Frame Relay. Frame Relay (буквально: “передача кадров”)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ, ИНФОРМАТИЗАЦИИ И
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
К защите.
Зав.кафедрой
______________
_________2013 г
Выпускная
квалификационная работа бакалавра
На тему «Проектирование голосового трафика локальной сети на
основе статистического анализа исходных данных»
Выпускник__ Шукурова А.Н.____________
(подпись)
(Фамилия)
Руководитель __________ _____________
(подпись)
(Фамилия)
Рецензент _____________ _____________
(подпись)
(Фамилия)
Консультант по
БЖД _____________ _____________
(подпись)
Ташкент 2013
(Фамилия)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ, ИНФОРМАТИЗАЦИИ И
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Факультет: Информационные технологии
Кафедра: Компьютерные системы
Направление (специальность): 5811200 – Сервис (информационный)
УТВЕРЖДАЮ
Зав кафедрой______________
«_____» _____________2013 г.
ЗАДАНИЕ
на выпускную квалификационную работу Шукурова А.Н.
(фамилия, имя, отчество)
1.Тема работы: « Проектирование голосового трафика локальной сети на
основе статистического анализа исходных данных»
2.Утверждена приказом по университету от "11" февраля 2013 г. № 145 - 07
3.Срок сдачи законченной работы 31 мая 2013 г.
4.Исходные данные к работе: количество рабочий станций, скорость обмена
информацией, длина и количество кадров
5.Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих
разработке вопросов): Введение. Современное состояние технологий IP –
телефонии, сетевое оборудование, программное обеспечение, расчет
основных характеристик сети, заключение, литература.
6.Перечень графического материала: постановка задачи, клиент-серверная
локальная сеть с голосовым трафиком. Расчет временных задержек сети
7. Дата выдачи задания 23.03.13г.
Руководитель _____________ Задание принял _____________
(подпись)
(подпись)
2
Консультанты по отдельным разделам выпускной работы
Раздел
Ф.И.О.
Подпись, дата
руководителя Задание выдал Задание получил
Основная часть
Безопасность
жизнедеятельности
Назаров А.И.
23.03.13
23.03.13
Амурова Н.Ю.
23.03.13
23.03.13
График выполнения работы
№
1.
Наименование раздела работы
Срок выполнения
Отметка
руководителя
выполнении
Современная тенденция развития
локальной сети с голосовым
15.01.13 - 28.02.13
трафиком
Анализ голосового трафика сети и
2.
3.
расчет временных задержек
1.03.13-01.04.13
Выбор сетевого оборудования и
программных компонентов
05.04.13-10.05.13
4.
Безопасность жизнедеятельности
11.05.13-15.05.13
5.
Заключение
17.05.13-31.05.13
Выпускник __________________
«____» _______________2013 г.
(подпись)
Руководитель__________________
«____» _______________2013 г.
(подпись)
3
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….…..…6
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ В
ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЯХ………………………………………………….…..…8
1.1. Технологии применяемые в глобальных и локальных сетях…………….8
1.2. Универсальные технологии…………………………………………….….16
1.3. Виртуальные частные сети…………………………………………….…...25
1.4. Беспроводные сети…………………………………………………….……29
2. ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ IP-ТЕЛЕФОНИИ………………….……31
2.1. Технология IP – телефония…………………………………………….…..31
2.2. Программный продукт Internet – телефонии…………….………………36
2.3. Выбор системы телефонии по показателям……………………….….…..40
2.4. Описание выбранной системы бизнес – телефонии……………………..42
3.РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СЕТИ С
ГОЛОСОВЫМ ТРАФИКОМ…………………………………………….…...49
3.1. Применение теории нормального распределения………………….….…49
3.2. Расчет пропускной способности канала с голосовым трафиком …...….53
3.3. Расчет задержки передачи сигнала……………………………………...…60
4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ……………………...…..73
4.1. Опасные вредные производственные факторы определяющие
условию труда………………………………………………………………........73
4.2. Обеспечение санитарно-гигиенических требований к помещениям
в рабочим местам программистов…………………………….………………..76
4.3. Излучение…………………………...……………………………………….78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..….82
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………..……………………...83
4
В данной выпускной квалификационной работе были рассмотрены
технологии применяемые в глобальных и локальных сетях, в том числе
принцип реализации IP-телефонии, рассмотрены программные продукты
Internet – телефонии, а также описание выбранной системы бизнес –
телефонии.
Проведены расчеты пропускной способности глобальной сети и расчет
задержки передачи сигнала. Также рассмотрены вопросы охраны труда и
техники безопасности.
Ушбу
битирув
малакавий
ишида
глобал
ва
локал
тармокда
кулланилувчи технологиялар куриб чикилиб, шунингдек IP-телефониянинг
ривожланиши ва принциплари, Internet – телефониянинг дастурий таминоти
куриб чикилган, шу билан бирга бизнес-телефониянинг тузилиш системаси
келтирилган.
Глобал тармокнинг утказувчанлик кобилияти хисисоб китоблари ва
сигналнинг туриб колувчанлик хисоб китоблари келтирилган. Шунингдек
меҳнат муҳофазаси ва техника хавфсизлиги саволлари кўриб чиқилган.
In this final qualification work technologies applied in global and local
networks were considered, including principle of realization of
IP-telephony,
software products of an internet-telephony are considered, and also the description
of the chosen system of a business telephony.
Calculations of capacity of a global network and calculation of a delay of
transfer a signal are carried out. Labor protection and safety measures questions are
also considered.
5
ВВЕДЕНИЕ
В Постановлении Президента Республики Узбекистан "О мерах по
дальнейшему
внедрению
и
развитию
современных
информационно-
коммуникационных технологий. (Собрание законодательства Республики
Узбекистан, 2012 г., № 13, ст. 139) одной из основных задачи дальнейшего
внедрения и развития информационно-коммуникационных технологий, в
частности, является программа мер по коренному и качественному
улучшению функционирования национальной информационно-поисковой
системы, увеличению количества ее пользователей [1].
На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров, и более 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети, от малых локальных сетей в офисах, до глобальных сетей
типа Internet. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, Е - Маil писем и прочего ) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией
между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным
программным обеспечением. Такие огромные потенциальные возможности,
которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный
подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, а так же
значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не
принимать это к разработке и не применять их на практике.
Поэтому необходимо разработать принципиальное решение вопроса по
организации ИВС (информационно-вычислительной сети) на базе уже
существующего
компьютерного
парка
и
программного
комплекса,
отвечающего современным научно-техническим требованиям, с учетом
6
возрастающих потребностей и возможностью дальнейшего постепенного
развития сети в связи с появлением новых технических и программных
решений, в частности обеспечение голосовой связи через локальные сети.
Полный цикл работ, связанных с эффективностью и надежностью работы локальной сети с голосовым трафиком, имеет следующие этапы:
·
предпроектное обследование;
·
разработка архитектуры локальной сети с голосовым трафиком и при не-
обходимости ее моделирования;
·
выбор продуктов, необходимых для ее создания;
·
создание планов для дальнейшего развития системы.
Для достижения поставленной цели поставлены следующие основные
задачи:
1. Провести анализ российских телекоммуникационных сетей и определение
основных характеристик функционирования телекоммуникационных сетей
для целей статистического мониторинга и анализа.
2. Выбрать необходимое сетевое оборудование для реализации оптимального голосового трафика локальной сети.
3.Выбрать сетевую технологию для реализации голосового трафика локальной сети.
4. Провести расчет пропускной способности глобальной сети
5. Дать рекомендации по ее оптимальному проектированию голосового трафика локальной сети
Цель выпускной квалификационной работы: изучение основных
способов построения локальных и глобальных сетей, устройства IP и Internetтелефонии. Практическое применение прикладных программ работающих с
обработкой голосовых данных.
7
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ В ЛОКАЛЬНЫХ
СЕТЯХ
1.1. Технологии применяемые в глобальных и локальных сетях
Локальные вычислительные сети подразделяются на два кардинально
различающихся класса: одноранговые (одноуровневые) сети и иерархические
(многоуровневые).
Одноранговая
сеть
представляет
собой
сеть
равноправных
компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя (имя компьютера) и
обычно пароль для входа в него во время загрузки ОС. Имя и пароль входа
назначаются владельцем ПК средствами ОС. Одноранговые сети могут быть
организованы с помощью таких операционных систем, как LANtastic, Windows’3.11, Novell NetWare Lite. Указанные программы работают как с DOS,
так и с Windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе
всех современных 32-разрядных операционных систем – Windows’95 OSR2,
Windows NT Workstation версии, OS/2) и некоторых других.
В иерархических локальных сетях имеется один или несколько
специальных компьютеров – серверов, на которых хранится информация,
совместно используемая различными пользователями.
Сервер
в
иерархических
сетях
–
это
постоянное
хранилище
разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера
более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда
называются сетями с выделенным сервером. Серверы обычно представляют
собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими
параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости,
с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более). Компьютеры, с
которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются
станциями или клиентами.
8
По классификационному признаку локальные компьютерные сети
(ЛКС) делятся на кольцевые, шинные, звездообразные, древовидные;
по
признаку
скорости
–
на
низкоскоростные
(до
10
Мбит/с),
среднескоростные (до 100 Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);
по типу метода доступа – на случайные, пропорциональные, гибридные;
по типу физической среды передачи – на витую пару, коаксиальный или
оптоволоконный кабель, инфракрасный канал, радиоканал.
Структура ЛКС
Способ
соединения
компьютеров
называется
структурой
или
топологией сети. Сети Ethernet могут иметь топологию «шина» и «звезда». В
первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю
(шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от
которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер
подключен к своему кабелю.
Структура типа «шина» экономичнее, так как для нее не требуется
дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень
чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден
хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место
неисправности трудно обнаружить.
В этом смысле «звезда», устойчива. Поврежденный кабель – проблема для
одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается.
Не требуется усилий по локализации неисправности.
В сети, имеющей структуру типа «кольцо», информация передается
между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере.
Переприем производится через буферные накопители, выполненные на базе
оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного
сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца.
9
окончание
а)
(шина)
b/c
б)
b/c
в)
(кольцо)
(звезда)
Рис 1.1. Структура построения (а) шина, (б) кольцо, (в) звезда
10
Ethernet – изначально коллизионная технология, основанная на общей
шине, к которой компьютеры подключаются и «борются» между собой за
право передачи пакета. Основной протокол – CSMA/CD (множественный
доступ с чувствительностью несущей и обнаружению коллизий). Дело в том,
что если две станции одновременно начнут передачу, то возникает ситуация
коллизии, и сеть некоторое время «ждет», пока «улягутся» переходные
процессы и опять наступит «тишина». Существует еще один метод доступа –
CSMA/CA (Collision Avoidance) – то же, но с исключением коллизий. Этот
метод применяется в беспроводной технологии Radio Ethernet или Apple
Local Talk – перед отправкой любого пакета в сети пробегает анонс о том,
что сейчас будет происходить передача, и станции уже не пытаются ее
инициировать.
Ethernet бывает полудуплексный (Half Duplex), по всем средам
передачи: источник и приемник «говорит по очереди» (классическая
коллизионная технология) и полнодуплексный (Full Duplex), когда две пары
приемника и передатчика на устройствах говорят одновременно. Этот
механизм работает только на витой паре (одна пара на передачу, одна пара на
прием) и на оптоволокне (одна пара на передачу, одна пара на прием).
Ethernet различается по скоростям и методам кодирования для различной
физической среды, а также по типу пакетов (Ethernet II, 802.3, RAW, 802.2
(LLC), SNAP).
Ethernet различается по скоростям: 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1000 Мбит/с
(Гигабит). Поскольку недавно ратифицирован стандарт Gigabit Ethernet для
витой пары категории 5, можно сказать, что для любой сети Ethernet могут
быть использованы витая пара, одномодовое (SMF) или многомодовое
(MMF) оптоволокно. В зависимости от этого существуют различные
спецификации:

10 Мбит/с Ethernet: 10BaseT, 10BaseFL, (10Base2 и 10Base5 существуют
для коаксиального кабеля и уже не применяются);
11

100 Мбит/с Ethernet: 100BaseTX, 100BaseFX, 100BaseT4, 100BaseT2;

