В области голосовых услуг по-прежнему господствуют традиционные линии подключения абонентов с обычными услугами и структурой цен. Технические недостатки альтернативной передачи голоса на базе IP пока еще не позволяют кардинально изменить существующие отношения. Но с передачей голоса по DSL появляется технология, где сочетаются высокое качество услуг и ценовые преимущества конвергенции.

Передача голоса по IP до недавнего времени была не в состоянии удовлетворить требования к сервису при решении бизнес-задач. Особенно это касалось простого и быстрого построения голосового соединения (между участниками из конца в конец), качества услуг (прежде всего в отношении эха и времени задержки), а также возможности взаимодействия между сетями IP и традиционной телефонной сетью.

VOIP СЕГОДНЯ

Качество услуг в области передачи голоса определяется тремя важными критериями: временем задержки, непрерывностью передачи и качеством звука. Именно заметное время задержки и возможные эффекты эха не позволяют многим IP-решениям конкурировать с ISDN- или аналоговыми телефонными соединениями. По большей части сети IP не предусматривают поддержку приоритетов для различных пакетов, а значит, и для передачи в реальном времени — решающий недостаток технологии VoIP, который не исчезает и в ядре сети. Магистральные сети IP способны поддерживать работу в реальном времени лишь после определенных затрат на такие технологии, как многопротокольная коммутация меток (Multi-Protocol Label Switching, MPLS).

Невидимую преграду между традиционной телефонной сетью и многими телефонными услугами с коммутацией пакетов преодолеть непросто. К традиционным телефонным номерам нельзя непосредственно обратиться из сети, а к пользователю сети — из телефонной сети, если о преобразовании адресов не позаботится телефонная станция на базе IP. Хотя благодаря голосовым протоколам, в частности протоколу инициации сеанса (Session Initiation Protocol, SIP) или Н.323, эти барьеры преодолимы. Однако проблема может состоять и в том, что в одном пространстве сосуществуют голосовые протоколы VoIP с различными возможностями применения и соответствующими преимуществами и недостатками. Поэтому решения VoIP, как правило, зависят от производителя.

VODSL ПО АТМ

Технология передачи голоса по цифровой абонентской линии (Voice over Digital Subscriber Line, VoDSL) предлагает предприятиям реальную альтернативу традиционной телефонии. На самом деле экономический эффект от использования комбинации VoDSL с асинхронным режимом передачи данных (Asynchronous Transfer Mode, ATM) схож с VoIP, но при этом обеспечиваются все привычные стандарты качества и услуг обычной телефонии. Три базовых критерия — время задержки, непрерывность передачи и качество звука — достигают в этом случае лучших показателей. Услуги VoDSL подходят для предприятий со множеством филиалов, поскольку предоставляют телефонию и надежный обмен данными за небольшую цену. Так, через одно-единственное подключение DSL можно выходить в Internet и одновременно вести до восьми телефонных разговоров по ISDN.

В отличие от технологии VoIP, где для передачи голосовой информации используется протокол третьего уровня модели взаимодействия открытых систем, VoDSL в качестве транспортного сервиса задействуется АТМ. Изначально создававшийся как технология коммутации для глобальных сетей передачи данных, АТМ предлагает высококачественную транспортную платформу для передачи голоса и данных на базе пакетов. Применение АТМ в магистральной сети открывает ряд возможностей для эффективного и гибкого использования доступной пропускной способности, к примеру симметричного подключения DSL с максимальной скоростью передачи 2,3 Мбит/с. Кроме этого, АТМ позволяет классифицировать данные путем назначения им приоритетов с помощью различных предопределенных классов качества услуг. Классы качества услуг — как в АТМ, так и в IP — обязательное условие для полноценной передачи голоса в реальном времени.

КЛАССЫ КАЧЕСТВА УСЛУГ

В АТМ среди прочего различают следующие классы качества услуг: переменная скорость передачи данных (Variable Bit Rate, VBR), неопределенная скорость передачи (Unspecified Bit Rate, UBR) и доступная скорость передачи (Available Bit Rate, ABR). Для построения соединения VBR (т. е. с переменной пропускной способностью) задаются значения максимальной скорости передачи (Peak Cell Rate, PCR) и средней, доступной для пользователя, скорости (Sustained Cell Rate, SCR). Часть процесса обработки трафика VBR заключается в том, чтобы определить, сколь долго передача может происходить со скоростью PCR. Эта служба позволяет ненадолго повысить скорость передачи с уровня SCR до PCR, причем средняя величина SCR для соединения останется неизменной.

Дополнительно необходимо задать максимальный объем пакетной передачи (Maximum Burst Size, MBS). Он определяет наибольшее количество ячеек, которые можно передать при максимальной скорости до того, как сеть аннулирует контракт на передачу и станет отбраковывать ячейки. Класс VBR предусматривает возможность работы не только в реальном времени (Real Time VBR, RT-VBR) для критичных приложений, но и в произвольном времени (Non Real Time VBR, NRT-VBR) для случаев нерегулярного трафика данных с динамически изменяющейся потребностью в пропускной способности.

Для служб UBR скорость передачи данных не определена и отсутствует гарантия качества услуг. Единственное, что может предложить UBR, — попытаться доставить ячейки адресату за возможно короткое время. Кроме того, для UBR не предусмотрено управление потоком. Служба ABR со своей стороны применяет алгоритмы управления сетью для оценки нагрузки на нее и предотвращения потери ячеек. Для решения VoDSL важными классами качества услуг являются службы VBR и UBR.

КАЧЕСТВО УСЛУГ АТМ

Заголовок протокола для VoDSL занимает 17% от длины пакета, а у VoIP — 50%. Время кодирования/декодирования VoDSL также лучше: в зависимости от метода сжатия в случае кодово-импульсной модуляции (Pulse-Code Modulation, PCM) G.711 оно варьируется от 5,75 до 6,25 мс, а в случае адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (Adaptive Differential Pulse Code Modulation, ADPCM) G.726 — от 11 до 12 мс, в то время как у VoIP оно достигает 20 мс.

Из многочисленных служб DSL для синхронной передачи голоса и данных подходят только симметричная технология DSL (Symmetric DSL, SDSL) и однопарная высокоскоростная DSL (Single Pair High Bit Rate DSL, SHDSL), поскольку лишь с их помощью можно предоставлять необходимую пропускную способность как входящим, так и исходящим звонкам.

ADSL ИЛИ SDSL?

Технология асимметричной DSL (Asymmetric DSL, ADSL) не предназначена для одновременной передачи голоса и данных в рамках протокола АТМ, поскольку два одновременно ведущихся разговора теоретически занимали бы всю пропускную способность соединения ADSL в направлении к оператору. Для услуг, наподобие T-DSL от Deutsche Telekom, операторы применяют так называемый разветвитель: данные и голосовая информация передаются по одной-единственной физической линии, но на разных частотных диапазонах, а у конечного пользователя разветвитель снова разделяет разные типы трафика. Поэтому в типичном решении ADSL наряду с сигналом DSL возможно еще только одно подключение ISDN с двумя В-каналами со стороны абонента. Объединение голосового трафика и трафика данных в случае VoDSL при помощи интегрированного устройства доступа (Integrated Access Device, IAD), напротив, предлагает возможность параллельного использования (наряду с трафиком данных) до восьми В-каналов, что соответствует четырем базовым подключениям ISDN. Доступная для служб передачи данных пропускная способность определяется количеством используемых голосовых услуг, которым всегда предоставляется приоритет. Если не ведется ни одного разговора, то вся пропускная способность SDSL — 2,3 Мбайт/с — выделяется службам данных.

Традиционное решение для транспортировки VoDSL по АТМ базируется на технологии, известной как эмуляция каналов (Circuit Emulation) (см. Рисунок 1). Структура кадра (например, Е-1 или Т-1) конвертируется поток ячеек АТМ и передается с постоянной скоростью. Метод основан на протоколе первого уровня адаптации АТМ (ATM Adaptation Layer 1, AAL1). Однако ему присущи определенные недостатки: например, отсутствие возможности динамического разделения пропускной способности между голосовыми каналами и каналами данных. Кроме того, сжатые и несжатые голосовые каналы не могут передаваться по одному виртуальному канальному соединению (Virtual Channel Connection, VCC) при помощи AAL1, что является необходимым условием для использования сжатых голосовых каналов параллельно с услугами факса и модема. По этой причине пока еще немногие провайдеры реализуют VoDSL посредством AAL1.

Протокол эмуляции шлейфа (Loop Emulation Protocol) базируется на AAL2. Метод разработан для поддержки потоков данных через VCC в реальном времени и отлично подходит для решений VoDSL. Детали AAL2 изложены в спецификации ITU-T I.363.2 от сентября 1997 г., где приводятся как данные о формате пакета AAL2, так и описание метода конвертирования пакетов AAL2 в ячейки АТМ.

НАЗНАЧЕНИЕ ПРИОРИТЕТОВ ДАННЫМ

AAL2 определяет заголовок для каждого вставленного в ячейку АТМ пакета. Этот заголовок содержит различные индикаторы, описывающие длину, канал и голосовой кодекс. В канале DSL создаются два виртуальных пути: путь реального времени для телефонии и путь произвольного времени для данных. Поле заголовка RT-VBR указывает на приоритетную ячейку АТМ с голосовой информацией.

Выделение доступной абоненту пропускной способности происходит динамически в зависимости от количества используемых В-каналов (максимум восемь). Сеть АТМ предоставляет для этих каналов необходимую пропускную способность (см. Рисунок 2) до тех пор, пока участники не прервут голосовое соединение. Наряду с небольшим заголовком протокола, значительными преимуществами по сравнению с телефонией на базе IP также являются назначение приоритетов и динамическое распределение пропускной способности в АТМ.

Операторы SDSL на «последней миле» к клиенту используют вторую медную пару, которая в Германии имеется практически во всех зданиях. Она физически соединяет пользователя с мультиплексором доступа DSL (DSL Access Multiplexer, DSLAM).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Преимущества передачи голосовых данных по VoDSL и АТМ по сравнению с VoIP очевидны — прежде всего, в корпоративной области. На фоне прогнозируемых высоких темпов распространения DSL в мире заметно большее значение приобретет и VoDSL. Эта тенденция, по всей видимости, в ближайшее время не изменится, поскольку VoIP пока не может быть реальной альтернативой традиционной телефонии в корпоративной области.

Ганс-Петер Хек — менеджер по продуктам компании QSC AG. С ним можно связаться по адресу: wg@lanline.awi.de.

? AWi Verlag