10.4.3 Телефонная связь в локальной сети
Телефонную связь, реализованную на базе протокола TCP/IP (Transmission Control Protocol/internet Protocol), называют IP-телефонией, а реализацию IP-телефонии в локальной компьютерной сети — LAN-телефонией.
Цель LAN (Local Area Network) – телефонии заключается в организации телефонной связи внутри предприятия, оснащенного такой сетью. Эта технология позволяет осуществлять передачу речи с помощью IP-протокола, не нуждаясь в традиционной телефонной инфраструктуре. Благодаря этому корпоративная сеть, которая ранее строилась на базе ведомственных АТС, может передать свои функции локальной компьютерной сети предприятия.
В качестве терминального оборудования LAN-телефонии могут использоваться Ethernet-телефоны, телефонные шлюзы и обычные ПК с подключенными звуковой картой, наушниками и микрофоном LAN-телефонии. Ethernet-телефон по внешнему виду напоминает обычный телефонный аппарат, у которого вместо разъема, предназначенного для подключения стандартного телефонного кабеля, имеется разъем для подключения к LAN на базе коаксиального кабеля при разъеме для подключения к сети на базе витой пары. В Ethernet-телефоне, как и в обычном телефонном аппарате, выполняется преобразование звукового колебания в электрические сигналы, а затем аналого-цифровое преобразование, разбитие оцифрованной речевой информации на пакеты и их передача. Если ПК выступает в роли абонентского терминала, он должен иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение. Аппаратная часть – это сетевая и звуковая платы, наушники и микрофон. Программная часть – программа, поддерживающая телефонную связь посредством IP-сети и протокол Н.323. Структурная схема LAN-телефонии показана на рисунке 10.6.
Рисунок 10.6 – Структурная схема LAN-телефонии
Телефонный шлюз – это устройство, осуществляющее обмен речевыми сообщениями между LAN и стандартной телефонной сетью. В шлюзе речевая информация, передающаяся по LAN, извлекается из пакетов, декодируется и приводится к виду, используемого в телефонной сети. Подключаемое к шлюзу оборудование может быть аналоговым или цифровым. При подключении к шлюзу стандартных аналоговых телефонных аппаратов шлюз эмулирует для этих аппаратов стандартные сигналы АТС. При подключении аналоговой телефонной станции шлюз выполняет работу обычного абонентского терминала. К шлюзу может быть подключена АТС через цифровую линию связи, поддерживающую до 30 телефонных соединений одновременно.
Главным управляющим устройством LAN-телефонии является компьютер с серверной программой, называемой гейткипером или администратором вызовов. В его задачи входит сопоставление телефонного номера абонента с текущим IP-адресом его терминала, а также предоставлении возможных услуг — переадресации, определение номера вызывающего абонента, удержание соединения и т. д.
Важной компонентой сети LAN-телефонии является сервер. В его функции входит автоматическая конфигурация протокола TCP/IP для новых устройств, подключенных к локальной сети, т.е. присвоение им IP-адресов, адреса шлюза и остальных параметров, необходимых для функционирования сети. Это позволяет подключить Ethernet-телефон в любое свободное гнездо в произвольном месте локальной сети и тут же вызывать с него или принимать вызовы. Для каждого телефона существует идентификатор, по которому гейткипер находит его в сети, несмотря на возможные изменения IP-адреса. Это удобно для служащих, меняющих свое рабочее место в течение рабочего дня.
Процесс установления соединения происходит следующим образом. Когда на терминале (телефоне или компьютере) набирается номер вызываемого абонента, терминал обращается по сети к гейткиперу. Тот в свою очередь идентифицирует вызывающего абонента по его IP-адресу и паролю в своей базе данных. Если доступ к требуемому номеру разрешен с этого терминала, то гейткипер определяет IP-адрес вызываемого абонента и направляет ему вызов. Если же вызов адресован абоненту стандартной телефонной сети, то он направляется на соответствующий телефонный шлюз. После установления связи с терминалом или шлюзом, гейткипер не участвует в обмене речевой информацией между терминалами, но в это время он ведет журнал учета вызовов и прочих событий. При разрыве соединения фиксируется длительность разговора.
Если сеть предприятия подключена к Интернету, то появляется возможность использовать ее для соединений на дальнее расстояние через глобальную IP-сеть. Для этого собеседник должен быть подключен к IP-телефонии. Он может быть и с обычным телефоном, если поблизости от него функционирует шлюз, совместимость со стандартом Н.323, который имеет выход на городскую телефонную сеть.
3. Связь компьютеров по телефонным линиям
Применение телефонных линий для осуществления связи между удаленными на большие расстояния компьютерами диктуется, в первую очередь, экономическими соображениями. Иначе потребовалась бы прокладка специальных компьютерных линий и содержание служб, поддерживающих работоспособность этих линий. Проще использовать уже имеющиеся телефонные линии. Итак, наличие двухпроводных линий и большие расстояния однозначно определяют единственно возможный способ передачи – последовательный. Однако телефонные линии предназначены для передачи аналоговых электрических сигналов с частотой не выше 3400 Гц. При передаче по таким линиям сигналов с частотами, на которых работает компьютер (~1000 МГц), они будут испытывать значительные искажения и быстро затухать. По этой причине передача осуществляется в соответствии со схемой, представленной на рис 9.
- На передающем конце линии связи с помощью асинхронного преобразователя сначала осуществляется преобразование параллельного компьютерного кода в асинхронный последовательный код.
- Затем посредством модема производится модуляция(преобразование) полученных последовательных двухуровневых импульсных компьютерных сигналов в аналоговые сигналы; аналоговые сигналы могут без большого затухания и искажения распространяться в телефонных линиях.
На приемном конце линии связи происходит обратная цепочка действий:
- Модемом аналоговый сигнал переводится в двухуровневый последовательный код (происходит демодуляция), у которого затем удаляются все неинформационные биты;
- С помощью асихронного преобразователя последовательный код преобразуется в параллельный.
Асинхронный преобразователь располагается в самом компьютере в виде блока, осуществляющего обмен последовательным кодом с любым внешним устройством. Иначе асинхронный преобразователь называется COM-портом. Помимо модема к COM-порту подключаются, например, мышь, джойстик и пр. Отметим, что название «модем» происходит от сокращения слов «модуляция» и «демодуляция». В модеме может использоваться амплитудная, частотная или фазовая модуляция электрических сигналов с частотой до 3000 Гц. Например, при частотной модуляции для представления 0 и 1 могут использоваться сигналы с частотами 1070 Гц и 1270 Гц. Для увеличения скорости передачи современные модемы используют сложные методы модуляции, при которых каждый передаваемый элементарный сигнал кодирует не один, а несколько битов. Рис. 9. Схема линии связи При передаче данных по последовательным линиям связи возможны три режима:
- Симплексный;
- Полудуплексный;
- Дуплексный.
Симплекснаялиния обеспечивает передачу только в одном направлении, например, от датчика к устройству обработки информации. Полудуплексная связьобеспечивает передачу и получение информации в обоих направлениях, но не одновременно – если передает один модем, другой в это время только получает. Дуплексный режимсвязи обеспечивает передачу и получение данных в обоих направлениях одновременно. Поскольку связь осуществляется по двухпроводной телефонной линии, приходится использовать вторую пару частот для связи в обратном направлении, например, 2025 Гц и 2225 Гц для представления нуля и единицы соответственно.