Структура сети с пакетной коммутацией на примере района Московской городской телефонной сети
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Вµния {Application Data), например, несжатое 8-битовое аудио МРЗ и т.п. По этому коду приложение может узнать, что нужно делать, чтобы декодировать данные. Остальная часть заголовка фиксированной длины состоит из поля порядкового номера (Sequence Number), поля метки времени (Time Stamp) для записи момента создания первого слова пакета и поля источника синхронизации SSRC, которое идентифицирует этот источник. В последнем поле можно указывать единственное устройство, имеющее только один сетевой адрес, множественные источники, которые могут представить различные мультимедийные среды (аудио, видео и т.д.), или разные потоки одной и той же среды. Так как источники могут быть на разных устройствах, SSRC-идентификатор выбирается случайным образом, чтобы шанс получать данные сразу от двух источников во время RTP-сеанса был минимальным. Однако определен также и механизм решения конфликтов, если они возникают. За фиксированной частью RTP-заголовка могут следовать еще до 15 отдельных 32-разрядных CSRC-полей, которые идентифицируют источники данных.
RTP поддерживается протоколом управления транспортировкой в реальном времени RTCP {Real-Time Transport Control Protocol), который формирует дополнительные отчеты, содержащие информацию о сеансах связи RTP. Напомним, что ни UDP, ни RTP не занимаются обеспечением качества обслуживания QoS (Quality of Service). Протокол RTCP обеспечивает обратную связь с отправителями, а получателям потоков он предоставляет некоторые возможности повышения QoS, информацию о пакетах (потери, задержки, джиттер) и о пользователе (приложении, потоке). Для управления потоком существуют отчеты двух типов - генерируемые отправителями и генерируемые получателями. Например, информация о доле потерянных пакетов и абсолютном количестве потерь позволяет отправителю при получении отчета обнаруживать, что перегрузка канала может заставить получателей не принимать потоки пакетов, которые они ожидали. В этом случае отправитель имеет возможность понизить скорость кодирования, чтобы уменьшить перегрузку и улучшить прием. Отчет отправителя содержит информацию о том, когда был генерирован последний RTP-пакет (она включает в себя как внутреннюю метку, так и реальное время). Эта информация позволяет получателю координировать и синхронизировать множественные потоки, например, видео и аудио. Если поток направляется нескольким получателям, то организуются потоки RTCP-пакетов от каждого из них. При этом будут предприняты шаги для ограничения ширины полосы - обратно пропорционально скорости, с которой генерируются RTCP-отчеты, и числу получателей.
Следует заметить, что хотя RTCP работает отдельно от RTP, но уже и сама цепочка RTP/UDP/IP приводит к существенным накладным расходам (в виде их заголовков). Кодек G.729 генерирует пакеты размером в 10 байтов (80 битов каждые 10 мс). Один RTP-заголовок, размером в 12 байтов, больше, чем весь этот пакет. К нему, кроме того, должен быть добавлен 8-байтовый UDP-заголовок и 20-байтовый IP-заголовок (в версии IРv4), что создает заголовок, в четыре раза превосходящий по размеру передаваемые данные.
1.2.6 Кодеки VoIP
С момента первого телефонного соединения между Беллом и Ватсоном речевую информацию стали преобразовывать в формат аналогового электрического сигнала. При переходе к цифровым телефонным сетям эти речевые сигналы перед отправкой в сеть начали подвергать дискретизации (формированию дискретных во времени отiетов амплитуды сигнала), квантованию (определению амплитуды полученного отiета числом с конечной точностью - дискретизации по амплитуде) и кодированию. Стандартной для традиционной телефонии стала примитивная с сегодняшней точки зрения схема ИКМ-кодирования речевого сигнала, хотя никогда не прекращались поиски более сложных и эффективных алгоритмов, позволяющих снизить требования к полосе пропускания.
Революционным толчком, позволившим прийти к передаче речи средствами IP-телефонии, стало появление процессоров цифровой обработки сигналов DSP (Digital Signal Processor), архитектура которых оптимизирована для выполнения операций, характерных для типичных алгоритмов обработки сигналов, например, умножение с накоплением или выборку операндов с бит-инверсной адресацией для выполнения быстрого преобразования Фурье. Физически DSP выполняются в виде интегральных микросхем, содержащих в одном кристалле ядро процессора, память и периферийные устройства для обмена информацией. Наличие встроенной памяти обеспечивает быстрый доступ ядра к ее содержимому для получения максимальной производительности. Функционально на DSP реализуются кодеки для использования в приложениях VoIP.
Различаются эти кодеки, в частности, по требуемой полосе пропускания канала. Для узкополосных кодеков скорость передачи информации лежит в пределах 1.2-64 Кбит/с, что определяет качество передачи речи. Существует несколько подходов к проблеме определения качества, наиболее популярным из которых является оценка MOS (Mean Opinion Score), которая определяется как среднее значение оценок качества по пятибалльной шкале, данных большой группой слушателей. Экспертам предъявляются для прослушивания разные звуковые фрагменты - речь, музыка, речь на фоне того или иного шума и т.д. Оценки интерпретируют следующим образом: 4-5 - высокое качество, которое аналогично или выше качества передачи речи при разговоре по сети ISDN; 3.5-4 - качество ТфОП (toll quality), обеспечиваемое при большинстве телефонных связей через ТфОП, а мобильные сети обеспечивают качество чуть ниже toll quality; 3-3.5 - качество речи по-прежнему удовлетворительное, однако его ухудшение хо