IP-телефония: ответ на комментарий

Так как Сергей Тютюнов призвал всех к диалогу, то хочу дать "Наш ответ Чемберлену" :-)

Прежде всего хотелось отметить некоторую необъективность статьи. В последний год - два появилось множество таких "шапкозакидательских статей" статей о IP телефонии. В них предвещается быстрый рост доли этой отрасли телефонии за счет сокращения доли обычной при этом приводятся совсем уж малореальные цифры. В результате у пользователей возникает устойчивое мнение, что уже через год они смогут звонить в любую страну мира за копейки с качеством связи равным или даже лучшим чем в обычной телефонии.

На мой взгляд, IP-телефонию ожидает весьма широкое распространение. Доказательством этому является факт регулирования данной услуги во многих странах мира. Даже в России дело сдвинулось с мертвой точки, Госкомсвязь и Ростелеком присматриваются к этой технологии.

Для сравнения приведу более понятный всем пример. Разве не является судебный процесс RIAA к компании Diamond Multimedia фактом признания формата MP3 как прямого конкурента традиционным носителям звука? А ведь подобное происходит и с IP телефонией, только одновременно во многих странах.

Еще одним фактом в пользу широкого распространения может являться количество телекоммуникацинных монстров, бросившихся осваивать рынок IP-телефоpнии. Это и Nortel, купивший для этого Micom, и Cisco, выпустившая AccessPath AS-3, и Motorola со своими Vanguard. Lucent Technologies планирует к концу 1999 года добавить поддержку voice-over-IP в устройство беспроводного доступа WaveLAN. Кроме того, ряд национальных телефонных компаний, таких Japan Telecom, British Telecom, Deutche Telecom, кто-то из скандинавов развертывают у себя предоставление этих услуг.

Что касается качества, то подавляющее количество статей как pаз ясно показывает, что качество IP-телефонии уступает на данный момент, да и будет уступать всегда телефонному качеству. Что же касается стоимости, могу привести в пример компанию IDT, подразделение которой Net2Phone установила стоимость звонков в Соединенные Штаты из любой страны мира в 7 центов в минуту. Кстати говоря, в Соединенных Штатах почти все операторы IP-телефонии установили расценки на уровне 5-9 центов в минуту.

Первая проблема - это сам стек протоколов IP, который был разработан для передачи данных в начале 70-х годов. Это семейство протоколов хорошо справляется с передачей трафика нечувствительного к полосе пропускания и задержкам, но при передаче чувствительного к этим параметрам голоса появляются проблемы. Протоколы IP не имеют средств для резервирования полосы пропускания. Например для корректной передачи голоса нужна полоса 8К. Пакеты содержащие оцифрованный голос имеют совершенно равные права со всеми другими на всем пути следования через сети составляющие Internet. Если ресурсов достаточно (т.е. на всем пути следования от одной точки до другой обеспечивается заданная полоса пропускания) качество будет удовлетворительным, но если нагрузка на порт одного из промежуточных устройств (маршрутизатор, мост и т.п.) возрастет то скорость снизится и мы получим ухудшение качества связи ниже приемлемого уровня.

При передачи речевой информации через сеть Интернет действительно остро стоит проблема управления трафиком. Покажем, как решается или может быть решена эта проблема в современном оборудовании и в будущем.

• Использование для определения типа трафика и его последующей приоритезации номера службы (номера порта).
• Для управления трафиком можно использовать метод WFQ фирмы Cisco, либо протокол RSVP, позволяющий резервировать необходимую полосу пропускания. Конечно, если на пути речевого трафика встречаются маршрутизаторы, не поддерживающие эти технологии, весь смысл от применения этих технологий теряется. В тоже время, провайдер сети Интернет может получить дополнительный доход от передачи речевого тарфика, и тогда он установит у себя эти технологии.
• Минимизацию задержек при прохождении пакетов с речевой информацией через множество маршрутизаторов позволяет технология TAG коммутации, разработанной Cisco.
• В будущем, с внедрением проткола IPv6 появится возможность управлять трафиком с помщью поля "Flow Label", определяющего поток, и поля "Priority", определяющего один из 15 приоритетов трафика. Оба поля располагаются в заголовке пакета.

