Текст книги "Skype: бесплатные звонки через Интернет. Начали!"

Одна из самых неприятных помех во время разговора через VoIP-телефонию – это задержки сигнала, то есть вы слышите своего собеседника не сразу в тот момент, когда он говорит, а спустя некоторое время. И собеседнику ваш голос тоже приходит с опозданием. В результате этого между фразами появляется некая пауза, а когда вы начинаете говорить, то можете обнаружить, что голос собеседника только начал к вам поступать. Даже если задержка совсем небольшая, она все равно существенно портит разговор.

Реальный уровень задержки звука зависит от многих факторов: перегруженность Сети в данный момент, количество пользователей, расстояние между собеседниками, тип соединения и даже тип оборудования, через которое проходит трафик.

Характерным недостатком VoIP-телефонии является искажение сигнала под названием джиттер, то есть дрожание. Джиттер возникает из-за разброса по времени доставки VoIP-пакетов, которые по умолчанию должны были приходить один за другим непрерывным потоком.

Задержки сигнала были с момента появления VoIP-телефонии. Дело в том, что при передаче трафика через Интернет невозможно гарантировать мгновенную доставку голоса собеседнику. На пути трафика обязательно возникает какое-то узкое место, где образуются «пробки» из информационных пакетов. Однако расширение каналов и установка на них нового, более скоростного оборудования происходит постоянно.

В далеком 1995 году каналы связи, оборудование для коммутации и сетевые настройки были настолько слабыми, что задержки сигнала при VoIP-связи составляли от 400 до 4000 мс (миллисекунд), то есть от 0,4 до 4 с. Потом ситуацию исправили, но задержки портят жизнь пользователям до сих пор. Крупнейшие провайдеры VoIP-телефонии декларируют максимальный уровень задержки в 150 мс и стараются обеспечить это гарантированное качество связи.

Еще один существенный недостаток заключается в том, что в мире VoIP до сих пор нет единых стандартов. Связисты Международного телекоммуникационного союза (International Telecommunication Union, или ITU) продвигают стандарт Н.323, компьютерщики же придумали открытый стандарт SIP и создают все новые сервисы на его основе. А бизнесмены вообще идут своим путем, разрабатывая нестандартные сервисы и пытаясь заработать на их популярности. Например, создатели нестандартной программы Skype – шведские бизнесмены и эстонские программисты – получили около 2 млрд долларов благодаря тому, что их программа стала очень известной и популярной, и бизнес удалось продать за такую астрономическую сумму. Эстонские программисты, впрочем, не получили своих миллионов, потому что трудились исключительно за зарплату.

Свои закрытые интернет-пейджеры с поддержкой VoIP выпускают крупнейшие интернет-корпорации, такие как Yahoo, Google, MSN и AOL. Программу Skype тоже можно занести в этот список, потому что теперь она принадлежит еще одной богатейшей корпорации eBay. Каждая из этих программ закрыта от других, но в них вкладываются миллионы долларов для развития и продвижения именно своих разработок. Это настоящая битва стандартов, которая подогревается острой конкуренцией между финансовыми гигантами.

К сожалению, приверженцы открытых стандартов не обладают такими огромными финансовыми ресурсами, поэтому VoIP-программы, работающие полностью на открытых стандартах и совместимые друг с другом, такие как Gizmo или SIPphone, пока не слишком известны широкой публике. Однако многие эксперты считают, что будущее все-таки именно за ними.

Подготовка и передача пакетов

Разберемся более подробно, каким образом работает интернет-телефония. Общая схема такова:

□ подготовка данных для передачи: ваш голос переводится в цифровую форму (оцифровка) и сжимается (компрессия);

□ цифровой поток разбивается на пакеты, которые отправляются по компьютерной сети в пункт назначения;

□ система адресата получает пакеты с голосовым потоком, осуществляет их «сборку», после чего переводит информацию обратно из цифровой формы в аналоговую.

Ниже об этих этапах рассказано более подробно.

На этапе подготовки происходит оцифровка и сжатие данных. Оцифровка аналогового сигнала означает, что колебания воздуха преобразуются в череду нулей и единиц. На первом этапе колебания воздуха – ваш голос – фиксируются мембраной микрофона. Затем за дело берется блок аналого-цифрового преобразования (АЦП) звуковой карты компьютера.

Процесс оцифровки имеет несколько этапов:

□ выборка;

□ квантование сигнала;

□ кодирование.

Самый общепризнанный стандарт кодирования звука называется РСМ (Pulse Code Modulation, или импульсно-кодовая модуляция), известный также как стандарт G.711. Он предполагает выборку 8000 образцов речи в секунду. Каждый из образцов имеет размер 8 бит, так что результатом работы РСМ является цифровой поток в 64 000 бит/с.

Одновременно с оцифровкой звука кодек РСМ обеспечивает и эффективное сжатие цифрового сигнала. Основной принцип здесь основан на том, что человеческое ухо не восприимчиво к большей части звукового спектра. Кроме того, голос человека занимает довольно узкую полосу во всем диапазоне слышимых звуков.

Диапазон слышимых частот составляет примерно от 16 до 20 000 Гц. Частоты человеческого голоса лежат в пределах от 64 до 1300 Гц, а типичные частоты телефонного сигнала – от 300 до 3400 Гц.

Как видим, только уже за счет эффективной выборки частот можно сжать сигнал в несколько раз. Кроме того, применяются и другие, гораздо более сложные методы компрессии. Как я говорил, кодек РСМ обеспечивает цифровой поток 64 000 бит/с. Существуют и другие стандарты оцифровки звукового сигнала. Вот некоторые из кодеков, которые входят в базовый набор Н.323:

□ G.711 (РСМ) – 64 Кбит/с;

□ G.721 (ADPCM) – 32 Кбит/с;

□ G.723 (ADPCM) – 24 Кбит/с;

□ G.726 (ADPCM) – 16 Кбит/с;

□ G.728 (LD-CELP) – 16 Кбит/с;

□ G.729 (CS-ACELP) – 8 Кбит/с.

Сегодня набор стандартов Н.323 используется в некоторых программах для интернет-телефонии, таких как NetMeeting и Ekiga. Однако Н.323 не является единственным общепризнанным стандартом, как это было раньше, хотя он рекомендован к использованию Международным телекоммуникационным союзом.

Кроме того, существует стандарт SIP, а также различные кодеки и коммерческие протоколы для передачи трафика, которые не являются признанными стандартами. Результатом этого стало то, что сейчас в мире насчитывается более 650 различных VoIP-сервисов, зачастую несовместимых между собой. Самый известный – это Skype. Существуют национальные VoIP-сервисы, например десяток таких базируется в России.

Закрытые протоколы Skype – нестандартные протоколы связи и проприетарные, нестандартные кодеки. Несмотря на это сервису удалось добиться популярности. По оценкам экспертов пользователи Skype составляют не менее 20 % от всей аудитории сервисов VoIP в мире. На данный момент это самая популярная в мире VoIP-программа.

Следующий этап – это передача пакетов. Транспортировка цифрового трафика осуществляется через Интернет с помощью технологии TCP/IP. Термин TCP/IP обозначает целый набор технологий и прикладных программ, связанных с передачей данных через Интернет. Сюда также входят вспомогательные протоколы DNS, UDP, ARP и многие другие. На заре же существования Интернета это было просто два протокола: протокол TCP и протокол IP.

Протоколы TCP и IP (Transmission Control Protocol и Internet Protocol) были изобретены более 25 лет назад и с тех пор эффективно выполняют свою функцию: объединяют миллионы разнородных компьютерных систем, разбросанных по всему миру, в единую сеть, которая и называется «Интернет».

Как уже говорилось, в Интернете вся информация путешествует в виде пакетов. Протокол IP (Internet Protocol) обеспечивает адресацию сетевых пакетов. Таким образом осуществляется прокладка маршрута среди миллионов компьютеров, выполняющих роль шлюзов. Каждый из этих компьютеров работает как звено в цепи, получая пакеты от одного соседа и передавая их другому.

