Александр Днепров - Бесплатные звонки через Интернет. Skype и не только

При плохом качестве связи все негативные эффекты могут проявиться одновременно, и разговор станет просто невозможным.

Проблема качества связи в VoIP-телефонии до сих пор не решена окончательно. Каким бы сервисом вы ни пользовались, всегда возможно появление вышеописанных негативных эффектов. В этом случае можно дать два совета:

• попытайтесь установить связь еще раз: ее качество изменяется от соединения к соединению, поэтому со второго или третьего раза можно добиться приемлемого результата;

• позвоните в другое время, когда каналы Интернета (или каналы вашего интернет-провайдера) не так перегружены, ведь и в Интернете тоже бывают «часы пик», когда каналы до предела забиты информацией.

Впрочем, качество связи VoIP-телефонии с каждым годом улучшается. Каналы Интернета постоянно расширяются, появляются специальные программные кодеки, которые устраняют эхо и другие негативные эффекты.

Одна из самых неприятных помех во время разговора через VoIP-телефонию – это задержка сигнала, когда вы слышите своего собеседника не в тот момент, когда он говорит, а через некоторое время. Собеседнику ваш голос тоже приходит с опозданием. В результате этого между вашими фразами появляется пауза, а когда вы начинаете говорить, то можете обнаружить, что к вам как раз начал поступать голос собеседника. Даже если задержка совсем небольшая, она существенно затрудняет разговор.

Характерным недостатком VoIP-телефонии также является искажение сигнала под названием джиттер, то есть дрожание. Джиттер возникает из-за разброса во времени доставки VoIP-пакетов, которые по умолчанию должны приходить один за другим непрерывным потоком.

Задержки сигнала возникали с момента появления VoIP-телефонии. При трафике через Интернет невозможно гарантировать мгновенную доставку голоса собеседнику. На пути трафика обязательно возникает узкое место, где образуются пробки из информационных пакетов (в Интернете тоже бывают пробки, как и в любом крупном городе). Отличие только в том, что в Интернете их устранить легче, чем на автомобильных дорогах – каналы постоянно расширяются, и на них устанавливается более скоростное оборудование.

В 1995 г. каналы связи, оборудование для коммутации и сетевые настройки были настолько слабыми, что задержки сигнала при VoIP-связи составляли 400-4000 миллисекунд, то есть 0,4–4 секунды. На сегодня ситуация улучшилась, но задержки до сих пор имеют место. Крупнейшие провайдеры VoIP-телефонии декларируют максимальный уровень задержки в 150 миллисекунд и стараются это обеспечить.

Реальный уровень задержки зависит от многих факторов: перегруженность Сети в данный момент, количество пользователей, расстояние между собеседниками, тип соединения и даже тип оборудования, через которое проходит трафик.

После прочтения раздела «Протоколы, кодеки, алгоритмы» вы поймете, что в мире VoIP до сих пор нет единых стандартов. Связисты в лице ITU (International Telecommunication Union – Международный Телекоммуникационный Союз) продвигают стандарт Н.323. Компьютерщики придумали открытый стандарт SIP и создают все новые сервисы на его основе. Бизнесмены идут своим путем, создавая нестандартные сервисы и пытаясь заработать на них. Например, создатели нестандартной программы Skype (а это шведские бизнесмены и эстонские программисты) заработали около двух миллиардов долларов. Их программа приобрела популярность, и бизнес удалось продать за огромные деньги. Эстонские программисты, впрочем, не получили своих миллионов, потому что трудились исключительно за зарплату.

Закрытые интернет-пейджеры с поддержкой VoIP выпускают крупнейшие интернет-корпорации – Yahoo! Google, MSN и AOL. Программу Skype также можно занести в этот список, потому что теперь она принадлежит богатейшей интернет-корпорации eBay. Каждое из этих приложений закрыто от других, но корпорации вкладывают миллионы долларов в развитие и продвижение именно своей программы. Это настоящая битва стандартов на фоне конкуренции между финансовыми гигантами.

К сожалению, приверженцы открытых стандартов не обладают такими огромными финансовыми ресурсами, поэтому VoIP-программы, работающие на открытых стандартах и совместимые друг с другом, такие как Gizmo или SIPphone, пока не получили широкого распространения. Однако многие эксперты считают, что будущее именно за ними.

Разберемся, каким образом работает интернет-телефония. Общая схема такова.

1. Голос переводится в цифровую форму (оцифровка) и сжимается (компрессия).

2. Цифровой поток разбивается на пакеты, которые отправляются по компьютерной сети в пункт назначения.

3. Система адресата получает пакеты с голосовым потоком, осуществляет их «сборку», после чего переводит информацию обратно из цифровой формы в аналоговую.

Расскажем подробнее о каждом из этих этапов.

Оцифровка аналогового сигнала означает, что колебания воздуха превращаются в ряд нулей и единиц. На первом этапе колебания воздуха ваш голос фиксируется мембраной микрофона. На втором этапе задействован обычно блок аналого-цифрового преобразования (АЦП) звуковой карты компьютера.

Процесс оцифровки имеет следующие стадии.

1. Выборка.

2. Квантование сигнала.

3. Кодирование.

Самый известный стандарт кодирования звука называется PCM (Pulse Code Modulation – импульсно-кодовая модуляция), известный также как стандарт G.711. Он предполагает выборку 8000 образцов речи в секунду. Каждый из образцов имеет размер 8 бит, так что результатом работы PCM является цифровой поток 64 000 бит/с (рис. 1.1).

Рис. 1.1.Запись голосового сигнала на компьютере после оцифровки

Одновременно с оцифровкой звука кодек PCM обеспечивает и эффективное сжатие цифрового сигнала. Основной принцип сжатия звука основан на том, что человеческое ухо не воспринимает большую часть звукового спектра. Кроме того, голос человека занимает лишь узкую полосу в диапазоне всех слышимых звуков.

Диапазон слышимых частот составляет примерно 200-20 000 Гц. Частоты человеческого голоса лежат в пределах 200-10 000 Гц, а типичные частоты телефонного сигнала – в диапазоне 300-3000 Гц.

Только за счет эффективной выборки частот уже можно сжать сигнал в несколько раз. Применяются и другие, более сложные методы компрессии. Как уже было сказано, кодек PCM обеспечивает цифровой поток 64 000 бит/с. Существуют и другие стандарты оцифровки звукового сигнала. Вот некоторые из кодеков, которые входят в базовый набор Н.323 (рис. 1.2):