Текущее и прогнозируемое соотношение между каналами данных (Data Channels) DS0 и голосовыми каналами (Voice Channels) DS0
Даже появились термины, обозначающие передачу мультимедийного трафика поверх сетей передачи данных, например XoIP. Но как бы это ни называлось, речь в конце концов идет о технологиях передачи изохронного трафика по сетям, ориентированным на пакетную передачу данных. За последние несколько месяцев в телекоммуникационной прессе появилось огромное число оптимистических статей, посвященных таким вопросам. Бодрые звуки победных фанфар вызвали желание критически осмыслить реальный потенциал пакетной телефонии.

Некоторые иллюзии

Вначале поговорим о психологической подоплеке появления иллюзий. За передачу речи с использованием пакетных сетей в первую очередь агитируют специалисты в области сетей передачи данных. Они отлично понимают особенности функционирования своих сетей, но в современной телефонии разбираются довольно поверхностно. Дошло до того, что во многих статьях к преимуществам пакетной телефонии относят преобразование речевого сигнала в цифровую форму (?!). Но цифровые методы широко применялись в телефонии уже в то время, когда сети передачи данных делали только первые шаги. Принимая во внимание неплохие перспективы пакетной телефонии на телекоммуникационном рынке, попробуем иначе взглянуть на растиражированные иллюзии.

Иллюзия первая: чем больше объем трафика данных будет превышать объем трафика голоса, тем активнее операторы станут переходить от сетей с коммутацией каналов к сетям с коммутацией пакетов для предоставления телефонной связи.

Это утверждение подкрепляется графиком, построенным на основе прогнозов компании Dataquest за 1999 г. Действительно, наблюдается активный рост числа каналов в местных, региональных и глобальных сетях связи, которые становятся доступны операторам и корпоративным пользователям. Все больше прокладывается волоконно-оптических кабелей, внедряются системы передачи на основе DWDM, достигнута скорость 1,6 Тбит/с. Как следствие, удельная стоимость канала 64 кбит/с (DS0) неуклонно снижается. Быстрое распространение Internet, увеличение спроса на скоростной доступ к ней лежат в основе данного прогноза.

Но совершенно неоправданно рассуждать о неизбежной миграции операторов телефонной связи в сторону сетей передачи данных, отталкиваясь от приведенного графика. Ведь число голосовых каналов не уменьшается, а продолжает расти. Пусть не очень быстро, но в этом и нет острой необходимости. В целом, развитые страны (ситуацию в которых описывает график компании Dataquest) уже достаточно насыщены голосовыми каналами. Что заставит операторов телефонной связи и их клиентов отказаться от проверенных временем, высоконадежных методов передачи, обеспечивающих превосходное качество звука, в пользу «сырых» решений? Дань моде и поклонение техническому прогрессу? Вряд ли. Удешевление систем и предоставляемых услуг? Это тоже очередная иллюзия.

Безусловно, часть речевого трафика будет передаваться по сетям передачи данных, как сейчас определенная часть трафика данных передается с использованием речевых каналов. Такие исключения только подтверждают известное правило, что для передачи каждого вида информации лучше использовать «родную» для него среду.

Иллюзия вторая: пакетная телефония дешевле традиционной телефонной связи.

Весь вопрос в том, что и как считать. Пакетная телефония ориентируется на рынки междугородной, международной связи и учрежденческих АТС. Сравним стоимостные показатели в этих сегментах.

Для абонента, использующего услуги дальней связи, наибольшее значение имеет стоимость минуты соединения. В настоящее время основной метод конкуренции операторов пакетной телефонии с операторами традиционной связи заключается в поддержании более низких тарифов. И это пока работает, но завышенные тарифы телефонистов объясняются не столько высокой стоимостью оборудования и его обслуживания, сколько желанием получить максимальную прибыль, пользуясь своей монополией.

Интересно сравнить стоимость одного комплекта оборудования пакетной и традиционной телефонии для организации точки доступа к каналам дальней связи. В традиционной телефонии наиболее широко применяется аппаратура TDM (временного разделения каналов), и ее стоимость в расчете на 30 разговорных каналов не превышает 5 тыс. долл. Комплект оборудования пакетной телефонии, обеспечивающий аналогичную пропускную способность, обойдется в сумму около 40 тыс. долл. Сравните эти числа и сделайте вывод.

Однако следует заметить, что шлюзы пакетной телефонии требуют существенно меньшей пропускной способности от каналов дальней связи. Приемлемое качество речевого сигнала может быть обеспечено при четырехкратном уменьшении ширины полосы пропускания. Впрочем, это не даст особого преимущества пакетной телефонии, так как стоимость аренды каналов постоянно снижается. Кроме того, имеются решения в рамках традиционных АТС по применению в канальных платах алгоритмов сжатия для получения такого же четырехкратного уменьшения занимаемой ширины полосы пропускания.

Сравнить стоимость офисных телефонных систем на базе традиционных и пакетных УАТС довольно сложно, так как последние лишь недавно появились на рынке и по сути дела проходят испытания «в полевых условиях». Поэтому нынешняя довольно высокая их стоимость не может служить ориентиром. Стоимость абонентского порта традиционных УАТС составляет от 50 до 400 долл. и зависит от типа УАТС и ее функциональных возможностей. Забегая вперед скажу, что, по моему мнению, именно рынок офисных телефонных систем станет основным для пакетной телефонии.

Иллюзия третья: пакетная телефония — это отход от коммутации каналов, что позволяет повысить отказоустойчивость сети и рационально использовать полосу пропускания.

Это утверждение особенно часто звучит при описании широко распространенного варианта пакетной телефонии, а именно IP-телефонии, или Internet-телефонии. Сама структура IP-протокола нацелена на маршрутизацию пакетов, но без гарантии факта и последовательности доставки. При транспортировке данных этот недостаток компенсируется протоколами верхних уровней. Передача информации, чувствительной к временным задержкам и верной последовательности, требует иных подходов. Лучшим выходом стала фактическая организация выделенных каналов внутри IP-сети на базе таких протоколов, как RTP, RSVP, RTSP, и других решений. От чего уходили, к тому и пришли. Стоило ли заваривать эту кашу?

Еще одно очень интересное наблюдение. Все, абсолютно все серьезные провайдеры пакетной телефонии дальней связи строят свои сети на базе выделенных каналов и используют общедоступную сеть Internet только как резервный вариант. В этом случае отказоустойчивость пакетной сети ничуть не выше данного показателя у сети телефонных станций.

Методы обработки речевых сигналов с целью уменьшения объема передаваемой информации, подавления пауз и т. п. не являются порождением пакетной телефонии. Их широко используют, например, в сетях сотовой связи и в аппаратуре криптографической защиты речи (вокодеры). Нет никаких принципиальных преград для внедрения данных методов в традиционную телефонию. Однако из-за существенного повышения стоимости телефонной аппаратуры, увеличения времени задержки и заметного на слух снижения качества речи методы нелинейной обработки не нашли широкого применения. Область использования некоторых из этих алгоритмов, вносящих минимальные искажения, ограничена уплотнением соединительных линий.

Иллюзия четвертая: только сеть передачи данных является собственно сетью, а телефонию следует рассматривать как некую инфраструктуру, состоящую из набора каналов и коммутаторов.

Чистой воды снобизм. Телефонные сети появились задолго до компьютера и успешно эксплуатируются с конца XIX века. Они обладают такой степенью надежности, какой общедоступные сети передачи данных еще не скоро достигнут.

В рамках этой иллюзии часто упоминаются следующие достоинства собственно сети, благодаря которым она идеально подходит для передачи речи:

  • связь между людьми осуществляется независимо от расстояния и времени;
  • обеспечиваются функции установления связи, мониторинг, обслуживания и прекращения соединений;
  • имеется возможность предоставить огромное число дополнительных услуг.

А разве телефонные сети лишены всех этих свойств? Сети передачи данных действительно обладают перечисленными достоинствами, только некоторые из них находятся еще в зачаточном состоянии. И потребуется немало времени и усилий для вывода их на уровень, присущий телефонным сетям. Не стоит забывать и о пока нерешенной проблеме совместимости оборудования пакетной телефонии различных производителей.

Стоит упомянуть о некоторых прогнозах развития рынка пакетной телефонии. Их делают все известные аналитические компании. Прогнозы по большей части оптимистические, но звучат и голоса пессимистов. Эксперты компании Killen&Associates предполагают 138% ежегодного прироста рынка до 2002 г., Frost&Sullivan ориентирует на 149%. Аналитики Phillips Group-InfoTech прогнозируют в 2004 г. достижение этим сегментом рынка уровня 1,9 млрд долл. (при общем объеме рынка оборудования телефонных систем в 16 млрд долл.).

А по оценкам компании TeleChoice, сотрудничающей с фирмой Lucent Techologies в области VoIP, сейчас рынок IP-телефонии составляет всего 0,1% от общего объема речевых услуг. А именно эта разновидность пакетной телефонии получила наибольшее развитие. По прогнозам этой компании, через пять лет доля рынка IP-телефонии возрастет всего лишь до 2%. Кому верить?

Иллюзия пятая: конвергенция — это объединение на базе IP-протокола.

Как утверждал Рене Декарт, точное определение понятий избавляет от половины недоразумений. Поэтому поговорим немного о термине «конвергенция», ибо он столь часто употребляется в последнее время, что, по всей видимости, не осталось ни одного связиста, никогда его не слышавшего. Данным термином стали обозначать объединение передачи всех видов информации на основе IP-протокола. Но не происходит ли при таком понимании подмены сути понятия конвергенции?

В первую очередь «конвергенция» означает схождение, сближение и поэтому, на мой взгляд, следует говорить о взаимном дополнении и влиянии различных технологий. При конвергенции они должны работать совместно, а не поглощать друг друга. Наиболее удачными решениями в этой области следует считать видеоконференц-связь и Unified Messaging Box, представляющую собой систему универсальной обработки сообщений.

Эта система поддерживает универсальный почтовый ящик, где могут совместно храниться голосовые сообщения, факсимильные послания и письма электронной почты. Абонент получает доступ к такому ящику через телефонный и факсимильный аппараты или используя персональный компьютер. В каждом случае он волен получить и отправить сообщение любого типа. Например, письмо электронной почты может быть воспроизведено для него с помощью речевого автомата при доступе с телефонного аппарата.

Термин «видеоконференц-связь» не совсем удачен, поскольку отражает только одну сторону этого вида связи, хотя и самую важную. Сейчас получает распространение другое название — мультимедиа-связь. Оно более точно отражает сущность такой связи, так как в рамках единого вызова абоненты могут обмениваться видео- и аудиосигналами. Им доступна многофункциональная конференция данных, когда возможны совместная работа над документами и рисунками, передача файлов, обмен текстовыми сообщениями, использование «белой доски». Поэтому в отношении видеоконференц-связи можно сказать: в ней различные виды информации дополняют друг друга, что обеспечивает более высокую эффективность сеанса связи.

Еще заметим, что, анализируя применение пакетных протоколов для организации альтернативных путей передачи междугородного и международного трафика, мы описывали «реальную» конвергенцию, имея в виду взаимное дополнение коммутации каналов и пакетов.

Важные реалии

И все-таки усиленно раздуваемые иллюзии не могут затенить истинных достоинств этой новой технологии. Как уже отмечалось, наиболее перспективными направлениями развития пакетной телефонии являются корпоративные телекоммуникационные системы и организация альтернативных соединительных линий для телефонных сетей общего пользования.

Если абстрагироваться от некоторых деталей реализации, можно сделать вывод: решения на базе протокола IP представляют собой вариант разделения каналов связи. Всем известна аппаратура с частотным и временным разделением каналов, нашли свою нишу системы с кодовым разделением. А IP-протокол позволяет осуществлять уплотнение каналов случайным образом. Может быть, это следовало бы назвать стохастическим разделением каналов? В некоторых публикациях используется термин «статистическое разделение», но, по-моему, он не совсем верно отражает механизм работы таких систем. В общем случае генерация IP-пакета, его маршрутизация и попадание в точку назначения происходит случайным образом и зависит от множества факторов. В равной степени это относится и к самому факту доставки пакета.

Насколько окажется востребован данный вид уплотнения каналов, можно будет судить лишь после того, как ведущие производители оборудования VoIP устранят проблемы несовместимости и предложат решения, способные конкурировать по стоимости с аппаратурой TDM.

Побудительным мотивом внедрения соединительных линий на базе стохастического разделения каналов является предоставление абоненту услуг по выбору маршрута для междугородного или международного звонка. Пользователь сможет выбирать более дешевый вариант, но с пониженным качеством речевого сигнала. И, как показал опыт альтернативных операторов связи, для многих клиентов такой компромисс подходит.

Наиболее ярко преимущества пакетной телефонии должны проявиться в корпоративных телекоммуникационных системах. На первое место следует поставить возможность распределенной коммутации и гибкой маршрутизации вызовов. Интеграция пакетной телефонии с методами компьютерной обработки телефонных сообщений предоставила возможность создания новых форм ведения бизнеса. Речь идет о центрах обработки вызовов (Call-center, или Contact-center), предназначенных для дистанционного обслуживания клиентов во всех областях, начиная от операций с банковскими счетами и заканчивая покупкой макарон в магазине. Если рассматривать опыт США и Европы, то основной чертой типичного центра обработки вызовов является наличие большого числа региональных филиалов. При этом он должен оставаться единым механизмом. И здесь, с позиций технологического обеспечения, на первое место выходит потребность в простом и надежном протоколе коммутации. Для систем передачи непрерывных видов информации (речь, видео) на основе пакетных сетей разработана серия рекомендаций Н.323. Но разработчики продолжают поиски новых решений. Об одном из них — SIP-протоколе — можно прочитать в этом номере журнала в статье «Новый протокол коммутации VoIP».

О достоинствах решений пакетной телефонии для корпоративных целей можно рассуждать довольно долго, но лучше ознакомиться с имеющимся опытом и узнать мнения людей, применяющих новую технологию в своей работе. Некоторые позиции, может быть и небесспорные, имеющие отношение к сегодняшнему состоянию и перспективам пакетной телефонии, можно узнать из статьи «VoIP — опыт внедрения».

*  *  *

Пакетная телефония стала реальностью. Она пока ищет свою нишу на телекоммуникационном рынке, и не нужно взваливать на нее ответственность за решение всех проблем. Чудеса случаются только в сказках, и очень плохо, когда в реальной жизни мы начинаем руководствоваться иллюзиями.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями