VoIP (Voice over Internet Protocol)
В настоящее время во всех мультисервисных системах связи: и проводных, и беспроводных наблюдается устойчивое перемещение основного акцента на предоставление услуг, основанных на пакетной передаче данных. Системы сотовой связи - не исключение. Еще в начале 2000 годов объем передаваемых данных не превышал 5-10 процентов, а уже к 2008 году объемы передачи данных и голосовых услуг сравнялись. Такая ситуация в первую очередь вызвана ростом интереса к услуге мобильного доступа в сеть Интернет. Причем рост объемов передаваемых данных продолжается с нарастающим темпом. Откликом на это послужила разработка стандартов 3G, таких как UMTS, которые предоставляли пользователям возможность широкополосного доступа в сеть Интернет. Причем если в сетях 2G, такими как GSM, скорость не превышала нескольких сотен килобит в секунду, то в системе UMTS скорость может достигать значения 10 Мбит/сек и выше. Но даже и такая скорость будет удовлетворять пользователей лишь на непродолжительное время. Еще в 2009 году была запущена первая коммерческая сеть 4G стандарта LTE. Скорость передачи данных в сетях связи данного стандарта превышает 100 Мбит/сек. Эти значения сопоставимы с пропускной способностью фиксированных систем связи, использующих как электрические, так и оптические каналы связи.
Таким образом, в системах сотовой связи создана хорошая платформа для развития услуги передачи данных. Однако это совершенно не означает, что объемы голосовых соединений будут снижаться. Сейчас на рынке сотовой связи наблюдается лишь смещение акцента в пользу передачи данных, но голосовые соединения совершенно не теряют своей актуальности. Телефония остается основным источником дохода операторов сотовой связи, и отказываться от нее в пользу услуги передачи данных пока еще рано. Наоборот, уже давно велись поиски способа объединить вышеуказанные услуги и передавать голосовые данные по сетям пакетной коммутации. Преимущества этого очевидны: пакетная коммутация позволяет более эффективно использовать имеющиеся каналы связи. Например, если в голосовом соединении будет пауза (собеседники будут молчать), то в это время можно будет передавать другие данные. Кроме того, в настоящее время существует довольно много различных голосовых кодеков, которые позволяют сжимать стандартный речевой поток более чем в 10 раз. Вместе с тем, пакетная коммутация обладает и существенным недостатком – трудность гарантирования QoS (Quality of Service), т.е. характеристик качества обслуживания, и, в первую очередь, задержки сигнала и потери частей голосового потока. Для решения этих проблем необходимо использование специальных протоколов, которые будут обеспечивать низкий уровень ошибок, а также высокоскоростных соединений, которые не допустят появление заметных задержек в голосовом соединении.
Одним из существенных толчков к передаче голоса по сетям пакетной коммутации послужило широкое распространение протокола IP (Internet Protocol), в том числе и сети Интернет. Технология передачи голосовых данных по IP-сетям получила название Voice over Internet Protocol или VoIP. Передача голоса по IP сетям оказывается гораздо более дешевой, чем по сетям с коммутацией каналов.
Для организации сервиса VoIP необходимо использование дополнительных, кроме IP, протоколов, которые будут отвечать за установление и поддержание соединения. Наибольшее распространение нашли два протокола: H.323 и SIP. H.323 создавался специально для организации мультимедийных (аудио и видео) соединений по сетям, не обеспечивающим QoS, например, IP сетям. Причем H.323 – не просто протокол, а целый стек протоколов, определяющих структуру сети, процедуры, требования и характеристики к сетевым элементам и соединениям. Протокол SIP (Session Initiation Protocol) также является протоколом установления соединений для организации мультимедийного обмена. Однако он считается менее сложным и более пригодным в мобильных системах связи. Существуют и ряд других протоколов: MGCP, SCTP, IAX2 и др. Выбор конкретного протокола зависит от множества факторов и может сильно отличаться у различных провайдеров.
Обычно VoIP предусматривает сжатие передаваемых голосовых данных. Достигается это с помощью речевых кодеков. Наибольшее распространение получил речевой кодек AMR (Adaptive Multi Rate), который сжимает речь с разными скоростями в зависимости от загрузки сети и качества канала связи.
Возможные варианты организации связи для VoIP
Сервис VoIP включает множество видов абонентского оборудования: USB-телефон, программный телефон (причем он может быть установлен и на ПК, и на смартфоне), отдельно стоящий телефон с подключением в IP-сети и др. Как уже было отмечено, возможна реализация когда в память мобильного телефона устанавливается специальный VoIP-клиент (программный телефон), а соединение до сервера осуществляется по пакетной сети оператора. Это один из возможных вариантов организации VoIP в сетях сотовой связи. Причем для организации надежного соединения, с хорошими показателями QoS достаточно канала 256 кбит/сек, который могут предложить даже системы GSM.
Таким образом, VoIP является перспективной систем сотовой связи. Благодаря широкому развитию сетей IP, стремительному развитию технологий передачи данных в системах сотовой связи и снижению стоимости трафика, VoIP выглядит гораздо более привлекательным способом предоставления услуги «телефония», чем существующие системы с коммутацией каналов.
