Сети с коммутацией пакетов были созданы для передачи данных, и
возможность их использования для передачи голосового или факсимильного
трафика в реальном времени, по аналогии с традиционной телефонией, в
значительной степени зависит от вносимой ими при прохождении сигнала
задержки. На рисунке 15 представлена схема сети VoIP и возникающие при
этом задержки.
Важно отметить тот факт, что задержки в сетях с коммутацией пакетов влияют не только на качество передачи речевого трафика в реальном времени. Не менее важно и то, что данные задержки в определённых ситуациях могут нарушить правильность функционирования телефонной сигнализации в цифровых трактах Е1/Т1 на стыке голосовых шлюзов с оборудованием коммутируемых телефонных сетей. Причиной этого можно назвать тот факт, что набор рекомендаций Н.323 в момент своего появления в 1997 г. был ориентирован на мультимедийные приложения, осуществляющие аудио и видео конференцсвязь через сети IP. Данное решение позволяло значительно снизить стоимость таких систем по сравнению с их аналогами, работающими в сетях традиционной телефонии с коммутацией каналов. В процессе выделения IP-телефонии в самостоятельное направление и развития её до услуги операторского уровня, возникла необходимость соединения IP-шлюзов с телефонными станциями ТфОП по цифровым трактам Е1/Т1. При этом, шлюзы осуществляют взаимодействие с цифровыми АТС, используя стандартные механизмы телефонной сигнализации Q.931, интерпретированные через команды Н.225 и транслируемые в IP-сети с использованием протокола TCP. Согласно рекомендации Q.931, при установлении телефонного соединения значения временных задержек между фазами выполнения команд сигнализации строго регламентированы. Однако, при интерпретации в IP-шлюзах команд телефонной сигнализации Q.931 стеком Н.225/ТСР/IP, задержки, возникшие на пути прохождения сигнала увеличивают заданные временные интервалы между командами Q.931, и в большинстве случаев нарушают целостность функционирования данного протокола. Хотя версия 2 набора рекомендаций Н.323 в фазе 2 предусматривает процедуру Н.323v2 Fast Connect, ускоряющую обработку команд Q.931 стеком Н.225/ТСР, задержки IP-канала, особенно характерные для инфраструктуры Интернет, могут заведомо превышать все допустимые значения временных интервалов протокола Q.931. Данное обстоятельство можно расценивать как ещё один аргумент в пользу использования выделенных каналов при построении сетей IP-телефонии.
Для упрощения расчёта предположительной скорости передачи данных для
межшлюзовых IP-каналов при передаче голосовых и факсимильных сообщений,
компанией-производителем VoIP оборудования Clarent разработана программа Clarent
Bandwidth Calculator (внешний вид интерфейса которой приведён на рисунке
16).
Результаты расчёта приводятся для локальной сети и для интерфейсов WAN. Исходными данными являются: тип используемого кодека, число одновременных разговоров, заданное значение порога детектора голосовой активности, а также зарезервированная полоса пропускания. Результаты представляются в значениях Кбит/с. В разделе Complex приводятся результаты расчёта при использовании разработанной компанией Clarent технологии оптимального сжатия информации. В разделе Simplex представлены расчётные значения для обычного шлюза для IP-телефонии под Н.323. Ниже приводятся результаты расчётов с использованием Clarent Bandwidth Calculator проделанные автором для обычного IP-шлюза при различных сочетаниях параметров.
Расчёты проводились для 30-ти канального голосового шлюза, работающего
под управлением гейткипера Н.323 и включённого в телефонную сеть по
цифровому тракту Е1 PRI. Пропускная способность канала WAN полностью
доступна для телефонного трафика и не имеет резерва. Уровень срабатывания
детектора голосовой активности – 30% от максимальной амплитуды сигнала. В
сети используется процедура RAS, определяющая взаимодействие шлюзов и
гейткипера. На рисунке 17 приведены результаты скорости передачи данных в
канале WAN в зависимости от различного числа одновременных разговоров с
использованием кодеков: G.723.1 Low, G.723.1 High, G.729а, NetCoder.
Результаты расчётов произведены для случая статического нарастания числа
входящих/исходящих вызовов. Следует помнить, что при передаче реального
трафика в многоканальном IP-шлюзе число одновременных разговоров постоянно
изменяется, что приводит к колебаниям скорости информационного потока.
Анализируя графики, приведённые на рисунке 17, интересно отметить, что:
Требования к пропускной способности межшлюзового канала сети Н.323, в
зависимости от типа используемого кодека и заданного порога детектора
голосовой активности, приведены на рисунке 18.
Предполагаемая скорость передачи данных в IP-канале в зависимости от
заданного порога детектора голосовой активности, при использовании кодека
G.711, приведена на рисунке 19