Таким образом, уже сегодня существуют методы, позволяющие успешно эксплуатировать IP-телефонию в публичной сети Интернет. Что и даказывает Net2Phone.

Так что нельзя согласится с утверждением "Провайдеры IP-телефонии гарантируют не только доступ к шлюзовому оборудованию, но и необходимую полосу пропускания". Можно гарантировать полосу пропускания только на участке пользователь - шлюз провайдера в Internet, дальше никто ничего не гарантирует. В сетях ориентированных на передачу разнородного траффика (голос, видео, данные), например АТМ, эта проблема решается следующим образом. Для соединений критичных к полосе пропускания вводится её резервирование. Оборудование осуществляет запрос на соединение с фиксированной полосой пропускания, при наличии в сети необходимых ресурсов соединение разрешается, образуется виртуальный канал с фиксированной скоростью передачи. При отсутствии необходимых ресурсов запрос на соединение отбрасывается. Так же можно осуществить приоретизацию траффика т.е. определенным видам траффика присвоить более высокий приоритет над другими. Тогда при отсутствии свободных ресурсов в сети и поступлении запроса на соединение с более высоким приоритетом (голос) виртуальный канал с фиксированной полосой пропускания будет образован за счет понижения скорости соединений с более низким приоритетом (данные).

Да, это действительно так. Замечу однако, что многие ITSP сейчас хотя и называют свои услуги Интернет-телефоний, реально они предоставляют услуги IP-телефонии, то есть телефонии по выделенным линиям связи. К сожалению, в своей статье я не отметил должным образом этот факт.

В сетях ориентированных на передачу разнородного траффика (голос, видео, данные), например АТМ, эта проблема решается следующим образом. Для соединений критичных к полосе пропускания вводится её резервирование. Оборудование осуществляет запрос на соединение с фиксированной полосой пропускания, при наличии в сети необходимых ресурсов соединение разрешается, образуется виртуальный канал с фиксированной скоростью передачи. При отсутствии необходимых ресурсов запрос на соединение отбрасывается. Так же можно осуществить приоретизацию траффика т.е. определенным видам траффика присвоить более высокий приоритет над другими. Тогда при отсутствии свободных ресурсов в сети и поступлении запроса на соединение с более высоким приоритетом (голос) виртуальный канал с фиксированной полосой пропускания будет образован за счет понижения скорости соединений с более низким приоритетом (данные).

Во-первых, стоимость оборудования ATM и IP-телефонии несравнимы, да и много ли существует реально действующих сетей АТМ? Сети ATM действительно лучше подходят для речевых соединений, но стоимость звонка по сети АТМ будет выше чем по сети IP, особенно при использовании категории трафика CBR. Передача информации с другим типом трафика так же никогда не сможет достичь качества обычной телефонной сети из-за задержек, вносимых на этапе сжатия. Глобальное же расширение Интернет приведет к тому, что основным типом протокола в сетях передачи данных будет IP, а многократное преобразование со сжатием аналог-IP-ATM не пойдет на пользу ни качеству речи, ни уменьшению задержки.

На мой взгляд, широкое применение найдет технология IP over ATM, что позволит воспользоваться преимуществами сети ATM при использовании уже широкого диапозона оборудования и программного обеспечения. Несомнено, АТМ найдет свое место в передаче речевого трафика, но скорее для пользователей, требовательных к качеству, и согласных за это платить больше. Качество IP-телефонии вполне устроит многих пользователей, желающих всего навсего, например, погворить с родственниками, живущими за границей.

Естественным выходом, избавляющих от части этих проблем, для операторов IP телефонии и корпоративных клиентов является построение выделенной сети. Это позволяет регулировать нагрузку на сеть, а следовательно и поддерживать в норме параметры к которым голосовой траффик критичен.

Операторы IP-телефонии действительно строят такие сети, что же касается корпоративных клиентов то им вряд ли под силу построение выделенной сети, особенно большой протяженности. Наиболее выгодным шагом будет обращение к тем же операторам. Операторы, получая определенный доход, заинтересованны в дельнейшем расширении своей сети. Для этого они вполне могут использовать сеть провайдера Интернет, при условии выделения им полосы пропускания, например, с помощью метода WFQ, приоритезации по номеру службы или передачи трафика IP с помощью технологии IP over ATM. Кстати говоря, последний вариант мне кажется не таким уж фантастическим, если вспомнить, о решении ОАО "Ростелеком" строить сеть АТМ общего пользования на базе оборудования Nortel.

Но тогда возникает вопрос, а зачем использовать протокол IP если для целей транспортировки разнородного траффика существуют другие протоколы, которые гораздо лучше справляются с этим (тот же АТМ или в меньшей степени Frame Relay). Дешевизной оборудоваие для IP телефонии похвастаться также не может. Например устройство доступа к Frame Rellay "Motorolla MP Router" с четыремя голосовыми портами, одним портом Ethernet, 4 RS-232 портами, портом доступа к сети Frame Relay V.35 и встроенным маршрутизатором стоит порядка $6000, а оборудование для IP телефонии VTG (четыре порта с програмным обеспечением стоит $5590) и это не считая стоимости сервера.

Оборудование АТМ имеет очень высокую стоимость, что же касается Frame Relay, то качество передачи речи по Frame Relay не намного лучше передачи речи по IP. Я имел возможность сравнить обе технологии (рис. справа) на конференции компании Diamond Communication в ноябре этого года. Качество в обоих случаях было великолепно, за исколючением одного - задержки. Было очень непревычно видеть движение губ собеседника, а через пол-секунды слышать его голос в телефонной трубке. Все же смею утверждать, что многие пользователи, не видя собеседника, не только не смогут отличит речь передаваемую по IP от речи, передаваемой по Frame Relay, но и отличить ее от обычной телефонной сети.

Что касается стоимости, то возьмем к примеру Motorola Vanguard 6450 (рис. справа), базовый блок которой стоит около $2500, и 2-х портовый голосовой модуль к ней $784. В конфигурации 6 портов, стоимость устройства составит $4852 ($808 за порт). Информация была получена с первой же ссылки найденной через AltaVista.

Качество связи IP телефонии в "тепличных" так сказать условиях я смог оценить в двух случаях. Первый - на выставке "Связьэкспоком 98" где демонстрировалась новая серия оборудования Cisco с функцией voice over IP, второй это тестирование карт V/IP Voice Gateway через локальную сеть Ethernet.

В обоих случаях качество не дотягивало до телефонного (я имею ввиду не МГТС, а коммерческих телефонных провайдеров).

Мне кажется что пока есть только одна область где IP телефония безусловно гораздо выгоднее и надежнее, чем обычная. Это передача факсимильного трафика. К задержкам он нечуствителен, работает в симплексном режиме (т.е. передача информации идет только в одну сторону), так что прямой канал с фиксированной пропускной способностью необязателен, да и связь с провайдером IP телефонии, находящимся в вашем городе будет устойчивее чем с абонентом на другом краю земли.

Все же мне кажется, что одной из основных проблем является проблема регулирования данной технологии. Это является одним из факторов, сдерживающих развитие IP-телефонии.



В заключении, приведу еще одно замечание к комментарию Сергея, которое прислал

Не во всем согласен с Сергеем. С незапамятных времен известен способ уменьшить требуюмую полосу пропускания для передачи речи - так называемая SSB - передача на одной боковой полосе. Напомню суть - при АМ модуляции образуется несущая и две боковых, которые несут избыточную информацию. Одну из них и собственно несущую можно без потери для качества передачи удалить. Получившаяся полоса вряд-ли будет превышать 3,5 КГц. Только при уменьшении полосы до 2 КГц, что требуется иногда для повышения "дальнобойности", наблюдаются искажения речи - как бы металлизированная речь. То же относиться и к динамическому диапазону - он может быть безболезненно уменьшен до 25-30 dB. Все это может сильно облегчить требования к телефонному каналу для IP-телефонии, скорости обработки на начальной стадии и легко реализовано в одном устройстве, вряд ли дороже какой-нибудь Riva TNT :-). Дело за умельцами.