Руководство по технологиям объединенных сетей Cisco (953103), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Интегрированная передача голосовых и обычных данных 285 передачи голоса для Чо1Р характерны, вероятно, наибольшие проблемы в обеспечении качества, потому что качество обслуживания при использовании этой технологии не гарантируется. Обычные приложения, такие как протокол ТСР, работающие в 1Р- сетях, не чувствительны к задержкам. Они лишь должны повторно отправлять пакеты, потерянныс из-за коллизий и перегрузок. Передаваемая речь более чувствительна к задержкам пакетов, чем к их потере. Кроме обычной перегрузки сети, качество обслуживания в сетях Чо! Р часто зависит от нижних уровней, которые не различают голосовые и цифровые потоки данных. Сети для передачи голосовых данных Основы голосовых технологий были заложены более 100 лет назад.
За это время опи развились настолько, что стали вездесущими и часто невидимыми для большинства пользователей. Это наследие медленной эволюции во многом продолжает влиять и на современные усовершенствованные голосовые сети, поэтому важно сначала освоить основы традиционной голосовой технологии, и только потом переносить ее на компьютерные сети. В традиционных аналоговых телефонных аппаратах, применяемых в обычных телефонных сетях, лля подключения к сети используется простой двухпроводной интерфейс.
Комбинация входящих и исходящих сигналов в них определяется внутренним лвухи четырехпроводным гибридным каналом. Такой экономичный подход эффективен, но требует принятия специальных мер по борьбе с отраженным звуком. Следует отметить, что стоимость и необходимость прокладки новых кабелей практически исключают возможность создания четырехпроводной цепи от пользователя к телефонной станции.; вследствие этого локальное ответвление к абоненту проходит через гибридные фильтрующие каналы, которые позволяют передавать дуплексные сигналы в обоих направлениях по одному и тому же двухпроводному каналу. Гибридное эхо является первичным источником общего эха, генерируемого общедоступной телефонной сетью (рцЫ1с зячгспеб ге!ер)зопс пепюгК вЂ” РЬТ)ч).
Это электрически генерируемое эхо создается по мере того, как голосовые сигналы передаются по сети через гибридное соединение в точках преобразования двухпроводного канала РЬТХ в четырехпроводной, при котором электрическая энергия отражается от четырехпроводного канала в направлении абонента. На маршруте прохождения сигнала между двумя телефонными аппаратами, в том числе и при удаленном вызове, требуется усиление сигнала с использованием четырехпроводного канала в сети РАТХ. Основы телефонии для традиционной телефонии требуется три типа сигналов; слежения, уведомления и адресации.
Сигнал слежения позволяет наблюдать за состоянием устройств— например, сообщает центральному офису или АТС о том, что снята трубка и набирается номер, или что разговор окончен. Сигнал уведомления предназначен лля того, чтобы сообщать пользователю о входящем звонке или о состоянии вызова ("занято", "перезвоните" и т.п.). Наконец, сигнал алресации дает возможность пользователю набрать добавочный номер.
Кроме сигналов, телефонные службы предоставляют защищенную среду лля передачи голоса, обеспечивают аналого-цифровое преобразование, соединение и заземление, электропитание и, при необходимости, выполнение других функций. 286 Часть!Ч. Технологии мультисервисного доступа За годы развития аналоговые голосовые интерфейсы стали обеспечивать эти основные функции для определенных приложений. Поскольку основные двухпроводные аналоговые интерфейсы телефонных сетей работают по модели "ведущий/ведомый", компьютерное оборудование должно имитировать два основных типа аналоговых интерфейсов: пользовательский и сетевой. Пользовательский интерфейс (телефон) должен получать от сети питание и сигнал слежения. Для соединения с аналоговым телефоном, факсом, модемом или другим устройством, которое может быть подключено к телефонной линии, используется интерфейс внешней службы обмена (Гоге!8п Ехс)запйе бепйсе — ГХ8). С его выхода снимается постоянное напряжение 48 В, сигнал звонка и т.п., а на вход поступают цифры набираемого номера.
Противоположностью интерфейса ГХЯ является интерфейс офиса внешнего обмена (Гогегйп Ехспапйе Ой)се — ГХО). Он используется для соединения с системой коммутации, обеспечивая обслуживание и слежение, и предполагает, что комиутатор обеспечивает слежение и другие элемегпы. (У читателя может возникнуть вопрос: почему используется термин "внешний" обмен? Дело в том, что термины ГХо" и ЕХО первоначально использовались в сетях телефонных компаний для описания телефонных услуг, предоставляемых другим центральным офисом, а не тем, на который этв обязанности обычно возлагаются.) В интерфейсах ГХБ и ГХО необходимо также имитировать варианты слежения. Обычные телефоны работают в режиме циклического старта. Обычно в телефоне имеется высокое сопротивление между двумя проводами, Когда на приемнике снимают трубку, между двумя проводами замыкается цепь с низким сопротивлением.
Затем коммутатор, па который поступил ток, определяет, что трубка снята, и посылает сигнал набора. Кроме того, коммутатор, прежде чем послать звонок, проверяет, не снята ли трубка на приемнике. Эта система хорошо работает в простых телефонах, но может вызвать проблемы на магистралях между АТС и СО с высокой активностью. В такой ситуации удаленная система н коммутатор СО могут попытаться занять линию одновременно. Подобная ситуация, называемая "бликом" (8)аге), может "заморозить" магистраль до того момента, пока одна из сторон ее не освободит. Решение проблемы заключается в коротких предупреждениях или звонках на "землю", оповещающих о занятии линии, а не зацикливании.
Такой метод называется "сгяартом огя земли" ("йгоцпб агап") После того как линия занята, необходимо набрать номер. Человеческие пальцы не могут сделать это быстрее, чем срабатывают приемники набора в современных коммутаторах„но при автоматическом наборе АТС такое возможно. В этом случае многие аналоговые магистрали используют метод задержки старта, илв "мерцающий старт", чтобы уведомить вызывающее устройство о том, что коммутатор готов принять цифры набора.
Еше одним аналоговым интерфейсом, часто используемым для магистралей, является интерфейс ЕегМ. Он представляет собой четырех- илв шестипроводной интерфейс, в котором, кроме голосовой пары, предусмотрены отдельные провода для слежения. Аббревиатура ЕсгМ означает "еаг апб шоцг)з*' ("ухо и рот") или "сап)г апд тайас!о" ("земля и ипдуктор"). Провода интерфейса ЕкМ используются для подачи сигналов о состоянии трубки: снята или повешена Аналоговая передача голоса полноценно работает для основных магистральных соединений между коммутаторами или АТС, но неэкономична, сели количество соединений превышает 6 — 8 каналов.
На этой стадии, как правило, более эффективно использование цифровых магистралей. В Северной Америке применяется магистраль Т! (со скоростью !,544 Мбит/с), которая может поддерживать 24 оцифрованных аналоговых Глава 19. Интегрированная передача голосовых и обычных данных 287 разговора.
В других частях света используется Е1 (2,048 Мбит/с), поддерживающая 30 голосовых каналов. (Применение линий Е1 и Т1 в разных странах инженеры называют "правилом бейсбола" — обычно линии Т1 распространены там же, где популярна игра в бейсбол: крупнейшие сети Т! находятся в Соединенных Штатах, Канаде и Японии, а в других странах используется Е1.) Первым шагом в оцифровке является квантование голосовых данных. Согласно теореме Найквиста, частота квантования должна быть вдвое больше наивысшей желаемой частоты. Некогда специалисты по телефонии решили, что диапазон в 4000 Гц буде~ достаточным для того, чтобы можно было разобрать человеческую речь (что соответствует производительности длинных аналоговых петель).
Поэтому голосовые каналы квантуются со скоростью 8000 раз в секунду, или один раз в 125 мс. Размер кванта определяется 8-разрядным числом, что в итоге обеспечивает передачу 64000 битов в секунду, В заключение выполняется настройка громкости (компандирование) для повышения точности низко-амплитудных компонент.
В Северной Америке для этого применяется и-закон (илн щп-закон), а в остальных странах — обычно А-закон. При передаче по объединенным сетям, согласно действующему соглашению, Северная Америка выполняет соответствующее преобразование. При создании линии Т! обьединяются 24 канала с обшей пропускной способностью 1,536 Мбит/с, к которым каждые 125 мс добавляются еще 8 битов лля создания фрейма, что требует скорости передачи 1,544 Мбит/с. Часто фреймы Т! объединяются в более крупные структуры, называемые суперфреймами (12 фреймов) и расширенными суперфреймами (24 фрейма).
Дополнительные сигналы могут передаваться "заимствованными битами" (гоЬЬ~п8 Ь||з) из внутренних фреймов. Основные интерфейсы Т1 и Е! имитируют набор аналоговых голосовых магистралей и используют двя передачи информации слежения, подобно аналоговой модели Е8|М, заимствование сигнального бита. Таким образом, каждый канал передает свои собственные сигналы. Такой интерфейс называется канально-ассоциированной сигнальной системой (СЬаппе! Аззос!а!ей 588па!!п8 — СА5). Более эффективный метод использует общие сигналы для всех голосовых каналов. Наиболее типичным примером такой общеканальной сигнализации (Сопппоп СЬаппе! 5!8па1!п8 — ССБ) является первичный интерфейс обмена (Рптагу Ка|е 1шег(асс — РК1) в сетях 151)Х.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
