
Завдяки опису в даному розділі заходів з безпеки праці ефективність впровадження результатів даного проекту буде вищою.
За час дипломного проектування було проведено наступну роботу :
· Вивчено локальна обчислювальна мережа АМУ.
· Проаналізовано ринок IP телефонії. Вибрані пристрої, необхідні для організації IP телефонії.
· Виходячи з критеріїв ціни та якості послуг IP телефонії, що надаються, був обраний оператор SIPNET.
· Вивчені варіанти з'єднання та налаштування ЦАТС з маршрутизатором Cisco 3845.
· Розроблено структурну схему організації IP телефонії.
· Розроблено структурну схему підключення маршрутизатора Cisco 3845 до цифрової АТС ТОС 120.
Для впровадження цього проекту необхідно придбати:
· Модуль із портом E1 для підключення цифрової АТС до маршрутизатора Cisco 3845.
· Cisco Call Manager програмне забезпечення для налаштування IP телефонії.
· IP телефони
Під час вивчення проекту було виділено основні характеристики економічного обгрунтування впровадження цього проекту:
· Економія на міжміських та міжнародних телефонних розмовах.
· Виходить за рахунок передачі телефонних розмов через глобальні мережі передачі даних, де немає тарифів, що жорстко регулюються телекомунікаційними компаніями. У більш довгостроковій перспективі серйозними чинниками скорочення витрат стають консолідація управління всіма з'єднаннями виходу глобальні мережі, комутація всіх телефонних розмов через єдиний голосовий шлюз.
· Швидка окупність капітальних витрат. Це пов'язано, перш за все, з поступовим зниженням ціни на обладнання для IP-телефонії та з появою програмного забезпечення, яке значно дешевше, ніж аналогічне програмне забезпечення для звичайних телефонних станцій.
· Скорочення витрат на адміністрування. Тепер замість двох мереж даних використовується лише одна, відповідно скорочується кількість персоналу, що займається обслуговуванням ІТ-інфраструктури. Більше того, навчання персоналу служб автоматизації не вимагатиме значних ресурсів, тому що при керуванні IP-телефонною станцією використовується те ж програмне забезпечення для віддаленого адміністрування з вікна Web-браузера, що і при керуванні іншими пристроями. Співробітники інформаційних служб добре знайомі з цим програмним забезпеченням, на відміну від програмного забезпечення для управління існуючими цифровими АТС.
· Об'єднання голосового зв'язку з програмними програмами для ПК. Internet, що є публічною IP-мережею, забезпечить користувачів одночасним доступом до інформації та голосовим службам, заснованим на системах IP-телефонії. Додаткові функції, які виникли в інфраструктурі звичайної телефонії, наприклад голосова пошта, автоматична довідкова, інтерактивний автовідповідач, стануть програмними програмами та взаємодіятимуть зі звичайними програмами для зберігання та обробки даних. Це знизить витрати на впровадження та одночасно забезпечить нові важливі функціональні можливості, що виникли за рахунок інтеграції.
Ітература
1. Бакланов І.Г. ISDN та IP-телефонія / Вісник зв'язку, 1999 №4.
2. Брау Д. Настає рік стандарту Н.323? / Мережі та системи зв'язку, №14.
3. Варакін Л. Телекомунікаційний феномен Росії / Вісник зв'язку International, 1999 №4.
4. Варламова Є. IP-телефонія у Росії / Connect. Світ зв'язку, 1999 №9.
5. Вендров А.М. CASE-технології. Сучасні методи та засоби проектування інформаційних систем. - М.: Фінанси та статистика, 1998. - 176 с.
6. Вендров А.М. Практикум із проектування програмного забезпечення економічних інформаційних систем: Навч. допомога. – М.: Фінанси та статистика, 2002. – 192 с.: іл.
7. Габбас Ю.Ф. Internet 2000. - СПб.: БХВ - Санкт - Петербург, 2000.
8. Гольдштейн Б.С. Сигналізація у мережах зв'язку. Том 1. М: Радіо і зв'язок, 1998.
9. Гольдштейн Б.С., Ехрієль І.М., Рерле Р.Д. Інтелектуальні мережі. М: Радіо і зв'язок, 2000.
10. Євсюков К.М., Колін К.К. Основи проектування інформаційно-обчислювальних систем. - М: Статистика, 1977.
11. Інформаційна технологія. Комплекс стандартів та керівних документів на автоматизовані системи: (Збірник): ГОСТ 34.003 – 90, РД 50 – 680 – 88, РД 50 – 682 – 89, ГОСТ 34. 201 – 89 – ГОСТ 34.602.89 – М.: З.: стандартів, 1992. – 150 с.
12. Кон А.І. Секрети Інтернету. вид. Ростов н/Д: "Фенікс", 2000.
13. Кузнєцов А.Є., ПінчукА. В., Суховицький О.Л. Побудова мереж IP-телефонії / Комп'ютерна телефонія, 2000, №6.
14. Кузнєцов С.Д. Проектування та розробка корпоративних інформаційних систем. Центр інформаційних технологій. М.: МДУ, 1998 - http://www.citforum.ru/cfin/prcorpsys/
15. Кульгін М. Технології корпоративних мереж. Вид. "Пітер", 1999.
16. Лазуткіна Є.А. Методичні вказівки щодо виконання курсового проекту. Астрахань: АГУ, 2006 – http://www.ido.aspu.ru
17. Леонтьєв В.П. Персональний комп'ютер: Універсальний довідник користувача. М: 2000
18. Ломакін Д. Технічні рішення IP-телефонії/Мобільні системи, 1999 №8.
19. Могильов А.В. Пак Н.І. Хеннер Є.К. Інформатики. М: вид. "Академія", 2001
20. Мюнх Б., Скворцова С. Сигналізація у мережах IP-телефонії. - Частина I, II/Мережі та системи зв'язку, 1999. - №13 (47), 14 (48).
21. Сіліч В.А. Змістові моделі систем та їх використання під час проектування АСУ. - Томськ: Вид-во ТГУ, 1984. - 115 с.
22. Симонович С. Євсєєв Г. Новий самовчитель для роботи в Internet. М: вид. "ДЕС КОМ", 2000.
23. Стіф Мак-Квері, Келлі Мак-Грю, Стефан Фой. Передача голосових даних по мережах Cisco Frame Realy, ATM та IP М. Видавничий дім "Вільямс", 2002 - 506с.
24. Тіорі Т., Фрей Дж. Проектування структур баз даних. У двох книжках. М: Мир, 1985
25. Вілліс Д. Інтеграція мови та даних. На початку довгого шляху./Мережі та системи зв'язку, 1999. - №16.
26. Фігурнов В. Е. IBMPC для користувача. Короткий курс - М.: ІНФРА - М, 1999.
27. Шафрін Ю.А. Інформаційні технології. М: вид. ЛБЗ, 2001
28. Шнепс-Шнеппе М.А. Інтелектуальні послуги – це ДВО/Інформ – кур'єр-зв'язок, 2000 – №9.
Телефон BQ: відгуки покупців
Послуга «Скрізь як удома» від МТС: підключення та відключення
Що таке VoLTE у смартфоні?
Все про бонусні бали Теле2 Бонусна програма свої теле2
МТС пропонує додаткові хвилини для тарифів Додатковий пакет 200 хвилин
Як відключити додаткові хвилини на МТС
Як витратити бонуси "Білайн" "Щасливий час"?