خصائص مكدس بروتوكول H.323

تم تطوير مكدس البروتوكول القياسي H.323 من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات السلكية واللاسلكية ITU لنقل حركة مرور الخدمات المتعددة من خلاله شبكات الحزمة. يستخدم على نطاق واسع في شبكات الصوت عبر IP (VoIP).

تحدد توصيات مجموعة H.323 المتطلبات الأساسية للمعدات والبرامج لتبادل معلومات الصوت والفيديو والبيانات الرقمية في شبكات IP وتضمن توافق المنتجات الشركات المصنعة المختلفة. تم تطوير مجموعة لدعم تقنيات الوسائط في الشبكات ذات جودة الخدمة غير المضمونة. تم تثبيت المكونات الأربعة التالية وفقًا لتوصيات H.323:

· صالة،

· بوابة غيغاواط (بوابة)،

جهاز التحكم في الوصول GK (حارس البوابة)،

· وحدة التحكم بالمؤتمرات متعددة النقاط MCU (وحدة المؤتمرات المتعددة النقاط) (الشكل 7.1).

الشكل 7.1

تم الانتهاء من المحطة بالكامل جهاز الشبكة، مما يوفر إمكانية الاتصال ثنائي الاتجاه في الوقت الحقيقي.

يوفر جهاز التحكم في الوصول GK (Gatekeeper) ترجمة أسماء الأجهزة الطرفية إلى عناوين IP. يُطلق على مجموعة جميع المحطات الطرفية والبوابات ووحدات التحكم في المؤتمرات متعددة النقاط التي يتم التحكم فيها بواسطة GK واحد منطقة. تعتبر المنطقة مستقلة عن طوبولوجيا الشبكة ويمكن أن تتكون من أجزاء متعددة متصلة عبر أجهزة التوجيه. توفر البوابة وظائف لتحويل المعلومات بين شبكات IP ومقسمات الهاتف العامة (PSTN). تسمح وحدة MCU لثلاثة محطات وبوابات أو أكثر بالاتصال.

يتكون تدفق الاتصالات في H323 من الفيديو والصوت والبيانات الرقمية وإشارات التحكم. الإشارات الصوتية عبارة عن كلام يتم تحويله إلى شكل رقمي وضغطه وفقًا لخوارزمية معينة. تحتوي إشارات الفيديو على تمثيلات رقمية لصور الفيديو.

تشمل إشارات التحكم: إشارات إنشاء الاتصال، وإشارات قدرة تبادل البيانات، وإشارات نداء الأوامر والإشارة إلى تنفيذها، وفتح القناة المنطقية، وإشارات الوصف. يتضمن مكدس H323 الأنواع التاليةالبروتوكولات (الشكل 7.2):

الشكل 7.2

يستخدم المكدس H323 نظامًا من ثلاثة معايير H225، H235، H245. يشكل معيار H225 دفق بيانات طبقة الشبكة وهو مسؤول عن تعبئة البيانات وفرزها. يوفر معيار H235 مصادقة البيانات. يتحكم معيار H245 في الاتصالات التي سيتم من خلالها نقل بيانات الصوت والفيديو.

البروتوكولات (T122-T127) هي جزء من عائلة T120. عائلة T120 عبارة عن مجموعة من بروتوكولات الاتصالات والتطبيقات لتنظيم وإجراء مؤتمرات متعددة النقاط في الوقت الفعلي. الميزة الرئيسية لجهاز T120 هي تنظيم وصيانة المؤتمرات على أي منصة، وإدارة العديد من المشاركين والبرامج، وتبادل البيانات بشكل آمن وخالي من الأخطاء في جميع سيناريوهات الشبكة المحتملة المتنوعة.

الهندسة المعمارية T120 عبارة عن بنية ذات مستويين. تصف بروتوكولات T122 - T125 آلية مستقلة عن التطبيق لتنظيم الاتصالات متعددة النقاط، وبروتوكولات المستوى الأعلى T126 وT127 خاصة بالتطبيقات.

يستخدم مكدس H323 كلاً من TCP "الموثوق" (المعترف به) وUDP "غير الموثوق به". ينقل بروتوكول TCP معلومات التحكم(إشارات التحكم H245 وإشارات Q931)، عبر UDP - بيانات الصوت والفيديو.

تضمن القناة "الموثوقة" المستندة إلى بروتوكول TCP تسليم الرسائل وتجميع الحزم على الجانب المتلقي بالتسلسل الأصلي، واسترداد الأخطاء، ولكنها ذات إنتاجية منخفضة وتؤدي إلى تأخيرات كبيرة في نقل المعلومات.

يضمن بروتوكول النقل في الوقت الحقيقي RTP (بروتوكول النقل في الوقت الحقيقي) تسليم البيانات إلى مستلم واحد أو أكثر مع تأخير ضمن الحدود المحددة. في بيئة الوقت الفعلي النموذجية، يقوم المرسل بإنشاء حزم تحتوي على سرعة ثابتة. يتم إرسالها إليهم عبر الشبكة ويستقبلها المستلم. ومع ذلك، نظرًا للاختلافات في تأخير إرسال الشبكة، تصل الحزم على فترات زمنية غير منتظمة. للتعويض عن هذه الظاهرة، يتم تخزين الحزم مؤقتًا ثم إرسالها إلى المستلم بمعدل ثابت.

يدعم RTP نقل البيانات بين المشاركين المتعددين في الجلسة. ولتحقيق ذلك، تحتوي كل كتلة بيانات RTP على معرف مرسل يشير إلى من يملك البيانات التي تم إنشاؤها. تحتوي كل حزمة RTP على رأس رئيسي، وحقل نوع الحمولة النافعة الذي يشير إلى وجود الضغط والتشفير، وحقل رقم تسلسل الحزمة.

يتم استخدام بروتوكول RTP فقط لنقل بيانات المستخدم إلى جميع المشاركين في الجلسة. بروتوكول تحكم منفصل في الوقت الحقيقي RTCP (النقل في الوقت الحقيقي بروتوكول التحكم) يعمل مع عدة مستلمين لتقديمه تعليقمع مرسل البيانات يستخدم RTCP بروتوكول النقل UDP، ولكن برقم منفذ مختلف. هذا البروتوكول متعدد البث أيضًا.

يعتمد تكرار إرسال هذه الحزم على عدد المشاركين ويتناقص مع زيادة عدد المشاركين. الهدف من هذا الحل هو التأكد من أن حركة مرور RTCP لا تتجاوز 5% من إجمالي وقت حركة الجلسة.

يتم دعم مجموعة بروتوكول H323 أيضًا بواسطة بروتوكول حجز الموارد RSVP (بروتوكول حجز الموارد). يجب أن يدعم هذا البروتوكول كافة مكونات H323 (المحطات الطرفية، والبوابات، ووحدات MCU)، بالإضافة إلى المحولات وأجهزة التوجيه.

وزارة التربية والتعليم في الاتحاد الروسي

معهد موسكو الحكومي

الإلكترونيات والرياضيات (الجامعة التقنية)

خلاصة حول الموضوع

إدارة شبكات الحاسوب

"الاتصالات الهاتفية عبر الإنترنت. بروتوكول H.323"

تم التحقق منه بواسطة خارلاموف أ.ج.

مجموعة الأداء S-94

مورشي أ.

موسكو 2010

مقدمة

في غضون سنوات قليلة فقط، تطورت تقنيات الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت بشكل ملحوظ، وتختلف الحلول الشائعة اليوم بشكل كبير عن الحلول السابقة. من ناحية، يرجع ذلك إلى تطور حلول الأجهزة، ولا سيما ظهور العمود الفقري القوي وأجهزة توجيه العبور وقنوات الاتصالات عالية السرعة. من ناحية أخرى، لا يسع المرء إلا أن يلاحظ ظهور تقنيات جديدة نوعيًا مثل التوجيه الديناميكي مع مراعاة جودة الخدمة في شبكات IP متعددة الخدمات وحجز الموارد لمراقبة جودة خدمة أجهزة توجيه العبور.

تتيح لك المعدات الحديثة لنقل الصوت عبر بروتوكول IP (VoIP) ضمان أولوية نقل حركة الصوت على نقل البيانات العادية، والحصول على جودة مقبولة إشارة صوتيةفي ضغط قوي، قمع الضوضاء المختلفة بشكل فعال.

اليوم، يستخدم مشغلو الاتصالات المتخصصون في تقديم خدمات الهاتف عبر بروتوكول الإنترنت قنوات مخصصة مع إعطاء الأولوية لحركة الصوت على حركة البيانات، مما يضمن نقل صوتي عالي الجودة. في هذه الحالة، يتم استخدام العديد من الخيارات لتوجيه حركة المرور الصوتية لكل من آلاف الاتجاهات، وفي حالة ظهور أي مشاكل، تتم إعادة توجيه حركة المرور تلقائيًا إلى قنوات أخرى.

مع تطورها، تخضع المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت لتغييرات نوعية مهمة: من خدمة إضافية تتحول تدريجياً إلى نوع من الخدمة الخدمة الأساسيةوالتي قد تصبح قريبًا أحد مكونات تقنية الخدمات المتعددة.

يلعب بروتوكول نقل حركة المرور الصوتية دورًا مهمًا. أولا، H.323، الذي ينشأ من بروتوكولات الهاتف التقليدية، وثانيا، البروتوكولات التي تم إنشاؤها على أساس تقنيات IP، مثل SIP، MGCP، MEGACO، تتطور بنشاط.

يستخدم مشغلو اتصالات IP الروسية في أغلب الأحيان بروتوكولات مجموعة H.323. وذلك لأن هذا البروتوكول كان أول معيار مقبول عمومًا للتنفيذ الصناعي للاتصالات الهاتفية عبر بروتوكول الإنترنت. حاليًا، يتم إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام لـ SIP. بروتوكول SIP في هذه المجموعة هو الأكثر عرض بسيطبروتوكول يسهل الوصول إليه للإدراك والفهم من قبل متخصص تكنولوجيا المعلومات العادي. يعد SIP مفيدًا بشكل خاص للاستخدام في الشبكات الداخلية. وفي الوقت نفسه، سيظل البروتوكول الخارجي في شبكة مشغل الاتصالات لمؤسسة ما، كقاعدة عامة، إما H.323 أو MGCP/MEGACO.

كما لوحظ، أصبحت المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت (IP) أحد مكونات الحل لنقل حركة مرور الوسائط المتعددة غير المتجانسة باستخدام بروتوكول TCP/IP. ومن الطبيعي أن يؤثر تطوير أدوات فردية لإدارة حركة مرور الوسائط المتعددة على نظام تقنيات نقل حزم البيانات بأكمله.

يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أن الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت ليس مجرد بديل للاتصالات الهاتفية العادية. إن أهمية تطوير حلول الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت لا ترجع فقط إلى إمكانية تقليل تكاليف المحادثات الهاتفية وصيانة البنية التحتية (على الرغم من أن هذا مهم بالطبع). في الخطة الإستراتيجية، يمكن أن تصبح المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت منصة تقنية واحدة تجمع بين حلول نقل البيانات والصوت، وكذلك لمعالجة هذه المعلومات واستخدامها لاحقًا في جميع العمليات التجارية. وبالتالي، فإن تطوير المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت بمعنى معين هو وسيلة لزيادة إنتاجية العمل وتطوير الأعمال.

بروتوكول ح .323

تمت الموافقة على الأول في عام 1990 المعيار الدوليفي مجال مؤتمرات الفيديو - مواصفات H.320 لدعم مؤتمرات الفيديو عبر ISDN. ثم وافق قطاع تقييس الاتصالات على سلسلة كاملة من التوصيات المتعلقة بمؤتمرات الفيديو. تتضمن سلسلة التوصيات هذه، والتي يشار إليها غالبًا باسم H.32x، بالإضافة إلى H.320، معايير H.321-H.324، والتي تهدف إلى أنواع مختلفةالشبكات. في النصف الثاني من التسعينيات، شهدت شبكات IP والإنترنت تطورًا مكثفًا. لقد تطورت لتصبح وسيلة نقل بيانات فعالة من حيث التكلفة وأصبحت موجودة في كل مكان تقريبًا. ومع ذلك، على عكس ISDN، فإن شبكات IP غير مناسبة لنقل بيانات الصوت والفيديو. أدت الرغبة في استخدام البنية الحالية لشبكات IP إلى ظهور معيار H.323 في عام 1996، والذي يحتوي على أوصاف للأجهزة الطرفية والمعدات و خدمات الشبكة، مصمم لاتصالات الوسائط المتعددة في شبكات تبديل الحزم (على سبيل المثال، الإنترانت أو الإنترنت). الأجهزة الطرفية و أجهزة الشبكةيمكن لمعيار H.323 نقل البيانات ومعلومات الصوت والفيديو في الوقت الفعلي. لا تحدد توصية H.323 ما يلي: واجهة الشبكة، بيئة فيزيائيةنقل المعلومات وبروتوكول النقل المستخدم في الشبكة. يمكن أن تكون الشبكة التي يتم من خلالها الاتصال بين مطاريف H.323 مقطعًا أو مقاطع متعددة ذات طوبولوجيا معقدة. يمكن دمج محطات H.323 في أجهزة الكمبيوتر الشخصية أو تنفيذها على أنها أجهزة مستقلة. لكن دعم التبادل الصوتي يعد ميزة إلزامية لأي جهاز H.323.

· إدارة عرض النطاق الترددي؛

· إمكانية التفاعل مع الشبكة.

· استقلالية المنصة.

· دعم المؤتمرات متعددة النقاط.

· دعم البث المتعدد.

· معايير الترميز.

· تقديم الدعم لمعالجة البث المتعدد.

إدارة عرض النطاق الترددي

يؤدي نقل معلومات الصوت والفيديو إلى تحميل قنوات الاتصال بشكل مكثف للغاية، وإذا لم تتم مراقبة نمو التحميل هذا، فقد يتعطل أداء خدمات الشبكة المهمة. ولذلك، تنص توصيات H.323 على إدارة عرض النطاق الترددي. يمكنك تحديد عدد الاتصالات المتزامنة وإجمالي النطاق الترددي لجميع تطبيقات H.323. تساعد هذه القيود في الحفاظ على الموارد الضرورية لتشغيل تطبيقات الشبكة الأخرى. يمكن لكل محطة H.323 إدارة عرض النطاق الترددي الخاص بها في جلسة مؤتمر معينة.

مؤتمرات الانترنت

استقلالية المنصة

لا يرتبط H.323 بأي حلول تقنية للأجهزة أو البرامج. يمكن إنشاء التطبيقات التي تتفاعل مع بعضها البعض بناءً على ذلك منصات مختلفة، مع أنظمة تشغيل مختلفة.

دعم مؤتمرات متعددة النقاط

تسمح توصيات H.323 بعقد مؤتمر يضم ثلاثة مشاركين أو أكثر. يمكن عقد مؤتمرات متعددة النقاط إما مع أو بدون وحدة تحكم مركزية - MCU (وحدة مؤتمرات متعددة النقاط).

دعم البث المتعدد

يدعم H.323 البث المتعدد في مؤتمر متعدد النقاط إذا كانت الشبكة تدعم بروتوكول التحكم في البث المتعدد. مع الإرسال المتعدد، يتم إرسال حزمة واحدة من المعلومات إلى جميع المستلمين الضروريين دون تكرار غير ضروري. يستخدم البث المتعدد عرض النطاق الترددي بشكل أكثر كفاءة لأنه يتم إرسال دفق واحد بالضبط إلى كافة مستلمي القائمة البريدية.

معايير الترميز

تضع H.323 معايير لتشفير وفك تشفير تدفقات الصوت والفيديو لضمان التوافق بين المعدات من مختلف الشركات المصنعة. وفي الوقت نفسه، فإن المعيار مرن للغاية. تتم صياغة المتطلبات، والوفاء بها إلزامي، وهناك ميزات اختيارية، إذا تم استخدامها، فمن الضروري أيضًا اتباع المعيار بدقة. بالإضافة إلى ذلك، يجوز للشركة المصنعة تضمين ميزات إضافية في منتجات وتطبيقات الوسائط المتعددة إذا كانت لا تتعارض مع المتطلبات الإلزامية والاختيارية للمعيار.

التوافق

قد تكون هناك حالات يرغب فيها المشاركون في المؤتمر في التواصل مع بعضهم البعض دون القلق بشأن مشكلات التوافق فيما بينهم. توصيات H.323 تدعم التوضيح الفرص العامةمعدات المستخدمين النهائيينوإنشاء أفضل بروتوكولات التشفير والاتصال والتحكم المشتركة بين المشاركين في المؤتمر.

وإذا كان من الممكن مقارنة H.323 بالفانيليا، فإن بروتوكول تهيئة الجلسة (SIP) يعتبر بشكل مناسب تمامًا فراولة في هذه الحالة. وهي ليست أفضل أو أسوأ من H.323؛ إنه مختلف تمامًا.

وفي الواقع، يعد SIP جزءًا من مقترحات IETF التي تهدف إلى استبدال H.323. في حين أن H.323 عبارة عن مجموعة من البروتوكولات، فإن SIP هو مجرد واحد من عدة بروتوكولات تتفاعل مع بعضها البعض لتمكين الجلسات الصوتية عبر شبكات IP.

SIP هو بروتوكول طبقة تطبيق مصمم لإنشاء وتعديل وإنهاء الجلسات مع مشارك واحد أو أكثر. قد تشمل هذه الجلسات مؤتمرات الوسائط المتعددة، الدراسة عن بعد, اتصالات هاتفيةعبر الإنترنت وتوزيع محتوى الوسائط المتعددة. يستطيع SIP "دعوة" الأشخاص أو "الروبوتات"، مثل خدمات تخزين الوسائط، للمشاركة في الجلسة.

يمكن استخدام هذا البروتوكول لبدء الجلسات، أو للدعوة للمشاركة في الجلسات "المعلن عنها" بوسائل أخرى، أو لتنظيم مؤتمرات صوتية باستخدام الأجهزة التي تدعم المكالمات متعددة الأطراف. يدعم SIP خدمات تعيين الأسماء وإعادة التوجيه، مما يجعل من الممكن تنفيذ الخدمات لمشتركي الشبكات الذكية، مثل توفير الاتصالات المتنقلة.

لا يوفر هذا البروتوكول إمكانيات إدارة المؤتمرات ولا يحدد بالضبط كيفية تنفيذ هذه الإدارة. لا يحتفظ SIP بالعناوين للبث المتعدد ولا يستولي على الموارد، ولكن يمكنه نقل المعلومات اللازمة لذلك إلى النظام "المدعو".

يتم تحديد المشتركين، الذين يقومون ببدء المكالمة واستلامها، باستخدام عناوين SIP. يقوم المتصل أولاً بتحديد موقع الخادم المناسب، ثم يرسل طلب SIP. ومن الناحية المثالية، يتم إعادة توجيه الطلب إلى الوجهة، التي تقوم بإرجاع رمز استجابة SIP بقيمة 200. وكما هو الحال مع رموز استجابة TCP/IP الأخرى، يشير الرقم اثنين البادئين إلى عدم وجود خطأ.

يرسل منشئ المكالمة بعد ذلك إشعارًا بالاستلام إلى المستلم، وهو أمر غير معتاد إلى حد ما لأن المحطة التي أنشأت المكالمة ترسل أيضًا إشعارًا بالاستلام.

يسمح SIP بالاتصال عبر البث المتعدد أو شبكة البث الأحادي أو مجموعة من اتصالات البث المتعدد والبث الأحادي.

الكائنات التي يتم الوصول إليها بواسطة SIP هي مستخدمون على الأجهزة المضيفة التي يتم تحديدها بواسطة عناوين URL لـ SIP. جزء المستخدم هو اسم المستخدم أو رقم الهاتف. الجزء المضيف هو اسم المجال أو عنوان IP.

يستخدم SIP مجموعة متنوعة من الخوادم، يخدم كل منها غرضًا محددًا. وتشمل هذه الخوادم وكلاء المستخدم والخوادم الوكيلة وخوادم إعادة التوجيه والمسجلين. يوجد أيضًا خادم مسؤول عن تحديد موقع المشترك، ويمكن دمج هذا الخادم مع خادم SIP.

تتكون معاملة SIP من طلب واستجابة مقابلة. في الطلبات والاستجابات المقترنة، توجد حقول متعددة تحتوي على قيم متطابقة. تتضمن هذه الحقول حقل معرف المكالمة ورقم تسلسل الأمر وحقل المستلم وحقل المرسل والعلامة (إذا كانت موجودة). حقول المرسل والمستلم متطابقة في كلا الاتجاهين. وهذا أمر غير معتاد، ولكنه ليس جديدًا بأي حال من الأحوال، على عكس الطريقة المستخدمة في التحكم في ارتباط البيانات عالي المستوى. يساعد هذا في حل المشكلات التي تنشأ عند استخدام محلل البروتوكول للعثور على الحالات الشاذة في الشبكة وحلها.

طلب الدعوة هو دعوة للمشترك للانضمام إلى مؤتمر أو المشاركة في مكالمة ثنائية الاتجاه. تتضمن هذه الدعوة وصفًا للجلسة يسرد أنواع الوسائط وتنسيقاتها. إذا وافق الطرف المتصل، يرسل المتصل إقرارًا ويعيد وصفًا يشير إلى الوسائط التي يرغب في استخدامها.

ولتوضيح الأمر بكل بساطة، قامت IETF بإنشاء SIP والبروتوكولات المرتبطة به لأنها كانت مقتنعة بأن H.323 لم يكن قابلاً للتوسع بدرجة كافية. في الوقت الحالي، من الواضح أن H.323 يتقدم على SIP في هذا السباق. ولكن ماذا ستكون النهاية؟

كيف يعمل SIP

بروتوكول تهيئة الجلسة (SIP) هو بروتوكول إشارات لإنشاء جلسات الهاتف وتعديلها وإنهائها، بما في ذلك المكالمات الهاتفية عبر الإنترنت ومؤتمرات الوسائط المتعددة. يعد SIP مجرد واحد من عدد من البروتوكولات التي تعمل على استبدال أجزاء من بروتوكول H.323

1. يُصدر المتصل دعوة إلى خادم إعادة التوجيه، والذي بدوره يخبر المتصل بـ DNS الخاص بالمشترك المقصود ويوفر عناوين خادم وكيل المستخدم (UAS).
2. يقوم المتصل بإنشاء دعوة UAS جديدة
3. يرسل UAS "مكالمة" إلى الطرف المتلقي وإقرارًا للمتصل. وبعد ذلك تعتبر المكالمة قائمة، حتى لو لم يكن هناك رد.
4. يصدر المتصل تأكيد UAS

مساء الخير عزيزي هابرازيتل. سأحاول في هذه المقالة مراجعة المبادئ الأساسية للاتصالات الهاتفية عبر بروتوكول الإنترنت، ووصف البروتوكولات الأكثر استخدامًا، والإشارة إلى طرق تشفير الصوت وفك تشفيره، وتحليل بعض المشكلات النموذجية.

يعني الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت اتصال صوتي، والتي يتم تنفيذها عبر شبكات البيانات، وخاصة عبر شبكات IP (IP - بروتوكول إنترنت). اليوم، تحل المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت بشكل متزايد محل شبكات الهاتف التقليدية بسبب سهولة النشر، وانخفاض تكلفة المكالمة، وسهولة التكوين، والجودة العالية للاتصالات والأمان المقارن للاتصال. في هذا العرض سنلتزم بمبادئ النموذج المرجعي OSI (النموذج المرجعي الأساسي لربط الأنظمة المفتوحة) ونتحدث عن الموضوع “من الأسفل إلى الأعلى” بدءاً من الطبقات المادية وطبقات ربط البيانات وانتهاءً بمستويات البيانات.

"
نموذج OSIوتغليف البيانات

مبادئ الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت

عند إجراء مكالمة، يتم تحويل الإشارة الصوتية إلى حزمة بيانات مضغوطة (ستتم مناقشة هذه العملية بمزيد من التفصيل في الفصول "تعديل رمز النبض" و"برامج الترميز"). بعد ذلك، يتم إعادة توجيه هذه الحزم عبر شبكات تبديل الحزم، وخاصة شبكات IP. عندما تصل الحزم إلى المستلم، يتم فك تشفيرها إلى إشارات صوتية أصلية. هذه العمليات ممكنة بفضل عدد كبير من البروتوكولات المساعدة، والتي سيتم مناقشة بعضها أدناه.

في هذا السياق، يعد بروتوكول نقل البيانات نوعًا من اللغة التي تسمح لمشتركين بفهم بعضهما البعض وضمان نقل البيانات عالي الجودة بين نقطتين.

الفرق من الهاتف التقليدي

في الهاتفية التقليديةيتم تأسيس الاتصال باستخدام تبادل الهاتفويسعى لتحقيق الغرض الوحيد من المحادثة. هنا تنتقل الإشارات الصوتية خطوط الهاتف، عبر اتصال مخصص. في حالة المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت، تدخل حزم البيانات المضغوطة إلى شبكة عالمية أو محلية بعنوان محدد ويتم إرسالها بناءً على عنوان معين. في هذه الحالة، يتم استخدام عنونة IP بالفعل، بكل ميزاتها المتأصلة (مثل التوجيه).

في الوقت نفسه، تبين أن الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت هو حل أرخص لكل من المشغل والمشترك. يحدث هذا بسبب حقيقة أن:

• تتمتع شبكات الهاتف التقليدية بسعة زائدة، بينما تستخدم تقنية الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت تقنية ضغط حزم الصوت وتسمح بالاستخدام الكامل لسعة خط الهاتف.
• كقاعدة عامة، يتمتع الجميع اليوم بإمكانية الوصول إلى الشبكة العالمية، مما يجعل من الممكن تقليل تكاليف الاتصال أو القضاء عليها تمامًا.
• يمكن إجراء المكالمات على الشبكة المحلية باستخدام خادم داخلي وإجراؤها دون مشاركة PBX خارجي.

إلى جانب ما سبق، تتيح لك تقنية الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت (IP) تحسين جودة الاتصال. ويتحقق ذلك مرة أخرى بفضل ثلاثة عوامل رئيسية:

• يتم تحسين خوادم الهاتف باستمرار وأصبحت خوارزميات التشغيل الخاصة بها أكثر مقاومة للتأخير أو المشاكل الأخرى لشبكات IP.
• في الشبكات الخاصة، يتمتع أصحابها بالسيطرة الكاملة على الوضع ويمكنهم تغيير المعلمات مثل عرض النطاق الترددي، وعدد المشتركين على خط واحد، ونتيجة لذلك، مقدار التأخير.
• تتطور شبكات تبديل الحزم، ويتم تقديم بروتوكولات وتقنيات جديدة كل عام لتحسين جودة الاتصال (على سبيل المثال، بروتوكول حجز عرض النطاق الترددي RSVP).

بفضل الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت، تم حل المشكلة بشكل أنيق للغاية خط مشغول، حيث يمكن تنفيذ إعادة التوجيه أو التبديل إلى وضع الاستعداد من خلال عدة أوامر في ملف التكوين الموجود على PBX.
 

الطبقة المادية

في الطبقة المادية، يتم إرسال دفق من البتات عبر الوسيط المادي من خلال الواجهة المناسبة. تعتمد المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت (IP) بشكل كامل تقريبًا على البنية التحتية للشبكة الحالية. كقاعدة عامة، الزوج الملتوي من الفئة 5 (UTP5)، أو الألياف الضوئية أحادية الوضع أو متعددة الأوضاع، أو كابل متحد المحور. وبذلك يتحقق مبدأ تقارب شبكات الاتصالات بشكل كامل.

بو

ومن المثير للاهتمام النظر في تقنية PoE (Power عبر إيثرنت) - معايير IEEE 802.3 af-2003 و IEEE 802.3at-2009. يكمن جوهرها في القدرة على توفير الطاقة للأجهزة عبر كابل مزدوج ملتوي قياسي. معظم هواتف IP الحديثة، على وجه الخصوص، الخط الواصلتأتي سلسلة هواتف Cisco Unified IP Phones 7900 مع دعم PoE. وفقا لمعيار 2009، يمكن للأجهزة الحصول على تيار يصل إلى 25.5 واط.

عندما يتم توفير الطاقة، يتم استخدام اثنين فقط الزوج الملتويكابل 100BASE-TX، لكن بعض الشركات المصنعة تستخدم الأربعة جميعها، وتصل إلى 51 واط. وتجدر الإشارة إلى أن التكنولوجيا لا تتطلب تعديل الموجودة أنظمة الكابلاتبما في ذلك كابلات Cat 5.

لتحديد ما إذا كان الجهاز المتصل جهازًا مزودًا بالطاقة (جهاز يعمل بالطاقة PD)، يتم تطبيق جهد يتراوح من 2.8 إلى 10 فولت على الكابل، مما يؤدي إلى حساب مقاومة الجهاز المتصل. إذا كانت هذه المقاومة في حدود 19 - 26.5 كيلو أوم، فإن العملية تتحول إلى المرحلة القادمة. إذا لم يكن الأمر كذلك، يتم تكرار الفحص بفاصل زمني قدره ≥2 مللي ثانية.

بعد ذلك، يتم البحث عن نطاق طاقة الجهاز الذي يعمل بالطاقة من خلال تطبيق جهد أعلى وقياس التيار في الخط. بعد ذلك، يتم توفير 48 فولت للخط - جهد الإمداد. يتم أيضًا إجراء مراقبة الحمل الزائد بشكل مستمر.
 

طبقة وصل البيانات

وفقًا لمواصفات IEEE 802، تنقسم طبقة الارتباط إلى طبقتين فرعيتين:

1. MAC (التحكم في الوصول إلى الوسائط) - يوفر التفاعل مع الطبقة المادية؛
2. LLC (التحكم في الارتباط المنطقي) - يخدم طبقة الشبكة.

تعمل المحولات على مستوى ارتباط البيانات - الأجهزة التي توفر الاتصال بعدة عقد لشبكة الكمبيوتر وتوزيع الإطارات بين المضيفين بناءً على العنونة الفعلية (MAC).

ومن الضروري أن نذكر آلية الظاهرية الشبكات المحلية(افتراضي منطقة محليةشبكة). هذه التكنولوجيايسمح لك بإنشاء طوبولوجيا شبكة منطقية بغض النظر عن خصائصها المادية. ويتم تحقيق ذلك عن طريق وضع علامات على حركة المرور، وهو ما تم وصفه بالتفصيل في معيار IEEE 802.1Q.

تنسيق الإطار

في سياق المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت، نشير إلى شبكة VLAN الصوتية، والتي تُستخدم على نطاق واسع لعزل حركة المرور الصوتية الناتجة عن هواتف IP عن البيانات الأخرى. من المستحسن استخدامه لسببين:

1. أمان. يؤدي إنشاء شبكة VLAN صوتية منفصلة إلى تقليل احتمالية اعتراض حزم الصوت وتحليلها.
2. تحسين جودة الإرسال. تسمح لك آلية VLAN بتعيين أولوية أعلى لحزم الصوت، وبالتالي تحسين جودة الاتصال.

 

طبقة الشبكة

يتم التوجيه على مستوى الشبكة، وبالتالي فإن الأجهزة الرئيسية على مستوى الشبكة هي أجهزة التوجيه. هذا هو المكان الذي يتم فيه تحديد كيفية وصول البيانات إلى المستلم بعنوان IP محدد.

البروتوكول الموجه الرئيسي هو IP (بروتوكول الإنترنت)، والذي على أساسه يتم إنشاء الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت (IP)، وكذلك الإنترنت في جميع أنحاء العالم. هناك أيضًا العديد من بروتوكولات التوجيه الديناميكي، أشهرها OSPF (فتح أقصر مسار أولاً) - وهو بروتوكول داخلي يعتمد على الوضع الحاليقنوات الاتصال؛

يوجد اليوم بوابات VoIP خاصة (بوابة نقل الصوت عبر IP) توفر اتصال الهواتف التناظرية العادية بشبكة IP. كقاعدة عامة، لديهم أيضًا جهاز توجيه مدمج يسمح لك بتتبع حركة المرور، وتخويل المستخدمين، وتوزيع عناوين IP تلقائيًا، وإدارة النطاق الترددي.

ضمن الميزات القياسيةبوابات الصوت عبر بروتوكول الإنترنت:

• وظائف الأمن (إنشاء قوائم الوصول، والترخيص)؛
• دعم الفاكس؛
• دعم البريد الصوتي؛
• يدعم بروتوكولات H.323 وSIP (بروتوكول بدء الجلسة).

ولمواجهة تأخيرات الإرسال المحتملة، يجب استكمال IP أموال إضافيةعلى سبيل المثال، بروتوكولات الانتظار (بحيث لا تتنافس البيانات الصوتية مع البيانات العادية).
كقاعدة عامة، لهذه الأغراض، تستخدم أجهزة التوجيه قائمة انتظار منخفضة الكمون (LLQ) أو قائمة انتظار مرجحة على أساس الفئة (CBWFQ).
بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى مخططات تحديد الأولويات للتعامل مع البيانات الصوتية باعتبارها الأكثر أهمية للإرسال.
 

طبقة النقل

ل طبقة النقلصفة مميزة:

• تجزئة بيانات التطبيق ذات المستوى الأعلى؛
• ضمان الاتصال الشامل؛
• ضمان موثوقية البيانات.

بروتوكولات طبقة النقل الرئيسية هي TCP (بروتوكول التحكم في الإرسال)، UDP (بروتوكول مخطط بيانات المستخدم)، RTP (بروتوكول النقل في الوقت الحقيقي). مباشرة في مهاتفة IP، يتم استخدام بروتوكولي UDP وRTP، والفرق الرئيسي بينهما عن TCP هو أنها لا تضمن تسليم البيانات بشكل موثوق. يعد هذا خيارًا أفضل من TCP نظرًا لأن الاتصال الهاتفي حساس للغاية لزمن الوصول ولكنه أقل حساسية لفقدان الحزم.

UDP

يعتمد UDP على بروتوكول شبكة IP ويوفر خدمات النقل لعمليات التطبيق. الفرق الرئيسي بينه وبين TCP هو أنه يوفر تسليمًا غير مضمون، أي أنه لا يطلب تأكيدًا عند إرسال البيانات واستلامها. أيضا، عند إرسال المعلومات، ليس من الضروري إنشاء اتصال منطقيبين وحدات UDP (المصدر والوجهة).

RTP

على الرغم من أن RTP يعتبر عمومًا بروتوكول طبقة نقل، إلا أنه يعمل عادةً فوق UDP. باستخدام RTP، يتم تنفيذ التعرف على نوع حركة المرور، والعمل مع الطوابع الزمنية، والتحكم في الإرسال، وترقيم تسلسل الحزمة.

الغرض الرئيسي من RTP هو تعيين طوابع زمنية لكل حزمة صادرة، والتي تتم معالجتها في الطرف المتلقي. يتيح لك ذلك تلقي البيانات بالترتيب الصحيح، ويقلل من تأثير التوقيت غير المتساوي للحزم التي تنتقل عبر الشبكة، ويستعيد التزامن بين بيانات الصوت والفيديو.
 

طبقات البيانات

ثلاثة أحدث مستوىدعونا نفكر في نماذج OSI معًا. مثل هذا الجمع مقبول، لأن العمليات التي تحدث على هذه المستويات ترتبط ارتباطا وثيقا ببعضها البعض، وسيكون من المنطقي أكثر وصفها دون النظر إلى التقسيم إلى مستويات فرعية.

ح.323

الخطوة الأولى هي وصف حزمة بروتوكول H.323، التي تم تطويرها في عام 1996. تحتوي هذه المواصفة القياسية على وصف للمعدات وخدمات الشبكة والأجهزة الطرفية المخصصة للاتصالات الصوتية والمرئية في شبكات تبديل الحزم (الإنترنت). يجب أن يدعم أي جهاز H.323 تبادل المعلومات الصوتية.

• استقلالية المنصة.
• معايير ترميز البيانات التناظرية.
• إدارة عرض النطاق الترددي.
• المرونة والتوافق.

دعونا نلاحظ حقيقة مهمة جدًا: لا تحدد التوصيات وسيلة النقل المادية وبروتوكول النقل وواجهة الشبكة. وهذا يعني أن الأجهزة التي تدعم معيار H.323 يمكنها العمل على أي شبكة تبديل حزم موجودة اليوم.

وفقًا لـ H.323، فإن المكونات الأربعة الرئيسية لاتصال VoIP هي:

• صالة؛
• بوابة؛
• وحدة تحكم المنطقة؛
• وحدة التحكم في المؤتمرات متعددة النقاط (MCU - وحدة التحكم متعددة النقاط).

مثال على مخطط كتلة الشبكة في مهاتفة IP 

مقتطف من مستند يصف مكدس بروتوكول H.323

1. التحكم في الاتصال والتشوير:
1.أ. H.225.0: بروتوكولات تشوير وحزم تدفق الوسائط (تستخدم مجموعة فرعية من بروتوكول التشوير Q.931).
1.ب. H.225.0/RAS: إجراءات التسجيل والقبول والحالة.
1.ج. H.245: بروتوكول التحكم في الوسائط المتعددة.
2. معالجة الإشارات الصوتية:
2.أ. G.711: تعديل كود النبض للترددات الصوتية.
2.ب. G.722: تشفير صوتي 7 كيلو هرتز بسرعة 64 كيلوبت في الثانية.
2.ج. G.723.1: أجهزة تشفير الكلام ذات المعدل المزدوج لاتصالات الوسائط المتعددة بسرعة 5,3 و6,3 كيلوبت/ثانية.
2.ز. G.728: تشفير التنبؤ الخطي لإشارات الكلام بمعدل 16 كيلوبت/ثانية مع تشفير إشارة الإثارة ذات الكمون المنخفض.
2.د. G.729: تشفير التنبؤ الخطي لإشارات الكلام بمعدل 8 كيلوبت/ثانية مع تشفير جبري لإشارة إثارة البنية المترافقة.
3. معالجة إشارات الفيديو:
3.أ. H.261: برامج ترميز الفيديو للخدمات السمعية والبصرية بسرعة 64 كيلوبت في الثانية.
3.ب. H.263: ترميز الفيديو للإرسال بمعدل بت منخفض.
4. مكالمة جماعية للبيانات:
4 ا. T.120: مكدس البروتوكول (يتضمن T.123 وT.124 وT.125) لنقل البيانات بين نقاط النهاية.
5. نقل الوسائط المتعددة:
5.أ. RTP: بروتوكول النقل في الوقت الحقيقي.
5 ب. RTCP: بروتوكول التحكم في الإرسال في الوقت الحقيقي.
6. الأمن:
6.أ. H.235: الأمن والتشفير لمحطات الوسائط المتعددة على شبكة H.323.
7. الخدمات الإضافية:
7.أ. H.450.1: وظائف عامة لإدارة الخدمات التكميلية في H.323.
7.ب. H.450.2: تحويل الاتصال إلى رقم هاتف المشترك الثالث.
7.ج. H.450.3: تحويل المكالمات.
7.ز. H.450.4: تعليق المكالمة.
7.د. H.450.5: ركن المكالمات (الوقوف) والرد على المكالمات (الالتقاط).
7.هـ. H.450.6: إشعار بالمكالمات الواردة في حالة المحادثة.
7.ز. H.450.7: إشارة انتظار الرسالة.
7.z. H.450.8: خدمة تحديد الاسم.
7.ط. H.450.9: خدمة إنهاء المكالمات لشبكات H.323.

سيناريو إعداد الاتصال بناءً على بروتوكول H.323
 

SIP (بروتوكول بدء الجلسة)

SIP هو بروتوكول إشارات مصمم لتنظيم جلسات الاتصال وتغييرها وإنهائها. SIP مستقل عن تقنيات النقل، لكن من الأفضل استخدام UDP عند إنشاء اتصال. يوصى باستخدام RTP لنقل معلومات الصوت والفيديو نفسها، ولكن لا يتم استبعاد إمكانية استخدام بروتوكولات أخرى.

يحدد SIP نوعين من رسائل الإشارة - الطلب والاستجابة. هناك أيضًا ستة إجراءات:

• دعوة (دعوة) - تدعو المستخدم للمشاركة في جلسة اتصال (تعمل على إنشاء اتصال جديد؛ وقد تحتوي على معلمات للتفاوض)؛
• BYE (قطع الاتصال) - ينهي الاتصال بين مستخدمين؛
• الخيارات - تستخدم لنقل المعلومات حول الميزات المدعومة (يمكن إجراء هذا النقل مباشرة بين وكيلي مستخدم أو من خلال خادم SIP)؛
• ACK (إقرار) - يُستخدم لتأكيد استلام رسالة أو لتقديم استجابة إيجابية لأمر INVITE؛
• إلغاء - يتوقف عن البحث عن مستخدم؛
• التسجيل (التسجيل) - ينقل المعلومات حول موقع المستخدم إلى خادم SIP، والذي يمكنه بثها إلى خادم الموقع.

سيناريو جلسة SIP

برامج الترميز

برنامج ترميز الصوت هو برنامج أو خوارزمية تقوم بضغط أو فك ضغط البيانات الصوتية الرقمية، مما يقلل من متطلبات النطاق الترددي لقناة نقل البيانات. في مهاتفة IP اليوم، التحويل الأكثر شيوعًا هو استخدام برنامج الترميز G.729، بالإضافة إلى ضغط G.711 باستخدام A-law (alaw) وμ-law (ulaw).

G.729

G.729 هو برنامج ترميز يقوم بضغط الإشارة الأصلية مع فقدان البيانات. الفكرة الرئيسية المتأصلة في G.729 هي عدم إرسال الإشارة الرقمية نفسها، ولكن إرسال معلماتها (الخصائص الطيفية، عدد المعابر الصفرية)، وهو ما يكفي للتوليف اللاحق على الجانب المستقبل. في الوقت نفسه، يتم الحفاظ على جميع الخصائص الرئيسية للصوت، مثل السعة والجرس.

تبلغ سعة القناة التي تم تصميم برنامج الترميز هذا من أجلها 8 كيلوبت/ثانية. يبلغ طول الإطار الذي تمت معالجته بواسطة G.729 10 مللي ثانية، وتردد أخذ العينات هو 8 كيلو هرتز. يتم تحديد المعلمات لكل إطار من هذه الإطارات نموذج رياضيوالتي يتم إرسالها لاحقًا إلى القناة على شكل رموز.

عند استخدام تشفير G.729، يبلغ زمن الوصول 15 مللي ثانية، منها 5 مللي ثانية يتم إنفاقها في ملء المخزن المؤقت المسبق. لاحظ أيضًا أن برنامج الترميز G.729 يفرض متطلبات عالية جدًا على موارد المعالج.

G.711

G.711 هو برنامج ترميز صوتي لا يتضمن أي ضغط بخلاف التجميع، وهي طريقة لتقليل تأثيرات القنوات المحدودة النطاق الديناميكي. تعتمد هذه الطريقة على مبدأ تقليل عدد مستويات تكميم الإشارة في المنطقة ذات الحجم الكبير، مع الحفاظ على جودة الصوت. اثنين من مخططات companding المستخدمة على نطاق واسع في الاتصالات الهاتفية هي alaw وulaw.

يتم توفير الإشارة في برنامج الترميز هذا بواسطة دفق يبلغ 64 كيلوبت / ثانية. تردد أخذ العينات - 8000 إطار بمعدل 8 بت في الثانية. جودة الصوت أفضل بشكل شخصي من استخدام برنامج الترميز G.729.

قانون

alaw أو A-law هي خوارزمية لضغط البيانات الصوتية مع فقدان المعلومات. تستخدم بشكل رئيسي في أوروبا وروسيا.

بالنسبة للإشارة x، يكون التحويل باستخدام خوارزمية القانون كما يلي:

حيث A هي معلمة الضغط (عادةً ما تكون 87.7).

ulaw

ulaw أو μ-law هي خوارزمية لضغط البيانات الصوتية مع فقدان المعلومات. تستخدم بشكل رئيسي في اليابان وأمريكا الشمالية.

بالنسبة للإشارة x، يكون التحويل باستخدام خوارزمية ulaw كما يلي:

حيث μ تعتبر 255 (8 بتات) في معايير أمريكا الشمالية واليابان.
 

تعديل رمز النبض (PCM - تعديل رمز النبض)

تعديل رمز النبض هو إرسال وظيفة مستمرة في شكل سلسلة من النبضات المتعاقبة.

لاستقبال إشارة معدلة عند مدخل قناة الاتصال، القيمة اللحظية إشارة الناقليقاس بواسطة ADC مع فترة معينة. وفي هذه الحالة يجب أن يكون عدد القيم الرقمية في الثانية (وإلا تردد أخذ العينات) أكبر من أو يساوي ضعف التردد الأقصى في الطيف الإشارات التناظرية.

بعد ذلك، يتم تقريب القيم التي تم الحصول عليها إلى أحد المستويات المقبولة مسبقًا. لاحظ أنه يجب اعتبار عدد المستويات من مضاعفات قوة العدد اثنين. اعتمادًا على عدد المستويات التي تم تحديدها، يتم تشفير الإشارة بعدد معين من البتات.

تكميم الإشارة

على هذه الصورةيتم تمثيل التشفير باستخدام أربع بتات (أي أنه سيتم تقريب جميع القيم المتوسطة للإشارة التناظرية إلى أحد المستويات الستة عشر المحددة مسبقًا). على سبيل المثال، في الوقت المناسب يساوي الصفرسيتم تمثيل الإشارة على النحو التالي: 0111.

في عملية إزالة التشكيل، يتم تحويل سلسلة من الأصفار والواحدات إلى نبضات بواسطة مزيل التشكيل، الذي يكون مستوى التكميم فيه مساويًا لمستوى التكميم الخاص بالمشكل. بعد ذلك، يقوم DAC بإعادة بناء الإشارة بناءً على هذه النبضات، ويقوم مرشح التجانس في النهاية بإزالة الأخطاء.

في الاتصالات الهاتفية الحديثة، يجب أن يكون عدد مستويات التكميم أكبر من أو يساوي 100، أي أن الحد الأدنى لعدد البتات التي يمكنها تشفير الإشارة هو 7.

قضايا جودة الخدمة في المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت (جودة الخدمة - QoS)

في الشبكات المستندة إلى مكدس TCP/IP، لا يتم توفير جودة خدمة عالية لحركة المرور الحساسة للتأخير بشكل افتراضي. عند استخدام بروتوكول TCP، هناك ضمان للتسليم الموثوق للمعلومات، ولكن قد يحدث نقلها مع تأخيرات غير متوقعة. يتميز UDP بتقليل التأخير إلى الحد الأدنى، ولكن لا يوجد ضمان لتسليم الحزمة بشكل صحيح.

وفي الوقت نفسه، يعتمد عامل جودة حركة الصوت بشدة على جودة الإرسال، وفي شبكة لا يتم فيها تنفيذ الآليات التي تضمن الجودة المناسبة، قد لا يلبي تنفيذ المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت متطلبات المستخدم.

المؤشرات الرئيسية لجودة الخدمة هي إنتاجية الشبكة وتأخر الإرسال. يتم تعريف التأخير على أنه الفترة الزمنية المنقضية من لحظة إرسال الحزمة حتى لحظة استلامها.

هناك أيضًا خصائص مثل توفر الشبكة وموثوقيتها (يتم تقييمها من خلال مراقبة مستوى الخدمة على مدى فترة طويلة، أو من خلال معدل الاستخدام).

لتحسين جودة الاتصال يتم استخدام الآليات التالية:

1. إعادة التوجيه. إذا كانت إحدى قنوات الاتصال محملة بشكل زائد، فإنها تسمح بالتسليم باستخدام المسارات الاحتياطية.
2. حجز موارد قناة الاتصال طوال مدة الاتصال.
3. تحديد أولويات حركة المرور. يسمح لك بوضع علامة على الحزم وفقًا لمستوى أهميتها وتنفيذ الخدمة بناءً على العلامات.

كما حدد سابقا، حركة الصوتحساسة للغاية لتأخير الإرسال. الحد الأقصى للوقتيجب ألا يتجاوز التأخير 400 مللي ثانية (وهذا يشمل أيضًا مدة معالجة المعلومات في المحطات النهائية). هناك نوعان رئيسيان من التأخير:

التأخير في ترميز المعلومات إلى بوابات صوتيةأو المعدات الطرفية. تم تقليله عن طريق تحسين معالجة الصوت وخوارزميات التحويل.
- التأخير الذي قدمته شبكة النقل. يتم تقليله عن طريق تحسين البنية التحتية للشبكة، على وجه الخصوص، تقليل عدد أجهزة التوجيه واستخدام القنوات عالية السرعة.

مصادر التأخير في مهاتفة IP

تقطع

هناك ظاهرة أخرى مميزة للاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت وهي الارتعاش، أو بمعنى آخر، التأخير العشوائي في نشر الحزمة.

يحدث الارتعاش بسبب ثلاثة عوامل:

• عرض النطاق الترددي محدود أو عمل غير صحيحأجهزة الشبكة النشطة؛
• تأخير انتشار الإشارة العالية؛
• الضوضاء الحرارية.

الطريقة الأكثر استخدامًا لمكافحة الارتعاش هي مخزن الارتعاش المؤقت الذي يخزن عددًا معينًا من الحزم.

عادةً، يتم ضبط طول المخزن المؤقت ديناميكيًا طوال مدة الاتصال. يتم استخدام الخوارزميات الإرشادية لاختيار أفضل طول.

غضب العازلة

للتعويض عن المعدل غير المتكافئ لوصول الحزم، يتم إنشاء مخزن مؤقت للحزم، أو ما يسمى بمخزن الارتعاش المؤقت، على الجانب المتلقي. وتتمثل مهمتها في جمع الحزم الواردة بالترتيب الصحيح وفقًا للطوابع الزمنية وإصدارها إلى برنامج الترميز على فترات زمنية صحيحة وبالترتيب الصحيح.

غضب العازلة

يتم حساب حجم المخزن المؤقت لجهاز VOIP المستقبل أثناء التشغيل، أو يتم فرضه في الإعدادات. من ناحية، لا يمكن أن تكون كبيرة جدًا حتى لا تزيد من تأخير النقل. على الجانب الآخر، حجم صغيريؤدي المخزن المؤقت إلى فقدان الحزمة عندما يتغير زمن الوصول في شبكة IP.

هذا هو المكان الذي ينشأ فيه أحد التناقضات الرئيسية بين مزودي الإنترنت ومستخدمي الاتصالات الهاتفية عبر بروتوكول الإنترنت. من وجهة نظر المزود، يتم تسليم جميع الحزم إلى المشترك، أي لا توجد خسائر. ومن وجهة نظر جهاز VoIP، فإن الفارق الزمني بين وصول الحزم يتجاوز بشكل كبير المخزن المؤقت للارتعاش. لذلك، في الواقع، هناك خسائر. في الممارسة العملية، فإن خسارة أكثر من 1٪ تسبب بعض الانزعاج. عند نسبة 2%، تصبح المحادثة صعبة. عند قيم أكبر من 4%، يكون الحوار شبه مستحيل.

حجم المخزن المؤقت للارتعاش

يمكن تحديد تأخير الانتشار العشوائي Ji للحزمة i بواسطة الصيغة:

أين:
Di هو الانحراف عن وقت الوصول المتوقع للحزمة i.
يتم تحديد الانحراف عن الوقت المتوقع لوصول الحزمة i-th Di بواسطة الصيغة:

أين:
R – وقت وصول الحزمة في الطوابع الزمنية لـ RTP،
S - الطابع الزمني لـ RTP مأخوذ من الحزمة.

لنعطي مثالاً لحساب الحجم المتوقع لتأخير النشر العشوائي للحزمة الخامسة، بناءً على الحزمتين السابقتين.

دع J4 = 10 مللي ثانية؛ R4=10، R3=11، S4=6، S3=5، إذن D5 ستكون (10-11)-(6-5)=-2.

في المتوسط، سيكون تأخير وقت النشر العشوائي لحزمة واحدة في المثال الحالي 10 مللي ثانية (بشكل أكثر دقة، يمكن حسابه باستخدام الصيغة المذكورة أعلاه). وبعد ذلك، لكي لا يتم التخلص من حزمة واحدة، يجب أن يكون حجم المخزن المؤقت للارتعاش مساويًا لـ 10 مللي ثانية.

لتحديد الحجم المطلوب لمخزن الارتعاش المؤقت بالميجابايت، اضرب القيمة الناتجة بـ 100 ميجابت/ثانية - متوسط ​​إنتاجية الشبكة: 10 10^-3 100 = 128 كيلو بايت.

يجب أن يكون حجم المخزن المؤقت للارتعاش أكبر من تقلبات وقت عبور الشبكة. على سبيل المثال، إذا كانت 10 حزم لها وقت عبور يتراوح من 5 إلى 10 مللي ثانية، فيجب أن يكون المخزن المؤقت 8 مللي ثانية على الأقل حتى لا يتم فقدان أي حزم. ومن الأفضل أن يكون المخزن المؤقت أكبر، على سبيل المثال 12 مللي ثانية، عندها يمكن أن تعمل آلية إعادة طلب الحزم المفقودة.
 

حلول نشر شبكة الهاتف

النجمة

Asterisk هو برنامج PBX قادر على تحويل مكالمات VoIP والمكالمات التي يتم إجراؤها بين هواتف IP وشبكة الهاتف العامة التقليدية.

البروتوكولات المدعومة: IAX، SIP، H.323، Skinny، UNIStim.
برامج الترميز المدعومة: G.711 (ulaw وalaw)، G.722، G.723، G.729، GSM، iLBC، LPC-10، Speex.

النجمة عبارة عن برنامج مفتوح المصدر يتم تطويره ديناميكيًا ويمكن تثبيته دون النظر إلى الترخيص. وهذا يجعل برنامج PBX هذا جذابًا للشركات الصغيرة والمتوسطة. يمكن أن يصل عدد المشتركين في الشبكة إلى 2000 وهو محدود فقط بسعة الخادم.

ميزة أخرى للنجمة هي القدرة إعدادات مرنة. جميع الوظائف الضرورية إما تم تنفيذها بالفعل أو يمكن إضافتها بشكل مستقل دون تكاليف كبيرة للوقت والمال. يتم تسهيل ذلك من خلال المبدأ: مهمة واحدة هي وحدة برمجية واحدة.

بالمقارنة مع الحلول المقدمة من البائعين مثل Cisco أو Avaya، تعد Asterisk أيضًا جذابة نظرًا لتكلفة نشرها. في الواقع، تعود جميع التكاليف إلى شراء هواتف وخادم قادر على توفير الحمل المطلوب على الشبكة. البرنامج نفسه مجاني تماما.

مدير الاتصالات الموحدة من Cisco (CallManager)

تم تصميم CallManager بدلاً من ذلك للشبكات الكبيرة التي تضم ما يصل إلى 30000 مشترك. يضمن مجمع البرامج والأجهزة هذا التشغيل الموثوق به ويسمح لك بتكوين العديد من المعلمات، مثل إعادة توجيه المكالمات أو القائمة الصوتية. هناك أيضًا نسخة سريعة "خفيفة" مخصصة أكثر للمكاتب الصغيرة.

من بين مزايا Cisco CallManager، تجدر الإشارة أولاً إلى المزايا الشهيرة دعم فنيشركة سيسكو. ومع المستوى المناسب من عقد الخدمة، سيتم حل أي مشكلة، بدءًا من مشكلات التكوين وحتى المعدات المعطلة، على الفور تقريبًا. لذلك، يعد Cisco CallManager مناسبًا للشركات التي ترغب في دفع الكثير من المال، ولكنها تتلقى أيضًا اعلى جودةخدمة.

مكتب أفايا IP

قد يكون نظام IP Office خيارًا جيدًا لنظام متوسط ​​الحجم شبكة الهاتف. عدد المشتركين هنا محدود ليس فقط بسعة الخادم، ولكن أيضًا بعدد التراخيص المشتراة. يجب ترخيص كل شيء تقريبًا - بطاقات التوسعة والتطبيقات المستخدمة وما إلى ذلك، مما قد يسبب بعض الإزعاج.

يمكن إجراء التكوين من خلال عدد من البرامج، ولكن أشهرها وأسهلها استخدامًا هو Avaya IP Office Manager. إدارة وحدة التحكم ممكنة أيضًا باستخدام Avaya Terminal Emulator.

بشكل عام، لا تقتصر منتجات Avaya على IP Office فقط. تعد Avaya، التي اندمجت مع شركة تصنيع أخرى معروفة Nortel في عام 2009، شركة رائدة معترف بها في سوق معدات الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت.