Дипломная работа: Организация сети передачи голоса по IP протоколу на базе распределенной локальной вычислительной сети АГУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Астраханский государственный университет»

Допускается к защите.

«___»___________________ 2007 г.

Заведующий кафедрой ИС

д. т. н., проф.

__________________Петрова И.Ю.

Дипломный проект

«Организация сети передачи голоса по IP протоколу на базе распределённой

локальной вычислительной сети АГУ»

Исполнитель: студент группы ДИТ-51 ___________________ Кутепов П.В. «___»___________________2007 г. Руководитель: старший преподаватель ___________________ Киселев А.А. «___»___________________2007 г.		Согласовано: Кафедра «Информационные системы» консультант по технике безопасности и эргономике, к.псх.н., доц. ______________________ Яковец Д.А. «___»_____________________2007 г. Кафедра «Экономическая теория» консультант по экономике, асс. ______________________ Мешкова А.П. «___»_____________________2007 г. нормоконтролер Кафедра «Информационные системы» _____________________Девятайкина И.А. «___»_____________________2007 г.

Текстовая документация ДП 230201.007.2007

Астрахань – 2007 г.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Астраханский государственный университет»

Факультет математики и информационных технологий

Специальность «Информационные системы и технологии»

Кафедра «Информационные системы»

Утверждаю

Завкафедрой __________________

«____» ___________________20__ г.

ЗАДАНИЕ

по дипломному проекту студента

Кутепова Петра Викторовича

1. Тема проекта Организация сети передачи голоса по IP протоколу на базе распределённой локальной вычислительной сети АГУ

утверждена приказом по университету от «___» ____________2006г. № __________

2. Дата выдачи задания по дипломному проекту «_____»________________20__г.

3. Исходные данные к проекту.

Общий подход к построению IP-сети для передачи телефонного трафика на безе распределенной сети АГУ. Механизмы управления и решения проблем передачи голоса по IP. Обеспечение качества IP-речи. Управление полосой пропускания. Конфигурирование сетевого оборудования. Создание схемы IP сети для передачи голоса.

4. Функции, реализуемые системой:

· обеспечение передачи голоса внутри сети АГУ

· возможность передачи голосового сообщения по IP протоколу удаленному клиенту используя телефонную сеть общего пользования.

· функции, связанные с протоколами передачи данных;

· функции, связанные с обработкой голосовой информации

· функции передачи голоса через IP-сети (Voice Over IP)

5. Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):

· Обследование предметной области

· Постановка задачи формирования исходных данных с последующим внедрением IP технологии.

· Разработка рабочего проекта - настройка сетевого оборудования, отладка, тестирование, создание документации по использованию

· Расчет экономической и социальной эффективности от внедрения разрабатываемой подсистемы

· Определение эргономических условий для рабочего места сотрудника учебной части

6. Перечень графического материала

Структура IP сети АГУ

1) Схема подключения в корпоративную сеть

2) Структура сети главного корпуса АГУ

3) Структура телефонной сети АГУ

4) Сеть передачи голоса по IP протоколу на базе локальной вычислительной сети и ЦАТС АГУ. Оператор предоставления услуг IP телефонии города Москва.

5) Схема интеграции с корпоративной структурой и текущей телефонной системой

6) Структура сети АГУ с технологией IP телефонии

7) Структура сети главного корпуса АГУ с технологией IP телефонии

Руководитель ________________________________________

Задание принял к исполнению ___________________________________________

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

	Наименование этапов дипломного проекта	Срок выполнения этапов проекта	Отметка о выполнении, подпись руководителя
1	Представление проекта задания на дипломный проект	до 01.10.2006
2	Согласование задания на дипломный проект с руководителем диплома и заведующим кафедрой	до 10.11.2006
3	Введение. Обследование предметной области и подготовка 1-й главы дипломного проекта (10%)	до 01.12.2006
4	Технический проект. Глава 2. Подробное описание функций проектируемой системы (25 %)	до 10.01.2007
5	Отчет по преддипломной практике с демонстрацией работы созданного программного продукта (60%)	до 07.04.2007
6	Глава 3. Разработка рабочего проекта (80%)	до 28.04.2007
7	Глава 4. Расчет экономического и социального эффекта (90%)	до 12.05.2007
8	Глава 5. Обеспечение эргономики рабочего места (100%)	до 25.05.2007
9	Оформление пояснительной записки	до 25.05.2007
10	Подготовка презентационного ролика	до 25.05.2007
11	Предварительная защита дипломного проекта	до 30.05.2007

Студент ___________________________________________

Руководитель ________________________________________

КОНСУЛЬТАНТЫ ПО ПРОЕКТУ

Раздел	Консультант	Задание выдал		Задание принял
Раздел	Консультант	дата	подпись	дата	подпись
Обеспечение эргономики рабочего места	Яковец Д.А.
Расчет экономического и социального эффекта	Мешкова А.П.

Руководитель _________________________

(подпись)

Задание принял к исполнению _________________________

(подпись)

1 РЕФЕРАТ

Локальная вычислительная сеть, телефония, цифровая автоматическая телефонная станция, маршрутизатор Cisco 3845, IP – телефон, передача голоса, междугородная связь.

Пояснительная записка представлена на 92 страницах и включает 7 таблиц и 30 схем и изображений. Было использовано 28 источников литературы.

Объектом работы является Астараханский государственный университет.

Цель проекта – снизить затраты на междугородные и международные звонки используя технологию IP телефонии, на основе локальной вычислительной сети Астраханского государственного университета.

Данный проект предназначен для:

· организации сети передачи голоса по IP протоколу

· сокращения затрат на услуги связи

· повышения качества телефонной связи.

Обычные телефонные звонки требуют разветвлённой сети связи телефонных станций, связанных закреплёнными телефонными линиями. Высокие затраты телефонных компаний приводят к дорогим междугородним разговорам.

В связи с повышением абонентской платы за использование телефонной сети, IP телефония становится более актуальным и выгодным вариантом передачи голоса и факсимильных данных.

В Астраханском государственном университете существует хорошо организованная IP сеть. Она построена с использованием маршрутизатора Cisco 3845 и коммутаторов Cisco Systems серии Catalyst 2950. Использование этого оборудования дает возможность организовать сеть передачи голоса и факсимильных данных по IP протоколу.

Проведен расчет экономической эффективности от внедрения проекта, и рассчитаны следующие показатели:

· Капитальные затраты - 101160 руб

· Амортизация - 860 руб

· Экономия - 34879 руб

· Окупаемость проекта - 4 месяца

В проекте были разработаны рекомендации по обеспечению эргономики рабочего места

Разработана структурная схема внедрения IP телефонии в сеть АГУ, схема соединения цифровой АТС ТОС 120 с маршрутизатором Cisco 3845, выбрано оборудование для реализации проекта, выбран провайдер услуг IP телефонии.

Содержание

Введение. 9

1. Описание предметной области.. 10

1.1. Основные понятия IP телефонии и виды строения сетей IP телефонии. 10

1.2. Структура сети АГУ.. 14

1.3. Решения Cisco Systems для IP-телефонии. 15

1.4. Маршрутизаторы Cisco Systems. 16

1.5. Коммутатор серии Catalyst 2950. 18

1.6. IP телефон. 18

1.7. Функции IP телефонов. 19

1.8. Настройка VPN сети. 20

1.9. Способы и средства защиты информации. 21

2. Технический проект. 23

2.1. Структура сети главного корпуса АГУ.. 23

2.2. Структура телефонной сети АГУ.. 23

2.3. Описание организации сети IP телефонии. 26

2.4. Параметры качества связи. 27

3. Рабочий проект. 29

3.1. Исследование рынка IP телефонии. 29

3.2. Компании представляющие решения IP-телефонии. 31

3.3. Поиск оптимального по требованиям IP – провайдера. 36

3.4. Cisco Call Manager 40

3.5. Модуль Cisco Unity Express. 41

3.6. Модуль Cisco Systems VWIC-2MFT-E1 на 60 голосовых каналов. 42

3.7. Подключение цифровой АТС АГУ к маршрутизатору Cisco 3845. 43

3.9. Настройка Cisco CallManager 46

3.10. Виды соединений при использовании IP-телефонии. 48

3.11. Выбор операторов услуг IP телефонии. 49

3.12. Принципы работы SIPNET. 51

3.13. Настройка маршрутизации SIPNET. 52

3.14. Протокол SIP. Общие сведения. 53

3.15. Принципы протокола SIP. 55

3.16. Интеграция SIP с IP сетями. 56

3.17. Принцип работы VPN.. 59

4. Экономический и социальный эффект от внедрения проекта 61

4.1. Технико-экономическое обоснование проекта. 61

4.2. Экономия на междугородных и международных разговорах. 61

4.3. Ускоренная окупаемость капитальных затрат. 62

4.4. Расчет текущих затрат. 64

4.5. Амортизация. 65

4.6. Расчет финансовых результатов реализации проекта. 65

4.7. Выводы.. 66

5. Обеспечение эргономики рабочего места.. 68

5.1. Анализ условий труда при эксплуатации устройств IP телефонии. 69

5.2. Обеспечение оптимальных микроклиматических параметров. 71

5.3. Мероприятия по снижению шума. 72

5.4. Снижение нагрузки на зрение. 72

5.5. Общие требования к организации режима труда при работе с ЭВМ.. 74

5.6. Снижение статических физических нагрузок. 75

5.7. Мероприятия по снижению электромагнитного излучения. 77

5.8. Требования по электробезопасности и пожарной безопасности. 78

Заключение. 80

Литература.. 82

Приложение 1. Тарифы звонков в сети SIPNET и расход трафика на звонок по IP 84

Приложение 2. Конфигурационные настройки ЦАТС ТОС 120. 86

Приложение 3. Схема сетевого оборудования корпусов АГУ.. 89

Приложение 4. Настройка Cisco 3845 для ip - телефонии. 90

Приложение 5. Материал на электронном носителе. 902

Введение

Протокол IP стал всемирным стандартом передачи данных, и является общей платформой для передачи голосовой, видео и прочей информации. Крупнейшие телекоммуникационные компании мира инвестируют в развитие собственных IP сетей и в миграцию существующих голосовых сетей на IP.

В Астраханском государственном университете существует хорошо организованная IP сеть, что дает основу для организации передачи голоса и факсимильных данных по IP протоколу.

Цель проекта – снизить затраты на междугородные и международные звонки используя технологию IP телефонии, на основе локальной вычислительной сети Астраханского государственного университета.

Данный проект предназначен для:

· сокращения затрат на услуги связи

· организации сети передачи голоса по IP протоколу

· повышения качества телефонной связи.

Передача голоса по IP протоколу позволит сократить затраты на услуги связи, использовать локальную вычислительную сеть АГУ для обеспечения телефонной связью и выхода в сеть Internet, повысить качество телефонной связи.

1. Описание предметной области

1.1. Основные понятия IP телефонии и виды строения сетей IP телефонии

IP-телефония – это технология, позволяющая использовать Интернет или любую другую IP-сеть для ведения международных, междугородных или других телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени. Для организации телефонной связи по IP-сетям используется специальное оборудование – шлюзы IP-телефонии. Каждый шлюз должен быть соединен с телефонным аппаратом или абонентской линией АТС, пользователи которых будут являться абонентами IP-шлюза.

Два абонента разных IP-шлюзов, разделенные расстоянием в тысячи километров, могут общаться в режиме реального времени, оплачивая только время подключения к IP-сети. С равным успехом IP-шлюз может использоваться и в локальной IP-сети. Общий принцип действия телефонных шлюзов IP-телефонии таков: с одной стороны шлюз подключается к аналоговым телефонным линиям – и может соединиться с любым телефоном мира. С другой стороны шлюз подключен к IP-сети – и может связаться с любым компьютером в мире. Шлюз принимает телефонный сигнал, оцифровывает его (если он исходно не цифровой), значительно сжимает, разбивает на пакеты и отправляет через IP-сеть по назначению с использованием протокола IP. Для пакетов, приходящих из IP-сети на шлюз и направляемых в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке. Обе составляющие процесса связи (вход сигнала в телефонную сеть и его выход из телефонной сети) происходят практически одновременно, что позволяет обеспечить полнодуплексный разговор.

На основе этих базовых операций можно построить много различных конфигураций. Для того, чтобы осуществить междугородную (международную) связь с использованием технологии IP-телефонии, организация или оператор услуги должны иметь по шлюзу (или IP-телефону) в тех местах, куда и откуда планируются звонки. Стоимость такой связи на порядок меньше стоимости телефонного звонка по обычным телефонным линиям. Особенно велика эта разница для международных переговоров. IP-телефония опирается на две основных операции: преобразование (сжатие) речи внутри кодирующего/декодирующего устройства (кодека) и упаковку в пакеты для передачи по IP-сети. В IP-телефонии используется особая система передачи пакетов со звуковой информацией, что обусловлено спецификой передачи данных по IP-сетям.

В традиционных телефонных линиях между абонентами во время разговора создается канал, чем обеспечивается фиксированная пропускная способность для передачи сигнала. В то время, как IP-сеть представляет собой систему, реализующую принцип коммутации и маршрутизации пакетов. IP-сеть не предоставляет гарантированного пути между точками связи, вся передаваемая информация (голос, текст, изображения, и т.п.) разделяется на пакеты данных, имеющие в своем составе адреса точек назначения (приема и передачи) и порядковый номер. Узлы IP-сети направляют эти пакеты по сети до окончания маршрута доставки. После прибытия пакетов к точке назначения, для восстановления исходного объема упорядоченных данных используются порядковые номера пакетов. Для приложений, где не важен порядок и интервал прихода пакетов, таких как e-mail, время задержек между отдельными пакетами не имеет решающего значения.

IP-телефония является одной из областей передачи данных, где важна динамика передачи сигнала, которая обеспечивается современными методами кодирования и передачи информации. Для обеспечения стабильной телефонной связи по IP-сетям введены специальные протоколы передачи данных, например, RTP. При передаче в режиме реального времени до 30% пакетов могут быть утеряны или получены с опозданием (что в режиме реального времени одно и то же). Хорошее приложение IP-телефонии должно возместить нехватку пакетов, восстановив потерянные данные. Сам алгоритм кодирования речи также оказывает влияние на восстановление данных. Для кодирования звуковой информации обычно используются следующие кодеки: G.711, G.722, G.723, G.723.1, G.726, G.728, и G.729.

Сеть IP-телефонии представляет собой совокупность оконечного оборудования, каналов связи и узлов коммутации. Сети IP-телефонии строятся по тому же принципу, что и сети Интернет. Однако в отличие от сетей Интернет, к сетям IP-телефонии предъявляются особые требования по обеспечению качества передачи речи. Одним из способов уменьшения времени задержки речевых пакетов в узлах коммутации является сокращение количества узлов коммутации, участвующих в соединении. Поэтому при построении крупных транспортных сетей в первую очередь организуется магистраль, которая обеспечивает транзит трафика между отдельными участками сети, а оконечное оборудование (шлюзы) включается в ближайший узел коммутации (рис. 1.1.). Оптимизация маршрута позволяет улучшить качество предоставляемых услуг.

Рис. 1.1. Пример построения сети IP-телефонии с использованием магистрали

Для связи между устройствами внутри сети и с устройствами других сетей IP-телефонии используются выделенные каналы или сеть Интернет. По способу связи оконечных устройств между собой сети IP-телефонии можно разделить на выделенные, интегрированные и смешанные.

В выделенных сетях (рис. 1.2.) связь между оконечными устройствами осуществляется по выделенным каналам, и пропускная способность этих каналов используются только для передачи речевых пакетов.

Главное преимущество выделенной сети - это высокое качество передачи речи, так как такие сети предназначены только для передачи речевого трафика. Кроме того, для обеспечения гарантированного качество предоставляемых услуг в этих сетях, кроме протокола IP, применяются и другие транспортные протоколы: ATM и Frame Relay.

Рис.1.2. Пример построения выделенной сети IP-телефонии

В интегрированных сетях IP-телефонии для связи между устройствами используется глобальная сеть Интернет (рис. 1.3.). Это может быть уже существующая собственная сеть или доступ к сети Интернет через провайдеров. Если оператор имеет собственную сеть Интернет, то для предоставления услуг IP-телефонии он лишь устанавливает дополнительное оборудование, которое обеспечивает преобразование речи в данные и наоборот, и модернизирует уже имеющееся оборудование, чтобы обеспечить качество предоставляемых услуг. Если оператор IP-телефонии пользуется услугами провайдеров Интернет, то качество услуг такой сети может быть низким, так как обычные сети Интернет не рассчитаны на передачу информации в реальном масштабе времени.

Рис. 1.3. Пример построения интегрированной сети IP-телефонии

По разным причинам операторы сетей IP-телефонии для объединения своих устройств в сети могут использовать выделенные каналы и сеть Интернет. Такие сети называются сетями смешанного типа (рис. 1.4.). Вопрос о том, какие каналы использовать для связи устройств между собой, решается оператором индивидуально в зависимости от возможностей.

Рис. 1.4. Пример построения смешанной сети IP-телефонии

По своему масштабу все сети IP-телефонии можно разделить на международные, региональные и местные.

Международная сеть IP-телефонии имеет точки своего присутствия в нескольких странах и обеспечивает терминацию трафика практически в любую точку мира при минимальном использовании телефонной сети общего пользования. Чаще всего, международные сети не работают с конечными пользователями, а предоставляют свою пропускную способность другим сетям. Главной задачей международных сетей является транзит трафика между сетями различного уровня. При построении международной сети в первую очередь строится мощная магистраль, имеющая большую пропускную способность. Международные сети строятся с использованием выделенных каналов и на базе уже существующих сетей Интернет.

В отличие от международной сети национальная сеть имеет точки своего присутствия в одной или, в крайнем случае, в нескольких близлежащих странах и обслуживает абонентов и местных операторов только этого региона. С помощью заключения договоренности с международными сетями национальная сеть предоставляет своим абонентам и другим местным сетям возможность терминации вызовов в любую точку мира.

Чаще всего, национальные сети строятся национальными телекоммуникационными компаниями с использованием уже существующей инфраструктуры, поэтому большая часть национальных сетей IP-телефонии являются интегрированными сетями

Местная сеть IP-телефонии предоставляет возможность абонентам местной телефонной сети и частным компаниям воспользоваться услугами IP-телефонии. В основном, операторы местных сетей являются провайдерами доступа к сети IP-телефонии. Чаще всего, их сети имеют всего один шлюз, подключенный к более крупным сетям через сеть Интернет или по выделенным каналам. Таких операторов часто называют ресселерами, так как они просто перепродают услуги других сетей абонентам местной телефонной сети.

1.2. Структура сети АГУ

В Астраханском государственном университете существует IP сеть (рис. 1.5.). Она построена с использованием маршрутизатора Cisco 3845 Series Integrated Services Routers и коммутаторов Cisco Systems серии Catalyst 2950. Использование этого оборудования дает возможность организовать сеть передачи голоса и факсимильных данных по IP протоколу. Сеть АГУ построена на оборудовании Cisco Systems, для совместимости устройств целесообразно использовать оборудование именно этой фирмы.

Рис.1.5. Структура IP сети АГУ

1.3. Решения Cisco Systems для IP-телефонии

Голосовые шлюзы обеспечивают подключение системы корпоративной IP телефонии к учрежденческим АТС и телефонной сети общего пользования, а также возможность подключения аналоговых телефонов и факсовых аппаратов. Компания Cisco выпускает широкий спектр голосовых шлюзов – от узкоспециализированных шлюзов начального уровня до функционально богатых универсальных шлюзов – операторского класса. Важнейшими критериями при выборе голосового шлюза являются количество и типы поддерживаемых голосовых интерфейсов, а также поддерживаемые протоколы сигнализации VoIP. Кроме того, при выборе голосового шлюза должны быть также учтены дополнительные требования к функциональности, специфичные для конкретного сетевого решения.

Достоинства, особенности и поддерживаемые функции:

· Передача голосового и факсимильного трафика через IP. Как транспорт могут использоваться любые среды (выделенные линии, ISDN, Frame Relay, Ethernet, Token Ring, ATM)

· Решения основаны на единой линии маршрутизаторов Cisco и не требуют дополнительного аппаратного обеспечения

· Модульная, наращиваемая архитектура

· Передача голоса и факсов через один порт

· Совместимость со стандартом H.323

· Высокая производительность, основанная на использовании DSP (цифровых сигнальных процессоров)

· Поддержка протоколов компрессии голоса G.729 и G.711, позволяет передавать один голосовой канал со скоростью 8 kbps

· Высокое качество голосовых соединений основано на использовании RSVP архитектуры и очередей с приоритетами

· Подавление пауз

· Симуляция шумов в линии

· Развитое управление планом внутренней нумерации и отображением IP-адресов на этот план

· Поддержка DTMF

· Поддержка протокола T.30. (передача факсов)

· Выделенная телефонная линия (сквозное соединение)

· Поддержка групп обзвона

1.4. Маршрутизаторы Cisco Systems

Mаршрутизаторы Cisco Integrated Services Routers поставляются со встроенными аппаратно-программными модулями обеспечения сетевой безопасности, что обеспечивает конечному потребителю единое решение, сочетающее в себе поддержку как функций безопасности, так и современных бизнес-приложений. Такие решения позволяют осуществлять быстрое внедрение как новых сетевых систем с широким набором поддерживаемых функций, так и модернизацию существующих комплексов. Маршрутизаторы семейства Cisco 3800 сочетают в себе функции обеспечения безопасности, маршрутизации и поддержку других сетевых сервисов, предоставляя возможность наиболее эффективно использовать имеющуюся пропускную способность физических линий связи.

Маршрутизаторы Cisco обеспечивают создание надежных и адаптирующихся сетевых решений для удаленных офисов и небольших организаций и предприятий за счет встроенных в них функций VPN, firewall, IPS (Intrusion Prevention System), а также VPN acceleration и IDS (Intrusion Detection System) на основе операционной системы Cisco IOS.

Интегрированные функции по обработке голосового трафика

Семейство маршрутизаторов Cisco 3800 создаёт основу для высокопроизводительных решений по пакетной обработке и передаче голосового трафика. Применяя эти устройства, конечные потребители (удаленные офисы, коммерческие организации и небольшие предприятия) получают возможность использования широчайшего спектра функций по обработке и передаче голосового трафика, встроенные непосредственно в маршрутизаторы доступа.

Маршрутизатор Cisco 3845 (рис. 1.6.) позволяет максимально оптимизировать затраты, связанные с созданием таких решений, устраняя необходимость в дорогостоящем оборудовании и программном обеспечении, реализующем подобный набор функций. Одновременно с этим, архитектура этих устройств позволяет использовать их не только для решения сегодняшних проблем и задач, но и для внедрения в будущем новых технологий и приложений.

Рис. 1.6. Маршрутизатор Cisco 3845

Архитектура маршрутизатора Cisco 3845 разработана специально для обеспечения высокого уровня производительности, доступности и отказоустойчивости, необходимых при масштабировании сетевых систем, характеризующихся высоким уровнем сетевой безопасности, обеспечивающих работу подсистем IP-телефонии, видео-приложений, сетевого анализа и приложений, основанных на технологиях Web. Этот маршрутизатор обеспечивает несколько уровней безопасности для различного рода сетевого трафика на скоростях, близких к максимальным возможностям кабельных систем.

1.5. Коммутатор серии Catalyst 2950

Рис. 1.7. Коммутатор серии Catalyst 2950

Catalyst 2950 – серия интеллектуальных коммутаторов Cisco Systems (рис. 1.7.), с поддержкой Fast Ethernet фиксированной конфигурации, которые можно объединять в стек на скоростях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Коммутаторы имеют расширенные возможности обеспечения заданного качества обслуживания. Комбинация коммутатора Catalyst 2950 с коммутатором Catalyst 3845 позволяет осуществлять IP-маршрутизацию на участке от границы сети до ее магистрали. Управление коммутаторами осуществляется Cisco IOS и Web-доступом Cisco Cluster Management Suite (CMS), который позволяет администратору при помощи стандартного web-браузера одновременно конфигурировать несколько коммутаторов Catalyst, а также выявлять неполадки в их работе. Коммутаторы Catalyst 2950, имеющие порты 10/100/1000 BaseT, обеспечивают гигабитную скорость передачи по медной проводам и являются идеальным решением для перехода от технологии Fast Ethernet к Gigabit Ethernet. Порты Gigabit Ethernet этих коммутаторов допускают подключение через целый ряд гигабитных интерфейсных конверторов, включая модели Cisco GigaStack, 1000BaseT, 1000BaseSX, 1000BaseLX/LH и 1000BaseZX. Все порты способны автоматически определять скорость передачи и duplex-режим, что позволяет оптимизировать использование ресурсов полосы пропускания. Также осуществлена поддержка стандарта IEEE 802.1q.

1.6. IP телефон

Компания Cisco выпускает большой модельный ряд телефонных аппаратов – от базовых моделей цифровых IP телефонов до моделей, предназначенных для руководящих сотрудников, а также для абонентов, обслуживающих большие потоки звонков (рис. 1.8.).

Рис. 1.8. IP-телефоны Cisco: модели 7920,7905G,7912G, 7940G, 7960G с модулем расширения 7914, 7970G и беспроводной IP-телефон Cisco 7920

IP телефоны Cisco Systems являются стандартными телекоммуникационными устройствами, которые представляют новое поколение терминалов использующих передачу голоса через IP.

IP телефоны Cisco спроектированы с учетом роста системных возможностей. Новые функции будут добавляться лишь путем изменения программного обеспечения в flash памяти

1.7. Функции IP телефонов

· Пользователь может получить сообщение голосовой почты.

· Пользователь может просмотреть неполученные вызовы, исходящие вызовы, которые он выполнял, и принятые им вызовы.

· Пользователь может сконфигурировать список быстрого набора номера для часто используемых номеров.

· Пользователь может установить индивидуальные настройки, такие как тип звонка и контрастность дисплея.

Примеры функций при работе с вызовами:

· Повторный набор номера.

· Идентификация вызывающей стороны (CLID)

· Ожидание вызова

· Удержание вызова

· Трехсторонняя конференция

Сетевые функции:

· Поддержка протоколов аудиокомпрессии G.711a, G.711u, G.729ab

· 10BASE-T Ethernet соединение через разъем RJ-45

· Возможность конфигурации телефона с использованием Trivial File Transfer Protocol (TFTP) сервера

· Получение сетевых параметров за счет использование протокола динамического конфигурации хостов (DHCP)

· Определение голосовой активности, подавление голосовых пауз

1.8. Настройка VPN сети

Стоимость трафика Интернет снижается с каждым днем, уже не имеет смысла использовать дорогостоящие выделенные каналы связи, которые ставят компании в зависимость от одного оператора.

Технология VPN создает виртуальные каналы связи через общедоступные сети, так называемые «VPN-туннели». Трафик, проходящий через туннели, связывающие удаленные офисы, шифруется. Злоумышленник, перехвативший шифрованную информацию, не сможет просмотреть ее, так как не имеет ключа для расшифровки.

Для пользователей VPN-туннели абсолютно прозрачны. К примеру, сотрудник представительства в Санкт-Петербурге получает доступ к данными, находящимся в Москве также просто, как и к данным у себя в офисе.

Частые и продолжительные звонки между центральным офисом и представительствами приводят к большим и неоптимизированным расходам на междугородную связь.

Технология Voice-over-IP (VoIP) позволяет передать голосовой трафик по сетям Интернет, минуя дорогостоящих традиционных операторов. Voice-enabled-шлюзы CISCO позволяют вставить голосовые пакеты c офисных АТС в общий IP-трафик, передаваемый между офисами компании.

С помощью технологии VPN можно связать в единую локальную сеть все удаленные офисы компании, обеспечив легкий способ доступа к данным в сочетании с безопасностью.

Кроме сокращения расходов на междугородние переговоры внедряется и набор по коротким номерам. Все удаленные офисы компании вписываются в общую корпоративную телефонную сеть.

В полностью конвергентном решении с использованием голосовых шлюзов CISCO в связке с офисными АТС появляется возможность совершать телефонные звонки с помощью VoIP не только между офисами, но и между телефонными сетями данных городов.

При создании системы информационной безопасности (СИБ) необходимо учитывать, что защитится от всех атак не возможно, постольку реализация подобной системы может стоить бесконечно дорого. Поэтому требуется четкое представление о том, какие атаки могут произойти с какой вероятностью. На основании этих сведений составляется список актуальных угроз, с риском возникновения которых существование невозможно. Хотя зачастую это представление, даваемое экспертной оценкой, довольно субъективно и может быть ошибочно.

1.9. Способы и средства защиты информации

Исходя из списка актуальных угроз, возможно создание комплекса мер противодействия. В него могут быть включены списки методов, средств и способов противодействия угрозам. Все вместе это образует политику информационной безопасности. Политика безопасности – это основополагающий документ, регламентирующий работу СИБ. Политика безопасности может включать в себя сведения об актуальных угрозах и требования к инструментарию обеспечения защиты информации. Кроме того, в ней могут быть рассмотрены административные процедуры. Примером политики информационной безопасности может быть Доктрина Информационной Безопасности РФ.

Следует отметить, что построение СИБ необходимо начинать с обеспечения физической безопасности. Упущения в обеспечении физической безопасности делает бессмысленным защиту более высокого уровня. Так, например, злоумышленник, получив физический доступ к какому-либо компоненту СИБ, скорее всего сможет провести удачную атаку.

Шифрование – математическая процедура преобразования открытого текста в закрытый. Может применяться для обеспечения конфиденциальности передаваемой и хранимой информации. Существует множество алгоритмов шифрования (DES, IDEA, ГОСТ и др.).

Электронно-Цифровая Подпись (ЭЦП), цифровые сигнатуры. Применяются для аутентификации получателей и отправителей сообщений. Строятся на основе схем с открытыми ключами. Кроме того, могут применяться схемы с подтверждением. Так, например, в ответ на посланное сообщение отправителю вернется сообщение, что сообщение было получено.

Резервирование, дублирование. Атаки на отказ системы (Denial of Service) – это один из самых \//распространенных типов атаки на информационную систему. Причем вывод системы из строя может быть произведено как сознательно, так и в силу каких-либо непредсказуемых ситуаций, будь то отключение электричества или авария. Для предотвращения, возможно применение резервирования оборудования, которое позволит динамично перейти с вышедшего из строя компонента на дубликат с сохранением функциональной нагрузки.

2. Технический проект

2.1. Структура сети главного корпуса АГУ

IP сеть охватывает все этажи главного корпуса АГУ (рис. 2.1.), это дает возможность установить IP-телефоны в любом отделе университета или использовать компьютеры для разговоров через локальную вычислительную сеть по IP-протоколу.

Рис. 2.1. Структура сети главного корпуса АГУ.

IP телефоны подключаются, непосредственно к портам коммутирующих устройств локальной вычислительной сети АГУ. Подробная схема сетевого оборудования корпусов АГУ в приложении 3.

2.2. Структура телефонной сети АГУ

В здании главного корпуса АГУ установлена ЦАТС ТОС-120 на 180 абонентов (рис. 2.2.) с городской нумерацией объединяющая три здания (главный корпус, общежитие №1 и общежитие №3), на сегодняшний день подключено 106 абонентов. (Табл. 2.1.)

Рис. 2.2. Структура телефонной сети АГУ

Назначение: городская оконечная, опорно-транзитная АТС

Характеристики:

· цифровое качество связи

· значительное сокращение эксплуатационных расходов за счет: - организации единого ЦТО (сопряжение модулей АТС и выносов осуществляется по цифровому стыку Е1 с сетевым протоколом ТОS); - простота конфигурирования, реконфигурирования, обслуживания и ремонта; - круглосуточного необслуживаемого режима работы

· высокая "живучесть" за счет модульной структуры АТС: неисправность одного модуля оказывает только ограниченное влияние на всю систему, из-за наличия в каждом модуле своей коммутационной машины с рабочими, тестовыми и сервисными программами

· для построения АТС любой конфигурации используется 2 вида ячеек

· абонентский комплект на 10 АЛ, расширение кратно 10

· наличие прямых, удаленных и транзитных абонентов

· наличие 4-х потоков Е1 для коммутации абонентских линий и 4-х потоков Е1 для коммутации внешних каналов в каждом базовом модуле

· полный набор услуг и сервиса для абонентов разного типа АТС

· безвозмездная передача очередных версий программного обеспечения

Отличительные особенности:

· прямое включение (без конвертации) существующих АТС с различными типами сигнализации (ОКС №7, EDSS1, 2ВСК, 1ВСК);

· максимальное использование существующего оборудования с различными линейными кодами (NRZ, AMI, HDB-3);

Таблица 2.1.

Параметры станции ТОС 120

Характеристика	Значение
1. Максимальная абонентская емкость, АЛ	10 000
2. Максимальная линейная емкость, СЛ	Неограниченно
3. Удельная абонентская нагрузка, Эрл	0.25
4. Удельная нагрузка СЛ, Эрл	0.9
5. Производительность, вызовов в ЧНН	120 000
6. Сигнализация	ОКС №7, EDSS1, 2ВСК, 1ВСК
7. Тип управления	Программное, Intel 80C186
8. Удельная потребляемая мощность, Вт/номер	0.7
9. Удельный объем оборудования, дм.куб./номер	0.2
10. Область применения	ВСС РФ
11. Шаг наращивания, АЛ	10
12. Язык программирования	C++, ASM
13. Функция повременного учета соединений	Поддерживается
14. Функция СОРМ	Поддерживается
15. Дополнительные виды обслуживания	Поддерживается
16. Наработка на отказ, часов	10 000
17. Размеры модуля, мм	482х266х185
18. Диапазон рабочих температур, 0С	от +5 до +40

В здании естественного института установлена мини АТС LG GHX-46 имеющая 26 внутренних абонентов и выход в город по 6 телефонным линиям предоставленным филиалом ОАО ЮТК «Связьинформ». В здании факультета иностранных языков установлена мини АТС Siemens HiPath 3550 имеющая 17 внутренних абонентов и выход в город по 4 телефонным линиям предоставленным филиалом ОАО ЮТК «Связьинформ». Для поддержания работоспособности телефонной сети АГУ необходим контроль и обслуживание телефонных станций и их абонентов. В дальнейшем рост числа абонентов телефонной сети АГУ очевиден, поэтому планируется соединение телефонных станций между собой на основе существующей локально-вычислительной сети и внедрение IP-телефонии. Конфигурационные настройки ЦАТС ТОС 120 представлены в приложении 2.

2.3. Описание организации сети IP телефонии

Выбранные устройства

· Маршрутизатор Cisco 3845

· Модуль голосовой почты Cisco Unity Express

· Модуль VWIC-2MFT-E1 на 60 голосовых каналов

· IP-телефоны Cisco

· Цифровая АТС АГУ

Описание организации сети

Маршрутизатор Cisco 3845 подключается к локальной сети интерфейсами Fast Ethernet и к телефонной сети интерфейсами Е1. Маршрутизатор Cisco 3845 выполняет несколько функций. Первая - это функция шлюза между офисной системой IP-телефонии и ТфОП, то есть маршрутизатор сопрягает внутреннюю телефонную систему с городской телефонией. При этом голосовой трафик, передающийся внутри сети в виде IP-пакетов, преобразуется в «голосовой» трафик, традиционный для телефонных сетей общего пользования. Для этого преобразования используются сигнальные процессоры называемые DSP-кодеками.

Вторая функция, выполняемая маршрутизатором - функция коммуникационного сервера Cisco Call Manager Express. Коммуникационный сервер – это устройство, которое управляет установлением соединений между IP-телефонами внутри офиса и с внешними абонентами. Телефонный аппарат после включения регистрируется на коммуникационном сервере, получает принадлежащий ему номер и другие индивидуальные настройки. После этого телефон может осуществлять звонок. Установление вызова при этом происходит через коммуникационный сервер.

Третья функция, выполняемая маршрутизатором Cisco 3845 - это функция сервера голосовой почты. Для этого в шасси маршрутизатора устанавливается модуль голосовой почты Cisco Unity Express, имеющий встроенный жесткий диск для хранения приветствий и записи голосовых сообщений. В спецификации оборудования предусмотрена лицензия на 100 пользователей голосовой почты. В состав маршрутизатора входит десять аналоговых телефонных портов типа FXS для подключения факсов и радиотелефонов.

Кроме того, для работы секретарей рекомендуется к телефонам Cisco 7960G подключить блок расширения функциональных клавиш Cisco 7914. Все IP-телефоны подключаются к сети интерфейсами Fast Ethernet. При использовании данных моделей IP-телефонов пользовательские компьютеры подключаются не к коммутаторам ЛВС напрямую, а к IP-телефонам, имеющим для этих целей дополнительный порт Fast Ethernet.

Максимальное количество IP-телефонов для данной конфигурации Cisco Call Manager Express может составлять 240 штук.

В корпусе иностранных языков и корпусе естественного института АГУ есть хорошо организованные IP-сети, построенные с использованием коммутаторов серии Catalyst 2950 фирмы Cisco.

Корпуса связанны сетью с главным корпусом АГУ через 100 Mbit городской канал, это дает возможность связать все корпуса АГУ технологией телефонии.

2.4. Параметры качества связи

Время задержки речевого сигнала (время, за которое сигнал от одного абонента дойдет до другого).

· Качество речевого сигнала.

· Количество электронных пакетов, которые не дошли до получателя.

Одним из самых важных факторов качества связи является время задержки речевого сигнала. Обычно это время составляет от 150 до 700 мсек. Это время необходимо для того, чтобы голосовой сигнал от первого абонента дошел по обычной телефонной линии до определенного шлюза, закодировался из аналогового в цифровой, затем в виде электронных пакетов дошел до шлюза, ближайшего к абоненту-получателю, декодировался из цифрового в обычный речевой (аналоговый) и по телефонной линии дошел до необходимого абонента.

Время задержки - важный параметр для телефонного разговора в реальном времени, т.к. для последнего очень важна именно динамика процесса. Эта проблема характерна не только для интернет - телефонии, но и для IP-телефонии, хотя и в значительно меньшей степени. В случае, если задержки окажутся меньше 250 мсек, они будут практически не ощутимы, и можно считать, что связь очень качественная. При таком качестве связи можно производить важные деловые переговоры. В случае, если задержки достигают 400 мсек, связь достаточно качественная, при общении речевой сигнал немного запаздывает. В том же случае, если задержка составляет 700 мсек и более, качество связи можно считать плохим, но достаточно приемлемым.

3. Рабочий проект

3.1. Исследование рынка IP телефонии

Сети IP-телефонии уже активно используются как частными лицами, так и целыми компаниями. Это понятно, ведь интеграция голоса и данных позволяет создавать единую сеть коммуникаций, обслуживание которой может производить один администратор. А если учесть, что Интернет-телефония существенно сокращает расходы за междугородние и международные разговоры, то сразу становится понятным, почему рынок IP-телефонии неуклонно растет. По прогнозам западных компаний (Frost&Sullivan, Killen&Associates, IDC) объем рынка в среднем будет возрастать на 130-140% ежегодно. Также повысится доля разговоров по IP-сетям относительно традиционной телефонии: если в 1998 году трафик по IP-сетям составлял 1% от общего объема услуг связи, то в 2007 году предполагается рост трафика IP-телефонии до 58%, особенно возрастет число звонков на дальние расстояния (около 70% трафика междугородних и международных переговоров).

Интерес к данной технологии позволил расширить области применения IP-телефонии. В данный момент с помощью мультисервисных сетей, по которым передаются потоки данных, оцифрованного голоса и видео, возможно создавать многочисленные дополнительные сервисы, такие как Центры телефонного обслуживания (Call-центры, ЦТО).

Call-центр - это программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить автоматизированный прием и обработку большого количества одновременных телефонных звонков, а также осуществлять массовые исходящие звонки. ЦТО (или операторский центр) строится на основе интеграционных технологий компьютерной телефонии (Computer-Telephony Integration - CTI). ЦТО интегрирует все доступные на предприятии информационные и коммуникационные ресурсы: базы данных, компьютерное и сетевое оборудование, подсистемы телефонии и пр. Основная область применения Центров телефонного обслуживания - это организация и автоматизация работы сервисных служб предприятий.

Таким образом, мы видим, что рынок IP-телефонии и смежных технологий бурно развивается. Для того чтобы разобраться в том, что представляют на этом рынке компании-конкуренты, а также в чем отличия между различными продуктами и решениями, нам необходимо определить, из каких основных частей складывается архитектура сети IP-телефонии.

Основным элементом сети является Шлюз (Gateway), подключенный как к глобальной IP-сети, так и к телефонной сети общего пользования, что обеспечивает пользователю доступ к любому персональному компьютеру и любому телефону. В функции шлюза входит:

· Обеспечение взаимодействия между оконечными пользователями

· Преобразование (оцифровка) голосовой информации

· Сжатие, восстановление, кодировка потоков цифровой информации

Как известно, качество разговора с помощью IP-телефонии обуславливается загруженностью сети. В результате слабой пропускной способности при разговоре абонентов могут возникать задержки, искажения и т.п. Для обеспечения приемлемого качества связи шлюз IP-телефонии следует рассматривать по следующим параметрам:

· Быстродействие

· Качество и скорость сжатия/восстановления

· Возможности восстановления утерянных пакетов

Шлюзы разных производителей отличаются способом подключения к телефонной сети, емкостью, аппаратной платформой, интерфейсом, возможностями администрирования и другими характеристиками.

В состав IP-сети также входит Диспетчер (GateKeeper). Это дополнительное устройство, подключенное только к IP-сети и выполняющее следующие функции:

· Аутентификация и авторизация абонента

· Маршрутизация вызовов между шлюзами

Биллинг, взаимодействующий с другими приложениями на основе стандартных интерфейсов.

Функции диспетчера можно сравнить с работой маршрутизаторов в локальных сетях. Следует отметить, что это сходство остается при рассмотрении технической реализации диспетчера: он может выступать как отдельное устройство, так и часть шлюза.

Еще одной обязательной составляющей архитектуры IP-сетей, конечно же, является абонентский узел, который может быть реализован не только аппаратным, но и программным способом.

Итак, сеть IP-телефонии состоит из трех основных частей: шлюза, диспетчера и абонентского места. Все эти части должны присутствовать в каждом из решений от различных компаний-производителей. Соответственно, выбор оптимального решения для нужд конкретной организации должен базироваться именно на дополнительных возможностях и услугах, поставляемых вместе с основным продуктом.

В настоящий момент существует два противоположных подхода к внедрению систем IP-телефонии. Один из них (революционный, как его принято называть) заключается в том, что требуется отказаться от традиционной телефонной сети и использовать только локальную сеть, которая по своим каналам обеспечит передачу голоса между абонентами. Второй подход (эволюционный), наоборот, предполагает сохранение существующей структуры и одновременное добавление нового оборудования для расширения функциональности телекоммуникационной системы. В каждом конкретном случае следует анализировать внешние условия, а также требования к комплексу оборудования, с той целью, чтобы обеспечить выбор правильной стратегии при внедрении систем IP-телефонии.

3.2. Компании представляющие решения IP-телефонии

На мой взгляд, на рынке продуктов IP-телефонии масштаба предприятия можно выделить несколько компаний-лидеров, которые в совокупности представляют решения, удовлетворяющие практически весь спрос на этом рынке.

Компания Avaya

Компания Avaya предлагает на рынке решения, основой которых служит телекоммуникационный сервер Definity. Эти решения являются универсальными и подходят не только компаниям, создающим корпоративную телефонную сеть "с нуля", но и уже имеющим собственную инфраструктуру. Кроме того, решения на базе Definity допускают использование различного оборудования (в том числе от разных производителей) для полной интеграции телефонии и передачи данных. Это обеспечивается за счет применения протокола Н.323, на котором основаны решения компании Avaya.

Решения IP-телефонии на базе телекоммуникационного сервера Definity можно разделить на два направления:

Definity Trunk (используется для построения частных телефонных сетей на базе сети передачи данных и стандарта Н.323)

Definity IP Абонент (используется для передачи голоса по IP-сети от абонентского терминала к станции).

Решения компании Avaya в области IP-телефонии поддерживают абонентов, которые реализованы двумя способами: аппаратным (телефонные аппараты Avaya) и программным (IP Soft Phone и CentreVu IP Agent).

Использование телекоммуникационного сервера Definity обеспечивает полный набор услуг и функций, характерных для ведомственной сети связи (оповещение абонентов, голосовая почта, мониторинг сети и т. д.). Кроме этого, пользователи системы могут получить дополнительные преимущества от использования IP-телефонии. В пределах каждого сетевого домена (условно выделенного фрагмента IP-сети, через который осуществляется связь между станциями или между станцией и H.323-абонентами) может обеспечиваться определенный уровень качества предоставления услуг (QoS). Конфигурация сервера позволяет определить критические значения качества разговора (задержки, процент потери пакетов и т.д.), тем самым поддерживая необходимый уровень качества связи. Следует отметить, что компанией Avaya разработаны специальные механизмы, обеспечивающие QoS: DiffServ, приоритезация трафика и алгоритмы обхода IP-транка при ухудшении параметров канала связи.

Компания Avaya представила также новое решение ECLIPS, предназначенное для создания системы связи как в небольших офисах, так и в более крупных организациях. Это решение позволяет абонентам получить доступ к любым услугам связи, связывая при этом в единое целое телефонные и IP сети общего и внутреннего (корпоративного) пользования. Последующее масштабирование комплекса на базе ECLIPS может производиться без дополнительных инвестиций, что существенно сокращает расходы на содержание и расширение внутренней сети.

Совместимость решений компании Avaya с VoIP-оборудованием различных поставщиков по протоколу H.323 обеспечивает дополнительные конкурентные преимущества. В тоже время, рассматривая различные стандарты, можно с уверенностью сказать, что протокол SIP является более удобным и простым в реализации инструментом при разработке приложений на базе IP-телефонии. Если сравнивать возможности SIP и H.323, то последний обладает большей функциональностью и весьма распространен в глобальных сетях.

Таким образом, решения компании Avaya наиболее эффективно применять в тех организациях, где параллельно с функционированием традиционной телефонной сети требуется построить дополнительную сеть, обладающую более широкими возможностями и отвечающую требованиям заказчика.

Компания 3COM

Компания 3Com представляет на российском рынке два решения в области IP-телефонии: офисную телефонную систему 3Com NBX 100 Communication System и более мощную платформу SuperStack 3 NBX Networked Telephony Solution.

Отличительной чертой данных решений является то, что они реализованы на основе принципов Ethernet-телефонии. Другими словами, в сети для определения абонента используются не IP-адреса, а физические MAC-адреса устройств. Такой подход, по сравнению с IP-телефонией, упрощает процедуры установления соединения между абонентами и существенно сокращает требования к производительности платформ. Следует отметить, что применение протокола H.323 в этом случае становится необязательным. По этой причине взаимодействие между абонентскими телефонами и коммутационным сервером осуществляется по специальному протоколу, разработанному компанией 3Com.

Система NBX 100 является одним из популярных решений в области Ethernet-телефонии. Простота использования NBX 100 связана с тем, что вся система состоит из центрального блока, поддерживающего до 200 линий и работающего под управлением специализированного программного обеспечения, а также абонентских терминалов. Последние могут быть представлены в виде Ethernet-телефонов от компании 3Com, либо в виде приложения NBX PC Telephone, установленного на пользовательский компьютер. NBX 100 предоставляет абонентам разнообразные средства обработки звонков, а также преимущества использования локальной сети Ethernet. В данной системе с помощью программных шлюзов может поддерживается протокол Н.323, который позволяет интегрировать в сеть дополнительное оборудование от разных производителей, поддерживающих этот стандарт. Система NBX 100 ориентирована на предприятия и организации малого и среднего бизнеса, обеспечивая при этом оптимальное соотношение цена/функциональность.

Коммуникационный сервер самостоятельно инициализирует новый телефонный аппарат, подключаемый к локальной сети, то есть система NBX 100 практически реализует концепцию plug-and-play. Для управления офисной телефонной сетью не требуется специально подготовленный специалист. Коммуникационный сервер самостоятельно инициализирует новый телефонный аппарат, подключаемый к локальной сети, то есть система NBX 100 практически реализует концепцию plug-and-play. Для управления офисной телефонной сетью не требуется специально подготовленный специалист. Коммуникационный сервер самостоятельно инициализирует новый телефонный аппарат, подключаемый к локальной сети, то есть система NBX 100 практически реализует концепцию plug-and-play. Для управления офисной телефонной сетью не требуется специально подготовленный специалист.

SuperStack 3 NBX - одно из новых решений компании 3Com, в котором также реализованы принципы Ethernet-телефонии. Данное решение максимально позволяет подключить 750 линий, из которых 600 могут предоставляться внутренним пользователям. SuperStack 3 NBX позволяет своим абонентам использовать дополнительные сервисы, такие как: универсальный почтовый ящик (Unified Messaging), посылка уведомления о входящих сообщениях и звонках, интерактивный автоответчик и прочие.

Компания 3Com, поставляя свои продукты на рынок, ориентируется на полную замену офисных телефонных сетей на новую телекоммуникационную систему, основанную на решениях 3Com.

Таким образом, решения компании 3Com оптимально подходят в случае создания новой телекоммуникационной системы на предприятиях малого и среднего бизнеса. Эффективность решений обеспечивается за счет быстрой окупаемости инвестиций и предоставления достаточно широкого спектра услуг связи.

Компания Cisco

Компания Cisco представляет на рынке законченное решение для создания мультисервисных сетей, основанное на единой архитектуре AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data - архитектура для передачи голоса, видео и интегрированных данных). При внедрении данного решения осуществляется комплексный подход к проблемам и требованиям заказчика. Компания Cisco поставляет полный перечень оборудования, позволяющий на базе корпоративной сети построить единое информационное пространство, предоставляющее пользователям всевозможные телекоммуникационные услуги.

Архитектура представлена следующими компонентами:

· Центрами управления и контроля соединений

· IP-маршрутизаторами, выполняющие функции шлюзов VoIP

· Серверами приложений для предоставления услуг пользователям

Основой решения является хорошо масштабируемая платформа Cisco Call Manager, позволяющая строить корпоративные телефонные сети с различным количеством пользователей. Число обслуживаемых абонентов может колебаться от 1 до 10 000 000 (в распределенных решениях), при этом сохраняя единый план нумерации. Система IP-телефонии, основанная на одном сервере Call Manager и обслуживающая в данный момент десять абонентов, может быть легко расширена до 2500 пользователей. Дальнейший рост числа абонентов может производиться за счет создания кластера из нескольких серверов.

За счет применения стандартных протоколов Cisco Call Manager может взаимодействовать как с традиционными телефонными станциями, так и с программными продуктами других производителей. Интеграция Cisco Call Manager в корпоративную сеть позволяет абонентам телефонной сети получить доступ к базам данных и к различным корпоративным ресурсам, а также создавать новые приложения и настраивать отображаемую на экранах IP-телефонов информацию.

Кроме стандартных функций УАТС решения компании Cisco обладают множеством преимуществ. Среди успешных продуктов, разработанных в рамках стратегии конвергенции потоков голоса, видео и интегрированных данных, можно выделить следующие:

IP IVR - система интерактивных голосовых меню

IP АА - автоматическая консоль

Unity - система унифицированной обработки сообщений

uOne - система управления пользовательскими директориями и универсальный почтовый ящик

IP Interactive Voice Response - система обработки поступающих звонков

IP Contact Center - средство распределенной интеллектуальной обработки вызовов в рамках интегрированной сети

В зависимости от требований заказчика решения на базе архитектуры AVVID позволяют создавать в корпоративных сетях центры обработки вызовов, системы интерактивных голосовых меню, системы унифицированной обработки сообщений и т.д.

Компания Cisco, ориентируясь на расширение возможностей своих решений, использует в архитектуре AVVID для передачи голоса, видео и интегрированных данных новый стандарт SIP, что позволяет создавать мультисервисные сети, обладающие необходимой функциональностью и простотой обслуживания. Но наряду с этим возникает проблема взаимодействия с платформами других производителей, использующих стандарт H.323. Распространенность последнего затрудняет интеграцию комплексных решений от компании Cisco в глобальные сети.

