Чувствительность к потерям кадров

Потери пакетов являются неотъемлемым атрибутом IP-сетей. Так как пакеты содержат кадры, сформированные кодеком, то это вызывает потери кадров. Но потери пакетов и потери кадров не обязательно напрямую связаны между собой, так как существуют подходы (такие как применение кодов с исправлением ошибок -forward error correction), позволяющие уменьшить число потерянных кадров при данном числе потерянных пакетов. Требующаяся для этого дополнительная служебная информация распределяется между несколькими пакетами, так что при потере некоторого числа пакетов кадры могут быть восстановлены.

 

16.

1. Особенности сетей NGN

NGN (от англ. next generation networks, new generation networks — сети следующего/нового поколения) — мультисервисные сети связи, ядром которых являются опорные IP-сети, поддерживающие полную или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа. Реализует принцип конвергенции услуг электросвязи

Ключевыми особенностями сетей нового поколения являются высокое качество предоставляемых услуг, безопасность, надежность и открытость. Высокое качество достигается путем использования номенклатуры QoS-классов (Quality of Service). К примеру, для передачи аудиопотока с высоким битрейтом или HDTV будут использоваться наивысшие классы QoS и т.д. Безопасность NGN включает мониторинг всех исходящих сигналов и проверку всех инициаторов соединения, будь это компьютер или телефон. В случае обнаружения опасности подозрительный трафик блокируется. Наконец, NGN — это открытая сеть, использующая не только национальные, но и международные стандарты.

2. Расчет производительности коммутаторов пакетной сети

3. Определение емкостных параметров подключения

 

15.

1. Расширение абонентской емкости в технологии NGN

2. Эффективность IP – телефонии

эффективность IP-телефонии ограничивается се­годня неустойчивыми и непредсказуемыми уровнями задержки на передачу пакетов. Другими словами, IP-телефония представляет собой пример классического проектного компромисса между стои­мостью и характеристиками качества. Разумеется, в будущем компромисное решение будет другим, и некоторые способы его опти­мизации ясны уже сейчас.

В этом направлении ведется разработка оборудования следую­щего поколения. Шлюзы (маршрутизаторы) располагаются только на краях сети, где должны приниматься наиболее часто сложные реше­ния и где должны вызываться наиболее используемые процессы, а далее развертываются высокоскоростные коммутаторы ATM, при­чем, в соответствии с проектными спецификациями, маршрутиза­торы и коммутаторы смогут работать со скоростью 1 Тбит/с. Если к этому добавить невероятно высокоскоростные системы оптоволо­конной передачи в сети, то перспектива представляется весьма оп­тимистичной. Каждое оптическое волокно в настоящее время может поддерживать не менее 32 световых волн (оптических частот), при­чем каждая запускается на скорости не менее 10 Гбит/с и поддержи­вает приблизительно 130,000 каналов передачи речевой информа­ции при стандартных скоростях 64 кбит/с. Вдоль маршрута уклады­ваются сотни оптических волокон.

Кроме того, будет предусматриваться фиксация маршрутов от каждого шлюза к каждому из остальных шлюзов, чтобы все пакеты от шлюза N к шлюзу М направлялись по тому же самому маршруту.

 

 

3. Общая архитектура сети NGN

1вар

2вар.

 

17. Эволюционный подход к передаче речи по IP-сетям

Сегодня в мире появляется все больше и больше высокоскоростных IP-сетей. Их пропускная способность увеличивается стремительно, что во многом обусловлено популярностью Интернет и существенной экономией, связанной с использованием новой технологии. Объем общемирового трафика данных уже превысил объем традиционного телефонного трафика, и для многих приложений IP-сети стали более дешевым транспортом, чем традиционные сети с временныўм уплотнением (TDM). Все это послужило причиной того огромного внимания, которое сегодня уделяется IP-телефонии.

