1-маъруза. Кириш. Фан мақсади, вазифаси ва долзарблиги

1.3. Нутқни пакетли узатиш тамойиллари

«Классик» телефон тармоқлари каналлар коммутацияси технологиясига асосланган (1.2 - расм), у ҳар бир телефон сўзлашуви учун ажратилган физик уланиш талаб қилади. Демак, битта телефон сўзлашуви битта физик уланиш телефон каналлардан иборат. Бу ҳолда аналогли сигнал 3,1 кГц кенгликдаги яқинроқ АТСга узатилади, у ерда у бу АТС га уланган бошқа абонентлардан тушаётган сигна­ллар билан вақт бўйича ажратиш технологияси бўйича мультиплексирланади. Кейин гуруҳли сигнал станциялар орасидаги канал тармоғи бўйича узатилади. Белгиланган АТС га етиб боргандан кейин, сигнал де­мультиплексирланади ва адресатга етиб боради. Каналлар коммутацияси билан телефон тармоқларининг асосий камчилиги канал полосасини самарасиз ишлатиш ҳисобланади—нуқтда, паузалар вақтида канал ҳеч қандай фойдали юкланишни олиб бормайди.

1.2 - расм. «классик» телефон тармоғида уланиш

Аналоглидан рақамли технологияларга ўтиш замонавий рақамли телекоммуникацион тармоқларни ҳосил бўлиши учун муҳим қадам бўлди. Рақамли телефонияни ривожланишида шундай қадамлардан бири пакетли коммутацияга ўтиш бўлди. Пакетли коммутация тармоқларида алоқа каналлари бўйича ахборот бирлиги узатилади, улар физик етказувчидан боғлиқ эмас. Бундай бирлик пакетлар, кадрлар ёки ячейкалар (протоколдан боғлиқ равишда) бўлиши мумкин, лекин ҳар қандай ҳолда ҳам улар ажратувчи тармоқ бўйича узатилади (1.3 - расм), бундан ташқари – физик муҳитга боғлиқ бўлмаган алоҳида виртуал каналлар бўйича ҳам. Ҳар бир пакет сарлавҳа билан идентификацияланади, у ўзи томонидан фойдаланилаётган канал, уни вужудга келиши (яъни манба ёки жўнатувчи ҳақидаги) ва белгиланган жойи (олувчи ёки қабул қилувчи ҳақидаги) ахборотларга эга бўлиши мумкин.

IP протоколи асосидаги тармоқларда барча маълумотлар - товуш, матн, видео, компьютер дастурлари ва ҳар қандай бошқа шаклдаги ахборотлар- пакетлар шаклида узатилади. Бундай тармоқнинг ҳар қандай компьютери ва терминали ўзининг ноёб IP-манзилига эга, ва узатиладиган пакетлар олувчига сарлавҳада кўрсатилган ушбу манзилга мувофиқ йўналтирилади. Маълумотлар бир вақтда биттагина линия билан кўпгина фойдаланувчилар ва жараёнлар ўртасида узатилишлари мумкин. Муаммолар вужудга келганда IP-тармоқлар носоз участкаларни четлаб ўтиш учун йўналишни ўзгартиришлари мумкин. Бунда IP протоколи сигнализация учун ажратилган канални талаб қилмайди. IP-тармоғи бўйича товушни узатиш жараёни бир неча босқичлардан иборат бўлади.
Биринчи босқичда товушни рақамлаштириш амалга оширилади. Кейин рақамлаштирилган маълумотлар таҳлил қилинади ва олувчига узатиладиган маълумотларнинг физик ҳажмини камайтириш мақсадида қайта ишлаб чиқадилар. Қоидага кўра, ушбу босқичда кераксиз паузалар ва товушли шовқинларни бартараф қилиш, ҳамда зичлаштириш содир бўлади.
Кейинги босқичда маълумотлар олинган кетма кетлик пакетларга бўлинади ва унга протокол ахборотлари – олувчининг манзили, агар у кетма кет етказиб берилмаган ҳолда пакетнинг тартиб рақами, ва хатоларни тузатиш учун қўшимча маълумотлар қўшилади. Бунда пакетни ташкил қилиш учун маълумотларнинг керакли миқдорини у бевосита тармоққа жўнатилгунга қадар вақтинча жамланиши содир бўлади.

1.3 - расм. Тармоқда пакетлар коммутацияси билан уланиш

Узатилган товушли ахборотларни олинган пакетлардан чиқариб олиш ҳам бир неча босқичларда содир бўлади. Товушли пакетлар олувчининг тармоғига келиб тушганда, аввал уларнинг тартибли кетма кетлиги текширилади. IP-тармоқлар етказиб бериш вақтини кафолатламаганликлари сабабли катта тартиб рақамига эга пакетлар олдинроқ келишлари мумкин, бунинг устига, олиш вақтининг оралиғи ҳам ўзгариб туриши мумкин. Дастлабки кетма кетлигини тиклаш ва синхронлаштириш учун пакетларни вақтинча жамланиши содир бўлади. Аммо баъзи бир пакетлар етказиб беришда умуман йўқотилишлари, ёки уларни етказиб берилишини кечиктирилиши йўл қўйиладиган тарқоқликдан ошиб кетиши мумкин. Оддий шароитларда қабул қилувчи терминал хато ёки йўқолган маълумотларни қайтадан узатишни сўрайди. Лекин товуш узатиш етказиб бериш вақтига жуда критик, шунинг учун бу ҳолда ёки олинган пакетлар асосида тахминан йўқотилганларни тиклашга йўл берувчи алгоритм аппроксимацияси киритилади, ёки бу йўқолишлар оддийгина назар писанд қилмайди, йўқолганларни ўрни тасодифий тарзда маълумотлар билан тўлдирилади.
Шу тарзида олинган (тикланмаган) маълумотлар кема кетлиги деком­прессирланади ва тўғридан тўғри олувчининг овозли ахборотини олиб борувчи аудио-сигналга ўзгартирилади.
Шудай қилиб, катта даража эҳтимоллик билан, қабул қилиб олинган ахборот дастлабкига мос тушмайди (бузилган) ва ушлаб қолинган (узатиш ва қабул қилиш томонларда ишлов бериш оралик йиғилишини талаб қилади). Лекин овоз ахборотни баъзи бир чегара ортиқчалиги бундай йўқотишлар билан кўникишга йўл беради.
Пакетли коммутация билан тармоқ операторлари ўзининг табиати бўйича электр алоқа инфраструктурасини ажратишга хос афзаллик олади. Соддароқ қилиб айтганда, улар тармоқ ишини статистик таҳлилга асосланиб, ҳақиқатда боридан кўпини сотиши мумкин. Модомики, абонентлар куну-тун ва ҳар куни тўланган полосани ҳаммасини ишлатмайди деб тахмин қилинганлиги учун магистрал инфраструктурани кенгайтирмай кўпроқ абонентларга хизмат кўрсатиш мумкин..
Бошқача айтганда, 64 кбит/с полосани тўлаган абонент, канални ўрта ҳисобда фақатгина 25% ишлатади. Демак, оператор ўзининг тармоғини ортиқча юкламасдан, ўзида бор ресурсни тўрт баравар кўп фойдаланувчилар сонига сотишга қодир. Бундай сценария икки томонга фойдали – мижозга ҳам, ва сотувчига ҳам, — чунки оператор харажатларини камайиши ҳисобига, ўзининг дароматини кўпайтиради ва абонент тўловларини камайтиради. Бу ютуқли ечим маълумотлар узатиш дунёсида тан олинган, энди эса телефония бозорида ҳам ишлатиш бошланди.
Хозирги вақтда IP-телефонияда IP-тармоқ бўйича овозли пакетларни узатишнинг икки асосий усули бор:
- Интернет глобал тармоғи орқали (Интернет - телефония);
- ажратилган каналлар базасида маълумотлар узатиш тармоғини ишлатиш билан (IP-телефония).
Биринчи ҳолда ўтказиш полосаси Интернет тармоғининг маълумотларга, овозга, графикка ва ҳоказоларга эга пакетлар билан банд бўлишидан тўғридан тўғри боғлиқ, демак, пакетлар ўтишидаги кечикиши ҳар хил бўлиши мумкин. Фақат овозли пакетлар учун ажратилган каналларни ишлатилганида фиксация қилинган (ёки деярли фиксация қилинган) узатиш тезлигини кафолатлаши мумкин. Интернет тармоғининг кенг тарқалганлиги сабабли Интернет-телефония тизимини амалга ошириш алоҳида қизиқиш чақиради, тан олиш керак бўлса ҳам, бу ҳолда телефон алоқа сифати оператор томонидан кафолатланмайди.
Шаҳарлараро(хақаро) алоқани те­лефон серверлари ёрдами билан бажариш учун, ташкил қилиш ёки оператор хизматлари қаерга ва қаердан қўнғироқ режалаштирилган жойларда биттадан серверга эга бўлиши керак. Бундай алоқа қиймати оддий телефон линиялари бўйича телефон қўнғироғи қийматидан анча кам. Айниқса халқаро сўзлашувлар учун бу фарқ катта.
Интернет-телефония телефон серверлари ишлашнинг умумий тамойиллиги шундай: бир томондан, сервер телефон линиялари билан боғланган ва жаҳондаги ҳоҳлаган телефон билан уланиши мумкин. Бошқа томондан, сервер Интернет билан боғланган ва жаҳондаги ҳоҳлаган компьюте­р билан боғланиши мумкин. Сервер стандарт телефон сигналини қабул қилади, уни рақамлаштиради (агар у дастлаб рақамли бўлмаса), анча қисади, пакетларга бўлади ва IP протоколини ишлатиб белгиланиш бўйича Интернет орқали жўнатади. Теле­фон серверига тармоқдан келувчи ва телефон линиясига кетаётган пакетлар учун операция тескари тартибда бажарилади. Операциянинг икки ташкил қилувчиси (тармоғига сигнални кириши ва уни телефон тармоғидан чиқиши) амалда бир вақтда содир бўлади, тўлиқ дуплексли сўзлашувни таъминлашга йўл беради. Бу базавий операциялар асосида кўп ҳар хил конфигурацияларни қуриш мумкин. Масалан, «телефон-компьютер» ёки «компьютер-телефон» қўнғироқни битта телефон сервери таъминлаши мумкин. Телефон (факс) - телефон (факс) алоқани ташкил қилиш учун иккита сервер керак.
IP-телефонияни кенг кўламли киритиш йўлидаги асосий ушлаб турган фактор бўлиб IP протоколида кафолатланган хизмат сифатини таъминлаш механизмини йўқлиги ҳисобланади, бу уни овоз трафикасини узатиш учун ҳали энг ишончли бўлмаган транспорт тармоғи бажаради. IP протоколнинг ўзи пакетларни етказиб беришни, ҳамда етказиб бериш вақтини кафолатламайди, бу «узилган овоз» каби, сўзлашувда узилишлар каби муаммоларни келтириб чиқаради. Бугун бу муаммолар ечиляпти:стандартлаш бўйича ташкилотлар янги протоколларни ишлаб чиқмоқдалар, ишлаб чиқарувчилар янги ускуна чиқараяптилар, лекин бу даражада бирга бўла олишлик ва стандартлаш билан иш жуда яхши бўлмай турибди, пакетга нутқни жойлаштириш кабилар.Эсда тутиш керакки, агар хусусий корпоратив тармоқ рамкасида овозли алоқа сифатининг баъзи бир йўқолишларига ресурсларни жуда юкланганлигида, ўрта кўрсатгич қониқарли бўлиш шартида, бутунлай чидаса бўлади, умумий фойдаланишдаги тармоқ ҳолида эса ҳаммаси жуда жиддий.
Кенг кўламлиги нуқтаи назаридан (тармоқдаги юкланиш ошганда назорат қилиб бўлмайдиган сифатни ёмонлашиши билан муаммодан агар чалғисак) IР-телефония бутунлай тугатилган ечим билан намоён бўлади. Биринчидан, модамики, IP протокол базасидаги улаш абонентдан магистралгача тармоқнинг хоҳлаган нуқтасида бошланиши (тугатилиши) мумкин. Тегишли равишда, тармоқда IP-телефонияни участка кетидан участкани киритиши мумкин, бу, дарвоқи, миграция нуқтайи назаридан қўл келади, негаки уни «юқоридан пастга», «пастдан юқорига» ёки хоҳлаган бошқа схемада ўтказиш мумкин. IP-телефония ечими учун белгиланган модуллиги хосдир: ҳар хил тугунлар – шлюзлар сони ва қувват, gatekeeper («привратниклар» - VoIP терминологиясида рақамли режаларга ишлов бериш серверлари номланади) – амалий мустақил ўстириш мумкин, жорий ихтитёжга мосликда.Табиий, ресур­сларни ўстириш муаммоси ўз тармоқ инфраструктурасини биз хозир ҳисобга олмаймиз, негаки тармоқ ўзининг тугунлари IP-телефония тизимидан мустақил бўлиши мумкин, улар функцияларини ўзида бирга олиб бориши мумкин.