Gigabit Ethernet: 1000BaseLX, 1000BaseSX (по оптике) и 1000BaseTX
(для витой пары)
Существуют два варианта реализации Ethernet на коаксиальном кабеле,
называемые «тонкий» и «толстый» Ethernet (Ethernet на тонком кабеле 0,2
дюйма и Ethernet на толстом кабеле 0,4 дюйма).
Тонкий Ethernet использует кабель типа RG-58A/V (диаметром 0,2
дюйма). Для маленькой сети используется кабель с сопротивлением 50 Ом.
Коаксиальный кабель прокладывается от компьютера к компьютеру. У
каждого компьютера оставляют небольшой запас кабеля на случай
возможности его перемещения. Длина сегмента 185 м, количество
компьютеров, подключенных к шине – до 30.
После присоединения всех отрезков кабеля с BNC-коннекторами
(Bayonel-Neill-Concelnan) к Т-коннекторам (название обусловлено формой
разъема, похожей на букву «Т») получится единый кабельный сегмент. На
его обоих концах устанавливаются терминаторы («заглушки»). Терминатор
конструктивно представляет собой BNC-коннектор (он также надевается на
Т-коннектор) с впаянным сопротивлением. Значение этого сопротивления
должно соответствовать значению волнового сопротивления кабеля, т.е. для
Ethernet нужны терминаторы с сопротивлением 50 Ом.
Толстый Ethernet – сеть на толстом коаксиальном кабеле, имеющем
диаметр 0,4 дюйма и волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина
кабельного сегмента – 500 м.
Прокладка
самого
кабеля
почти
одинакова
для
всех
типов
коаксиального кабеля.
Для подключения компьютера к толстому кабелю используется
дополнительное
устройство,
называемое
трансивером.
Трансивер
подсоединен непосредственно к сетевому кабелю. От него к компьютеру
идет специальный трансиверный кабель, максимальная длина которого 50 м.
12
На обоих его концах находятся 15-контактные DIX-разъемы (Digital,
Intel и Xerox). С помощью одного разъема осуществляется подключение к
трансиверу, с помощью другого – к сетевой плате компьютера.
Трансиверы освобождают от необходимости подводить кабель к
каждому компьютеру. Расстояние от компьютера до сетевого кабеля
определяется длиной трансиверного кабеля.
Создание сети при помощи трансивера очень удобно. Он может в
любом месте в буквальном смысле «пропускать» кабель. Эта простая
процедура занимает мало времени, а получаемое соединение оказывается
очень надежным.
Кабель не режется на куски, его можно прокладывать, не заботясь о
точном месторасположении компьютеров, а затем устанавливать трансиверы
в нужных местах. Крепятся трансиверы, как правило, на стенах, что
предусмотрено их конструкцией.
При необходимости охватить локальной сетью площадь большую, чем
это
позволяют
рассматриваемые
кабельные
системы,
применяется
дополнительные устройства – репитеры (повторители). Репитер имеет 2портовое исполнение, т.е. он может объединить 2 сегмента по 185 м. Сегмент
подключается к репитеру через Т-коннектор. К одному концу Т-коннектора
подключается сегмент, а на другом ставится терминатор.
Ethernet на витой паре.Витая пара – это два изолированных провода,
скрученных между собой. Для Ethernet используется 8-жильный кабель,
состоящий из четырех витых пар. Для защиты от воздействия окружающей
среды кабель имеет внешнее изолирующее покрытие.
Основной узел на витой паре – hub (в переводе называется
накопителем, концентратором или просто хаб). Каждый компьютер должен
быть подключен к нему с помощью своего сегмента кабеля. Длина каждого
сегмента не должна превышать 100 м. На концах кабельных сегментов
устанавливаются разъемы RJ-45. Одним разъемом кабель подключается к
13
хабу, другим – к сетевой плате. Разъемы RJ-45 очень компактны, имеют
пластмассовый корпус и восемь миниатюрных площадок.
Хабы выпускаются на разное количество портов – 8, 12, 16 или 24.
Соответственно
к
нему
можно
подключить
такое
же
количество
компьютеров.
Технология Fast Ethernet IEEE 802.3U. Технология Fast Ethernet была
стандартизирована комитетом IEEE 802.3. Новый стандарт получил название
IEEE 802.3U. Скорость передачи информации 100 Мбит/с. Fast Ethernet
организуется на витой паре или оптоволокне.
В сети Fast Ethernet организуются несколько доменов конфликтов, но с
обязательным учетом класса повторителя, используемого в доменах.
Репитеры Fast Ethernet (IEEE 802.3U) бывают двух классов и различаются по
задержке в мкс. Соответственно в сегменте (логическом) может быть до двух
репитеров класса 2 и один репитер класса 1. Для Ethernet (IEEE 802.3) сеть
подчиняется правилу 5-4-3-2-1.
Правило 5-4-3-2-1 гласит: между любыми двумя рабочими станциями не
должно быть более 5 физических сегментов, 4 репитеров (концентраторов), 3
«населенных» физических сегментов, 2 «населенных» межрепитерных связей
(IRL), и все это должно представлять собой один коллизионный домен (25,6
мкс).
Физически из концентратора «растет» много проводов, но логически
это все один сегмент Ethernet и один коллизионный домен, в связи с ним
любой сбой одной станции отражается на работе других. Поскольку все
станции вынуждены «слушать» чужие пакеты, коллизия происходит в
пределах всего концентратора (на самом деле на другие порты посылается
сигнал Jam, но это не меняет сути дела). Поэтому, хотя концентратор – это
самое дешевое устройство и, кажется, что оно решает все проблемы
заказчика, советуем постепенно отказаться от этой методики, особенно в
условиях постоянного роста требований к ресурсам сетей, и переходить на
14
коммутируемые сети. Сеть их 20 компьютеров, собранная на репитерах 100
Мбит/с, может работать медленнее, чем сеть из 20 компьютеров, включенных
в коммутатор 10 Мбит/с. Если раньше считалось «нормальным» присутствие
в сегменте до 30 компьютеров, то в нынешних сетях даже 3 рабочие станции
могут загрузить весь сегмент.
В Fast Ethernet внутри одного домена конфликтов могут находиться не
более двух повторителей класса II (рис. 1.2) или не более одного повторителя
класса I (рис. 1.3).
коммутатор
Fast Ethernet
домен конфликтов
1
домен конфликтов
2
Рис. 1.2. Структура сети на повторителях класса 2 на витой пары.
коммут ат ор
Fast Ethernet
Рис. 1.3. Структура сети на повторителях класса 1на витой паре.
Различные типы кабелей и устройств Fast Ethernet дают разную
величину задержки RTD. Витая пара категории 5 – 1,11 бит-тайм на метр
длины, оптоволоконный кабель 1 бит-тайм также на метр длины, сетевой
адаптер – 50 бит-тайм, медиаконвертеры от 50 до 100, повторитель класса I –
140, повторитель класса II – 92 бит-тайм.
15
Характеристика глобальных компьютерных сетей
В России крупнейшими глобальными сетями считаются Спринт сеть
(современное название Global One), сеть Инфотел, сети Роснет и Роспак,
работающие по протоколу Х.25, а также сети Relcom и Internet, работающие
по протоколу TCP/IP.
В качестве сетевого оборудования применяются центры коммутации,
которые для сетей Х.25 часто исполняются как специализированные
устройства фирм-производителей Siemens, Telenet, Alcatel, Ericsson и др., а
для сети с TCP/IP используются маршрутизаторы фирм Cisco и Decnis.
Структура сетей показана на рисунке 1.4
модем
Сет ь X.25 или
Internet
модем
ЭВМ
ЭВМ
ЭВМ
мост
Ethernet
ЭВМ
Рабочая ст анция
Рис. 1.4. Принцип объединения компьютеров в глобальных сетях.
1.2. Универсальные технологии
Системы управления оборудованием локальных вычислительных и
глобальных сетей передачи данных предназначена для эффективного
мониторинга параметров функционирования и управления оборудованием
локальных и глобальных сетей передачи данных с целью обеспечения
заданных параметров функционирования, заданного качества сервисов,
адекватной и своевременной реакции на возникновение нештатных ситуаций,
16
прогнозирования поведения сети в различных условиях, инвентаризации
сетевого оборудования и планирования развития сетевой инфраструктуры.
Основные особенности:
Позволяет
реализовать
различные
подходы
к
управлению:
централизованный, централизованный с делегированием полномочий, децентрализованный.
Существующие стандарты:
–
М.3000
–
–
М.3016
–
М.3020 – «Методология определения TMN-интерфейсов»
–
«Обзор
«Обзор
рекомендаций
информационной
в
области
TMN»
безопасности
TMN»
ATM (Asynchronous Transfer Mode).
Назначение:
Технология ATM - это транспортный механизм, ориентированный на
установление соединения при передаче разнообразной информации в сети.
Основные особенности:
ATM - это метод передачи информации между устройствами в сети небольшими пакетами, называемыми ячейками (cells). Одним из самых важных
преимуществ АТМ является возможность передавать в поле данных ячеек
абсолютно любую информацию. К тому же АТМ не придерживается какойлибо фиксированной скорости передачи и может работать на сверх высоких
скоростях. Все ячейки в АТМ фиксированной длины - 53 байта. Ячейка состоит из двух частей: заголовка (cell header) размером 5 байт и поля данных
(cell payload) размером 48 байт. Заголовок содержит информацию для маршрутизации ячейки в сети. Поле данных несет в себе полезную информацию,
которую собственно и нужно передать через сеть. Для эффективной передачи
информации в технологии ATM разработана концепция виртуальных соединений (virtual connection) вместо выделенных физических связей между конечными точками в сети. Это помогает обеспечить высококачественную
17
связь и большую гибкость в построении гомогенных сетей, где связь между
узлами сети требуется независимо от их физического местоположения.
ТМ может использоваться как в локальной сети офиса, так и в территориально-распределенной сети, так как использует системы кодирования информации на физическом уровне, одинаково подходящие для передачи как
по локальным, так и по глобальным сетям.
Существующие стандарты:
–
–
UNI
–
PNNI
–
User
Public
Network
Network
Network
Interface
Interface
– AAL - правила, определяющие способ подготовки информации для передачи
по
сети
ATM
– Q.2931 – протокол управления виртуальными соединениями.
Преимущества:
– Способность передавать трафик любого типа с гарантированным качеством.
– Эффективное распределение ресурсов. Все доступные ресурсы сети могут
использоваться всеми службами с оптимальным статистическим разделением.
– Единая универсальная сеть. Поскольку требуется разработать и поддерживать только одну сеть, то полная стоимость системы может быть меньше, чем
суммарная стоимость всех существующих сетей.
ISDN - Цифровая сеть с интеграцией услуг
Назначение:
Технология ISDN изначально разрабатывалась для использования в
сетях международной телефонной связи. ISDN объединяет голосовые и
цифровые сети в единой среде, давая пользователю возможность передачи по
сети голоса и данных.
18
Канал ISDN представляет собой двухпроводную линию на медном
проводе,
соединяющую
офис
или
домашнюю
телефонную
розетку
пользователя с телефонной станцией; длина канала не должна превышать 18
тыс. футов (около 5,5 км).
Согласно стандарту ITU-T, в состав линий ISDN могут входить каналы
D, B и H. Емкость канала D обычно составляет 16 Кбит/с (хотя бывают и каналы пропускной способностью 64 Кбит/с). Как правило, он служит для передачи управляющих сигналов и пакетов данных. Каналы B (bearer) имеют
пропускную способность 64 Кбит/с и применяются обычно для предоставления коммутируемой связи. Каналы H (high-bit-rate channels) объединяют в
себе несколько каналов B; пропускная способность при этом составляет от
384 Кбит/с до 1920 Кбит/с. Помимо этого, в ISDN имеются два типа услуг:
Basic Rate Interface (BRI) и Primary Rate Interface (PRI). Обычно пропускная
способность BRI составляет 144 Кбит/с, но встречается и 192 Кбит/с. При работе с PRI полностью используется вся магистраль цифровой связи (DS1),
что дает пропускную способность 1,544 Мбит/с (в Северной Америке и Японии). Пропускная способность канала D в PRI обычно составляет 64 Кбит/с.
Существующие стандарты:
– ITU-T Q.931 – стандарт ISDN для обеспечения виртуальных соединений.
– ITU-T Q.2100 – спецификация описывающая сигнализацию B- ISDN AAL.
Преимущества:
– Полностью цифровая сеть, обеспечивающая высокую надежность передачи
информации.
– Высокая скорость передачи интегрированной информации различной природы.
– Широкий набор функций для телефонии, высокое качество звука.
–
Быстрый
набор
номера
(менее
– Широкая доступность и распространенность в мире.
19
1
с).
ADSL - Асимметричная цифровая абонентская линия
Назначение:
Организации доступа к сетям различного уровня по медной паре.
Наиболее эффективно подходит для организации доступа к всемирной сети
Интернет.
Основные особенности:
Технология ADSL обеспечивает скорости передачи данных до 8
Мбит/с по направлению к пользователю и до 1 Мбит/с в обратном
направлении. Асимметрия вполне соответствует характеру трафика при
работе с Internet - как правило, пользователь получает большие объемы
данных, чем передает. Конкретные значения скоростей передачи данных при
использовании ADSL сильно зависят от расстояния между пользователем и
телефонной станцией. Для передачи данных по технологии ADSL
используется
диапазон
частот,
находящийся
выше
полосы
частот,
отведенной для передачи голоса, поэтому данные и обычный телефонный
трафик можно передавать по одной и той же линии. Для этого, правда, с
каждой стороны приходится устанавливать так называемый частотный
разделитель (POTS splitter). Он обеспечивает передачу низкочастотного
голосового сигнала на оборудование телефонной сети общего пользования
(со стороны клиента - на телефонный аппарат, со стороны телефонной
станции - на коммутатор), а высокочастотного сигнала передачи данных - на
оборудование ADSL.
Для модуляции сигнала в устройствах ADSL чаще всего применяется
одна из двух технологий - CAP (Carrierless Amplitude/Phase modulation) либо
DMT. Существующие стандарты:
– T1.413 - Стандарт на ADSL был утвержден ANSI в 1995 г.
Преимущества:
– Возможность использовать существующую медную инфраструктуру для
организации высокоскоростного доступа к сетям передачи данных.
20
– Возможность одновременной передачи данных и телефонного трафика по
одной медной паре.
– Возможность передачи по линии трафика видео приложений.
Технология V.90/56Kbs.
Назначение:
Обеспечение доступа клиентов к информационным ресурсам глобальных сетей посредством телефонной сети общего пользования (ТфОП). Основные особенности:
56К-технология служит своеобразным мостом между современными
телефонными сетями общего пользования и полностью цифровыми сетями
такими, как ISDN. Она обеспечивает увеличение скорости получения данных
без дополнительных затрат на организацию цифровых абонентских линий. С
ее помощью пользователи Интернет могут значительно быстрее загружать на
свой компьютер графические Web-страницы, аудио- и видеофайлы, т. е. данные, для транспортировки которых в случае применения модемов стандарта
V.34 требуется продолжительное время. Новая технология предназначена для
современных телефонных сетей общего пользования (ТфОП). В таких сетях
остался аналоговым только небольшой абонентский участок - от местной
АТС до квартиры пользователя. Вся транспортная сеть, оборудование АТС,
узлов провайдеров Интернет и крупных компаний, а также линии связи, соединяющие эти узлы с ближайшими АТС, являются полностью цифровыми.
Разработчики 56K-модемов исходили из известного факта, что цифровые каналы практически не подвержены влиянию внешних электронных помех.
Соответственно, они способны обеспечить большее значение соотношения
полезный сигнал/шум, а, следовательно, повысить скорость модемных соединений.
Существующие стандарты:
–V.90
–
технология
передачи
данных
через
ТфОП
ITU-T
– X2 – технология передачи данных через ТфОП, разработанная компанией
3Com.
21
– K56Flex – технология передачи данных через ТфОП, разработанная компанией Lucent Technologies.
Преимущества:
– Возможность скоростного (56 Кбит/с ) доступа, гарантирующего передачу
мультимедийного трафика через ТфОП. Обычные модемы в данной ситуации
ограничены скоростью 34Кбит/сек.
Frame Relay. Frame Relay (буквально: “передача кадров”)
–
сравнительно новая и весьма перспективная технология передачи данных. Ее
применение стало возможным благодаря появлению высокоскоростных
цифровых каналов. Основной принцип этой технологии состоит в создании
нескольких виртуальных каналов на одном физическом, при этом для
каждого
виртуального
канала резервируется
гарантированная
полоса
пропускания. Frame Relay использует метод пакетной коммутации. Но в этом
протоколе отсутствует коррекция ошибок и подтверждение получения, так
как сети Frame Relay базируются на высокоскоростных цифровых каналах с
вероятностью ошибки не более 10-6. Это увеличивает скорость передачи,
минимизируя время доставки пакета. Кадры (фреймы) имеют переменную
длину и в случае необходимости могут достигать размера 4 Кбит, что
позволяет
уменьшить
накладные
расходы
на
передачу
служебной
информации.
Преимущества Frame Relay сделали эту технологию оптимальным
выбором для компаний, желающих с минимальными затратами добиться качественной связи. Компании, применяющие сетевые решения на основе
Frame Relay, получают возможность с минимальными затратами и применением минимального набора аппаратных средств получить услуги связи с
уровнем качества и безопасности, близким к уровню выделенных линий.
Экономичность. Аренда портов Frame Relay и виртуальных каналов значительно дешевле аренды цифровых выделенных каналов, и чем разветвленнее сеть клиента, тем ощутимей выигрыш.
22
Скорость выше гарантированной. Как и выделенные каналы, Frame
Relay позволяет получить гарантированную пропускную способность, но за
счет пакетной коммутации реальная скорость превышает гарантированную.
Гарантированная скорость. Виртуальный канал Frame Relay имеет в своем
распоряжении минимальную полосу пропускания, которая может составлять
от 0 до 100% скорости порта. Гарантированная скорость позволяет
использовать протокол Frame Relay для приложений, критичных к времени
задержки, например, для передачи голоса, для торговых систем. При использовании одного порта для нескольких виртуальных каналов гарантированная
