Описание сети VoIP

VoIP (от англ. Voice over IP; IP-телефония, транскрипция "войп") – это система связи, которая обеспечивает передачу сигнала речи по сети Интернет или по иным IP-сетям. По каналу связи сигнал идёт в цифровом виде. Обычно перед началом процесса передачи в целях удаления избыточности происходит преобразование (сжатие) сигнала.
Применяя технологию VoIP , возможно легче и дешевле реализовать задачи и решения, которые решались при помощи технологии PSTN (Public Switched Telephone Network - Публичная Коммутируемая Телефонная Сеть (ТфОП)).
Рассмотрим примеры:
- используя технологию VoIP, уже решена возможность безопасных звонков со стандартизованным протоколом (таким как SRTP) преодолено значительное количество трудностей при включении по традиционным телефонным линиям безопасных телефонных соединений, таких как передача цифрового сигнала и его оцифровка. Осталось реализовать функцию шифрования сигнала и его идентификацию для того потока данных; который уже существует
- технология VoIP может использоваться как простой способ для добавления добавочной телефонной линии в офисе или дома, что позволит осуществить передачу нескольких телефонных звонков в пределах высокоскоростного телефонного подключения,
- возможна интеграция с другими системами через интернет, в том числе обмен во время разговора данными и сообщениями, видеозвонок, аудиоконференции, возможность управления адресной книгой, а также получение информации о доступности других абонентов для звонка.
- необходимость только Интернет-соединения для подключения к провайдеру VoIP независимо от местоположения. К примеру, сотрудники центра звонков с помощью VoIP-телефонов имеют возможность работы из любого офисного здания, в котором существует стабильное и быстрое подключение к интернету.
- возможность более лёгкого и более дешёвого внедрения и интегрирования дополнительных телефонных свойств, таких как альтернативный GSM-роуминг, маршрутизация звонка, всплывающие окна и внедрение IVR. Нахождение телефонного звонка и персонального компьютера пользователя в одной сети позволяет открывать и реализовывать новые возможности системы.
Чтобы произвести передачу голоса по IP-сети, человеческий голос необходимо оцифровать (АЦП), применяя импульсно-кодовую модуляцию, потом произвести сжатие (кодирование) и разбить на пакеты

. Принимающей стороной выполняется обратная операция – происходит извлечение данных из пакетов, декодировка и обратное преобразование в аналоговый сигнал (ЦАП).
Процесс кодирования дополнительно задерживает операцию на период 15-45 мс. Эта задержка может возникать из-за следующих причин:
- если в качестве накопителя сигнала и прибора учёта статистики последующих отсчётов используется буфер (алгоритмическая задержка);
- если для математических преобразований, которые выполняются над сигналом речи, необходимо процессорное время (вычислительная задержка).
Такого же типа задержка возникает и при декодировании речи другой стороной.
Согласно данным результатов анализа качества передачи голосовых данных через сеть Интернет, которые предоставили различные исследовательские группы, можно утверждать, что основная причина возникновения искажений, уменьшения качества и разборчивости синтезированной речи – это прерывание потока голосовых данных. Его вызывают потери пакетов при передаче по сети связи и превышение лимитного времени доставки пакета речевых данных.
Для устранения этой проблемы необходимо решение задачи относительно оптимизации задержек в сети, и второе – создание устойчивых к потерям пакетов, а также способных восстанавливать потерянные пакеты, алгоритмов компрессии речи.
Кодеки предназначены для кодирования данных. Открытые кодеки: GSM; G.711 μ-law; G.711 a-Law; G.722; G.726; Speex; iLBC. Проприетарные кодеки: G.729; G.729A; G.723.
Для качественной передачи звуковых сигналов в данном проекте будут применяться кодеки G.711 и G.729.
G.711 — это ITU-T стандарт, используемый для аудио компандирования. Его применяют в основном в телефонии. Первое его представление произошло в 1972 году.
G.711 — стандарт, которым представлена 8-ми битная компрессии PCM голоса с частотой дискретизации 8000 кадров/секунду и 8 bit/кадр. Т.е., G.711 кодек создаст поток 64 kbit/s — ОЦК (Основной цифровой канал).
G.729 — узкополосный речевой кодек