Протокол TCP (Transfer Control Protocol) обеспечивает установление надежного соединения между двумя компьютерами. Он контролирует оптимальный размер пакетов передаваемых данных, а также осуществляет, например, повторную посылку пакета в случае сбоя. С помощью протокола TCP передается львиная доля всего трафика в Интернете, чего нельзя сказать о голосовом трафике.

Для голосового трафика вместо TCP используется протокол UDP (User Datagram Protocol). Он же применяется и для организации видеоконференций в Интернете. То есть интернет-телефония не является приложением TCP/IP, но все-таки принято говорить именно так, потому что сам протокол UDP всегда рассматривается как часть универсального стека TCP/IP.

Итак, обнаружилось главное отличие между транспортировкой в Интернете обычной информации (тексты, веб-страницы) и голосовым трафиком. Это разные транспортные протоколы: вместо TCP используется UDP. Наряду с IP он является базовым протоколом для транспортировки голосового трафика.

Поверх UDP работают еще три специальных протокола: NTP, RTP и RTCP.

□ Протокол NTP (Network Time Protocol) отвечает за синхронизацию времени на компьютерах адресата и получателя, чтобы передавать голосовые пакеты в правильной последовательности и в заданное время. Это очень важно для качества связи.

□ Протокол RTP (Real-Time Transport Protocol) – транспортный протокол реального времени, предназначенный для передачи по Интернету мультимедийных данных, в том числе аудио и видео. RTP выполняет следующие функции: идентификацию типа полезной нагрузки, нумерацию последовательности пакетов и присвоение временных меток. В принципе, RTP был разработан для многоадресного вещания контента, но он отлично подходит для организации сессий типа «точка-точка», то есть для VoIP-телефонии (http://www. compdoc.ru/network/internet/videopotoki/).

□ Протокол RTCP (Real-Time Transport Control Protocol) – протокол управления передачей, который работает в паре с RTP и помогает следить за качеством передаваемого сигнала, уровнем перегрузки канала связи, а также за потерей пакетов.

Все три протокола службы UDP работают вместе и гарантируют транспортировку VoIP-пакетов точно по адресу в заданное время и с максимально возможным качеством.

При передаче голосового трафика через Интернет пакеты VoIP помещаются внутрь пакетов RTP, которые, в свою очередь, располагаются в пакетах UDP-IP.

Отдельно нужно сказать о технологии под названием SIP (Session Initiation Protocol), которая сейчас является одним из самых современных и популярных протоколов для реализации VoIP-сервисов. Она обеспечивает не только передачу VoIP, но также передачу видео, мгновенных сообщений, информации в онлайновых играх и внутри виртуальной реальности. Это универсальная технология.

Набор SIP включает в себя большое множество различных спецификаций, которые приближают VoIP к традиционной телефонной связи по качеству и надежности, а также добавляют VoIP новые функции. Например, если во время разговора поступает входящий вызов от другого абонента, то протокол SIP позволяет принять его в разговор и устроить трехстороннюю связь, либо отклонить вызов, либо поставить его на удержание. При помощи SIP пользователь может изменить характеристики звонка прямо во время сеанса связи. Например, если сеанс связи был инициирован как «только голосовой», то в его процессе можно также подключить функцию передачи видео. Такая возможность очень удобна, если к телефону подключается, скажем, третий участник и пробует, например, передать файл или желает увидеть видео.

Протокол SIP предусматривает передачу данных в пиринговой сети (Р2Р). Ее участники автоматически устанавливают между собой прямые соединения и обеспечивают передачу трафика от одного абонента к другому. Работа SIP-приложений происходит через специальные прокси-серверы.

В данный момент стандарт SIP поддерживают многие популярные VoIP-программы, в том числе Microsoft Windows Messenger, Apple iChat AV, OpenWengo, Gizmo и другие.

Резюме

В этой главе вы познакомились с понятием VoIP-телефонии и узнали, что голос можно передавать не только по аналоговым сетям телефонных линий, но и по цифровым каналам Интернета. Итак, вы выяснили, что при передаче голоса через Интернет он проходит три стадии:

□ преобразование аналогового сигнала в цифровой;

□ транспортировка пакетов данных через цифровые каналы связи;

□ обратное преобразование цифровых данных в голос.

В этой главе было рассказано о некоторых технических подробностях передачи голоса через Интернет. Вы узнали об используемых протоколах, их различиях и сходствах. Теперь вы в курсе, какие кодеки и протоколы применяются в тех или иных сетях и какие преимущества они имеют, также вы получили представление о необходимом оборудовании.

Подводя итог сказанному, можно заключить, что для установления голосовой связи через Интернет вам понадобится лишь компьютер, подключенный к Всемирной паутине, наушники и микрофон. Естественно, скорость передачи данных по каналу, который вы используете, будет существенно влиять на качество связи, но практически все современные каналы обеспечивают необходимую скорость.

Далее вы познакомитесь с программами, позволяющими вам связываться с друзьями и знакомыми через Интернет с помощью голоса, узнаете о том, какое оборудование можно для этого использовать. Кроме того, будет подробно рассмотрена работа с программой Skype – самым популярным «телефоном», количество пользователей которого составляет миллионы. Так что впереди вас ждет много интересного.

Глава 2
Оборудование для работы Skype

Популярность услуг IP-телефонии растет с каждым днем: появляется все больше новых операторов, услуг и программ для общения через Интернет. Производство аппаратных средств стремительно развивается. Сегодня на рынке высоких технологий пользователю предлагаются телефоны, подключающиеся к порту USB компьютера, и оборудование, которое можно подсоединять напрямую к сети. Существует и высокотехнологичная аппаратура, обеспечивающая целый спектр услуг: голосовые конференции, видеоканал, передачу данных и т. д. В общем, выбор богат, и можно просто-напросто запутаться во всем этом изобилии. Чтобы этого не произошло, вашему вниманию предлагаются материалы данной главы, которая посвящена аппаратным средствам для Skype-телефонии.

После ее прочтения каждый сможет сориентироваться во всем многообразии средств связи для VoIP-телефонии. Вы узнаете, какой минимальный набор оборудования нужен для общения через Интернет с помощью программы Skype и какая существует техника, обеспечивающая более высокую функциональность. Вы будете ясно представлять, что вам нужно купить и что потом с этим делать.

Аппаратные средства для Skype-телефонии

Звуковая карта, микрофон и наушники – вот минимальный набор, который обеспечит голосовое общение через Интернет, без него у вас вряд ли что получится. В этом разделе вы познакомитесь с типами оборудования, рассмотрите различия между аналогичными моделями, а также изучите способы подключения устройств к компьютеру.

Звуковые карты стали незаменимой частью современного компьютера, они преобразовывают звук в цифровой сигнал, и наоборот. Поскольку ПК без возможностей прослушивания музыки и записи звука с внешних устройств вряд ли будет кому-либо нужен, практически все современные системные (материнские) платы имеют на борту встроенную звуковую карту, обеспечивающую весьма достойные звуковые параметры.

Выходы звуковой платы находятся на задней панели компьютера. Например, на рис. 2.1 вы можете видеть выходы стандартной звуковой карты на материнской плате.

Рис. 2.1. Выходы звуковой платы отмечены кружком

Кроме того, некоторые современные материнские платы оснащаются многоканальными звуковыми платами, имеющими не три, а шесть выходов. Пример такой платы вы можете видеть на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Выходы многоканальной звуковой платы

Многих пользователей не устраивают возможности встроенных карт обработки звука, поэтому они устанавливают звуковые карты, приобретенные отдельно. Пример такой карты изображен на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Внешняя звуковая карта

Теперь вы знаете основные виды звуковых карт и без проблем найдете нужные выходы. Разберемся, за что они отвечают. Как вы, наверное, замечали, выходы различаются по цветам, так что найти нужный не составит труда, к тому же возле каждого из них находится значок, информирующий о предназначении канала.

Например, чтобы подключить микрофон, найдите выход со значком микрофона, обычно он имеет розовый цвет. Наушники либо колонки подключите к линейному выходу, он зеленого цвета. Если необходима более подробная информация, обратитесь к инструкции для карты. Итак, будем считать, что звуковая карта у вас есть. Однако, как вы потом узнаете, при определенных условиях можно разговаривать даже без нее.

Если вы хотите слышать собеседника, то необходимо иметь устройство воспроизведения голоса. Для этого вполне могут подойти стандартные настольные колонки. Однако, когда человек в помещении не один, он вряд ли захочет, чтобы окружающие знали, о чем он говорит. К тому же звук из колонок может мешать остальным людям. Выходом из этой ситуации будет использование наушников.

В принципе, у вас могут быть абсолютно любые наушники, например от вашего CD– или Flash-МРЗ-плеера, но, если вы хотите полностью отгородить себя от постороннего шума, рекомендую приобрести наушники закрытого типа. Например, такие, как на рис. 2.4.

Качество наушников, естественно, будет сказываться на качестве звука. Если вам нужны наушники только для общения, подойдут практически любые, ведь человеческий голос затрагивает очень ограниченный диапазон частот, который нормально воспроизводят даже недорогие модели.

Рис. 2.4. Пример наушников закрытого типа

Поскольку вы собираетесь общаться с собеседником в двустороннем порядке, вам понадобится еще и микрофон для передачи вашего собственного голоса. Найти подобное устройство не составит никакого труда, ведь подойдет практически любое. Для удобства работы лучше использовать специальные компьютерные, оснащенные подставкой, которая позволит вам регулировать высоту и угол наклона микрофона.

Кроме того, существуют микрофоны, крепящиеся на одежду или с оголовьем. Так что вам не нужно будет его переставлять, чтобы повернуться в сторону. А в общем случае с микрофонами ситуация такая же, как с наушниками, – лишь бы вам было удобно работать.

Несмотря на то что использование наушников (колонок) и микрофона в отдельности имеет свои преимущества, в большинстве случаев удобнее применять совмещенные устройства – гарнитуры. По внешнему виду они напоминают наушники, к которым приделали микрофон так, чтобы он все время был у вашего рта. На рис. 2.5 вы можете видеть классическую гарнитуру с наушниками закрытого типа.

Рис. 2.5. Аналоговая гарнитура

Как видите, на конце провода находятся два штекера: один из них вставляется в разъем для микрофона, а другой – в разъем для наушников. В итоге вы получаете очень удобное устройство для ведения переговоров.

В других же случаях вам надо будет разговаривать еще и с окружающими, тогда стоит использовать гарнитуру с одним наушником, как на рис. 2.6.

Использование этого устройства дает возможность работать «на два фронта»: вы одновременно будете слышать и собеседника по IP-телефонии, и окружающих людей.

Обратите внимание, что рассмотренные выше устройства имели аналоговый интерфейс, то есть подключались к звуковой карте. Кроме них, есть еще и цифровые, позволяющие обходиться без карты. На рис. 2.7. представлен пример цифровой гарнитуры.

Подобные устройства подключаются через интерфейс USB и освобождают вас от необходимости использовать звуковую карту. Какое устройство вам больше подходит, решайте сами.

Рис. 2.6. Гарнитура с одним наушником

Рис. 2.7. Цифровая гарнитура

Если вы используете на своем компьютере одновременно гарнитуру и аудиоколонки, то наверняка сталкивались с проблемой переключения сигнала между этими устройствами. Переключатель PC Headset Speaker Switch, разработанный фирмой Plantronics, способен решить проблемы такого рода. Это компактное и стильное устройство, которое может быть расположено в любом удобном месте и способно переключать аудиосигнал с гарнитуры на колонки и обратно одним нажатием кнопки.

Устройство подключается к разъему звуковой карты от любых производителей и не требует предварительных настроек.

Для использования и передачи своему собеседнику видеоизображения, захваченного с камеры, вам может потребоваться специальное устройство, называемое веб-камерой.