Виктор Гольцман – Звонки через Интернет: экономим в 100 раз (страница 3)
Совет
Сохраните старый телефонный аппарат, который питается от телефонной линии. Это проще, чем покупать дизель-генератор и вырабатывать электричество из дизельного топлива.
Экстренные вызовы
При отсутствии электричества вы не сможете позвонить в сервисную службу с VoIP-телефона.
Еще одна проблема – звонки в экстренные службы (в нашей стране это 01, 02, 03 и 04; в Америке все такие службы доступны через единый номер 911). Во-первых, не всегда программа VoIP-телефонии позволит вам позвонить туда. Во-вторых, операторы службы спасения не смогут по номеру определить ваше точное местонахождение, что в некоторых ситуациях очень важно.
Это проблема, которую сейчас пытаются решить в Америке, – каждый оператор VoIP-связи должен гарантировать бесплатную связь со службой спасения всем своим абонентам.
Качество звука
Когда американские инженеры в середине прошлого века создавали Интернет, они не могли даже предположить, что их изобретение будет использоваться для телефонной связи. Они создавали для университетов компьютерную сеть, в которой можно было бы обмениваться данными и общаться с помощью текстовых сообщений. Транспортные протоколы и вся архитектура Интернета не были приспособлены для передачи голоса и организации телефонной связи.
Протоколы, на которых работает VoIP, изначально были предназначены для других целей. Для примера рассмотрим протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol (протокол управления передачей)/Internet Protocol (интернет-протокол)) для пакетной передачи данных. В Интернете вся информация передается в виде пакетов. Протокол TCP/IP изначально спроектирован так, что он допускает утерю пакетов и приход их к получателю не в том порядке, в котором они были отправлены. Для передачи текста это не так страшно, потому что в «пункте назначения» их дождутся и выстроят в нужном порядке лишь с небольшой задержкой. Для голосовой же информации это неприемлемо – возникают потеря звуков, «проглатывание» целых слов, изменение тембра голоса, задержка и неприятное эхо от своих собственных слов и слов собеседника.
При плохом качестве связи все негативные эффекты могут проявиться одновременно и разговор станет просто невозможным.
Проблема качества связи в VoIP-телефонии до сих пор не решена окончательно. Каким бы сервисом вы ни пользовались, всегда возможно появление вышеописанных негативных эффектов. В этом случае можно дать два совета:
• попытайтесь установить связь еще раз, потому что ее качество изменяется от соединения к соединению, так что со второго или третьего раза можно добиться приемлемого результата;
• позвоните в другое время, когда каналы Интернета (или каналы вашего интернет-провайдера) не так перегружены, ведь в Интернете и у вашего провайдера тоже бывают «часы пик», когда каналы до предела забиты информацией.
Впрочем, качество связи VoIP-телефонии с каждым годом улучшается. Каналы Интернета постоянно расширяются, появляются специальные программные кодеки, которые устраняют эхо и другие негативные эффекты.
Задержка звука
Одна из самых неприятных помех во время разговора через VoIP-телефонию – это задержка сигнала, при которой слышите своего собеседника не в тот момент, когда он говорит, а через некоторое время. К собеседнику ваш голос тоже приходит с опозданием. В результате этого между вашими фразами появляется пауза, а когда вы начинаете говорить, то можете обнаружить, что к вам как раз начал поступать голос собеседника. Даже если задержка совсем небольшая, она существенно затрудняет разговор.
Характерным недостатком VoIP-телефонии также является искажение сигнала, называемое джиттер, то есть дрожание. Джиттер возникает из-за разброса во времени доставки VoIP-пакетов, которые по умолчанию должны приходить один за другим непрерывным потоком.
Задержки сигнала возникали с момента появления VoIP-телефонии. При трафике через Интернет невозможно гарантировать мгновенную доставку голоса собеседнику. На пути трафика обязательно возникает «узкое» место, где образуются пробки из информационных пакетов, – в Интернете тоже бывают пробки, как и в любом крупном городе. Отличие только в том, что в Интернете их устранить легче, чем на автомобильных дорогах, – каналы постоянно расширяются, и на них устанавливается более скоростное оборудование.
В 1995 году каналы связи, оборудование для коммутации и сетевые настройки были настолько слабыми, что задержки сигнала при VoIP-связи составляли 400-4000 миллисекунд, то есть 0,4–4 секунды. На сегодняшний день ситуация улучшилась, но задержки до сих пор имеют место. Крупнейшие провайдеры VoIP-телефонии декларируют максимальный уровень задержки в 150 миллисекунд и стараются это обеспечить.
На реальный уровень задержки влияют многие факторы: перегруженность Сети в данный момент, количество пользователей, расстояние между собеседниками, тип соединения и даже тип оборудования, через которое проходит трафик.
Многообразие стандартов
После прочтения глав из технического раздела «Протоколы, кодеки, алгоритмы» вы поймете, что в мире VoIP до сих пор нет единых стандартов. Связисты в лице ITU (International Telecommunication Union – Международный телекоммуникационный союз) продвигают стандарт Н.323. Компьютерщики придумали открытый стандарт SIP и создают все новые сервисы на его основе. Бизнесмены идут своим путем, создавая нестандартные сервисы и пытаясь заработать на них, – например, создатели нестандартной программы Skype, а это шведские бизнесмены и эстонские программисты, заработали около $2 млрд долларов. Их программа приобрела популярность, и бизнес удалось продать за огромные деньги. Эстонские программисты, впрочем, не получили своих миллионов, потому что трудились исключительно за зарплату.
Закрытые интернет-пейджеры с поддержкой VoIP выпускают крупнейшие интернет-корпорации – Yahoo! Google, MSN и AOL. Программу Skype также можно занести в этот список, потому что теперь она принадлежит богатейшей интернет-корпорации eBay. Каждая из этих программ закрыта от других, но корпорации вкладывают миллионы долларов в развитие и продвижение именно своей программы. Это настоящая битва стандартов на фоне конкуренции между финансовыми гигантами.
К сожалению, приверженцы открытых стандартов не обладают такими огромными финансовыми ресурсами, поэтому VoIP-программы, работающие на открытых стандартах и совместимые друг с другом, такие как Gizmo или SIPphone, пока не получили широкого распространения. Однако многие эксперты считают, что будущее именно за ними.
Протоколы, кодеки, алгоритмы
Разберемся, каким образом работает интернет-телефония. Общая схема такова.
1. Голос переводится в цифровую форму (оцифровка) и сжимается (компрессия).
2. Цифровой поток разбивается на пакеты, которые отправляются по компьютерной сети в пункт назначения.
3. Система адресата получает пакеты с голосовым потоком, осуществляет их «сборку», после чего переводит информацию обратно из цифровой формы в аналоговую.
Расскажем подробнее о каждом из этих этапов.
Оцифровка и сжатие
Оцифровка аналогового сигнала означает, что колебания воздуха превращаются в ряд нулей и единиц. На первом этапе колебания воздуха от вашего голоса фиксируются мембраной микрофона. На втором этапе задействован обычно блок аналого-цифрового преобразования (АЦП) звуковой карты компьютера.
Процесс оцифровки имеет следующие стадии.
1. Выборка.
2. Квантование сигнала.
3. Кодирование.
Самый известный стандарт кодирования звука называется PCM (Pulse Code Modulation – импульсно-кодовая модуляция), известный также как стандарт G.711. Он предполагает выборку 8000 образцов речи в секунду. Каждый из образцов имеет размер 8 бит, так что результатом работы РСМ является цифровой поток 64 000 бит/с (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Запись голосового сигнала на компьютере после оцифровки
Одновременно с оцифровкой звука кодек РСМ обеспечивает и эффективное сжатие цифрового сигнала. Основной принцип сжатия звука основан на том, что человеческое ухо не воспринимает большую часть звукового спектра. Кроме того, голос человека занимает лишь узкую полосу в диапазоне всех слышимых звуков.
Диапазон слышимых частот составляет примерно 200-20 000 Гц. Частоты человеческого голоса лежат в пределах 200-10 000 Гц, а типичные частоты телефонного сигнала – в диапазоне 300-3000 Гц.
Только за счет эффективной выборки частот уже можно сжать сигнал в несколько раз. Применяются и другие, более сложные методы компрессии. Как уже было сказано, кодек РСМ обеспечивает цифровой поток 64 000 бит/с. Существуют и другие стандарты оцифровки звукового сигнала. Вот некоторые из кодеков, которые входят в базовый набор Н.323 (рис. 1.4):
• G.711 (РСМ) – 64 Кбит/с;
• G.721 (ADPCM) – 32 Кбит/с;
• G.723 (ADPCM) – 24 Кбит/с;
• G.726 (ADPCM) – 16 Кбит/с;
• G.728 (LD-CELP) – 16 Кбит/с;
• G.729 (CS-ACELP) – 8 Кбит/с.
Рис. 1.4. Архитектура Н.323 и основные стандарты, входящие в этот набор
Набор стандартов Н.323 используется в некоторых программах для интернет-телефонии, таких как NetMeeting и Ekiga. Однако сегодня Н.323 не является единственным общепризнанным стандартом, хотя и рекомендован к использованию ITU.
Существует еще стандарт SIP (о нем будет рассказано позже), а также различные кодеки и коммерческие протоколы для передачи трафика, которые не являются признанными стандартами. Сегодня в мире насчитывается более 650 различных VoIP-сервисов, зачастую несовместимых между собой. Самый известный – это Skype. Существуют национальные VoIP-сервисы, например в России.