Эта технология практически в любом своем проявлении требует революционных изменений в сетях — большинство существующего телефонного оборудования должно быть заменено IP-системами. Отчасти поэтому темпы внедрения новой технологии оказались значительно медленнее, а успехи — гораздо скромнее, чем предрекали многие эксперты. Традиционные телефонные системы чрезвычайно сложны, и быстрая реализация на новой платформе сотен телефонных функций и тысяч их нюансов оказалась просто невозможной.

Но существует и другой, эволюционный способ использования IP-сетей под телефонию. Он предусматривает замену TDM-транспорта IP-сетью, но при этом гарантирует бесшовное взаимодействие с телефонным оборудованием, таким, как городские и учрежденческие АТС, и сохранение всех тех функций и качества телефонной связи, к которым за многие годы привыкли пользователи. Этот способ основан на технологии TDMoIP.

2. Концепция TDMoIP

Для начала вспомним основы самой технологии TDM. Как известно, базовый “кирпичик” сетей TDM — поток E1 формируется путем временноўго мультиплексирования 32 каналов 64 Кбит/с. При этом так называемый цикл (frame) Е1 состоит из 32 тайм-слотов (байтов), два из которых обычно используются для служебных целей: один — для синхронизации, другой — для сигнализации.

Простейшая реализация технологии TDMoIP предполагает инкапсуляцию каждого цикла Е1 в IP-пакет путем добавления соответствующего заголовка. При этом биты/байты синхронизации не включаются в пакет, поэтому полезная нагрузка составляет 31 байт

Следует заметить, что простая инкапсуляция циклов Е1 в IP-пакеты — это далеко не единственный способ реализации технологии TDMoIP. Можно сначала кодировать TDM-трафик с использованием какого-либо другого протокола, а затем уже упаковывать в IP. Зачем, спросите вы, добавлять еще один “слой” между TDM и IP? Причин здесь может быть несколько. В частности, промежуточное кодирование может использоваться для согласования размеров циклов TDM и IP-пакетов, коррекции ошибок, обеспечения совместимости с другими системами, сжатия речи и реализации дополнительных механизмов качества обслуживания.

Но, каковыми бы ни были детали реализации систем TDMoIP, важно четко понимать, что они обеспечивают прозрачную пересылку циклов TDM, не пытаясь при этом изменить ни тайм-слоты, ни каналы сигнализации, ни передаваемую информацию. Поэтому их можно использовать для транспортировки трафика любых сервисов Е1, даже если часть каналов занята под данные или, скажем, поток Е1 не имеет вообще никакой структуры (т. е. представляет собой неструктурированный поток битов). Технология TDMoIP применима и для сервиса Fractional E1, в этом случае для снижения объема трафика в IP-пакет включаются специальные информационные байты.

3. Временные характеристики интеллектуальных сетей, пакетных сетей

 

18.

1. Обеспечение качества IP – телефонии. Показатели качества IP – телефонии

Основными составляющими качества IP-телефонии являются (рис. 5.1):

Качество речи, которое включает:

диалог — возможность пользователя связываться и разговаривать с другим пользователем в реальном времени и полнодуплексном режиме;

разборчивость — чистота и тональность речи; эхо — слышимость собственной речи; уровень — громкость речи.

Качество сигнализации, включающее: установление вызова — скорость успешного доступа и время установления соединения; завершение вызова — время отбоя и скорость разъединения; DTMF — определение и фиксация сигналов многочастотного набора номера.

Факторы, которые влияют на качество IP-телефонии, могут быть разделены на две категории: Факторы качества IP-сети: максимальная пропускная способность — максимальное количество полезных и избыточных данных, которая она передает; задержка — промежуток времени, требуемый для передачи пакета через сеть; джиттер — задержка между двумя последовательными пакетами; потеря пакета — пакеты или данные, потерянные при передаче через сеть.

Факторы качества шлюза: требуемая полоса пропускания — различные вокодеры требуют различную полосу. Например, вокодер G.723 требует полосы 16,3 кбит/с для каждого речевого канала; задержка — время, необходимое цифровому сигнальному процессору DSP или другим устройствам обработки для кодирования и декодирования речевого сигнала; буфер джиттера — сохранение пакетов данных до тех пор, пока все пакеты не будут получены и можно будет передать в требуемой последовательности для минимизации джиттера; потеря пакетов — потеря пакетов при сжатии и/или передаче в оборудовании IP-телефонии; подавление эхо — механизм для подавления эхо, возникающего при передаче по сети; управление уровнем — возможность регулировать громкость речи.

2. Шлюз MultiVoice Gateway

Шлюз MultiVoice Gateway для аппаратуры МАХ обеспечивает сопряжение ТфОП и пакетной сети IP. Для пакетной телефонной сети он является точкой входа/выхода обычных телефонных звонков. Шлюз MultiVoice Gateway выполняет следующие функции. Оконечное устройство для стандартных сетевых интерфейсов ТфОП (такие как Т1, PRI, E1/DPNSS и E1/R2).

Поддержка различных голосовых кодеков, что обеспечивает различные уровни сжатия голоса, снижая требования к пропускной способности пакетной сети. Генерация/обнаружение тоновых посылок DTMF для эмуляции телефонных сетей ТфОП.

Поддержка эхокомпенсации и обнаружения пауз для повышения качества голоса передачи речи и снижения требуемой полосы пропускания. Поддержка стека протокола ITU-T H.323 для разговора с обычных телефонных аппаратов по IP сети.

Работа в паре с MultiVoice Access Manager для установления и разъединения вызовов VoIP.

Схема коммутатора доступа МАХ 6000 показана на рис. 12.1. Управляющий цифровой сигнальный процессор (control DSP) взаимодействует с основным процессором шасси МАХ (host CPU), установленным на материнской плате для связи с сетью IP и выполнения других управляющих функций. После того, как голос оцифрован и сжат, он обрабатывается основным процессором для передачи по IP-сети

 

3. Виртуальная телефонная линия

19.

1. Аппаратно – программные комплексы платформы IP – телефонии

Отдельную нишу на рынке оборудования IP-телефонии занимают комплексные решения VoIP, представляющие собой единый комплект аппаратных и программных средств, настроенных на совместную работу. Обычно такое решение включает в себя шлюз, gatekeeper, систему управления и другие компоненты и предназначено для использования в сетях крупных операторов IP-телефонии.

Такими решениями являются следующие комплексы:

программно-аппаратный комплекс MultiVoice, включающий шлюз MultiVoice Gateway, контроллер шлюзов MultiVoice Access Manager, систему управления и мониторинга Navis компании Lucent Technologies;

семейство шлюзов Clarent Carrier Gateway, Clarent Gatekeeper, пакет ПО для биллинга, маршрутизации и администрирования Clarent Command Center компании Clarent Corp.;

шлюз/маршрутизаторы серий 2600 и 3600, система управления Cisco Voice Manager компании Cisco Systems;

Telephony Packet Network компании Nortel Networks;

шлюз Hi-Gate 1000, gatekeeper Hi-Keeper 1000, менеджер Hi-Manage 1000, пакет ПО Client Applications и другие компании ECI Telecom-Hi-Net.

2. Влияние сети на показатели качества IP – телефонии. Задержка Задержка Задержка создает неудобство при ведении диалога, приводит к перекрытию разговоров и возникновению эхо. Эхо возникает в случае, когда отраженный речевой сигнал вместе с сигналом от удаленного конца возвращается опять в ухо говорящего. Эхо становится трудной проблемой, когда задержка в петле передачи больше, чем 50 мс. Так как эхо является проблемой качества, системы с пакетной коммутацией речи должны иметь возможность управлять эхо и использовать эффективные методы эхоподавления.

Задержка накопления (иногда называется алгоритмической задержкой): эта задержка обусловлена необходимостью сбора кадра речевых отсчетов, выполняемая в речевом кодере. Величина задержки определяется типом речевого кодера и изменяется от небольших величин (0,125 мкс) до нескольких миллисекунд. Например, стандартные речевые кодеры имеют следующие длительности кадров:

G.729 CS-ACELP (8 кбит/с) — 10 мс

G.723.1 -Multi Rate Coder (5,3; 6,3 кбит/с) — 30 мс.

Задержка обработки: процесс кодирования и сбора закодированных отсчетов в пакеты для передачи через пакетную сеть создает определенные задержки. Задержка кодирования или обработки зависит от времени работы процессора и используемого типа алгоритма обработки. Для уменьшения загрузки пакетной сети обычно несколько кадров речевого кодера объединяются в один пакет. Например, три кадра кодовых слов G.729, соответствующих 30 мс речи, могут быть объединены для уменьшения размера одного пакета.

Сетевая задержка: задержка обусловлена физической средой и протоколами, используемыми для передачи речевых данных, а также буферами, используемыми для удаления джиттера пакетов на приемном конце. Сетевая задержка зависит от емкости сети и процессов передачи пакетов в сети.

3. Модель организации связи

Для описания процесса обслуживания вызова с использованием протокола MGCP рабочей группой MEGACO разработана модель организации соединения - Connection model. Базой модели являются компоненты двух основных видов: порты (Endpoints) и подключения (Connections).

Endpoints - это порты оборудования, являющиеся источниками и приемниками информации. Существуют порты двух видов: физические и виртуальные. Физические порты - это аналоговые интерфейсы, поддерживающие каждый одно телефонное соединение, или цифровые каналы, также поддерживающие одно телефонное соединение и мультиплексированные по принципу временного разделения каналов в тракт Е1. Примером виртуального порта является источник речевой информации в интерактивном речевом сервере, т.е. некое программное средство.

Connection - означает подключение порта к одному из двух концов соединения, которое создается между ним и другим портом. Такое соединение будет установлено после подключения другого порта к его второму концу. Соединение может связывать порты разных шлюзов через сеть с маршрутизацией пакетов IP или порты внутри одного шлюза.

20.

1 Общие принципы IP – телефонии. Сеть Интернет и протокол IP

О технологии и сети Интернет и используемом в ней протоколе IP (Internet Protocol) имеется огромное количество информации, как в самом Интернете, так и в печатных изданиях, и желающие могут без труда ее найти. Далее приведены лишь основные концептуальные положения, которые необходимы для понимания возможностей применения сети Интернет и IP-протокола для передачи речевых сообщений.

Точное определение термина «Интернет» было дано в октябре 1995 г. федеральным Сетевым Советом США (FNC или Federal Networking Counsil) в следующей форме:

«Интернет — это часть глобальной информационной системы, которая:

логически связана унитарным адресным пространством, основанном на IP-протоколе или на его перспективных расширениях/последователях;

может поддерживать коммуникации, используя Transmission Control Protocol/ Internet Protocol (TCP/IP) или его расширения/последователи и/или IP-совместимые протоколы;

предоставляет, использует или делает доступными (для всех или конфиденциально) сервисы высокого уровня, основанные на коммуникациях и связанной с ними инфраструктуре, здесь определенной».

Создатели технологии Интернет исходили из двух основополагающих соображений:

невозможно создать единую физическую сеть, которая позволит удовлетворить потребности всех пользователей;

пользователям нужен универсальный способ для установления соединений друг с другом

Internet Protocol (IP, досл. «межсетевой протокол») — маршрутизируемый протокол сетевого уровня стека TCP/IP. Именно IP стал тем протоколом, который объединил отдельные компьютерные сети во всемирную сеть Интернет. Неотъемлемой частью протокола является адресация сети (см. IP-адрес).

2. Классификация шлюзов

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: