Контрольная работа по "Современные технологические обеспечения отрасли"

Министерство  образования Российской Федерации

Челябинский государственный  университет

Институт экономики  отраслей, бизнеса и администрирования

Кафедра экономики  отраслей и рынков

 

 

 

 

Контрольная работа

По дисциплине: Современные технологические обеспечения отрасли

4 вариант

 

 

 

Выполнила: гр. 21ЭС-301

Семенова Юлия Александровна

                                           

Ф.И.О преподавателя:

Кондуров Е.В.

 

 

 

 

 

Челябинск 2013

 

Тема № 1 «Мультисервестные сети связи»

1. Трафик реального времени. Услуги, генерирующие трафик реального времени. Видеотелефония. Описание услуги. Область применения и схема постороения.

Мультимедийным  трафиком является цифровой поток данных, который  содержит различные виды сообщений.

В зависимости от типа предоставляемого сервиса выделяются две основные категории мультимедийного трафика.

1.    Трафик реального  времени (далее ТРВ), предоставляющий  мультимедийные услуги для передачи  информации между пользователями  в реальном масштабе времени.

2.    Трафик обычных  данных (далее ТОД), который образуется  традиционными распределенными  услугами современной телекоммуникационной  сети, такими, как электронная почта,  передача файлов, виртуальный терминал, удаленный доступ к базам данных  и др.

Из всего спектра IP-услуг  выбрано – видеотелефония. Чтобы перейти к мониторингу, нужно определиться с качественными параметрами обоих видов трафика и с инструментарием, с помощью которого будет производиться мониторинг. Вот эти две задачи и являются предметом настоящей статьи.

Параметры качества работы сети с ТРВ

Традиционно IP-трафик передается по методу “best effort” - “лучший из возможных”. В этом случае не гарантируется ни проверка готовности сети обеспечить поток данных сетевыми ресурсами, ни приоритезация. Другими словами, безотносительно к какому типу трафика относятся информационные пакеты (голос, видео, FTP и т.д.), они обрабатываются по принципу “первый пришел – первый получил обслуживание”. Очевидно, что эта модель не подходит для передачи трафика со специфическими требованиями к задержке, производительности или надежности передачи данных. Для перехода к новым приложениям на сетях с коммутацией пакетов нужен свой механизм обеспечения качества передачи. В такой структуре сети пакеты телефонного приложения должны отличаться от пакетов данных, и это отличие должно фиксироваться узлами сети.

Хотя причины обеспечения  качества услуг в сетях с ТРВ  взаимосвязаны, можно выделить четыре основные составляющие, значения которых  можно определить независимо.

1. Задержка речевых  пакетов

Задержка (delay) является неотъемлемой чертой любой сети передачи данных с пакетной коммутацией. Сети с коммутацией пакетов были созданы для передачи данных, и возможность их использования для передачи голосового или факсимильного трафика в реальном времени, по аналогии с традиционной телефонией, в значительной степени зависит от вносимой задержки. Здесь под задержкой понимается промежуток времени, за который пакет пересекает сеть от отправителя до получателя. Общая задержка ТРВ складывается из следующих задержек:

 

-      время кодирования,  сжатия и формирования канального  кадра;

 

-      время передачи  в сети;

 

-      задержка  буферизации в приемнике;

 

-      время разборки  канального кадра, декодирования  и вывода.

 

Люди более или менее  терпимо относятся к плохому  качеству видеоизображения, но не звука. Исследования показали, что человеческое ухо нетерпимо к задержкам  свыше 400-500 мс. Экспериментально установлено, что задержка в 150 мс обеспечивает очень хорошее качество, от 150 до 300 мс – почти не воспринимается на слух, но если она превышает величину 500 мс, то речь становится неразборчивой. Считается, что при идеальном качестве связи задержка при распространении речевого сигнала в одном направлении не должна превышать 45 мс, а задержка при передаче видео — 95 мс. В противном случае наступают замирания кадров.

 

2. Джиттер задержки пакетов

Джиттер или вариация задержки – это разность во времени прохождения в сети последовательных пакетов одного соединения. Чем больше джиттер, тем сильнее будет отличаться задержка при передаче одного пакета от задержки при прохождении другого. Джиттер возникает в сети из-за очередей и маршрутизации пакетов одного сегмента речи по разным путям. При сборке пакетов на приемном конце их последовательность может быть нарушена. Джиттер приводит к специфическим нарушениям передачи речи, слышимым как трески и щелчки. Джиттер подавляют путем включения в приемную часть шлюза буфера статической или динамической памяти, который восстанавливает исходную последовательность пакетов. Пакеты, джиттер которых превышает время их “удержания” в буферной памяти, не воспринимаются приемным устройством. Таким образом, буфер подавляет джиттер ценой увеличения как общего времени задержки, так и потери пакетов; регулировка времени удержания (размера буфера) представляет собой компромисс между ними. По разным данным и в зависимости от типа кодека не воспринимается джиттер не более 15-50 мс.

3. Потери речевых  пакетов

Поскольку голосовые пакеты не повторяются, при их потере (или  искажении) в сети на приемной стороне  появляется короткая пауза в речи. Частые потери голосовых пакетов, вызванные  плохим качеством каналов связи  и перегрузками в сети, могут привести к ухудшению разборчивости речи, а иногда и к полной невозможности  общения. Искажения от потери пакетов  также зависят от применяемых  в шлюзах типов кодеков. Качество речи при использовании низкоскоростных  кодеков в большей степени  зависит от потери пакетов, по сравнению  с высокоскоростными кодеками. Приближенно можно считать, что в сети с ТРВ хорошего качества допустимый уровень потерь пакетов должен составлять 1-3%, причем меньшая величина относится к низкоскоростным кодекам, а большая – к высокоскоростным.

4. Готовность  сети

Под готовностью сети (service availability) понимается надежность соединения пользователя с информационным сервисом. Применительно к сети IP-телефонии это означает надежность установления телефонного соединения между двумя абонентами. Надежность в сетях ТРВ должна обеспечивается аппаратными, программными и сетевыми средствами. Если в сети ТРВ используется технология динамической маршрутизации, трафик может обходить сбойные участки сети, причем, в случае необходимости.

Характеристики: задержка речевых  пакетов, джиттер, потеря пакетов - далее будем называть значимыми характеристиками качества IP-сети, т.к. измерив значения эти характеристик, можно оценить, каково будет качество связи в тестируемой IP-сети.

Параметры качества работы сети с ТОД

В сети с ТОД выделяют следующие основные характеристики качества: время установления соединения, вероятность установления соединения и вероятность потери

Таблица 1. Влияние параметров транспортного соединения на качество предоставляемого сервиса

Параметры качества	Тип сервиса
	видеотелефония
Задержка	Значительное
Время установления соединения	Значительное
Джиттер	Значительное
Вероятность потери	Умеренное
Вероятность установления соединения	Значительное

 

 

В связи с легализацией программного обеспечения (ПО), в качестве инструментария будет создано собственное ПО. Предполагаемое программное обеспечение будет состоять из двух частей: сервер и клиент. Сервер будет иметь базу данных клиентов, которая будет заполняться оператором, проводящим мониторинг. При запуске сервер будет опрашивать по TCP-протоколу своих клиентов. Далее будут выбраны один или несколько клиентов, тип кодека и время разговора. Поскольку RTP (Real Time Protocol) функционирует поверх протокола UDP (User Datagram Protocol), расположенного, в свою очередь, в стеке протоколов TCP/IP над протоколом IP, то, иерархия RTP/UDP/IP представляет собой своего рода транспортный механизм для речевого трафика. Этот механизм и будет использован для передачи пакетов от сервера к клиенту или клиентам. От клиентов будут приходить пакеты-ответы, содержащие сведения о качественных характеристиках, которые сервер тут же будет отображать на дисплее. Клиентская часть будет запускаться вместе с операционной системой на компьютере и находиться в системном трее. Она будет работать автономно, не создавая никаких неудобств работающему за этим компьютером человеку. После запуска она оповещает сервер о своей готовности и, получив подтверждение от сервера, переходит в режим ожидания соответствующих пакетов. Получив от сервера управляющий пакет, клиент формирует пакет-ответ со статистикой и, используя механизм RTCP/UDP/IP, отправляет его серверу.

Сбор экспериментальных  данных будет производиться ночью, утром, днем (в час пик) и вечером. Это позволит определить вносимую нагрузку самой программы (эксперименты ночью) и влияние повседневной загруженности  сети на значимые характеристики качества IP-сети. 

Видеотелефон (видеотелефония, видеотелефонная связь) — это аппаратное или программное решение, обеспечивающее возможность удаленным собеседникам слышать и видеть друг друга.

Программные видеотелефоны  сегодня встроены во многие программы  для мгновенного обмена сообщениями (ICQ, Skype, Google Talk и др.). Для работы с программным видеотелефоном необходимы:

-ПК или ноутбук или коммуникатор

-веб-камера, если нет встроенной в ноутбук или коммуникатор камеры

-наушники с микрофоном (головная гарнитура), если нет встроенных в ноутбук или коммуникатор динамиков и микрофонов

-подключение к Интернету

Звонок по программному видеотелефону  обычно осуществляется по имени (нику) абонента, выбираемому из списка.

Отличительные особенности  программных видеотелефонов:

-высокая нагрузка на процессор компьютера

-посредственное качество видео

-бесплатность (существуют также платные программы)

Аппаратный видеотелефон (или просто видеотелефон) представляет собой отдельностоящее устройство с дисплеем, клавишами набора номера (тастатурой) и телефонной трубкой (может отсутствовать).

Видеотелефоны стали логичным развитием IP телефонии и IP телефонов, изначально предполагавших только передачу голоса.

В качестве среды для передачи аудио и видеосигнала видеотелефон обычно использует IP сеть (реже сети ISDN).

Звонок по видеотелефону  может осуществляться:

-по номеру абонента (обычно короткому), если видеотелефон используется в корпоративной сети связи компании, построенной на базе IP-PBX

-по IP-адресу

Отличительные особенности  аппаратного видеотелефона:

-более высокое качество связи по сравнению с программными видеотелефонами

-широкие дополнительные возможности (встроенный Интернет-браузер, почтовый клиент)

-стабильная работа (собственная ОС)

-полностью заменяет обычный IP телефон

-полностью заменяет традиционный аналоговый телефон (при поддержке подключения к городской телефонной станции или офисной АТС)

-не требует ПК

-обновляемое программное обеспечение

Аудио и видео входы/выходы позволяют подключить к видеотелефону  внешний монитор и телефонную гарнитуру.

Аппаратные видеотелефоны  поддерживают стандарт SIP, реже H.323. В  качестве видеокодеков чаще всего используются: H.264, MPEG-4, H.263 и др.

Видеотелефоны, имеющие встроенный MCU (например, AddPac VP350), позволяют организовывать сеансы многоточечной видеоконференцсвязи.

С появлением стандарта 3G видеотелефонами  стали и мобильные телефоны. Сотовый  телефон с фронтальной камерой  и поддержкой сети сотовой связи  третьего поколения (3G, 3.5G, 3.75G, 4G) позволяет  осуществлять видеосвязь с аналогичным  аппаратом.

В качестве основного лейтмотива в продвижении видеотелефонии, как и видеоконференцсвязи, производители оборудования используют научные исследования.

Психологи установили, что  в процессе общения людей до 80 % информации о собеседнике мы получаем за счет невербальных средств общения: мимика, жесты, взгляды, жестикуляция и  т. п. Именно поэтому, например, все деловые  переговоры и важные совещания всегда требуют личного присутствия  собеседников. А это в свою очередь  требует времени на дорогу, согласование даты и времени встречи, удобного для всех и т. п.

Таким образом, применение видеотелефонв позволяет:

-экономить время

-экономить деньги

Основные потребители  программных видеотелефонов — обычные  пользователи Интернет. Невысокое качество видеосвязи в таких программах компенсируются их доступностью и простотой в  использовании.

Аппаратные видеотелефоны  достаточно дороги и поэтому недоступны основной массе пользователей. Основные потребители аппаратных видеотелефонов — корпоративный сектор (компании). Причина интереса бизнеса к этому  способу видеосвязи — возможность  видеть собеседника во всех деталях, что является важной психологической  составляющей бизнес-переговоров.

Аппаратные видеотелефоны  достаточно дороги, поэтому используют их в основном для связи на уровне руководителей компаний, директоров филиалов, начальников отделов и  т. п.

Российские компании и  органы государственной власти применяют  видеосвязь и в частности видеотелефоны, по двум основным причинам:

видеотелефоны улучшают процессы бизнес-коммуникаций и ускоряют принятие ключевых решений, благодаря тому, что собеседники не только слышат, но и видят друг друга

видеотелефоны позволяют  сократить число дорогостоящих  бизнес командировок руководителей, заменяя  их практически бесплатной видеосвязью (необходимо оплачивать только Интернет трафик).

В Европе и Америке основными  аргументами в пользу перехода на видеосвязь сегодня является защита окружающей среды. Быть «зеленым» — один из последних модных трендов. Инициатива, поддержанная всеми крупными производителями оборудования для видеоконференцсвязи заключается в том, чтобы снизить выбросы двуокиси углерода в атмосферу земли. Достичь этого можно, уменьшив число авиаперелетов и снизив число поездок на автотранспорте. Необходимо учитывать, что большая часть авиаперелетов в Европе и Америке приходится на бизнес-командировки сотрудников и руководителей. Внедряя оборудование для видеосвязи, компании поддерживают свой имидж «зеленых» и тем самым завоевывают лояльность потребителей.