Небесный Пэ

Когда мы будем знать то, что мы должны знать…
Мы станем интерконтинентальны,
Наши телефоны будут наши друзья.

Борис Гребенщиков

С момента изобретения в 1876 году американцем шотландского происхождения Александром Беллом (Alexander Bell) телефона этот вид связи основан на коммутации каналов. Сначала каналы коммутировали барышни на телефонных станциях, затем автоматика разных видов и, наконец, электроника. Однако суть от этого не менялась. Для установления телефонной связи между абонентами необходимо непосредственное соединение телефонных аппаратов между собой, что довольно расточительно. Свыше половины (!) от общего времени телефонного разговора приходится на паузы, как многозначительные, так и не очень. В эти моменты оператор, предоставляющий услуги телефонной связи, впустую расходует пропускную способность своих каналов, а абонент щедро оплачивает свое молчание. Так что страдают все. Однако не так давно был найден вариант решения этой проблемы, получивший название «IP-телефония» (или VoIP — Voice over IP).

Идея лежала на поверхности. Уже несколько десятков лет речь по магистральным линиям связи в телефонных сетях общего пользования, построенных на технологии коммутации каналов, передается не в аналоговом, а в цифровом виде. Логичным выглядел следующий шаг: попытаться передавать оцифрованную речь уже по сетям с коммутацией пакетов и, прежде всего, через Интернет. Ведь в этом случае пропускная способность каналов связи используется более рационально, и можно ожидать существенного (в несколько раз) снижения тарифов на телефонные переговоры. Однако сделать это оказалось не так просто. Начнем с пропускной способности. Как правило, от телефонного аппарата абонента до современной цифровой АТС (а их даже в нашей стране уже заметная доля) речь передается в аналоговом виде. На цифровой АТС этот сигнал преобразуется методом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) в цифровой поток со скоростью 64 Кбит/с, обеспечивающий отличное качество. Затем несколько подобных потоков собираются в группы под загадочными названиями типа E1, T1, Т3 и т. п. и передаются по цифровым магистральным каналам связи. И, наконец, в пункте получения сигнала производится разборка групп, обратное преобразования цифры в аналоговый сигнал, и, соответственно, передача речи на телефонный аппарат. В сетях с коммутацией пакетов все несколько сложнее. Во-первых, существует вопрос «последней мили». Конечно, оборудование IP-телефонии можно установить на каждой цифровой АТС и подключить его к Сети. В этом случае для конечного пользователя ничего особенно не изменится, как звонил он по телефону, так и продолжает звонить. Но это довольно дорогостоящее мероприятие. Поэтому хорошо бы предоставить услугу IP-телефонии непосредственно на компьютере пользователя. Но большинство из нас до сих пор подключено к Сети по коммутируемым линиям связи с помощью модемов, обеспечивающих пропускную способность весьма далекую от необходимых 64 Кбит/с. А ведь по соединению с интернет-провайдером передаются не только речевые данные! Да что там «последняя миля»… Оборудование провайдеров Сети изначально не рассчитано на значительное число таких больших цифровых потоков. Значит, требования IP-телефонии к пропускной способности надо снижать, например, эффективно сжимая оцифрованную речь. Еще один момент. Сети с коммутацией пакетов имеют неприятное свойство — есть вероятность задержки в доставке пакетов, и, более того, от пакета к пакету эти задержки могут весьма различаться. Ведь пакеты от отправителя к получателю приходят каким угодно путем и в каком угодно порядке, так как непосредственного соединения между абонентами не устанавливается. И последнее — часть пакетов по пути может вообще потеряться, так что собрать на приемном конце исходный сигнал довольно сложно. Такой вот получается набор весьма непростых проблем. Однако большинство из них на сегодняшний день решено. Значительную роль в этом сыграл протокол H.323, утвержденный МСЭ/ITU¹ в феврале 1998 года и описывающий возможные варианты реализации систем мультимедиа (голос, видео и т. п.) в сетях с коммутацией пакетов и прежде всего — в Интернете.

Н.323 содержит целый ряд важных рекомендаций, например, G.711 и G.722 определяют способ аналого-цифрового преобразования без сжатия, остальные рекомендации включают в себя методы сжатия: G.723 позволяет преобразовать речевой поток 64 Кбит/c в поток 6,3 или 5,3 Кбит/c, а G.728 — те же 64 Кбит/с в поток 16 Кбит/с и менее, при этом обеспечивая малое время задержки. G.729 сжимает 64 Кбит/с в 8 Кбит/с. То есть требования интернет-телефонии по пропускной способности удалось заметно снизить, хотя, как всегда это бывает, за счет некоторого ухудшения качества телефонной связи.

Ну а теперь займемся практикой. Если у вас есть специализированный IP-телефон или ПК с установленным на нем программным обеспечением Net2Phone, MSN Messenger или аналогичным, и если связь осуществляется только между подобными устройствами, то для реализации IP-телефонии больше ничего и не нужно, кроме доступа в Интернет. В случае же когда IP-телефонию необходимо организовать между компьютером и телефоном или между двумя обычными телефонами, потребуются специальные шлюзы. Впрочем, это все уже проблемы оператора, предоставляющего услуги интернет-телефонии. Именно он, как говорится, «приземляет» телефонный трафик, обеспечивая взаимодействие с обычными телефонными сетями. Ну а нам остается лишь пробрести телефонную карточку и следовать указаниям, напечатанным на ее оборотной стороне.

Однако в последнее время все большую популярность приобретают альтернативы упомянутому протоколу H.323. Одна из них — SIP (Session Initiation Protocol)², а вторая — собственные протоколы интернет-телефонии, разработанные в рамках нашумевшего проекта Skype³, получившего за последний год-полтора необычайно широкое распространение среди интернет-пользователей. Создали его швед Никлас Зеннстрем (Niklas Zennstrцm) и датчанин Янус Фриис (Janus Friis), известные всему миру как авторы файлообменной службы KaZaA.

Успех проекта Skype вполне объясним. Качаем семь с небольшим мегабайт клиентской программы с сайта www.skype.com, устанавливаем ее на свой домашний компьютер с доступом к Интернету, подключаем к ПК телефонную гарнитуру и, вуаля! — бесплатно разговариваем со всем миром. Или совсем недорого разговариваем, если у нашего абонента нет компьютера со Skype, и нам приходится звонить на обычный городской или сотовый телефон. Качество передачи речи просто потрясает, для нормального общения в большинстве случаев достаточно даже качественного диалапа. Ну а клиенты домовых сетей и владельцы ADSL-модемов вообще не испытывают никаких проблем. Простота и удобство Skype настолько очевидны, что Майкл Пауэлл (Michael Powell), председатель FCC⁴, хоть он лицо и весьма официальное, не удержался и высказался вот в каком ключе: «Когда я загрузил Skype, я понял, что все кончено⁵. Если основатели KaZaA распространяют бесплатно небольшую программу, которую вы можете использовать для общения с любым абонентом при фантастическом качестве и бесплатно, — это все. Мир изменится необратимо»⁶.

И он прав. Пусть рассказывать об IP-телефонии довольно сложно, потому как с технической точки зрения это весьма нетривиальная штука, но зато ей очень просто пользоваться!

1 МСЭ/ITU — Международный Союз Электросвязи/International Telecommunications Union.

2 Протокол инициации сеанса, который обеспечивает услуги интернет-телефонии аналогично H.323, но значительно проще и менее требователен к ресурсам. SIP — протокол типа запрос-ответ, занимается запросами от клиентов и откликами от серверов.

3 Я попытался выяснить, что означает словечко Skype, но из этого ничего не вышло. Правда, наткнулся на высказывание одного из основателей проекта, Никласа Зеннстрема: «Это название не значит ничего — всего лишь хорошее имя для пиринговой интернет-телефонии, которая позволит совершать неограниченное число звонков по всей сети тем, кто так же пользуется данной услугой». Раз так, переведем Skype на русский, перефразируя гоблиновское «Полный Пэ», как… «Небесный Пэ».

4 FCC (Federal Communications Commission) — Федеральная комиссия по телекомуникациям США.

5 Думаю, по контексту понятно, что все «кончено» для обычной телефонии.

6 Fortune Magazine, February 16, 2004.