скорость может быть обеспечена для каждого такого канала.
Получение скорости выше гарантированной. В среднем фактическая
полоса пропускания для конкретного пользователя может составлять до 70%
и более от скорости порта. Заказчик, приобретающий порт Frame Relay со
скоростью 64 Кбит/с, с вероятностью 90% может использовать полосу пропускания около 48 Кбит/с, даже если гарантированная полоса пропускания
при этом составляет всего 12 Кбит/с. Эффективность использования. Frame
Relay повышает эффективность использования полосы пропускания примерно на 40-50%. Для передачи полезной информации Frame Relay может задействовать
около
95%
полосы
пропускания.
Стоимость оборудования. Оборудование для построения сетей по технологии
Frame Relay существенно дешево, так как аппаратная и программная реализация протокола Frame Relay существенно проще.
Защита от несанкционированного доступа. Сети Frame Relay лучше защищены от несанкционированного доступа, чем Интернет, поэтому лучше
подходят для создания наложенных корпоративных сетей.
Соединение локальных сетей – использование Frame Relay позволяет объединить локальные сети удаленных офисов компании, использующие практически любые протоколы.
23
Передача голоса. По каналам Frame Relay можно передавать как
“обычные данные”, так и голосовой телефон и факс. Соединение удаленных
офисов сетей заказчика на основе технологии Frame Relay позволяет
объединить в одном канале голосовую телефонию, факс, данные с локальной
сети и портов передачи данных.
Получение комплекса услуг. Frame Relay позволяет через один канал
доступа и одно устройство доступа объединить локальные сети и получить
доступ с гарантированной полосой пропускания к Интернет и другим сетям и
информационным системам
Максимальная
мощность
связи
с
применением
Frame
Relay
составляет 2Мбит/с.
Предоставление каналов по технологии Frame Relay.
Использование технологии Frame Relay для интеграции передачи
данных, голоса и факсов
позволяет строить ведомственную сеть с
разделением канального ресурса и увеличения пропускной способности, за
счет динамического управления и маршрутизации. Подключение к этому
ресурсу и организация локального управления всем подключенным
региональным узлам в подразделениях, создаст ведомственную сеть – Intranet
для ведомства. Термин "интрасеть" (intranet) применяется для ведомственных
сетей, основанных на технологиях и стандартах, принятых в Internet.
Используя такие открытые технологии, организация может почти мгновенно
предоставлять своим подразделениям полезную информацию независимо от
того, где территориально эти сотрудники находятся, причем такой способ
передачи информации оказывается наиболее дешевым из всех возможных. В
крупных организациях, имеющих большое количество территориально
распределенных
подразделений,
затраты
на
передачу
информации
возрастают. Основные технологии, на которых строится интрасеть, были
специально разработаны так, чтобы обеспечить независимость от платформы
и общедоступность. В результате любое подразделение подключенное к
24
интрасети может получить доступ к информации помещенной в ней с
помощью
стандартного
программного
обеспечения,
передавать
факсимильные сообщения, а также использовать интрасеть для телефонной
связи.
В региональных представительствах рекомендуется устанавливать
недорогие FRAD - Frame Relay Access Device с интеграцией речи и данных,
способные одновременно выполнять функции IP-маршрутизатора. Заказчик
покупает услуги сети Frame Relay у телекоммуникационной компании и
оборудование для подключения к этим услугам. Таким образом, создается
ведомственная (закрытая для посторонних) сеть с использованием услуг сети
Frame Relay общего пользования и осуществляет полный контроль над сетью
и административное управление.
1.3. Виртуальные частные сети
Любая организация, будь она производственной, торговой, финансовой
компании или государственным учреждением, обязательно сталкивается с
вопросом передачи информации между своими филиалами, а также с вопросом защиты этой информации. Не каждая фирма может себе позволить иметь
собственные физические каналы доступа, и здесь помогает технология VPN,
на основе которой и соединяются все подразделения и филиалы, что обеспечивает достаточную гибкость и одновременно высокую безопасность сети, а
также существенную экономию затрат.
Виртуальная частная сеть (VPN - Virtual Private Network) создается на
базе общедоступной сети Интернет. И если связь через Интернет имеет свои
недостатки, главным из которых является то, что она подвержена потенциальным нарушениям защиты и конфиденциальности, то VPN могут гарантировать, что направляемый через Интернет трафик так же защищен, как и передача внутри локальной сети. В тоже время виртуальные сети обеспечивают
25
существенную экономию затрат по сравнению с содержанием собственной
сети глобального масштаба.
Сети VPN предназначены для решения задач подключения конечного
пользователя к удаленной сети и соединения нескольких локальных сетей.
Структура VPN включает в себя каналы глобальной сети, защищенные
протоколы и маршрутизаторы.
Принцип работы технологии VPN. VPN-устройство располагается
между внутренней сетью и Интернет на каждом конце соединения. Когда
данные передаются через VPN, они исчезают «с поверхности» в точке
отправки и вновь появляются только в точке назначения. Этот процесс
принято называть «туннелированием». Это означает создание логического
туннеля в сети Интернет, который соединяет две крайние точки. Благодаря
туннелированию частная информация становится невидимой для других
пользователей Интернета. Прежде чем попасть в интернет-туннель, данные
шифруются, что обеспечивает их дополнительную защиту. Протоколы
шифрования бывают разные. Все зависит от того, какой протокол
туннелирования поддерживается тем или иным VPN-решением. Еще одной
важной характеристикой VPN-решений является диапазон поддерживаемых
протоколов аутентификации. Большинство популярных продуктов работают
со стандартами, основанными на использовании открытого ключа, такими
как X.509. Это означает, что, усилив свою виртуальную частную сеть
соответствующим протоколом аутентификации, вы сможете гарантировать,
что доступ к вашим защищенным туннелям получат только известные вам
люди.
26
Рис. 1.5. Принцип работы технологии VPN
Общее описание технологии VPN.Сегодня технология VPN (Virtual
Private Network - виртуальная частная сеть) завоевала всеобщее признание и
любой администратор считает своим долгом организовать VPN-каналы для
сотрудников, работающих вне офиса (рисунок 1.5).
Рис 1.6. VPN для удаленных пользователей
VPN
представляет
собой
объединение
отдельных
машин
или
локальных сетей в виртуальной сети, которая обеспечивает целостность и
безопасность передаваемых данных. Она обладает свойствами выделенной
частной сети и позволяет передавать данные между двумя компьютерами
через промежуточную сеть (internetwork), например Internet.
VPN отличается рядом экономических преимуществ по сравнению с
другими методами удаленного доступа. Во-первых, пользователи могут
обращаться к корпоративной сети, не устанавливая c ней коммутируемое
27
соединение, таким образом, отпадает надобность в использовании модемов.
Во-вторых, можно обойтись без выделенных линий.
Рис 1.7. VPN для двух офисных сетей
Имея доступ в Интернет, любой пользователь может без проблем
подключиться к сети офиса своей фирмы. Следует заметить, что
общедоступность данных совсем не означает их незащищенность. Система
безопасности VPN - это броня, которая защищает всю корпоративную
информацию от несанкционированного доступа. Прежде всего, информация
передается в зашифрованном виде. Прочитать полученные данные может
лишь обладатель ключа к шифру. Наиболее часто используемым алгоритмом
кодирования
является
Triple
DES,
который
обеспечивает
тройное
шифрование (168 разрядов) с использованием трех разных ключей.
Подтверждение подлинности включает в себя проверку целостности
данных и идентификацию пользователей, задействованных в VPN. Первая
гарантирует, что данные дошли до адресата именно в том виде, в каком были
посланы. Самые популярные алгоритмы проверки целостности данных MD5 и SHA1. Далее система проверяет, не были ли изменены данные во
время движения по сетям, по ошибке или злонамеренно. Таким образом,
построение VPN предполагает создание защищенных от постороннего
28
доступа туннелей между несколькими локальными сетями или удаленными
пользователями.
Для построения VPN необходимо иметь на обоих концах линии связи
программы шифрования исходящего и дешифрования входящего трафиков.
Они могут работать как на специализированных аппаратных устройствах, так
и на ПК с такими операционными системами как Windows, Linux или
NetWare. Управление доступом, аутентификация и шифрование - важнейшие
элементы защищенного соединения.
1.4. Беспроводные сети
Технология передачи информации между абонентами, находящимися
друг от друга на значительных расстояниях, постепенно, но уверенно,
переходит с рельс кабельных коммуникаций на использование просторов
мирового
эфира.
Беспроводные
компьютерные
коммуникации
для
расстояний от нескольких метров до десятков километров получили
развитие
только
за
последние
два-три
года.
Широкое
внедрение
беспроводных компьютерных коммуникаций стало возможным благодаря
разработке ведущими научными лабораториями мира принципиально новой
высокоэффективной
специального
технологии
широкополосного
передачи
на
основе
шумоподобного
использования
сигнала
(ШПС)
.
Отличительной чертой такого радиосигнала является наличие избыточности
цифрового кода, гарантирующее высокую достоверность (безошибочность)
и помехоустойчивость передачи данных. При этом используется очень
низкая мощность излучения , что реализуется миниатюрным приемопередатчиком, способным уместиться в маленькой сетевой компьютерной
карте (плате) размером с записную книжку. Сетевая карта при подключении
внешней антенны размером с книгу без дополнительного усиления
позволяет связать компьютеры на расстояния 15-20 км со скоростью 2
29
Мбита/ сек. Цена такой карточки в десятки раз меньше стоимости
радиорелейного
оборудования
,
использующего
традиционные
узкополосные радиосигналы высокой мощности. Широкое повсеместное
внедрение данной технологии передачи данных вызвало необходимость
разработки соответсвующих стандартов. Так в июле 1997 года был принят
международный стандарт IEEE 802.11, регламентирующий использование
для компьютерной передачи данных оборудования с широкополосным
шумоподобным сигналом с модуляцией по методам DSSS и FHSS в
диапазоне частот 2400-2483 МГц . Ранее также бытовало мнение, что
беспроводные коммуникации -это временный способ решить проблемы
отсутствия кабельных сетей в развивающихся странах . Однако технология
беспроводных коммуникаций так бысто развиваетя, что уже сегодня
беспроводная связь является реальной альтернативой проводным каналам в
телефонии
,
передаче
данных
и
других
применениях
во
всем
мире. Благодаря низким затратам на развертывание и обслуживание
беспроводных сетей , масштабируемости при увеличении количества
обслуживаемых абонентов, высокой надежности и качестве коммуникаций,
основанных на применениии новейших методов модуляции сигнала - ШПС
, технология беспроводных коммуникаций во всех применениях, и в том
числе для передачи данных, уже сегодня вытесняет дорогостоящие решения
на базе использования проводных каналов. По мнению экспертов,
использование беспроводных сетей связи во всех применениях являются
наиболее передовыми решениями в области телекоммуникаций сегодня и в
ХХI веке.
30
2. ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ IP-ТЕЛЕФОНИИ
2.1. Технология IP – телефония
IP-телефония представляет собой в некотором роде феномен. Все соглашаются с тем, что со временем все виды трафика будут передаваться по
IP, и голосовой трафик в том числе. Но при этом пока что в сфере телекоммуникаций у традиционной телефонии позиции намного прочнее, чем это
кажется на первый взгляд. Тем не менее, несмотря на такое двойственное к
себе отношение (большой, но в значительной степени абстрактный интерес
со стороны большинства), IP-телефония продолжает развиваться, причем
весьма быстрыми темпами. Свое отражение эта тенденция находит и на отечественном рынке телекоммуникационных технологий. Несмотря на довольно скромную на общем фоне долю рынка, IP-телефония уже вполне
"различима невооруженным глазом" и, более того, заставляет с собой считаться даже скептиков. В России прошедший год ознаменовался "выходом в
свет" IP-телефонии, и теперь рассказ о ее перспективах будет иметь под собой веские основания.
IP-телефония - это технология, которая связывает два абсолютно разных мира - мир телефонии и мир интернет. До недавнего времени сети с
коммутацией каналов (телефонные сети) и сети с коммутацией пакетов (IPсети) существовали практически независимо друг от друга и использовались
для различных целей. Телефонные сети использовались только для передачи
голосовой информации, а IP-сети - для передачи данных. Технология IP-телефонии объединяет эти сети посредством устройства, называемого шлюз
или gateway. Шлюз представляет собой устройство, в которое с одной стороны включаются телефонные линии, а с другой стороны - IP-сеть (например, Интернет).
В заголовках пакетов содержится информация о том, на какой шлюз в
IP-сети должны приходить эти пакеты. Приходящие на шлюз в городе Б IP31
пакеты преобразуются обратно в телефонный сигнал и абонент в городе Б
поднимает трубку и разговаривает с абонентом А. Конечные потребители услуги могут даже не догадываться о том, как осуществляется этот звонок.
Поскольку при IP-телефонном звонке никак не задействован международный (междугородний) телефонный оператор, стоимость этого звонка на
порядок меньше стоимости традиционного телефонного соединения.
Однако звонок Телефон-Телефон является самым очевидным, но далеко не единственным сервисом, который может предоставлять оператор IPтелефонии.
Решения IP-телефонии комбинируют голос и данные в одной сети и предлагают не только дешевые международные и междугородные звонки, но и целый набор совершенно новых коммуникационных услуг любому пользователю.
Перечень возможных предоставляемых услуг.
IP-телефония предлагает следующие коммуникационные услуги:
 Компьютер-Телефон.
 WEB – телефон.
 Телефон-Компьютер.
 Виртуальные частные сети (VPN).
Компьютер-Телефон. Находясь в любой стране мира, абонент
провайдера IP-телефонии может осуществить звонок с любого компьютера,
имеющего выход в Интернет. Для этого ему необходимо установить на свой
компьютер
программу
Internet
Phone
и
один
раз
ввести
в
нее
регистрационные данные. Компьютер должен быть мультимедийным, то
есть, нужна звуковая плата, наушники (колонки) и микрофон. Звонок с компьютера, как правило, еще дешевле, чем звонок
Телефон-Телефон. WEB – телефон. Еще одна новая услуга, которую
предоставляют провайдеры IP-телефонии - это звонок с Вэб-сайта или
Surf&Call - решение компании VocalTec в области веб-телефонии,
32
позволяющее осуществлять вызов, выбрав со страницы Интернет ссылку на
имя вызываемого абонента. Это решение направлено, прежде всего, на
расширение возможностей электронной коммерции. Surf&Call позволяет
пользователям Интернет напрямую поговорить, например, с торговым
представителем
либо
со
специалистом
технической
поддержки
интересующей его фирмы.
WEB – телефон. Еще одна новая услуга, которую предоставляют
провайдеры IP-телефонии - это звонок с Вэб-сайта или Surf&Call - решение
компании VocalTec в области веб-телефонии, позволяющее осуществлять
вызов, выбрав со страницы Интернет ссылку на имя вызываемого абонента.
Это решение направлено, прежде всего, на расширение возможностей
электронной коммерции. Surf&Call позволяет пользователям Интернет
напрямую поговорить, например, с торговым представителем либо со
специалистом технической поддержки интересующей его фирмы.
Установление телефонного соединения происходит при нажатии курсором на ссылку, представляющую собой, например, название компании, имя
вызываемого абонента и т. д. на странице Интернет. При этом пользователю
не требуется вторая телефонная линия или прерывание работы в Интернет,
необходимо лишь загрузить небольшое клиентское программное обеспечение, которое обычно можно найти на той же WEB-странице ("ПК-клиент"), и
которое устанавливается автоматически. С другой стороны Surf&Call позволяет представителям компаний отвечать на вопросы, демонстрировать WEBстраницы, передавать необходимую информацию, улучшая тем самым качество предоставляемых услуг.
Телефон-Компьютер. Уже давно любители бороздить всемирную сеть
сталкиваются с проблемой занятости телефонных линий во время сеанса
Dial-up. IP-телефония позволяет очень элегантно решить эту проблему.
Единственное, что должен сделать абонент - это заказать на своей АТС переадресацию по сигналу "занято" на телефонный номер сервера IP-телефонии.
33
При звонке на номер абонента во время Интернет-сессии вызов переадресуется на сервер IP-телефонии, который преобразовывает его в IP-пакеты и отправляет на компьютер абонента. На компьютере абонента появляется
иконка "Входящий звонок", кликнув на которую он может поговорить со
звонящим.
Глобальный роуминг. IP-телефония позволяет операторам связи
очень просто и с минимальными затратами организовать роуминг услуг
связи. Это особенно актуально для операторов мобильной связи - решение,
построенное
на
технологиях
IP-телефонии,
на
порядок
дешевле
традиционного, и обладает гораздо большей гибкостью.
Преимущества IP-телефонии. Провайдерам Интернет и операторам
телефонной связи введение IP-телефонии в спектр услуг открывает
совершенно новые рынки сбыта, новых клиентов и возможности развития.
Качество связи можно оценить, используя следующие основные
характеристики:

уровень искажения голоса;

частота "пропадания" голосовых пакетов;

время задержки (между произнесением фразы первого абонента и
моментом, когда она будет услышана вторым абонентом).
Качество связи по всем перечисленным характеристикам значительно
увеличилось в сравнении с первыми версиями решений IP-телефонии,
которые допускали искажение и прерывание речи. Улучшение кодирования
голоса и восстановление потерянных пакетов позволило достичь уровня,
когда речь понимается абонентами настолько хорошо, что собеседники не
догадываются, что соединение происходит по технологии IP-телефонии.
Понятно, что задержки влияют на темп беседы.
Известно, что для человека задержка до 250 миллисекунд практически
незаметна. Существующие на сегодняшний день решения IP-телефонии не
34
превышают этот предел, так что разговор фактически не отличается от связи
по обычной телефонной сети.
Кроме этого, задержки уменьшаются благодаря следующим трем
факторам:

Во-первых, совершенствуются телефонные серверы. (их разработчики
борются с задержками, улучшая алгоритмы работы).

Во-вторых, развиваются частные (корпоративные) сети (их владельцы
могут контролировать ширину полосы пропускания и, следовательно, величины задержки).

В-третьих, развивается сама сеть Интернет - современный Интернет не
был рассчитан на коммуникации в режиме реального времени. The Internet
Engineering Task Force (IETF) вместе с операторами сетей Интернет предлагают новые технологии, такие, как Reservation Protocol (RSVP), которые позволяют резервировать полосу пропускания. Хотя на обновление роутеров по
всему миру и на организационные мероприятия (например, решить вопрос,
как в денежном выражении оценить сервис более высокого качества) потребуется некоторое время, мир Интернета, вне зависимости от вышесказанного,
двигается очень быстро и в правильном направлении.
Корпоративная телефония. В так называемой LAN-телефонии
главным сдерживающим фактором были прежде всего конечные устройства.
Понятно, что на том этапе развития IP-телефонии, когда единственным
вариантом клиентского устройства был мультимедийный ПК, всерьез
воспринимать это решение как корпоративное никто не мог. Первые же IPтелефоны (они же Ethernet-телефоны) отпугивали своей ценой, а также
необходимостью организации питания по отдельной линии. По сути дела
пользователю предлагалось поставить на стол рядом с одним компьютером
второй, причем стоящий ненамного дешевле. Необходимость внешнего
питания также нарушала один из основных принципов, который гласил, что
даже если во всем здании вследствие чрезвычайной ситуации пропадет
35
электропитание, телефония должна функционировать, хотя бы какое-то
время (пока ИБП поддерживает УАТС). Главным достижением предыдущего
года можно считать то, что темпы сближения IP-телефонов с "нормальными"
по всем параметрам заметно ускорились.
На корпоративном рынке интерес к IP-телефонии возрастает также
благодаря тому, что сетевое оборудование приобрело некоторые черты
УАТС - в первую очередь это касается проблемы питания IP-телефонов, работающих в полностью сетевом (т. е. без привычных УАТС, даже поддерживающих IP) окружении. Пионером в этом направлении выступает, естественно, компания Cisco Systems. Она весьма оперативно модернизировала
свое сетевое оборудование, чтобы оно могло обеспечивать питание абонентских устройств. Для этого компанией выпускаются, во-первых, специальные
интерфейсные модули, способные подавать питание по витой паре, а во-вторых, устанавливаемые в слот расширения, а также внешние блоки питания
постоянного тока. Стоит отметить, что "электрические" интерфейсные модули могут работать и с обычным сетевым оборудованием, поскольку у них
имеется функция автоматического определения типа подключенного к порту
устройства - питание подается только после того, как оконечное устройство
его "попросило".
2.2. Программный продукт Internet – телефонии
Internet приносит в компьютерную телефонию (Computer Telephone
Integration, CTI) по меньшей мере две возможности:
Использование Internet в качестве альтернативного канала для передачи
голосового трафика. Сейчас появилась возможность интеграции голосовых
сообщений и потока данных в одной сети - что может быть более
экономным, чем использование традиционных каналов обычной телефонии.
36
Возможность использования Internet для контроля и мониторинга
телефонных вызовов. Телефоны имеются повсюду - они легко доступны и
просты в использовании. Internet может добавить мощь компьютера к
телефону, чтобы сделать его более надежным и функциональным.
Компьютеры могут посылать сообщения друг другу через Internet - email - наиболее знакомый пример. Однако, звук также может быть оцифрован
и передан между компьютерами точно так же как любой другой тип данных.
Internet-телефония использует Internet, чтобы послать звуковое сообщение
между двумя или больше компьютерными пользователями в реальном времени. Самый первый программный продукт Internet-телефонии, позволяющий пересылать голосовые сообщения по сети, - VocalTec Internet Phone был представлен израильской фирмой VocalTec (www.vocaltec.com) в начале
1995 года. Впервые пользователь персонального компьютера, оснащенного
звуковой платой, микрофоном и имеющего подключение к Internet, смог
вести голосовые переговоры с другим таким же пользователем, независимо
от того как далеко друг от друга они находились. Большинство программных
продуктов из этой же серии, появившихся позже, позволяют пользователям
говорить в микрофон и слышать ответ собеседника через колонки.
VocalTec Internet Phone 4.0. Разработан фирмой VocalTec Ltd. Работает под операционными системами Windows 95, Windows NT, MAC OS,
Power Macintosh, имеется версия, работающая под Windows 3.1. Объем инсталляционного файла составляет порядка 4Mb. Позволяет звонить как через
сервер доступа, так и непосредственно по IP-адресу. В процессе разговора
пользователи могут обмениваться файлами, а также вести переписку, причем
если у каждого из пользователей имеется установленные русские шрифты, то
сообщения можно писать по-русски. В программу встроена возможность при
отсутствии вызываемого абонента, отправить ему голосовое сообщение по
электронной почте. Для того, чтобы прослушать такое послание, пользователь должен будет установить Internet Voice Mail. Качество звука - очень хо37
рошее, что неудивительно, ибо фирма VocalTec достаточно давно занимается
передачей голосовых сообщений через Internet, а версия IPhone далеко не
первая. Коммерческая версия стоит $49.95 долларов США, но есть возможность загрузить демонстрационную версию программы с ограниченным сроком действия. Не так давно в продаже появилась следующая версия программы, которая поддерживает передачу еще и видеоизображения.
FreeTel 1.0. Очень небольшая по размеру (всего 265Kb), но очень интересная программа Internet-телефонии, разработанная фирмой FreeTel. Работает под управлением Windows 3.1 или Windows 95. Разговор происходит с
помощью подключения к серверу FreeTel и выбора из списка подключенных
в данный момент к серверу пользователей интересующего человека. Также,
как и IPhone, позволяет вести текстовые беседы, но при этом национальные
раскладки клавиатуры не поддерживаются, поэтому приходиться общаться
либо по-английски, либо волапюком. Программу можно бесплатно переписать с WEB-сервера компании FreeTel ( www.freetel.com), а если заплатить
$29.95, то можно получить версию FreeTel+ с большими возможностями.
CoolTalk. Эта программа Internet-телефонии входит в состав браузера
Netscape Navigator 3.0 распространяемый фирмой Netscape, либо ее можно
загрузить отдельно (размер около 2Mb). Программа бесплатная. Функционально CoolTalk - это Plug-In к браузеру. С помощью программы можно звонить непосредственно по IP-адресу вызываемого абонента. После установления соединения имеется возможность, кроме обмена голосовыми сообщениями, передавать друг другу текстовые сообщения или рисовать одновременно в одном окне. Качество звука выше среднего. Имеется поддержка полнодуплексного соединения, при условии достаточно хорошей звуковой
платы. Есть возможность вставить в группу запуска операционной системы
небольшую программу, которая активизирует CoolTalk в случае, если пришел вызов.
38
NetMeeting. Так же, как и программа CoolTalk входит в состав полной
версии Internet-браузера от фирмы Microsoft - MS Internet Explorer 3.0.
Программа
бесплатная.
NetMeeting
обладает
практически
теми
же
возможностями, что и программа CoolTalk. При этом имеется еще одна
интересная возможность: с помощью NetMeeting можно организовать
небольшую конференцию, где каждый из участников будет слышать все, что
говорят собеседники. Кроме того, имеется возможность выбрать абонента из
списка подключенных к серверу Microsoft.
Стремление к стандарту. Осложняет развитие Internet-телефонии и
отсутствие стандартов на передачу голоса. Для использования какой-либо
программы, позволяющей говорить посредством Internet, каждый из
участников такого разговора должен обладать одинаковой программой (или,
в крайнем случае, разными версиями одной и той же программы от одного
производителя). Так, например, пользователь программы VocalTec Internet
Phone не может позвонить пользователю программы FreeTel и наоборот. Эта
проблема возникла потому, что самые первые программы для Internetтелефонии использовали частные протоколы, чтобы связаться друг с другом.
В настоящее время для использования технологии передачи голоса все
больше склоняются к стандартам, основанным на рекомендации H.323 Международного
Объединения
по
Передаче
данных
(International
Telecommunications Union, ITU).
Этот стандарт охватывает технические требования для узкополосной
передачи голосового вызова или передачи аудио и видеоданных, включая:

Видео кодер-декодеры;

Звуковые кодер-декодеры;

Общедоступные приложения (T.120);

Управление вызовами;

Управление системы.
39
Стандарты на видео кодер-декодеры и общедоступные приложения не
требуются для звуковых телефонных звонков, но существуют внутри той же
самой рамки стандартов.
H.323 был первоначально разработан для локальных вычислительных
сетей, так что переменная ширина полосы частот и время задержки Internet
уменьшают полезность некоторых элементов H.323. По умолчанию звуковым
кодер-декодером H.323, например, является G.711. Однако, ширина полосы
частот в 64 kbps, требуемая в G.711, неприемлема при использовании в
Internet, ибо большинство пользователей Internet имеют канал заведомо
меньшей ширины. Но, даже в этом случае, многое из стандарта полезно. Тем
более, что сам стандарт понимается более широко.
Кроме G.711 H.323 определяет звуковые кодер-декодеры G.722, G.723,
G.723.1, MPEG1, G.728, и G.729. Кодеры с низкой шириной полосы частот G.729 в 8 kbps и G.723 в 5.3/6.3 kbps - вполне подходят для использования в
Internet. В частности, G.723 является одним из нескольких «стандартных»
кодеров для Internet-телефонии, особенно после того, как Intel, Microsoft и
Netscape объявили о поддержке этого кодера. Основной недостаток G.723 состоит в том, что он весьма сложен. Intel определяет 100 MHz Pentium-процессор как минимальный для использования в Internet-телефонии.
2.3. Выбор системы телефонии по показателям
Руководящий документ устанавливает сетевые стыки для контроля
технических показателей (параметров) качества местной телефонной связи
(далее контрольные стыки) и оценки показателей качества работы местной
телефонной сети и услуг связи.
Руководящий документ предназначен для использования на местных
телефонных
сетях
с
коммутационным
цифрового, аналого-цифрового типа.
40
оборудованием
аналогового,
В настоящем руководящем документе использованы следующие
термины и определения:
Сетевой стык – физическая и/или логическая граница между двумя
взаимодействующими элементами (ОАТУ – абонентская линия; абонентская
линия – АТС; АТС – соединительная линия) или взаимодействующими
сетями.
Контрольный сетевой стык (КСС) – сетевой стык местной телефонной
сети, через который осуществляется взаимодействие между техническими
средствами связи и специальным контрольно-измерительным оборудованием
или измерительными блоками (программным обеспечением) средств связи,
для определения степени соответствия значений показателей (параметров)
качества работы сети и/или услуг установленным требованиям.
Контрольный межсетевой стык (КМС) – сетевой стык местной
телефонной сети, через который осуществляется взаимодействие между
техническими средствами связи и специальным контрольно-измерительным
оборудованием или измерительными блоками (программным обеспечением)
средств связи, для определения степени соответствия значений показателей
(параметров) качества услуг, в предоставлении которых участвуют средства
связи двух или нескольких взаимодействующих сетей, установленным
требованиям.
Контрольный стык абонентского доступа (КСАД) – сетевой стык
«пользователь
–
сеть»
местной
телефонной
сети,
через
который
осуществляется взаимодействие между оконечным абонентским телефонным
устройством
(абонентской
линией)
и
специальным
контрольно-
измерительным оборудованием или измерительным блоком (программным
обеспечением) АТС, для определения степени соответствия значений
параметров (показателей) качества работы сети и/или услуги установленным
требованиям.
41
Исходящее направление телефонной связи – направление связи от
данной АТС или узла ко всем АТС или узлам телефонной сети.
Пучок линий (каналов) телефонной сети – группа линий (каналов) с
одинаковыми функциями, обслуживающих нагрузку от определенных
источников телефонной нагрузки. (ГОСТ 19472)
Тестирование абонентских или соединительных линий - проверка состояния
абонентских или соединительных линий (наличие обрыва, короткого
замыкания) с помощью контрольной аппаратуры.
Контрольные измерения для оценки качества услуг проводятся только
на оконечных АТС (измерения на исходящих направлениях связи и
тестирование абонентских линий).
Контрольные измерения для оценки качества работы сети проводятся
на исходящих направлениях связи для каждого элемента сети (АТС,
межстанционных пучков соединительных линий, телефонных узлов и
транзитных станций).
2.4. Описание выбранной системы бизнес – телефонии
Таблица 1.Модели систем бизнес телефонии.
Таблица № 1
Модель
Емкость Производитель Стоимость,
Конфи-
Способ
системы
GDK-162
портов,
до 186
гурация
расшр.
коммутации
гибридный
DCS
до 208
NBX100
KX-TD816-4
до 150
до 16
Hicom300E
до 20
KX-TD1232-4
до 32
ADKS-
до 24
LG
ELECTRONICS
Samsung
(Ю.Корея)
3COM
Panasonic
(Япония)
Siemens
(Германия)
Panasonic
(Япония)
Cortelco Kellogg
42
$/порт
от 40
от 41
расшр.
гибридный
от 50
от 50
расшр.
расшр.
гибридный
гибридный
от 50
расшр.
гибридный
от 60
расшр.
гибридный
от 60
расшр.
гибридный
924KSU
KX-T336
до 336
Panasonic
(Япония)
TX-2464
до 64
Nitsuko
(Япония)
Tele Vantage
до 264
Artisoft
Neax2400
до 23000 Nec America
OmniPCX4400 до 50000 Alcaltel
MERLIN
до 200
Avaya
MAGIX
Coral ISBX
до 6144 Eci Telecom
Business
20-20 IXP
от 60
расшр.
гибридный
от 80
расшр.
гибридный
от 100
от 130
от 150
от 193
расшр.
расшр.
расшр.
расшр.
гибридный
гибридный
гибридный
гибридный
от 250
гибридный
расшир.
Networks
до 10000 Teltronics
от 300
гибридный
расшир.
Из всего множества систем выбираем систему, которая имеют
оптимальное соотношение между функциональными возможностями и
стоимостью.
Всем этим требованиям отвечает 3Com(r) NBX(r) 100 Communications
System - единственная в мире надежная система бизнес-телефонии на базе
локальной или территориально-распределенной сети (LAN/WAN). Система
NBX 100 предоставляет организациям малого и среднего размера и филиалам
крупных компаний разнообразные средства обработки звонков, голосовую
связь высокого качества и все преимущества локальной сети Ethernet в
рамках одной интегрированной сети.
Объединяя передачу речи и данных в одной сетевой инфраструктуре,
система NBX 100 избавляет заказчика от необходимости устанавливать две
отдельные системы для голоса и данных. Это повышает масштабируемость,
упрощает администрирование и существенно снижает совокупную стоимость
владения. Организация может увеличить количество узлов сети с 1 до 200,
установив, в том числе, до 100 входящих линий соединения с центральным
офисом, не производя радикальной замены оборудования. При этом
расширение сети можно осуществлять поэтапно, путем подключения к ней
43
удаленных офисов, а также удаленных и работающих на дому сотрудников.
Благодаря тому, что система NBX 100 поддерживает основанные на
стандартах QoS средства управления качеством обслуживания, в том числе
IEEE 802.1p/Q, IP Type of Service (TOS) и утвержденный IETF стандарт
DiffServ, компании-владельцы могут управлять приоритетами и передачей
голосового трафика и данных в локальной и распределенной сети,
обеспечивая идеальное качество речевой связи в масштабах всего
предприятия.
Простота использования. Интеллектуальный телефонный аппарат
оснащен удобными функциями, в частности функцией громкоговорящей
связи;
заранее
запрограммированными
режимами
конференц-связи,
переключения звонка, повторного набора и удержания линии; нажатием
одной
клавиши
обеспечивает
доступ
к
голосовой
почте
и
запрограммированным номерам ускоренного дозвона; имеет телефонный
справочник с ЖК-индикатором и программируемыми клавишами; а также
программируемые пользователем клавиши.
Удобство
управления.
Сотрудники
компании
могут
добавлять,
перемещать и удалять абонентов, а также изменять настройки телефонной
системы без помощи технических специалистов и обращения в сервисную
службу. Система имеет простой графический интерфейс администрирования,
доступный из любой точки сети через любой стандартный Web-браузер.
Интегрированная платформа. Объединяя передачу речи и данных в
рамках единой инфраструктуры на основе локальной сети Ethernet, система
3Com NBX 100 не просто устраняет необходимость дублирования кабельной
проводки. Компании, не имеющие локальной сети, получают возможность
пользоваться
всеми
преимуществами
сетевых
технологий,
включая
совместный доступ к файлам, электронной почте и принтерам, а также
возможность использования общего подключения к Internet для всей
компании.
44
Многообещающие
преимущества.
Создавая
единую
сетевую
инфраструктуру для передачи голоса и данных, система NBX 100
предоставляет
целый
ряд
преимуществ,
значительно
превосходящих
возможности традиционных офисных АТС. Например, в отличие от офисных
АТС, имеющих специализированные порты для подключения линий, NBX
100 позволяет заказчику выбирать тип кабеля, среды передачи и сетевых
устройств в соответствии со своими потребностями и финансовыми
возможностями. Заказчик может также расширять свою локальную сеть,
соединяя между собой удаленные здания с помощью новых технологий,
например, с помощью беспроводной связи. Владелец системы NBX 100
может подключить к сети новых абонентов, даже если они находятся на
расстоянии в тысячи километров.
Высокая
готовность
и
надежность.
Система
3Com NBX
100
Communications System имеет уровень надежности 99.99% - то есть на 1000
часов работы приходится всего 1 минута возможного простоя. Несмотря на
то, что система NBX 100 использует общие с сетью передачи данных
коммутаторы
и
концентраторы,
она
функционирует
независимо
от
компьютеров, серверов и сетевых операционных систем. Это означает, что
телефонная система будет продолжать работать даже в случае отказа
сетевого сервера. Поскольку система NBX 100 представляет собой открытую,
основанную на стандартах платформу, она может работать с любыми
имеющимися настольными ПК, серверами, а также концентраторами,
коммутаторами и маршрутизаторами Ethernet.
Автоматический выбор маршрута соединения (ARS) минимизирует
затраты
и
повышает
эффективность.
Неограниченное
использование
телефонов может быть причиной возникновения значительных расходов для
растущей компании. В системе NBX 100 эта проблема решается благодаря
применению детального плана соединений (Dial Plan), позволяющего
выбирать маршруты соединений в зависимости от 32768 параметров ARS.
45
Это гарантирует, что каждое соединение будет выполнено наиболее
экономичным способом. Когда абонент звонит по телефону, система
определяет, разрешено ли ему выполнять звонок данного типа. Если звонок
разрешен, система анализирует номер с учетом правил, установленных
планом соединений, и мгновенно направляет соединение на подходящую
линию - канал T1/E1, местную аналоговую линию или канал H.323 (по
технологии
Voiceover-IP
через
корпоративную
магистральную
распределенную сеть).
Составление отчетов о звонках (Call Detail Reporting). В дополнение к
плану соединений система NBX 100 дает возможность контролировать
затраты, позволяя пользователям присваивать звонкам коды учета, в том
числе в ходе соединения, и затем контролировать использование телефонов
средствами CDR. Например, если специалисту юридической фирмы звонит
клиент, сотрудник может нажать функциональную клавишу и ввести в
систему
учетный
номер
клиента для
последующей
регистрации
и
выставления счета. Функция составления отчетов о звонках (CDR) позволяет
отслеживать использование телефонов и составлять отчеты.
Система
максимальной
3Com
NBX
100
простотой
с
Communications
точки
System
зрения
отличается
пользователя.
Запрограммированные кнопки позволяют легко переходить в режим
конференц-связи, переводить звонки, повторно набирать номер и удерживать
линию. Одно нажатие кнопки обеспечивает доступ к услугам голосовой
почты, ускоренному набору и переадресации на голосовую почту. Все эти
возможности дополняются двухстрочным алфавитно-цифровым дисплеем, на
который выводится дополнительная информация, в том числе номер
вызывающего абонента. Чтобы позвонить другому внутреннему абоненту,
достаточно найти его имя в телефонном справочнике на ЖК-дисплее и
нажать программируемую клавишу. Каждый бизнес-телефон NBX 100 имеет
встроенную систему громкоговорящей связи и функцию Hands-Free.
46
3Com NBX 100 Communications System - идеальное средство для
реализации
полного
спектра
телефонных
услуг
бизнес-класса
в
организациях, имеющих офисы малого размера, удаленные офисы или
сотрудников, работающих на дому. Система NBX 100 избавляет от
необходимости устанавливать в каждом удаленном офисе собственную
офисную АТС. Вместо этого в удаленном офисе можно установить бизнестелефоны NBX 100, подключив их к маршрутизатору 3Com, например
OfficeConnect(r) LAN Modem, и соединяться с системой NBX 100
центрального офиса через канал WAN. Помимо снижения затрат и
упрощения
администрирования,
такая
конфигурация
обеспечивает
сотрудникам удаленного офиса полноценный доступ к сети передачи
данных,
телефонным
службам
и
системам
обмена
сообщениями
центрального офиса. Аналогичным образом работающие на дому сотрудники
могут подключаться к центральному офису по каналу виртуальной сети
(VPN), получая доступ к телефонным услугам и голосовой почте в реальном
времени.
Шлюз NBX ConneXtions Gateway.
NBX ConneXions представляет
собой шлюз протокола H.323, позволяющий подключать систему NBX 100
через IP-сеть к другим телефонным системам, оснащенным шлюзами H.323.
Позволяя соединять несколько телефонных систем через сеть передачи
данных, шлюз NBX ConneXtions предоставляет те же преимущества, что и
традиционные соединительные телефонные линии и внешние добавочные
линии, но при значительно меньших затратах. В отличие от других шлюзов
H.323, NBX ConneXtions позволяет передавать звуковые сигналы через
локальную или территориально-распределенную сеть в виде аудиопакетов,
устраняя тем самым многократные преобразования из цифровой в
аналоговую форму
47
по ходу передачи данных. К шлюзу могут подключаться другие клиентские
системы H.323, превращаясь в расширения системы NBX 100.
Таблица 2. Технические характеристики Модем WATSON 4 MultiSpeed
Скорость передачи информации
144, 272, 400, 528, 784, 1040, 1552, 2064
кБит/с
135 Ом
7,5 -13,5 дБм
RJ-45
Линейное входное сопротивление
Уровень выходного сигнала
Тип линейного разъема
Дальность передачи
диаметр жилы 0,5 мм 8.8 км - 128 кбит/с
7.9 км - 384 кбит/с
5.9 км - 1024 кбит/с
5.1 км - 1536 кбит/с
4.7 км - 2048 кбит/с
диаметр жилы 1,2 мм
52 км - 128 кбит/с
17 км - 2048 кбит/с
Система
3Com
NBX
100
Communications
System
позволяет
организациям, имеющим дополнительные офисы, пользоваться недорогими
высококачественными услугами Voice-over-IP, используя приложение-шлюз
3Com NBX ConneXtions H.323. Это позволяет отказаться от дорогостоящих
соединительных линий между офисами и перенести телефонные соединения
в пределах компании в магистральную сеть передачи данных, получив тем
самым дополнительную отдачу от средств, вложенных в создание
распределенной сети передачи данных. Благодаря системе NBX 100
компания может перейти во всех офисах на одну стандартную платформу
бизнес-телефонии независимо от технологии, используемой в каналах WAN будь то ISDN, ATM, T1/E1, Frame Relay, xDSL, кабельные модемы или
беспроводная технология Ethernet. Система NBX 100 также поддерживает
протокол IGMP (IP multicasting), что позволяет обеспечить голосовую связь
48
высокого качества при подключении домашних офисов или филиалов через
загруженную локальную или территотиально-распределенную сеть.
3. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СЕТИ С ГОЛОСОВЫМ
ТРАФИКОМ
3.1. Применение теории нормального распределения.
Теоретическое распределение, оказавшееся полезным при работе со
многими естественными распределениями вообще и с выборочными распределениями в частности, получило название нормальное распределение. График нормального распределения общего вида представлен на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Типичное нормальное распределение
Саму кривую можно рассматривать как определяющую распределение.
Если для обозначения среднего значения и стандартного отклонения
нормального распределения взять греческие буквы µ и δ, то с применением
методов математики можно показать, что δ, предельное значение s, имеет
следующую геометрическую интерпретацию, связанную с этой нормальной
кривой:
1. Площадь под нормальной кривой между значениями µ - δ и µ + δ составляет 68 % всей площади с точностью до 1 %.
49
2. Площадь под нормальной кривой между значениями µ - 2δ и µ + 2δ составляет 95 % всей площади с точностью до 1 %.
3. Площадь под нормальной кривой между µ - 3δ и µ + 2δ составляет 99,7 %
всей площади с точностью до 0,1 %.
Ось на рис. 3.1 проградуирована в единицах µ с началом отсчета в
точке, соответствующей среднему значению µ. Площадь под кривой за пределами 3δ, отсчитанных от 3δ, почти равна нулю. Однако из уравнения кривой мы могли бы увидеть, что в действительности кривая простирается от —
оо до +оо. Свойством нормальной кривой является то, что ее расположение и
форма полностью определяются параметрами µ и δ. Величина µ, естественно,
— средняя точка кривой, а величина δ определяет степень ее расширения.
Так как все нормальные кривые, представляющие теоретические распределения частот, охватывают общую площадь, равную 1, с ростом δ высота кривой
должна уменьшаться, а ширина увеличиваться. Это иллюстрируют рис. 3.2 и
3.3, на которых схематично изображены две нормальные кривые с одним и
тем же средним значением, равным 0, и стандартными отклонениями 1 и 3
соответственно.
Рис. 3.2. Нормальное распределение с µ = 0 и δ= 1.
50
Рис. 3.3. Нормальное распределение с µ = 0 и δ =3.
Тот факт, что форма нормаль нормальной кривой полностью определяется ее стандартным отклонением, дает возможность сводить все нормальные
кривые к стандартному распределению простым изменением переменной.
Любой точке на оси х нормальной кривой соответствует точка на оси х
стандартной нормальной кривой, и ее значение можно определить, зная,
сколько стандартных отклонений отделяет ее от средней точки кривой. Так
точка х=6, изображенная на рис. 3.3 соответствует точке z=2 на стандартной
нормальной кривой, изображенной на рис. 3.4.
Рис. 3.4. Стандартное нормальное распределение.
Поэтому значение х=6 можно получить из рис. 3.3, если известно, что
оно находится на расстоянии 2 стандартных отклонений вправо от нулевого
среднего значения.
В общем случае, если точка х на оси нормальной кривой со средним
значением µ и стандартным отклонением δ соответствует точке z на стан51
дартной нормальной кривой, то точка х находится на расстоянии z стандартных отклонений вправо от µ. Поэтому взаимосвязь между этими точками определяется формулой
х=µ+2δ
(3.1)
или, если z выразить через х, то
х= (х-δ) /δ
(3.2)
Эта формула дает возможность находить точку z на стандартной
нормальной кривой, соответствующую какой-либо точке х на нестандартной
нормальной кривой. Так, точка х=4 на рис. 3.3 соответствует точке z=(х—0)/3
= 1,3
(см. рис. 3.4). Благодаря способу выражения всех значений х
нормальной
кривой
через
соответствующие
значения
стандартной
нормальной кривой, все нормальные кривые можно свести к единственной
стандартной.
Роль дисперсии или стандартного отклонения, корня квадратного из
нее, важна в оценивании точности выборок, в определении качества оценки с
точки зрения ее близости к цели и определении объема выборки. Когда исследуемые совокупности действительно нормальны, имеет место использования статистических методов оценки выборочной совокупности, Если же
это не так, что обычно и бывает, эти методы приближенны, но в общем случае они будут удовлетворительны для многих практических целей. Эта уверенность основывается на следующих фактах:
A) если выборки достаточно велики, распределение их средних значений
имеет тенденцию быть нормальным благодаря центральной предельной теореме, даже если исходная совокупность довольно сильно отличается от нормальной;
B) не очень чувствительно к отклонениям от нормальности.
Однако при решении вопроса о том, когда условия оправдывают использование этих аппроксимаций, необходима определенная осторожность.
При работе с данными биномиального типа (нули и единицы) имеет место,
52
что будут применяться приближенные методы вследствие их простоты и
согласованности, когда выполняются требуемые условия, которые обычно
удовлетворить нетрудно. В противном случае для биномиальных и
гипергеометрических распределений предполагается использование точных
методов.
Используя математический аппарат теории массового обслуживания,
можно вычислить зависимость времени передачи кадров от скорости работы
глобальной сети без подключения к реальным каналам. Такие вычисления
позволяют ответить на множество вопросов относительно производительности сети; благодаря им становится понятным, каково среднее время задержки
кадров на мосте/маршрутизаторе, как может повлиять на величину этих задержек рост скорости работы канала связи глобальной сети и при каких условиях рост скорости обмена информацией по каналам глобальной сети не
приводит к существенному увеличению производительности моста / маршрутизатора.
3.2.Расчет пропускной способности канала с голосовым трафиком
Коммуникации между удаленными офисами и центрами обработки
данных через каналы глобальных сетей (WAN) должны осуществляться по
возможности быстро и с минимальными затратами. Это подстегивает интерес
заказчиков к решениям, позволяющим ускорить работу приложений и передачу данных в инфраструктуре WAN. Разнообразие требовательных бизнесприложений, многие из которых обмениваются большими объемами трафика
и были изначально разработаны в расчете на высокопроизводительные локальные сети (например, приложения с архитектурой клиент/сервер), низкая
пропускная способность каналов, большие задержки при передаче данных
могут помешать осуществлению бизнес-процессов, реализации процедур резервного копирования и репликации данных между площадками. В итоге за53
казчики вынуждены нести значительные расходы, оплачивая дополнительную пропускную способность.
Пропускная способность глобальной сети обычно в 10–20 раз ниже,
чем локальной, а задержки в 100–1000 раз выше. При увеличении загрузки
канала WAN растет частота потери пакетов, что ведет к ухудшению качества
работы и увеличению времени отклика приложений. В результате
пользователи испытывают неудобства и их продуктивность снижается.
Кроме того, не исключены простои системы, что может привести к большим
убыткам.
Увеличение пропускной способности каналов (собственных или
арендуемых) нередко обходится дорого и не всегда помогает из-за фактора
задержки. Иногда проблему частично или полностью удается решить за счет
применения правил приоритетного обслуживания (CoS/QoS), изменения
настроек
бизнес-приложений
или
пересмотра
архитектуры
решения.
Большинство сетей используются для передачи трафика разного типа и
важности, и многие организации стараются его регулировать, чтобы
сократить время отклика важных приложений и уменьшить затраты. В целом
ряде случаев на выручку могут прийти «оптимизаторы глобальной сети» —
эти аппаратные и/или программные решения устраняют или ослабляют
основные причины низкой эффективности работы приложений в глобальной
сети: ограниченную пропускную способность канала, большую задержку,
неэффективность транспортных протоколов и сетевого взаимодействия
приложений.
Они оптимизируют пропускную способность и, в зависимости от
характера передаваемой информации, могут увеличить скорость передачи
данных на несколько порядков. Это не только положительно сказывается на
работе приложений, но и позволяет существенно сэкономить на аренде
каналов связи. Такие коммерческие продукты успешно применяются уже
почти семь лет: данный класс устройств, интегрирующих разные технологии
54
оптимизации трафика в одном программно-аппаратном комплексе, получил
особое название — оптимизаторы WAN, или контроллеры оптимизации
WAN (WAN Optimization Controller, WOC).
Оптимизация WAN превратилась в самостоятельную технологическую
область и заняла свое место на рынке. Зачастую при создании корпоративных
распределенных сетей этот подход является единственной альтернативой
увеличению пропускной способности арендованных каналов связи, что особенно важно в условиях характерной для России территориальной распределенности объектов. Как отмечает Максим Матросов, системный архитектор
отдела сетей компании «Открытые Технологии», данная технология уже широко применяется в нашей стране.
Согласно определению Gartner, оптимизация WAN — это повышение
производительности бизнес-приложений, задействующих каналы глобальных
сетей. По интерпретации Aberdeen это повышение эффективности глобальной сети и максимальное использование возможностей корпоративных приложений без инвестиций в расширение пропускной способности глобальных
сетей. Технологии оптимизации WAN внедряются достаточно просто и быстро, при этом изменений в архитектуре сети не требуется: на обоих концах
канала устанавливаются два устройства (см. Рис. 3.5). Впрочем, иногда в
качестве оптимизатора «на другом конце» выступает пользовательская рабочая станция или устройство с программным клиентом.
Рис. 3.5.Оптимизаторы WAN ускоряют доступ пользователей в удаленных
офисах к приложениям в центральном ЦОД и позволяют им работать почти с
таким же комфортом, как в локальной сети.
55
В контроллерах оптимизации глобальных сетей применяется целый ряд
технологий: сжатие данных, кэширование, оптимизация протокола TCP и логики работы приложений. Наиболее распространенные — оптимизация соединений TCP с целью ускорения работы приложений и эффективного устранения проблем из-за длительных задержек в каналах WAN; уменьшение
объемов избыточных данных, в том числе за счет дедупликации; сжатие и
кэширование данных (в частности, HTTP/HTTPS); локальная доставка информации, запрашиваемой с удаленной площадки.
В случае потери пакетов оптимизированный протокол TCP снижает
скорость передачи данных всего на несколько процентов (а не до 50%) и
максимально использует всю пропускную способность канала. При
кэшировании устройства оптимизации распознают все передаваемые по сети
данные, независимо от прикладного протокола, и сохраняют их на обоих
концах канала, чтобы по возможности не передавать повторно. С
кэшированием доступа к файловым и другим ресурсам комбинируются
методы
аппаратного
сжатия.
Подобно
большинству
современных
маршрутизаторов, устройства оптимизации используют алгоритмы сжатия
данных без потерь (например, LZW и LZ77) и исключения повторяющихся
блоков.
Иногда
применяются
фирменные
механизмы
динамического
разбиения данных на блоки и отслеживания изменений, которые и
передаются по сети. На уровне приложений оборудование WOC может
оптимизировать такие протоколы, как CIFS, NFS, MAPI, HTTP, SSL, тем
самым сокращая избыточный объем служебных сообщений.
По данным Aberdeen, 49% компаний, внедривших оптимизаторы WAN,
используют технологии «ускорения» TCP, 47% — оптимизацию конкретных
приложений, 46% — сжатие данных. Это самые популярные методы. Кроме
того, 21% компаний применяет API для интеграции с платформами управления сетями: высокая степень контроля состояния сетевой инфраструктуры и
прозрачности происходящих в сети процессов помогает выявить проблемные
56
места в приложениях и сервисах и устранить их. Некоторые оптимизаторы
WAN обеспечивают полный контроль над трафиком, предлагают средства
визуализации, классификации и отчетности, интегрируются с другими устройствами контроля трафика и доступа.
Быстрый
доступ
к
централизованным
системам
позволяет
консолидировать инфраструктуру ИТ и сократить количество ЦОД. В
результате
компания
сможет
обойтись
покупкой,
инсталляцией
и
обновлением меньшего количества серверов и ПО, а также избавиться от
необходимости управления удаленными ресурсами хранения и резервного
копирования данных — например, отказаться от инфраструктуры резервного
копирования в филиалах, поскольку резервирование может осуществляться в
центральном
офисе
через
WAN.
Преимущества
централизованного
управления ключевыми сервисами ИТ заключаются в сокращении затрат,
высокой степени контроля и безопасности.
Одной из сложных задач управления производительностью сети
аналитики
считают
предоставляемых
централизованно
и
выбор
пропорции
управляемых
через
приложений
локально
глобальную
в
сеть.
и
сервисов,
удаленных
офисах
и
Успешное
внедрение
оптимизаторов WAN позволяет сократить число локальных приложений и
сервисов: лучшие компании развертывают локально лишь 15% приложений,
а в среднем этот показатель равен 28–29%. Предлагаемые поставщиками
решения применяются для ускорения доступа филиалов к удаленным
данным, электронной почте, файловым хранилищам и корпоративным
приложениям, расположенным в принадлежащих компаниям ЦОД.
При развертывании оптимизаторов WAN нужно учитывать планы
развития компании и перспективы увеличения числа филиалов и офисов.
Иногда возможности этих устройств можно расширить путем покупки
дополнительных
лицензий.
Планирование
и
оценка
потребности
в
пропускной способности каналов поможет избежать проблем с передачей
57
данных и работой приложений в глобальной сети. Перед внедрением
оптимизаторов
WAN
системные
интеграторы
рекомендуют
сначала
протестировать их, чтобы оценить эффективность применительно к
конкретной сети и приложениям.
С
распространением
VoIP,
видео,
ВКС
и
унифицированных
коммуникаций технологии оптимизации WAN находят новые области
применения. Нарастающая централизация ресурсов делает еще более
актуальной задачу минимизации задержки и уменьшения времени отклика
приложений. Консолидация, виртуализация, облачные вычисления и Webсервисы создают дополнительную нагрузку на инфраструктуру глобальной
сети. По данным проведенного в этом году аналитиками Aberdeen опроса,
повышение производительности глобальной сети требуется в первую очередь
для приложений VoIP, консолидации ЦОД, развертывания систем ВКС и
виртуализации серверов (каждый из этих факторов отметили около половины
респондентов). В числе других важных факторов, способствующих развитию
рынка оптимизаторов WAN, — централизация данных, изменения в схемах
резервного копирования, мультимедийные приложения и частные облака.
Как отмечают аналитики Gartner, методы оптимизации WAN все шире
используются и в сетях доставки контента (Enterprise Content Delivery
Network, ECDN), для чего применяется разделение видеопотоков и
кэширование. Например, продукты серии Cisco Wide Area Application
Services (Cisco WAAS) поддерживают программную платформу Enterprise
Content Delivery System (ECDS), использующую средства кэширования для
ускорения доставки видео.
Пример расчета:
Число станций – 500.
Число транзакций (кадров) от одной станции - 700
Режим работы круглосуточный (24 часа). В час наибольшей нагрузки
передается 20% от всего числа передаваемых кадров.
58
Размер кадра 80 байт.
Итого в час через HUB проходит:
-
При Гауссовском распределении N = 700 * 500 * 0.2 = 70000 кадров.
-
При нормальном распределении N = 700 * 500 / 24 = 14583,3 кадра.
Скорость поступления кадров получается делением полученных чисел
на 3600:
-
При Гауссовском распределении 70000 / 3600 = 19,44 кадров в секунду.
-
При нормальном распределении 14583,3 / 3600 = 4,05 кадров в секунду.
Для подсчета скорости обслуживания следует задаться определенным
значением скорости работы глобальной сети. При этом совершенно неважно,
насколько близка к оптимальной взятая в качестве начального приближения
скорость обмена информацией по глобальной сети, поскольку все вычисления легко повторить для другого значения скорости. Для начала примем скорость обмена информацией равной 64000 бит/с. Тогда время, необходимое
для передачи одного кадра длиной 80 байт, составит 0,01 секунды.
Ожидаемое время обслуживания равно 0,01 секунды, откуда получаем, что средняя скорость обслуживания (величина, обратная к ожидаемому времени обслуживания) составляет 100 кадров в секунду.
Из расчетов видно, что скорость обслуживания выше чем скорость поступления кадров, то есть данный канал справляется приходящим трафиком.
Степень использования технических возможностей обслуживающего устройства (P) в одноканальной однофазной системе можно определить, поделив среднюю скорость поступления заказов на среднюю скорость
обслуживания.
-
При Гауссовском распределении Р = 19,44 / 100 = 0,1944 = 19,44%.
-
При нормальном распределении Р = 4,05 / 100 = 0,0405 = 4,05%.
Зная степень использования обслуживающего устройства, довольно легко
59
определить вероятность отсутствия заказов (обслуживаемых кадров) в данный момент времени. Эта вероятность, обозначенная нами как P0, равна единице минус степень использования канала (P0 = 1 - P).
-
При Гауссовском распределении Р0 = 1 - 0,1944 = 0,8066 = 80,66%.
-
При нормальном распределении Р0 = 1 - 0,0405 = 0,9595 = 95,95%.
Получив некоторые сведения относительно степени использования
обслуживающего устройства, выясним теперь, каким образом кадры скапливаются в очередях и как влияют связанные с этими очередями задержки на
процесс передачи кадров от одной локальной сети к другой.
В теории массового обслуживания среднее число объектов (unit) в системе
обычно обозначается L, а среднее число объектов в очереди - Lq. Для
одноканальной однофазной системы, L равняется средней скорости поступления заказов, деленной на разность между средней скоростью обслуживания
и скоростью поступления заказов.
-
При Гауссовском распределении L = 19,44 / (100 – 19,44) = 0,2414.
-
При нормальном распределении L = 4,05 / (100 – 4,05) = 0,0422.
Таким образом, в буфере маршрутизатора и линии связи в любой момент находится чуть больше 4 - 24% одного кадра.
3.3. Расчет задержки передачи сигнала
Среднее число объектов в очереди (Lq) опрделеятся перемножением
степени использования обслуживающего устройства (P) на число объектов в
системе (L).
-
При Гауссовском распределении Lq = 0,2414 * 19,44 = 0,0469.
-
При нормальном распределении Lq = 0,0422 * 4,05 = 0,00171.
Теория массового обслуживания позволяет рассчитать среднее время нахождения объекта в системе (W) и среднее время ожидания в очереди (Wq).
60
Среднее время нахождения в системе представляет собой величину,
обратную разнице между скоростью обслуживания и скоростью поступления
заказов. Подставив числа из нашего примера, найдем, что в данном случае
каждый кадр проводит в системе в среднем:
-
При Гауссовском распределении W = 1 / (100 - 19,44) = 0,0124с.
-
При нормальном распределении W = 1 / (100 - 4,05) = 0,0104с.
Очереди в системе можно охарактеризовать еще одним параметром, а
именно временем ожидания в очереди. В нашем случае значение Wq равно
произведению времени ожидания в системе на степень использования обслуживающего устройства. Таким образом:
-
При Гауссовском распределении Wq = 0,0124 * 0,1944 = 0,00241с.
-
При нормальном распределении Wq = 0,0104 * 0,0405 = 0,00042с.
Проведены аналогичные расчеты для каналов различной пропускной
способности для Гауссовского распределения.
Таблица №3 - Варьирование пропускной способности глобальной сети.
Скорость линии (бит/с)
Время передачи кадра, с
Средняя скорость обслуживания
Степень использования канала
Вероятность отсутствия кадров в
системе
Среднее число объектов (всего)
Среднее число объектов в очередях
P
P0 = 1 - P
L
Lq = L *
P
Среднее время ожидания
W
Среднее время ожидания в очереди Wq = W *
P
19200 32000 64000
128000 256000 512000
0,033333
0,02
0,01
0,005 0,0025 0,00125
30
50
100
200
400
800
0,648148 0,3889 0,1944 0,097222 0,0486 0,02431
0,351852 0,6111 0,8056 0,902778 0,9514 0,97569
1,842105 0,6364 0,2414 0,107692
1,193957 0,2475 0,0469 0,01047
0,0511 0,02491
0,0025 0,00061
0,094737 0,0327 0,0124 0,005538
0,061404 0,0127 0,0024 0,000538
0,0026 0,00128
0,0001 3,1E-05
Используя данный метод мы определили, что при Гауссовском
распределении нагрузки на канал его скорость должна составлять 128 кбит/с.
Время ожидания в очереди при этом составит 0,000538 сек, а время передачи
61
по каналу связи в одну сторону - 0,005 сек. Степень использования канала
90%, а вероятность отсутствия кадров в системе – 10%. При этом в буфере
обмена маршрутизатора в любой момент времени находится 0,5 % одного
кадра.
3.3.1. Стандартная программа голосовой связи Skype.
На данный момент есть множество решений для связи. Это мобильные
и домашние телефоны, социальные сети, Интернет чаты. Каждый из этих
способов чем то уникален и удобен... Но, к сожалению, использование
некоторых средств не всегда удобно, поэтому в большинстве случаев люди
не могут спокойно поговорить, а ведь общение одно из самых интересных и
увлекательных занятий. Но в большинстве случаев, максимум проблем
решит программа Skype (рис. 3.6.)
Рис. 3.6. Программа Skype
В одной программе собран весь необходимый функционал: вы сможете
отправлять мгновенные текстовые сообщения, звонить и принимать звонки
при помощи компьютера, увидеть друг друга через веб камеру, осуществлять
звонки с ПК на мобильные и стационарные телефоны, проводить голосовые
62
и видео конференции (при чём качество изображения и звука просто отличное), найти новых знакомых. Данная программа подойдет для любого компьютера, работает быстро и эффективно. Для ее использования не нужно
иметь специальных навыков для работы с ПК, долго разбираться в настройках. В принципе, с первых секунд вы можете начинать общение. Но все-же
бывает полезно узнать, что может предложить Вам приложение и где искать
решение для определенных задач.
Основные настройки и функционал программы. В главном окне
при Стандартном режиме просмотра, в самом верху мы видим основное
меню: Под описанием приведены скриншоты всех разделов (рис. 3.7.)
Рис. 3.7. Меню Skype
Skype – это настройки вашего профиля в программе.
Рис. 3.8. Меню Skype
63
 "Сетевой статус" - Здесь Вы можете настроить видимость Вашего
аккаунта для других пользователей.
 "Личные данные" - Возможность изменить аватар ( картинку Вашей
учетной
записи,
которую
увидят
остальные
пользователи),
редактировать личные данные ( а именно отображаемый логин,
информацию о Вашем местонахождении, мобильном номере, e-mail и
другую личную информацию. Вы можете написать ваше хобби для
поиска единомышленников.

"Безопасность". В этом разделе вы сможете отредактировать список
пользователей, от которых вы желаете принимать звонки (по умолчанию разрешены все пользователи), автоматически принимать видео
звонки, получать сообщения (по умолчанию разрешены только пользователи, которые находятся в списке контактов). Нужно отметить необходимое поле и нажать кнопку "Сохранить".

"Счет" и "Внести деньги на счет в Skype...". Как известно, при помощи этой программы Вы можете звонить с компьютера на мобильные
и стационарные телефоны, но для этого нужны средства на счету
Skype. Пополнить его Вы можете в этом разделе. Для этого нажимаем
кнопку "Внести деньги", после этого выбираем нужную сумму и заполняем анкетные данные.

"Изменить пароль". Изменение пароля для входа в учетную запись...

"Выход". Нажав на эту кнопку Вы переместитесь из своего аккаунта в
окно выбора учетной записи.
64
Контакты.
Рис. 3.9. Меню контакты
 "Добавить новый контакт". Поиск (по адресу электронной почты,
названию, ФиО, номеру телефона, или местоположению) и добавление
новых контактов в список.
 "Импорт контактов". Выбирая этот пункт, сможете перенести список
контактов из другого аккаунта skype, e-mail или соц. сети ( как на мое
усмотрение очень полезная)..
 "Создать новую группу". Создав определённую группу из контактов,
появится возможность позвонить им одновременно (все члены конференции смогут услышать друг друга и писать общие сообщения). Создатель группы сможет редактировать её в процессе общения, добавлять
новых участников.

"Категории контактов". Позволяет сгруппировать Ваши контакты в
списке по определенным категориям (особенно полезно при большом
списке контактов).
65

"Показать контакты из Outlook". Отображение контактов из
популярного почтового клиента.

"Сортировать контакты по...". Функция, создана для упорядочивания Вашего списка контактов. (Возможна сортировка по алфавиту, или
сетевому статусу).

"Спрятать тех, кто...". Возможность временно скрыть определенные
типы контактов из списка.

"Дополнительно". Другие функции для работы со списком контактов.
Вы сможете сделать резервную копию списка и редактировать содержимое черного списка (список пользователей, от которых вы не хотите
получать сообщения и принимать звонки).

"Показать контакты из Facebook". Отображение контактов из Вашей
учетной записи в этой популярной социальной сети.
Разговоры. Это раздел меню, при помощи которого можно изменять
настройки разговоров.

"Отправить" – возможность передачи SMS, чата, голосовой почты,
файла, собеседнику.

"Apps" – активация или поиск дополнительных плагинов.

"Панель настроек разговора" - изменение размера панели разговора.

"Добавить в список контактов" – добавление собеседника в список
контактов.

"Добавить людей" – присоединение других людей к разговору.

"Переименовать" – переименование собеседника.
66
Рис. 3.10. Меню разговоры

"Выйти из разговора" – возможность покинуть конференцию.

"Заблокировать" – блокировка определенного собеседника.

"Настройки уведомлений" – возможность настроить уведомления от
собеседников.

"Поиск" – Поиск по текущей переписке.

"Посмотреть старые сообщения" – просмотр истории сообщений с
определенным контактом.

"Отметить как непрочитанное" – отметка сообщения для дальнейшего просмотра.

"Скрыть разговор" – сворачивает окно разговора.
Звонки. Параметры связи с выделенным контактом из списка.
 "Позвонить" – осуществление голосового звонка.
 "Видеозвонок" – осуществление видеозвонка.
 "Ответить" – ответ на входящий звонок.
67
Рис. 3.11. Меню Звонки
 "Пропустить" игнорирование входящего звонка.
 "Выключить микрофон" – выключение микрофона в процессе
разговора
 "Удержание" – удержание разговора (например, для ответа на
другой звонок).
 "Переадресовать" – переброс входящего звонка на другое
устройство и т.д.
 "Положить трубку" – завершение разговора.
 "Показать номеронабиратель" – отображение окна для набора номера.
 "Позвонить на номер" – выбор номера для совершения звонка.
 "Звуковые настройки" – изменение звуковых параметров.
 "Видео" – изменение параметров видео.
68
Вид. Изменение пользовательского интерфейса Skype.
Рис. 3.12. Меню вид
Используется для перемещения между основными типами вкладок в
главном окне, активации или деактивации отдельных компонентов и
страниц, изменение режима отображения главного окна (Стандартный –
Компактный-Полноэкранный).
Инструменты. Раздел для внесения изменений в основной функционал
программы.
 "Apps" – Поиск, установка, удаление дополнительных плагинов для
программы.
 "Изменить язык" – изменение языка пользовательского интерфейса.
 "Особые потребности" – активация модулей для помощи людям с
особыми потребностями.
69
Рис. 3.13. Меню инструменты

"Рассказать про Skype" - приглашение друзей.

"Skype Wi-Fi access" - плата за Интернет со счета Skype.

"Настройки" – вызов окна для полной настройки прило
70
Детальнее рассмотреть настройки программы (Меню "Инструменты" –
"Настройки"). В главном окне настроек (в левой его части) мы видим 6
основных разделов: "Основные", "Безопасность", "Оповещения", "Звонки",
"Чаты и SMS", "Дополнительно". Рассмотрим каждый из этих разделов
(рис.3.14.)
Рис. 3.14. Меню настроек
Основные. Раздел общих настроек программы таких, как: Выбор языка,
внешнего вида главного окна, отображение его элементов, выбор звуков для
различных событий, настройка динамиков (наушников), микрофона и вебкамеры, настройка Skype Wi-Fi access.
71
Безопасность. Здесь можно отметить, от кого принимать голосовые
звонки, видео и текстовые сообщения; сколько времени хранить историю.
Также настроить отображение сетевого статуса и файлов cookie, управлять
черным списком контактов.
Оповещения. Настройки оповещений об изменениях статусов контактов, рекламных акциях и полезных советах. Еще можно выбрать соответствующие звуки для каждого вида оповещений.
Звонки. Параметры приема входящих звонков, автоматического ответа,
настройки переадресации, автоответчика и видео. Можно задать свое местонахождение для автоматической настройки звонков службам экстренных вызовов.
Чаты и SMS. Полная настройка текстовых сообщений, выбор папки для
сохранения полученых файлов, сообщения о наборе текста, настройка шрифтов и смайлов, настройки параметров отправки SMS (для работы этой функции необходимо внести деньги на счет Skype).
Дополнительно. Различные настройки поведения окна программы, отображения водяных знаков, перехвата номеров из браузера, активация и настройка функции быстрых клавиш (сочетания клавиш), дополнительные настройки соединения (прокси сервер, порт, активация / деактивация uPnP).
72
4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
4.1. Опасные вредные производственные факторы, определяющие условию труда
Потенциально опасные и вредные производственные факторы. Имеющийся в настоящее время комплекс разработанных организационных мероприятий и технических средств защиты, накопленный опыт работы предприятий связи показывает, что имеется возможность добиться значительно
больших успехов в деле устранения воздействия на работающих опасных и
вредных производственных факторов.
Опасным называется производственный фактор, воздействие которого
на работающего человека в определенных условиях приводит к травме или
другому внезапному резкому ухудшению здоровья. Если же производственный фактор приводит к заболеванию или снижению трудоспособности, то
его считают вредным. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным. Опасные
и вредные производственный факторы подразделяются на четыре группы:
физические, химические, биологические и психофизические.
Состояние условий труда работников предприятий связи и его безопасности,
на сегодняшний день, еще не удовлетворяют современным требованиям. Работники предприятий связи сталкиваются с воздействием таких физически
опасных и вредных производственных факторов, как повышенный уровень
шума, повышенная температура внешней среды, отсутствие или недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток, статическое электричество и другие.
Многие сотрудники предприятий связи связаны с воздействием таких
психофизических
факторов,
как
умственное
перенапряжение,
перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов, монотонность труда,
эмоциональные
перегрузки.
Воздействие
73
указанных
неблагоприятных
факторов
приводит
к
снижению
работоспособности,
вызванное
развивающимся утомлением. Появление и развитие утомления связано с
изменениями, возникающими во время работы в центральной нервной
системе, с тормозными процессами в коре головного мозга. Медицинские
обследования работников предприятий связи показали, что помимо снижения
производительности труда высокие уровни шума приводят к ухудшению
слуха.
Длительное
нахождение
человека
в
зоне
комбинированного
воздействия различных неблагоприятных факторов может привести к
профессиональному заболеванию. Анализ травматизма среди работников
предприятий связи показывает, что в основном несчастные случаи
происходят от воздействия физически опасных производственных факторов
при выполнении сотрудниками несвойственных им работ. На втором месте
случаи, связанные с воздействием электрического тока.
Обеспечение электробезопасности - электрический ток представляет
собой скрытый тип опасности, т.к. его трудно определить в токо- и
нетоковедущих
частях
оборудования,
которые
являются
хорошими
проводниками электричества. Смертельно опасным для жизни человека
считают ток, величина которого превышает 0,05А, ток менее 0,05А –
безопасен (до 1000 В). С целью предупреждения поражений электрическим
током к работе должны допускаться только лица, хорошо изучившие
основные правила по технике безопасности.
В соответствии с правилами электробезопасности в служебном
помещении
должен
осуществляться
постоянный
контроль
состояния
электропроводки, предохранительных щитов, шнуров, с помощью которых
включаются в электросеть компьютеры, осветительные приборы, другие
электроприборы.
Электрические установки, к которым относится практически все
оборудование электронное вычислительная машина, представляют для
человека
большую
потенциальную
74
опасность,
так
как
в
процессе
эксплуатации или проведении профилактических работ человек может
коснуться частей, находящихся под напряжением. Специфическая опасность
электроустановок – токоведущие проводники, корпуса стоек электронное
вычислительная машина и прочего оборудования, оказавшегося под
напряжением в результате повреждения (пробоя) изоляции, не подают какихлибо сигналов, которые предупреждают человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека. Исключительно важное значение для предотвращения
электротравмотизма имеет правильная организация обслуживания действующих электроустановок предприятий связи, проведения ремонтных, монтажных и профилактических работ.
В
зависимости
от
категории
помещения
необходимо
принять
определенные меры, обеспечивающие достаточную электробезопасность при
эксплуатации и ремонте электрооборудования.
В предприятий связи разрядные токи статического электричества чаще
всего возникают при прикосновении к любому из элементов электронное
вычислительная машина. Такие разряды опасности для человека не
представляют, но кроме неприятных ощущений они могут привести к выходу
из строя электронное вычислительная машина. Для снижения величины
возникающих зарядов статического электричества в предприятий связи
покрытие технологических полов следует выполнять из однослойного
поливинилхлоридного
защиты
является
ионизированным
антистатического
нейтрализация
газом.
В
линолеума.
заряда
Другим
статического
промышленности
широко
методом
электричества
применяются
радиоактивные нитрализаторы. К общим мерам защиты от статического
электричества в предприятий связи можно отнести общие и местное
увлажнение воздуха.
75
4.2. Обеспечение санитарно-гигиенических требований к помещениям в
рабочим местам программистов
Требования
к
помещениям
предприятий
связи
-
Помещения
предприятий связи, их размеры (площадь, объем) должны в первую очередь
соответствовать количеству работающих и размещаемому в них комплекту
технических средств. В них предусматриваются соответствующие параметры
температуры, освещения, чистоты воздуха, обеспечивают изоляцию, от
производственных шумов и т.п. Для обеспечения нормальных условий труда
устанавливаются
на одного работающего, объем производственного
помещения не менее 15 м3, площадь помещения выгороженного стенами или
глухими перегородками не менее 4,5 м3.
Для эксплуатации электронное вычислительная машина следует предусматривать следующие помещения:

машинный зал, помещение для размещения сервисной и периферийной
аппаратуры, помещение для хранения запасных деталей, инструментов,
приборов;

помещения для размещения приточно-вытяжных вентиляторов;

помещение для персонала;

помещение для приема-выдачи информации.
Основные
помещения
предприятий
связи
располагаются
в
непосредственной близости друг от друга. Их оборудуют общеобменной
вентиляцией и искусственным освещением. К помещению машинного зала и
хранения
магнитных
носителей
информации
предъявляются
особые
требования. Площадь машинного зала должна соответствовать площади
необходимой по заводским техническим условиям данного типа электронное
вычислительная машина.
Высота зала над технологическим полом до подвесного потолка
должна быть 33,5 м. Расстояние подвесным и основным потолками при этом
76
должно быть 0,5-0,8 м. Высоту подпольного пространства принимают равной
0,2-0,6 м.
В предприятий связи, как правило, применяется боковое естественное
освещение. Рабочие комнаты и кабинеты должны иметь естественное
освещение. В остальных помещениях допускается искусственное освещение.
В тех случаях, когда одного естественного освещения не хватает, устанавливается совмещенное освещение. При этом дополнительное искусственное освещение применяется не только в темное, но и в светлое время суток.
Искусственное освещение по характеру выполняемых задач делится на рабочее, аварийное, эвакуационное.
Рациональное цветовое оформление помещения направленно на
улучшение
санитарно-гигиенических
условий
труда,
повышение
его
производительности и безопасности. Окраска помещений предприятий связи
влияет на нервную систему человека, его настроение и в конечном счете на
производительность
труда.
Основные
производственные
помещения
целесообразно окрашивать в соответствии с цветом технических средств.
Освещение помещения и оборудования должно быть мягким, без блеска.
Снижение шума, создаваемого на рабочих местах предприятий связи внутренними источниками, а также шума проникающего извне, является очень
важной задачей. Снижение шума в источнике излучения можно обеспечить
применением упругих прокладок между основанием машины, прибора и
опорной поверхностью. В качестве прокладок используются резина, войлок,
пробка, различной конструкции амортизаторы. Под настольные шумящие
аппараты можно подкладывать мягкие коврики из синтетических материалов, а под ножки столов, на которых они установлены, – прокладки из мягкой
резины, войлока, толщиной 6-8 мм. Крепление прокладок возможно путем
приклейки их к опорным частям.
Возможно также применение звукоизолирующих кожухов, которые не
мешают технологическому процессу. Не менее важным для снижения шума в
77
процессе эксплуатации является вопрос правильной и своевременной регулировки, смазывания и замены механических узлов шумящего оборудования.
Рациональная планировка помещения, размещения оборудования в
предприятий связи является важным фактором, позволяющим снизить шум
при существующем оборудовании электронное вычислительная машина. При
планировке предприятий связи машинный зал и помещение для сервисной
аппаратуры необходимо располагать в дали от шумящего и вибрирующего
оборудования.
Снижение
уровня
шума,
проникающего
в
производственное
помещение извне, может быть достигнуто увеличением звукоизоляции
ограждающих конструкций, уплотнением по периметру притворов окон,
дверей.
Таким образом для снижения шума создаваемого на рабочих местах внутренними источниками, а также шума, проникающего из вне следует:

ослабить шум самих источников (применение экранов, звукоизолирующих кожухов);

снизить эффект суммарного воздействия отраженных звуковых волн
(звукопоглощающие поверхности конструкций);

применять рациональное расположение оборудования;

использовать
архитектурно-планировочные
и
технологические
решения изоляций источников шума.
4.3. Излучение
Крупнейшими источниками электромагнитных излучений являются
радио- и
телевизионные средства связи и обработки
информации,
радиолокационные и навигационные средства, лазерные системы, воздушные
линии электропередач. В последние годы появляются сообщения о
возможности индукции электромагнитных излучений злокачественных
78
заболеваний. Еще немногочисленные данные все же говорят, что наибольшее
число случаев приходится на опухоли кроветворных тканей и на лейкоз в
частности. В результате обследования людей, работающих в условиях
воздействия электромагнитных излучений от компьютера, значительной
интенсивности, было показано, что наиболее чувствительными к данному
воздействию является нервная и сердечно-сосудистая система. Описаны
изменения кроветворения, нарушения со стороны эндокринной системы,
метаболических процессов, заболевания органов зрения. Так же считается,
что электромагнитное излучение компьютера может вызвать расстройства
нервной системы, снижение иммунитета, расстройства сердечно-сосудистой
системы и аномалии в процессе беременности и соответственно пагубное
воздействие на плод. Самые опасные поля - это поля СВЧ-диапазона.
Сантиметровые
и
миллиметровые
волны
действуют
на
кожу.
А
дециметровые, проникая на глубину 10-15 см, уже напрямую бьют по
внутренним органам. Как и все приборы, потребляющие электроэнергию,
компьютер испускает электромагнитное излучение, причём из бытовых
приборов, с ПК по силе этого излучения могут сравниться разве что
микроволновая печь или телевизор. Таким образом, компьютер является самым опасным источником электромагнитного излучения. При работе, компьютер образует вокруг себя электромагнитное поле, которое деионизирует
окружающую среду, а при нагревании платы и корпус монитора испускают в
воздух вредные вещества. Всё это делает воздух очень сухим, слабо ионизированным, со специфическим запахом и в общем "тяжёлым" для дыхания.
Естественно, что такой воздух не может быть полезен для организма и может
привести к заболеваниям аллергического характера, болезням органов дыхания и другим расстройствам. Монитор является сильным источником электромагнитного излучения, особенно его боковые и задние стенки, т.к. они не
имеют специального защитного покрытия, которое есть у лицевой части экрана.
79
Электромагнитные излучения наибольшее влияние оказывают на
иммунную, нервную, эндокринную и половую систему. Иммунная система
уменьшает
выброс
в
защитную
функцию,
кровь
специальных
происходит
ферментов,
ослабление
выполняющих
системы
клеточного
иммунитета. Эндокринная система начинает выбрасывать в кровь большее
количество адреналина, как следствие, возрастает нагрузка на сердечнососудистую систему организма. Происходит сгущение крови, в результате
чего клетки недополучают кислород. У человека, в течение длительного
времени
подвергавшегося
электромагнитному
излучению
монитора,
уменьшается сексуальное влечение к противоположному полу (отчасти это
является следствием банальной усталости, отчасти вызвано изменениями в
деятельности эндокринной системы), падает потенция. В качестве защитных
мер от электромагнитных излучений компьютера, можно назвать регулярные
прогулки на свежем воздухе, проветривание помещения, занятия спортом,
соблюдение элементарных правил работы, работа с хорошей техникой,
которая удовлетворяет всем стандартам безопасности и санитарным нормам.
Последствия регулярной работы с компьютером без применения защитных
средств: заболевания органов зрения (60% пользователей), болезни сердечнососудистой системы (60%), заболевания желудочно-кишечного тракта (40%),
кожные заболевания (10%), различные опухоли.
Защита от электромагнитного излучения компьютера:
1. По возможности, стоит приобрести жидкокристаллический монитор,
поскольку его излучение значительно меньше, чем у распространённых с
электроннолучевой трубкой мониторов
2. Системный блок и монитор должен находиться как можно дальше от
вас.
3. Не оставляйте компьютер включённым на длительное время если вы
его не используете, хотя это и ускорит износ компьютера, но здоровье
полезней. Так же, не забудьте использовать "спящий режим" для монитора.
80
4. В связи с тем, что электромагнитное излучение от стенок монитора
намного больше, постарайтесь поставить монитор в угол, так что бы
излучение поглощалось стенами. Особое внимание стоит обратить на
расстановку мониторов в офисах.
5. По возможности сократите время работы за компьютером и почаще
прерывайте работу.
6. Компьютер должен быть заземлён. Если вы приобрели защитный
экран, то его тоже следует заземлить, для этого специально предусмотрен
провод на конце которого находиться металлическая прищепка (не цепляйте
её к системному блоку)
81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной выпускной квалификационной работе был определен голосовой трафик с учетом пропускной способности сети, которая позволяет
планировать нагрузку сетевого канала с учетом объемов обработки данных
шлюзом.
В теоретической части работы проведен анализ современного
состояния
IP телефонии на основе стандарта H.323 с использованием
технологии ADSL, позволяющего обеспечить приоритетную передачу
данных голоса и обеспечить защиту при передаче данных.
В практической части приведены результаты в виде сравнительной
таблицы, позволяющей выбрать систему бизнес-телефонии по критериям:
функциональной возможности, техническим и экономическим критериям.
Приведены расчеты временных задержек, скорости обслуживания,
степени использования канала в зависимости от пропускной способности
канала для Гауссовского и нормального распределения. По результатам
расчета
выбран
оптимальный
вариант
времени
ожидания
очереди
пользователя для различных пропускных способностей канала сети.
Произведен выбор
следующих сетевых компонентов, бизнес –
телефонии, удовлетворяющих заданию работы:
1.
3Com® NBX®100 Communications System
2.
Клиентское программное обеспечение 3Com NBX pcXset PC Telephone
Сетевой адаптер Gigabit Ethernet D-LINK DGE-528T (10/100/2000);
3.
Шлюз NBX ConneXtions Gateway NBX ConneXions
4.
Модем WATSON 4 MultiSpeed
5.
Обеспечена безопасность сети, выполнены требования по безопасности
жизнедеятельности
82
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Каримов И.А.: Постановление Президента Республики Узбекистан «О
мерах
по
дальнейшему
внедрению
информационно-коммуникационных
развитию
технологий»
современных
/
Собрание
законодательства Республики Узбекистан, 2012 г., № 13, стр. 139.
Ташкент, 2012
2. Каримов И.А. Мировой финансово-экономический кризис, пути и меры
по его преодолению в условиях Узбекистана. – Т.: Узбекистан, 2009. –
31 с.
3. Золотова С.И. Практикум по Access. – М.: Финансы и статистика, 2009.
– 144 с.
4. Руденков Н.А., Долинер Л.И.
«Основы сетевых технологий»
Екатеринбург, 2011
5. Бройдо В.Л. «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации»,
Санкт-Петербург, 2004
6. А.Р.
Салтыков.
«Волоконно-оптические
сети
широкополосного
абонентского доступа (ШПАД)»
7. В.Н. Вишневский, А.И. Ляков «Широкополосные беспроводные сети
передачи информации»
8. Википедия – свободная энциклопедия. http://wikipedia.com/
9. Информационный сайт ICTNEWS. http://ictnews.uz/
10.Информационный сайт InfoCom http://infocom.uz/
11.Интернет журнал – Зона Интернет. http://zonainternet.ru/
12.Сайт о технологии xDSL. http://xdsl.ru/
13.Библиотека Интернет Индустрии I2R.ru. http://www.i2r.ru/
14.Сайт компании R-Style. http://www.r-style.com/
15.Сайт компании Орбитаком. http://www.orbitacom.ru/
83