ІР-телефонія. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

ІР-телефонія. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / телефонія

Коментарі до статті

У статті наводиться технічна інформація про загальні принципи голосового зв'язку через Інтернет та способи надання телефонних послуг .

Технологія IP-телефонії (Voice over Internet Protocol - VoIP) надає можливість передачі телефонних дзвінків через Інтернет, т. е. є технологією доставки мовного трафіку як реального часу. Здійснюється це з мереж передачі даних за допомогою транспортних механізмів, що оперують пакетами. Основна перевага технології полягає у тому. що її застосування дозволяє не лише знизити витрати, а й поєднати в одній мережі передачу голосу та даних. Алгоритми стиснення інформації, що використовуються при цьому, значно зменшують її обсяг, і тим більш ефективно використовується смуга пропускання.

В IP-телефонії застосовуються дві базові схеми зв'язку. Перша з них передбачає, що всі необхідні програмно-апаратні засоби, що здійснюють оцифрування, стиснення, пакетизацію та відтворення аудіосигналу, мають бути встановлені на персональних комп'ютерах. У цьому випадку для спілкування абонентів потрібні не телефонні апарати, а навушники з мікрофоном. Для встановлення зв'язку потрібні лише IP-адреси комп'ютерів абонентів.

При другій схемі зв'язку користувач дзвонить за звичайним телефонним апаратом, а для зв'язку ТФОП з Інтернетом використовується спеціальне обладнання - телефонний шлюз (Internet Telephony Gateway). Це обладнання перетворює аналогову форму інформації на цифрову, організує з неї послідовність пакетів у форматі Інтернету, передає їх у мережу, а також приймає зворотні пакети, перетворюючи їх на аналогову форму. Крім того, телефонний шлюз забезпечує реалізацію інтерфейсу з ТФОП, генерацію сигналів абонентської сигналізації, з'єднання та роз'єднання абонентів.

У IP-телефонії найважливіше значення набуває високонадійне з'єднання, здатне підтримувати передачу мови як реального часу. Це означає, що передача від абонента до абонента має відбуватися із мінімальними затримками.

Сучасні телефонні системи застосовують цифрову передачу та комутацію. Тим часом, відомо, що абонентські лінії, як правило, аналогові. Отже, тут потрібне відповідне перетворення сигналів. Зазвичай воно здійснюється на місцевій телефонній комутаційній станції, але цю функцію може виконувати і служба, що знаходиться ближче до користувача, наприклад, якщо цифрова передача використовується у мережі локального доступу.

Передача по телефонній лінії базується на простому оцифруванні мовлення із застосуванням стандартів, розроблених у 60-х роках. Для мовного сигналу у смузі від 300 Гц до 3,1 кГц застосовується дискретизація зі швидкістю 8000 відліків за секунду та 8-бітове кодування кожного відліку. Таким чином, кожен мовний канал вимагає 64 кбіт/с. Тридцять таких мовних каналів поєднуються з каналами кадрової синхронізації та сигналізації, утворюючи стандартний цифровий потік 2048 кбіт/с, який зазвичай називають 2 Мбіт потоком, або Е1.

Затримки передачі в існуючій ТФОП дуже малі, при цьому виникають вони в основному при стисненні мови та використання супутникових ліній. Якщо затримки перевищують 400 мс, це помітно погіршує якість звуку.

Розробка потужних методів стиснення мови зменшує потрібну частотну смугу. Це істотно для систем, де вартість смуги частот дуже висока, наприклад, у стільниковому радіозв'язку. Крім того, немає потреби передавати сигнал під час мовних пауз, коли один абонент слухає іншого. Швидкість передачі 5 кбіт/с забезпечує таку ж мову, як і стандартні цифрові лінії при загальній швидкості близько 2,5 кбіт/с з урахуванням інтервалів мовчання. Алгоритми стиснення, що застосовуються, засновані на дискретизації та порівнянні сусідніх відліків мови, тому вводиться деяка затримка. Для кращого розпізнавання мови потрібно також ефективне ехопридушення. Використання пакетної передачі, такої як IP-передача, ідеально для перенесення мови в цій формі за умови, що обробка включається ряд особливостей.

Загальну затримку передачі між абонентами слід підтримувати у межах. Необхідно також мінімізувати коливання затримок, інакше якість мови, що відтворюється, буде погіршуватися. Затримку обробки при стисканні мови потрібно враховувати у загальній затримці передачі. Потрібно вживати спеціальних заходів для служб передачі даних у смузі тональних частот, наприклад, щодо модемного або факсимільного трафіку, оскільки алгоритми стиснення мови погано підходять для обробки цих сигналів. Будь-яке, навіть незначне порушення у передачі неминуче відчувається на приймальній стороні, призводить до спотворення інформації, що передається.

Однак, оскільки йдеться про систему передачі даних, сигнали згаданих вище служб можуть бути передані більш відповідним способом. Тут також потрібні спеціальні заходи для забезпечення високоякісної передачі будь-яких необхідних сигналів фіксованих частот. Здебільшого це стосується сигналів тонового набору номера DTMF від абонентського телефону. Навіть якщо зараз ці сигнали не використовуються при наборі номера, то згодом вони зможуть часто застосовуватися, коли будуть задіяні автоматичні системи дзвінка.

Мережа Інтернет створювалася для пакетну передачу даних між комп'ютерами, де негаразд важливі затримки передачі і відносні затримки між пакетами. Оскільки робота комп'ютерів заснована на внутрішній обробці відповідно до механізмів черг, то вони можуть обробляти пакети під час їх надходження. Відрізняються і механізми маршрутизації у ТФОП та в Інтернеті. Таким чином, відмінності є і в тому, як пакети передаються та як вони маршрутизуються. Ці обставини повинні враховуватись, коли розглядається питання, як використовувати Інтернет для мовних послуг. Слід пам'ятати, що мережу спроектовано для систем даних. Наприклад, якщо в e-mail потрібно кілька годин на доставку інформації, це цілком прийнятно для одержувача.

При вирішенні проблем, пов'язаних із передачею мови, в Інтернеті прийнято стратегію надання послуг з різною якістю (Grades of Service), відповідно до якої певні пакети (у даному випадку ті, які пов'язані з передачею мови) обробляються в пріоритетному порядку. За це, звісно, користувачам Інтернету доведеться вносити додаткову плату.

Інтернет є невизначеною масою використовуваного обладнання, збільшення якої триватиме. Для поширення нових послуг про даний час вже розробляються стандарти, але прогрес все ж таки буде пов'язаний з модернізацією обладнання його постачальниками. Наприклад, специфікації для кабельних модемів включають детальні вимоги на рівні якості послуг (Quality of Service -QoS). Розробляються також засоби, що дозволять операторам вимірювати дійсні рівні обслуговування. Тут слід зазначити, що вимоги щодо підвищення його якості пов'язані з подальшим розвитком Інтернету. Посилені вони і з появою спеціального обладнання для контролю якості зв'язку. Вже розроблено монітор, який дозволяє стежити за використанням ресурсів мережі (у випадку, якщо це роблять кілька провайдерів). На ринку обладнання з'явилися і засоби управління мережею для вирівнювання трафіку та його перерозподіл між волоконно-оптичними трактами.

Більшості користувачів IP-телефонією відомий, наприклад, такий її додаток, як надання міжміського та міжнародного телефонного зв'язку. Передбачається, що надалі зростатиме популярність та інших додатків, зокрема такої, яка дозволить абонентам приймати телефонні дзвінки під час роботи в Інтернеті. При надходженні виклику на зайнятий номер АТС переадресує його на шлюз IP-телефонії, який доведе виклик до абонента по IP-мережі, а спеціальне програмне забезпечення повідомить про це. Абонент у цьому випадку вирішує сам, відповідати йому на дзвінок чи ні. Для повсюдного застосування подібної послуги в Росії необхідно вирішити одну проблему, але вона є досить серйозною: всі кінцеві станції повинні підтримувати функцію переадресації виклику.

Автор: К.Сенвік, м.Лондон, Великобританія

Дивіться інші статті розділу телефонія.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Фантомні зображення молекул 19.12.2020

Інженери та вчені з Національної лабораторії Брукхейвена спроектували та створили новий рентгенівський мікроскоп, який використовує у своїх інтересах дивні особливості таємничого світу квантової фізики. Завдяки цьому новий мікроскоп дозволяє отримувати "фантомні зображення" біомолекул у високій роздільній здатності, піддаючи їх нижчій дозі згубного випромінювання.

Рентгенівські мікроскопи є дуже корисними інструментами, коли справа стосується отримання знімків у високій роздільній здатності різних молекул, матеріалів тощо. Однак досить високий рівень жорсткого рентгенівського випромінювання зазвичай завдає шкоди і є згубним для досліджуваних зразків, якщо цими зразками є віруси, бактерії та клітини живих тканин. Зменшення дози випромінювання є одним із шляхів вирішення цієї проблеми, але небажаним побічним ефектом від цього є зниження роздільної здатності знімків.

У традиційних рентгенівських мікроскопах використовується один промінь фотонів, який проходить крізь досліджуваний зразок і потрапляє на датчик нижче. У новому квантовому мікроскопі промінь рентгена розділиться на два промені і через зразок проходить рівно половина дози випромінювання. І, тим не менш, у вимірах і в процесі формування зображення беруть участь обидва промені, пов'язані за допомогою "примарного" явища квантової заплутаності, яке свого часу вразило навіть Альберта Ейнштейна.

Квантова заплутаність полягає у створенні квантового зв'язку між двома частинками. При цьому, невидима сила цього зв'язку настільки сильна, що зміна стану однієї з частинок моментально призведе до аналогічної зміни стану другої пов'язаної частинки, незважаючи на відстань, що розділяє їх, яка може бути як завгодно великим. Цей ефект має на увазі, що квантова інформація може передаватися зі швидкістю, що перевищує у багато разів швидкість світла, і це було причиною, чому Ейнштейн досить довго не міг повірити і прийняти явище квантової заплутаності.

У розщеплювачі променя одночасно виробляються пари заплутаних фотонів. Один із променів, як завжди, проходить через зразок і доставляє інформацію до першого датчика. Але квантова заплутаність змушує фотони другого променя також змінити свій стан, не входячи в контакт із зразком, таким чином, другий промінь також стає носієм додаткової інформації про зразок, що вилучається за допомогою другого датчика.

Процес такої зйомки називається "фантомною зйомкою" і до останнього часу він був реалізований лише за допомогою фотонів видимого світла. Деякі інженерні та наукові рішення дозволили адаптувати цей метод до рентгенівського випромінювання і тепер за допомогою нового мікроскопа можна робити знімки біологічних зразків, розмірами менше 10 нанометрів, не руйнуючи їх тендітної структури.

Інші цікаві новини:

▪ Бактерії виробляють паливо

▪ Змінна оптика для смартфона

▪ Добре витриманий транзистор

▪ Мова шимпанзе

▪ Чотирьохдверний холодильник Haier Haier 518L

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Альтернативні джерела енергії. Добірка статей

▪ стаття Публій Папіній Стацій. Знамениті афоризми

▪ стаття Чому гіпопотама так назвали? Детальна відповідь

▪ стаття Лісник. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Композиції казеїнових фарб. Прості рецепти та поради

▪ стаття Політ за допомогою дзеркала. Фізичний експеримент

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт