IP-телефония: комментарий

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.

Действительность несколько отличается от этого. Мне кажется что на пути развития этой отрасли стоят две проблемы фундаментального свойства, влияние которых по мере развития hardware и software сотавляющих IP телефонии будет уменьшатся но не исчезнет никогда.

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.

Для аналогии можно представить себе длинную трубу проходящую через несколько кранов. Если один из кранов прикрыть, то в конце трубы напор воды ослабнет, при том что все остальные краны будут открыты. О количестве промежуточных устройств между вами и выбранной точкой можно судить по результатам команды tracert *** где *** имя сервера к которому вы хотите обратится. Обычно количество устройств составляет от 5 и более.

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).

Принципиальная возможность реализовать некоторые из вышеуказанных процедур в сильно урезанном виде заложена в протоколе IP. Это можно осуществить если задействовать 8-ми битное поле Type of Service в заголовке IP пакета. Описание этого поля, взятое из спецификации RFC791, в переводе Радика Усманова (radik@binep.ac.ru) приведено ниже.

Type of Service (тип сервиса) 8 бит.

Тип сервиса определяет с помощью неких абстрактных параметров тип требуемого обслуживания. Эти параметры должны использоваться для управления выбором реальных рабочих характеристик при передаче датаграммы через конкретную сеть. Некоторые сети осуществляют обслуживание с приоритетом, которое неким образом дает преимущество для продвижения данной датаграммы по сравнению со всеми остальными.

Реально выбор осуществляется между тремя альтернативами: малой задержкой, высокой достоверностью и высокой пропускной способностью.

биты 0-2	приоритет
бит 3	0 — нормальная задержка, 1 — малая задержка
бит 4	0 — нормальная пропускная способность, 1 — высокая пропускная способность
бит 5	0 — обычная достоверность, 1 — высокая достоверность
биты 6-7	зарезервированы

Приоритет:

• 111 — управление сетью
• 110 — межсетевое управление
• 101 — CRITIC/ECP
• 100 — более, чем мгновенно
• 011 — мгновенно
• 010 — немедленно
• 000 — обычный маршрут

Использование индикации задержки, пропускной способности и достоверности может, в некотором смысле, увеличить стоимость обслуживания. Во многих сетях улучшение одного из этих параметров связано с ухудшением другого. Исключения, когда имело бы смысл устанавливать два из этих трех параметров, очень редки.

Полностью данную спецификацию можно найти здесь.

Как видно из документа использование этого поля кардинально проблему не решает. Но основное препятствие к использованию этих функций состоит в том, что в сетях Internet обработка поля Type of Service в подавляющем числе случаев не производится, кроме того выполнение этих процедур сильно перегружает маршрутизаторы, что приводит к падению пропускной способности сети.

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.

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.

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.

Вот собственно говоря и все что я хотел сказать о перспективах IP телефонии, если кто не согласен то давайте поспорим (может переубедим друг друга :-))