Разработка функций для класса интерфейса между модулем УШ и модулем протокола RTP
Отчет по практике - Компьютеры, программирование
Другие отчеты по практике по предмету Компьютеры, программирование
Введение
IP-телефония
IP-телефония - технология, позволяющая использовать сеть с пакетной коммутацией на базе протокола IP в качестве средств организации и ведения междугородных, международных и местных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени.
Уровни архитектуры IP-телефонии
Архитектура технологии Voice over IP может быть упрощенно представлена в виде двух плоскостей. Нижняя плоскость - это базовая сеть с маршрутизацией пакетов IP, верхняя плоскость - это открытая архитектура управления обслуживанием вызовов (запросов связи).
Нижняя плоскость, представляет собой комбинацию известных протоколов Интернет: это - RTP (Real Time Transport Protocol), который функционирует поверх протокола UDP (User Datagram Protocol), расположенного, в свою очередь, в стеке протоколов TCP/IP над протоколом IP. Таким образом, иерархия RTP/UDP/IP представляет собой своего рода транспортный механизм для речевого трафика. Отметим, что в сетях с маршрутизацией пакетов IP для передачи данных всегда предусматриваются механизмы повторной передачи пакетов в случае их потери. При передаче информации в реальном времени использование таких механизмов только ухудшит ситуацию, поэтому для передачи информации, чувствительной к задержкам, но менее чувствительной к потерям, такой как речь и видеоинформация, используется механизм негарантированной доставки информации RTP/UDP/IP.
Управление обслуживанием вызова предусматривает принятие решений о том, куда вызов должен быть направлен, и каким образом должно быть установлено соединение между абонентами.
Особенности передачи речевой информации по IP - сетям
Проблемы ограничения задержки и подавления эха в традиционной телефонии существовали всегда, при переходе к IP-сетям они ухудшились. Добавились новые проблемы потери пакетов, случайного изменения времени задержки пакетов, а также нарушения порядка прибытия пакетов. Задержки представляют собой проблему и сами по себе, но, кроме того, усложнят проблему эха.
Задержка (или время запаздывания) определяется как промежуток времени, затрачиваемый на то, чтобы речевой сигнал прошел расстояние от говорящего до слушающего.
Время задержки при передаче речевого сигнала можно отнести к одному из трех уровней:
1.первый уровень до 200 мс - отличное качество связи. Для сравнения, в телефонной сети общего пользования допустимы задержки до 150-200 мс;
2.второй уровень до 400 мс - считается хорошим качеством связи. Но если сравнивать с качеством связи по сетям ТФОП, то разница будет видна. Если задержки постоянно удерживается на верхней границе 2-го уровня (на 400 мс), то не рекомендуется использовать эту связь для деловых переговоров;
.третий уровень до 700 мс - считается приемлемым качеством связи для ведения неделовых переговоров. Такое качество связи возможно также при передаче пакетов по спутниковой связи.
Общая задержка речевой информации делится на две основные части - задержка, вносимая самой сетью, и задержка между сетевым интерфейсом и устройством вывода речи (телефоном).
Сеть
Если нагрузка сети относительно мала, маршрутизаторы и коммутаторы, могут обрабатывать пакеты практически мгновенно, а линии связи доступны почти всегда. Если загрузка сети относительно велика, пакеты могут довольно долго ожидать обслуживания в очередях. Чем больше маршрутизаторов, коммутаторов и линий в маршруте, по которому проходит пакет, тем больше время его запаздывания, и тем больше вариация этого времени, т.е. джиттер.
Оконечное оборудование
Процесс передачи речи состоит из нескольких этапов.
На первом этапе осуществляется оцифровка речи. Затем оцифрованные данные анализируются и обрабатываются кодеками с целью уменьшения физического объема данных, передаваемых получателю. Как правило, на этом этапе происходит подавление пауз, фильтрация фонового шума, а также сжатие данных.
На следующем этапе происходит формирование RTP пакетов. При этом на стороне отправителя в буфере отправления происходит временное накопление необходимого количества данных для образования до его непосредственной передачи по сети. Затем пакеты отправляются в сокет.
Извлечение переданной речевой информации из полученных из сокета RTP-пакетов также происходит поэтапно, где проверяется очередность их доставки. Вследствие того, что в IP-сетях отсутствует гарантия времени доставки пакетов, RTP-пакеты со старшими порядковыми номерами могут прийти раньше. Некоторые пакеты могут быть вообще потеряны при доставке, или величина задержки при их передаче превышает нормативное значение времени ожидания. Для речевого трафика задержка и вариация задержки пакета являются критичными показателями, поэтому в таком случае либо используется алгоритм аппроксимации, позволяющий на основе полученных IP пакетов приблизительно восстановить потерянные, либо эти потери игнорируются. Полученная таким образом последовательность данных передается для обработки кодеками и преобразуется непосредственно в речевой сигнал.
Выполнение этой работы также сказывается на задержке.
Влияние операционной системы
Большинство приложений IP-телефонии представляет собой обычные программы, выполняемые в среде какой-либо операционной системы, такой как Windows или Linux. Эти программы обращаются к периферийным устройствам (платам обработки речевых сигналов, специализированным платам систем сигнализации) через интерфейс прикладных п