Революционная технология для мобильных пользователей?

Сегодня я собираюсь поставить на карту репутацию своей колонки и предложить читателям несколько добрых слов по поводу технологии, которую настойчиво рекламировали долгие годы, — я имею в виду телефонию на базе IP (Voice over IP, VoIP). Впрочем, должен сказать, что сужу о ней не по рекламным проспектам. На протяжении последних трех месяцев я применяю VoIP с неизменным успехом и полагаю, что передача голоса по IP относится к числу наиболее важных технологий для мобильных устройств.

Сразу хочу предупредить читателей, что в некоторых странах — и прежде всего там, где провозглашена государственная монополия в сфере телекоммуникаций, — телефония на базе IP запрещена законодательством. В Соединенных Штатах технология VoIP абсолютно легальна, хотя телекоммуникационные компании не проявляют к ней интереса. Итак, если неясно, как трактует этот вопрос местное законодательство, рекомендую приступать к экспериментам с данной технологией лишь после консультации с юристом.

Принцип действия технологии VoIP довольно прост. На одном конце линии связи человек говорит в микрофон, подключенный к звуковой плате персонального компьютера. Микрофон улавливает звуковые волны и преобразует их в аналоговые сигналы, которые оцифровываются звуковой платой и затем персональным компьютером. Кодек (средство кодирования/декодирования) сжимает полученные цифровые сигналы и формирует из них пакеты, которые передаются по каналам Internet. В компьютере второго абонента перечисленные процессы протекают в обратном порядке, в результате чего воспроизводится голосовое сообщение первого абонента.

Если звуковые сигналы передаются в двух направлениях одновременно, такой режим связи называется дуплексным. Его можно реализовать даже с использованием обычных телефонных линий, но об этом чуть позже.

Пакеты по Internet передаются по соединениям, имеющим гораздо большую пропускную способность, нежели стандартные аналоговые телефонные линии. Благодаря этому и возможна передача голоса по IP. Но существует и серьезная техническая проблема. Обычные телефонные переговоры по сети общего пользования с коммутируемыми линиями (Public Switched Telephone Network, PSTN) осуществляются в виде непрерывного потока данных, независимо от того, в какой форме — аналоговой или цифровой — передается сигнал. Что же касается пакетов данных, передаваемых по каналам Internet, то они не обязательно должны следовать друг за другом непрерывным потоком или даже в определенном порядке; некоторые пакеты могут быть вообще утеряны. Все эти обстоятельства необходимо учитывать при написании программных кодеков, что, разумеется, осложняет дело. Тем не менее упомянутые проблемы вполне решаемы, чему известно немало примеров.

Но тут возникает вопрос: а зачем, собственно, вообще нужна IP-телефония? Конечно, почти на всех персональных компьютерах, функционирующих под Windows, установлена программа NetMeeting (обычно в папке Start/Programs/Accessories/Communications/NetMeeting). Если эта программа имеется на двух компьютерах локальной вычислительной сети, первая машина может вызвать вторую с помощью ее IP-адреса. И если каждый из компьютеров оборудован гарнитурой с микрофоном, качество звука не вызывает никаких нареканий. Но зачем же говорить «через компьютер», если на столе почти у каждого пользователя рядом с компьютером стоит телефонный аппарат? А представьте, что два компьютера находятся в офисах, расположенных в разных концах страны. Стоит поднять телефонную трубку, и начинается отсчет платы за междугородные переговоры, как правило, по коммерческим расценкам от 10 до 20 центов за минуту или выше. Между тем передача голосовых сообщений по IP не стоит почти ничего.

Шлюзы VoIP

Вести переговоры в системе «компьютер-компьютер», конечно, интересно, но реальную пользу от новой технологии можно получить лишь в том случае, если имеется возможность обращаться к абонентам обычных телефонных сетей. А для этого требуется шлюз VoIP (как правило, это специализированный маршрутизатор, совмещающий функции IP и PSTN). Обычно шлюзы VoIP предусматривают использование разработанного специалистами Международного союза по электросвязи (International Telecommunications Union, ITU — http://www.openh323.org) протокола H.323 или протокола Session Initiation Protocol (SIP — http://www1.cs.columbia.edu/sip), созданного IETF. Оба протокола позволяют переключаться между передаваемыми в реальном масштабе времени потоками мультимедийных данных и пакетными цифровыми данными.

Пользователи малых или домашних офисов могут обращаться к услугам общедоступных шлюзов VoIP. На протяжении последних трех месяцев я пользуюсь шлюзом iConnectHere фирмы deltathree. Это платный шлюз, но при стоимости услуг менее 3 центов за минуту он обходится намного дешевле, чем обычный междугородный звонок. Кроме того, служба iConnectHere дает мне возможность звонить в другие города с обычного телефона: для этого нужно только набрать номер доступа и ввести номер учетной записи, а также персональный идентификационный номер. В результате я могу, находясь в командировке, пользоваться той же учетной записью, что и при выполнении VoIP-звонков у себя в офисе, и все это по сходному тарифу.

Экран 1. Использование программы PCPhone для доступа к VoIP-шлюзу iConnectHere

Для работы со своим шлюзом фирма deltathree предоставляет пользователям программу PCPhone, интерфейс которой представлен на экране 1. Программа PCPhone может функционировать на настольных системах Windows, на портативных компьютерах и на Tablet PC. Подобно пакету NetMeeting, она обеспечивает вызов другого компьютера с помощью IP-адреса (кстати, PCPhone может взаимодействовать и с NetMeeting). Кроме того, PCPhone позволяет вызывать абонентов традиционных телефонных сетей PSTN — приложение открывает SIP-сеанс со шлюзом, который в свою очередь завершает вызов.

Беспроводная IP-телефония

Экран 2. Звонок с помощью Sjphone на Pocket PC

Теперь, когда читатели получили представление о возможностях IP-телефонии, наверное, требуется объяснить, какое отношение имеет сказанное к пользователям беспроводных устройств. Дело в том, что упомянутые приложения и протоколы с одинаковой эффективностью функционируют как в проводных, так и в беспроводных сетях. Я, например, с помощью PCPhone могу через свою домашнюю беспроводную сеть стандарта 802.11b вызывать телефонных абонентов с Tablet PC. Более того, VoIP-звонки можно делать даже с компьютеров Pocket PC. Для этого используется разработанная фирмой SJ Labs программа SJphone для Windows CE (см. экран 2). Она выполняет функции клиента для соединений по протоколам SIP и H.323.

Уже не раз нам приходилось слышать о комбинированных устройствах (Convergence Devices), совмещающих функции сотовых телефонов и карманных компьютеров. Такие устройства действительно существуют, но, во-первых, они очень дорого стоят, во-вторых, как правило, привязаны к одному поставщику услуг сотовой связи, а в-третьих, часто обладают лишь ограниченным набором функций карманного компьютера. Но имея в своем распоряжении приложения для VoIP, можно превратить любую оснащенную аудиосредствами машину Pocket PC, Tablet PC или ноутбук в комбинированное устройство; нужно только оставаться в зоне действия узла доступа стандарта 802.11b.

VoIP в реальных условиях эксплуатации

Не всякое соединение с Internet допускает применение технологии VoIP; проблемы, в частности, могут возникнуть в сетях, где имеются межсетевые экраны и шлюзы, использующие метод трансляции сетевых адресов (Network Address Translation, NAT). В зависимости от используемого протокола в брандмауэре должны быть открыты те или иные порты, обеспечивающие формирование сеансов связи посредством IP-телефонии. Программа PCPhone предусматривает проведение теста Network Settings; с его помощью можно определить, допустима ли передача голоса по IP с использованием того или иного соединения с Internet. Я провел такой тест в беспроводной сети в своем домашнем офисе, где применяются средства трансляции сетевых адресов: соединение функционирует безупречно. На момент, когда пишутся эти строки, программа SJphone еще не имеет совместимости со средствами NAT, однако представители фирмы-изготовителя обещают исправить этот недостаток в следующих версиях продукта.

Кроме того, надо иметь в виду, что препятствием к использованию средств IP-телефонии может служить низкая пропускная способность сети. Перед запуском любого VoIP-приложения следует проверить (скажем, путем запросов и ответов) время отклика сети при обращении по IP-адресу шлюза PSTN (или по адресу типичного целевого компьютера в случае соединения компьютер-компьютер). Если прохождение сигнала в обе стороны займет более 250 миллисекунд, результаты, скорее всего, будут неприемлемыми.

Сотрудников ИТ-отделов предприятий в первую очередь будут интересовать требования к полосе пропускания и масштабируемости. Если судить по данным встроенного сетевого монитора операционной системы Windows XP, VoIP-вызовы используют не более 1% обычной полосы пропускания стандарта 802.11b (порядка 100 Кбит/с); иначе говоря, один узел доступа 802.11b может обеспечивать до 100 вызовов VoIP одновременно. Разумеется, при такой большой нагрузке время отклика сети на запросы других приложений возрастает. Но если исходить из того, что количество звонящих остается в разумных пределах, снижение производительности должно быть незначительным.

С помощью шлюза VoIP пользователь может не только осуществлять исходящие звонки. Шлюз позволяет получать на компьютер входящие звонки, поступающие по телефонной сети PSTN. Таким образом, отпадает необходимость в установке телефонных аппаратов на столах пользователей. Но такая конфигурация лежит уже за пределами моего опыта; вполне возможно, что для ее реализации потребуется статический IP-адрес. Что до моих личных впечатлений, то я обнаружил, что, выполняя исходящие звонки с помощью программы PCPhone, я высвобождаю свой аналоговый телефон для получения входящих звонков; в сущности, получается, что в моем распоряжении целых две телефонные линии (исходящие звонки передаются по линии DSL, которую я использую для выхода в Internet).

Мне приходилось слышать от пользователей VoIP-систем прежних лет выпуска об очень низком качестве связи с сильным «эхо-эффектом» и большим запаздыванием. Сам я с такими проблемами не сталкивался ни будучи клиентом службы deltathree, ни в ходе экспериментов с VoIP-приложениями в сегменте локальной сети, но, разумеется, за всех говорить не берусь.

Должен признаться, что мне так и не удалось полностью избавиться от привычки тянуться к телефонной трубке. И все же за последние три месяца я сумел вдвое сократить расходы на междугородные переговоры. По мере освоения средств IP-телефонии надеюсь добиться их дальнейшего снижения.

Для пользователей из сферы бизнеса экономия может быть еще более существенной. Ведь многие служебные переговоры ведутся сотрудниками, работающими в различных офисах. Практически во всех случаях эти служащие сидят за столами, на которых стоят их компьютеры. А значит, голосовые данные можно передавать с компьютера на компьютер, то есть практически бесплатно, если не считать средств, уже вложенных компанией в организацию доступа к Internet.

Я провел ряд экспериментов, связанных с использованием средств IP-телефонии, вне стен своего офиса. Тесты технологии VoIP, проведенные в домашней (стандарта 802.11b) сети соседа дали блестящие результаты, и я думаю, она будет прекрасно работать практически во всех пунктах беспроводной связи в общественных местах.

Будущее VoIP

Я считаю, что передача голоса по протоколу IP (особенно в беспроводных сетях) представляет собой подлинно революционную технологию. Многие поставщики аппаратных и программных продуктов уже работают над тем, чтобы оснастить свои изделия средствами IP-телефонии. В частности, недавно я узнал о том, что фирма ViewSonic собирается включить в комплект поставки своей модели V1100 Tablet PC программные средства VoIP.

В заключение позволю себе дать один совет: эффективность применения всех голосовых приложений (включая IP-телефонию и средства распознавания речи) повышается, если вместо не отличающихся высоким качеством микрофонов и динамиков, встроенных в большинство ноутбуков и моделей Tablet PC, использовать гарнитуру. Голосовые приложения, в том числе средства IP-телефонии и распознавания речи, — это первые принципиально новые и по-настоящему полезные (не говоря уже об их экономичности) прикладные программы, с которыми мне довелось познакомиться на протяжении долгих лет. И, как ни странно, основное достоинство этих технологий состоит в том, что они и в самом деле работают!

Джон Рулей — независимый технический писатель. Готовит еженедельные выпуски Windows 2000 Pro UPDATE (http://www.win2000mag.com/update). С ним можно связаться по адресу: jruley@ainet.com

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями