Построение сетей телефонной связи железнодорожного транспорта (Раздел дипломной работы), страница 39

Терминалы Н.323 являются оконечными устройствами сети, способными принимать и передавать мультимедийные данные в реальном масштабе времени при взаимодействии между собой, со шлюзом, с привратником и с устройством многоточечной конференции. В состав мультимедийного терминала входят: элементы телефонной связи (микрофон, телефон или громкоговоритель, система акустического эхоподавления), элементы видеосвязи (видеокамера, монитор), сетевой интерфейс. Терминал может быть выполнен на базе персонального компьютерами или некоторого специализированного устройства. Для реализации IP-телефонии может быть использован IP-телефон в состав, которого входят перечисленные элементы, кроме элементов видеосвязи.

Шлюзы предназначены для преобразования пользовательской (например, речевой) и сигнальной информации. Преобразование речи при передаче от классической телефонной сети к IP-сети состоит в выполнении сжатия и кодирования речи, затем речевые данные вставляются в IP-пакеты, которые посылаются в IP-сеть. В обратном направлении в шлюзе выполняются следующие операции: принимаются IP-пакеты, из них извлекаются речевые данные, производится декодирование и декомпрессия этих данных, речевая информация передается в классическую телефонную сеть. Преобразование сигнальной информации необходимо для установления соединений через IP-сеть. При исходящем соединении от классической телефонной сети к IP-сети в шлюзе преобразуется протокол сигнализации классической телефонной сети (например, протокол сигнализации DSS1) в протокол сигнализации Н.323. В шлюзе противоположной стороны происходит обратное преобразование. В процессе установления соединения, шлюз исходящей стороны совместно с привратником в соответствии с номером вызываемого абонента, формирует и передает либо IP-адрес терминала Н.323 (соединение с терминалом Н.323), либо IP-адрес шлюза входящей стороны (соединение между абонентами классической телефонной сети через IP-сеть). В последнем случае от шлюза исходящей стороны к шлюзу входящей стороны через IP-сеть передается номер вызываемого абонента, используемый для соединения на классической телефонной сети. Рассмотрим упрощенную схему обработки сигналов в шлюзе, передаваемых по разговорным трактам, при подключении шлюза к сети ТфОП по двухпроводной аналоговой линии (рис.7.68).

Рис. 7.68 Схема обработки сигналов в шлюзе Н.323

При передаче от ТфОП разговорный сигнал проходит по линии, затем через дифференциальную систему (ДС), и поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В АЦП может использоваться какой-либо из стандартных способов кодирования, например, кодирование по А-закону с помощью ИКМ. Далее цифровой речевой сигнал попадает в эхо-компенсатор. Эхо-компенсатор необходим для устранения эха, возникающего вследствие отражения речевого сигнала на противоположной стороне разговорного тракта и его возвращения с некоторой задержкой. В эхо-компенсаторе с помощью нерекурсивного фильтра выделяется часть принимаемого сигнала, поступающего на вычитающее устройство. В вычитающем устройстве из передаваемого сигнала удаляются остатки принимаемого сигнала. После эхо-компенсатора сигнал поступает в речевой кодер и детектор речевой активности  - VAD. Детектор анализирует каждый фрагмент поступившего сигнала на наличие элемента речи или паузы. При обнаружении элемента речи в работу вступает речевой кодер, обеспечивающий сжатие сигнала. В речевом кодере заданное число однобайтовых кодовых слов речевого сигнала, полученных на выходе АЦП, преобразуется в речевой фрагмент заданной длительности. На выходе речевого кодера этому фрагменту сопоставляется битовый кадр определенной длины. Например, может использоваться длина фрагмента 30 мс, включающая 240 однобайтовых кодовых слов. На выходе речевого кодера формируется кадр длиной 137 бит (заметим, что этому фрагменту на выходе АЦП соответствуют 1920 бит).  С выхода речевого кодера речевой сигнал поступает в тракт передачи. Если детектор VAD обнаруживает паузу, то битовый кадр либо вообще не передается, либо кадр имеет значительно меньшую длину (например, вместо 137 бит передается 27 бит).

Из тракта приема принимаются битовые кадры, поступающие на входы детектора тональных сигналов, речевого декодера и генератора шума. Детектор тональных сигналов обнаруживает в потоке кадров частотно-кодированные сигналы (например, сигналы DTMF), которыми могут обмениваться телефонные станции. Речевой декодер производит обратное преобразование по сравнению с речевым кодером, то есть каждый битовый кадр (137 бит) преобразуется в последовательность однобайтовых кодовых слов (240 слов), передаваемых в ЦАП. На входе генератора шума обнаруживаются битовые кадры, относящиеся к паузам. В результате генератор формирует комфортный шум, обеспечивающий восприятия принимаемого сигнала без перерывов. В ЦАП происходит преобразование противоположное АЦП и на выходе ЦАП появляется аналоговый речевой сигнал.

Привратник Н.323 осуществляет функции управления одной зоной сети IP-телефонии. Все устройства, входящие в зону: терминалы, шлюзы, устройства конференций - проходят регистрацию в привратнике. Кроме того, привратник выполняет следующие функции: трансляцию сигнальных сообщений Н.323 между терминалами при установлении и нарушении соединения; преобразование адреса-псевдонима, соответствующего вызываемому абоненту, в транспортный адрес; контроль доступа в сеть на основании идентификации пользователя, наличия необходимой полосы пропускания и других критериев; контроль, управление и резервирование пропускной способности сети. В качестве адреса-псевдонима могут выступать: телефонный номер, имя абонента, адрес электронной почты и другое. Под транспортным адресом понимается совокупность IP-адреса и адреса порта приложения, что в итоге определяет конечный адрес места доставки пользовательской информации.

Привратник может быть выполнен в виде отдельного оборудования (обычно, на базе компьютера) или функции привратника могут быть переложены на шлюз, блок управления конференциями или даже на оконечное устройство (терминал).