Таким образом, компания Cisco поставляет на рынок законченные решения, не требующие дополнительных затрат и программно-аппаратных компонент. Создание сети на основе AVVID, в составе которой находится система IP-телефонии, наиболее эффективно в случаях основательной реконструкции, либо создания "с нуля" телекоммуникационной системы предприятия.

3.3. Поиск оптимального по требованиям IP – провайдера

Организации сети передачи голоса по IP протоколу используя Астраханского оператора предоставления услуг IP телефонии.

Выбранные устройства:

· Маршрутизатор Cisco 3845

· Модуль голосовой почты Cisco Unity Express

· Модуль VWIC-2MFT-E1

· IP-телефоны Cisco

· Цифровая АТС АГУ

Описание организации сети:

Маршрутизатор Cisco 3845 подключается к локальной сети интерфейсами Fast Ethernet и к телефонной сети интерфейсами Е1 через цифровую АТС АГУ. Настраивается связь между маршрутизатором Cisco 3845 и шлюзом оператора связи (рис. 3.1.).

Рис. 3.1. Сеть передачи голоса по IP протоколу на базе локальной вычислительной сети и ЦАТС АГУ. Оператор предоставления услуг IP телефонии города Астрахань.

Маршрутизатор Cisco 3845 выполняет несколько функций. Первая - это функция шлюза между офисной системой IP-телефонии и телефонной сетью, то есть маршрутизатор сопрягает внутреннюю телефонную систему с городской телефонией. При этом голосовой трафик, передающийся внутри сети в виде IP-пакетов, преобразуется в «голосовой» трафик, традиционный для телефонных сетей общего пользования. Для этого преобразования используются сигнальные процессоры называемые DSP-кодеками.

На рабочих местах пользователей устанавливаются IP-телефоны Cisco. Телефоны Cisco 7960G/7970G имеют больший по сравнению остальными моделями дисплей и большее количество функциональных клавиш. Кроме того, для работы секретарей рекомендуется к телефонам Cisco 7960G подключить блок расширения функциональных клавиш Cisco 7914. Все IP-телефоны подключаются к сети интерфейсами Fast Ethernet. При использовании данных моделей IP-телефонов пользовательские компьютеры подключаются не к коммутаторам ЛВС напрямую, а к IP-телефонам, имеющим для этих целей дополнительный порт Fast Ethernet. Максимальное количество IP-телефонов для данной конфигурации Cisco Call Manager Express может составлять 240 штук.

При такой схеме подключения IP телефонии мы получаем доступ с любого компьютера и IP телефона локальной вычислительной сети, а также с каждого номера ЦАТС АГУ для звонков по IP протоколу в любую страну мира. Однако используя операторов города Астрахань, мы получаем не значительную выгоду в междугородних и международных звонках.

Организации сети передачи голоса по IP протоколу на базе телефонной сети и ЦАТС АГУ используя Астраханского оператора предоставления услуг IP телефонии.

Рис. 3.2. Структура телефонной сети АГУ с подключенной услугой IP телефонии.

Выбранные устройства:

· Цифровая АТС АГУ

· Оптический мультиплексор

· Телефонные аппараты

· Описание организации сети:

Данная схема подключения подразумевает внесение в базу данных оператора абонентских номеров Астраханского государственного университета и открытие доступа для междугородних и международных звонков по IP протоколу. (рис. 3.2.)

Для реализации данной схемы, между оператором связи и АГУ заключается договор о предоставлении услуг IP телефонии.

При использовании данной схемы мы получаем выход для звонков только для телефонных аппаратов подключенных к цифровой АТС АГУ и не имеем возможность использовать IP сеть АГУ для междугородних и международных звонков.

Организации сети передачи голоса по IP протоколу используя московского оператора предоставления услуг IP телефонии.

Выбранные устройства:

· Маршрутизатор Cisco 3845

· Модуль VWIC-2MFT-E1 на 60 голосовых каналов

· IP-телефоны Cisco

· Цифровая АТС АГУ

Описание организации сети:

Маршрутизатор Cisco 3845 выполняет несколько функций. Первая - это функция шлюза между офисной системой IP-телефонии и телефонной сети, то есть маршрутизатор сопрягает внутреннюю телефонную систему с городской телефонией. При этом голосовой трафик, передающийся внутри сети в виде IP-пакетов, преобразуется в «голосовой» трафик, традиционный для телефонных сетей общего пользования. Для этого преобразования используются сигнальные процессоры называемые DSP-кодеками.

Рис. 3.3. Сеть передачи голоса по IP протоколу на базе локальной вычислительной сети и ЦАТС АГУ. Оператор предоставления услуг IP телефонии города Москва.

При такой схеме подключения IP телефонии мы получаем доступ с любого компьютера и IP телефона локальной вычислительной сети, а также с каждого номера ЦАТС АГУ для звонков по IP протоколу в любую страну мира. Используя операторов города Москва, мы получаем значительную выгоду в междугородних и международных звонках.

3.4. Cisco Call Manager

Cisco CallManager представляет собой центральный, управляющий компонент решения Cisco IP телефонии. Это программный комплекс, отвечающий за управление установлением телефонных соединений, а также обеспечивающий целый ряд дополнительных функций, таких как:

· настройка и управление системой IP телефонии с помощью удобного графического интерфейса. IP телефонов, шлюзов, настройка номерного плана, сбор и анализ статистической информации о функционировании системы и т. д. (предусмотрена возможность централизованной удаленной настройки системы);

· дополнительные функции для пользователей в системе корпоративной IP телефонии, в том числе поддержка аудиоконференций, интеграция с корпоративной директорией абонентов на базе протокола LDAP и др.;

· интеграция с пользовательскими приложениями, в том числе с системой голосовой почы унифицированной обработки сообщений (Unified Messaging)

3.5. Модуль Cisco Unity Express

Модуль Cisco Unity Express (рис. 3.4.) позволяет экономически эффективно интегрировать в свою текущую систему телефонии сервисы голосовой почты и автоматического секретаря (рис. 3.5.). Данный функционал интегрируется в маршрутизатор Cisco и имеет низкую совокупную стоимость владения.

Рис. 3.4. Модуль голосовой почты Cisco Unity Express

Cisco Unity Express предоставляет:

Доступный сервис почтовых сообщений, приветствий и автосекретаря обеспечивает больший функционал при обслуживании клиентов, а сотрудники предприятия увеличивают производительность посредством голосовой почты.

Интуитивно понятный интерфейс пользователя голосовой почты и графический редактор для системы автоматического секретаря.

Масштабируемость от 4 до 16 одновременных сессий голосовой почты или автосекретаря, и от 12 до 250 почтовых ящиков.

Гибкое развертывание и интеграция с Cisco Unified CallManager Express, Cisco Unified CallManager и традиционными голосовыми АТС.

Рис. 3.5. Схема интеграции с корпоративной структурой и текущей телефонной системой

3.6. Модуль Cisco Systems VWIC-2MFT-E1 на 60 голосовых каналов

Интерфейсная карта VWIC-2MFT-E1 (рис. 3.6.) поддерживает голосовые приложения, приложения данных, а так же интегрированные (голос/данные) приложения. Технология программируемой функциональности (Multiflex), реализованная в этих интерфейсных картах, облегчает миграцию сетей, построенных на оборудовании Cisco, к однородным интегрированным решениям, реализующим пакетную передачу голоса и данных, снижает затраты на внедрение, управление и сопровождение сетей передачи данных в целом.

Данный модуль предназначен для соединения АТС АГУ с маршрутизатором Cisco 3845 по потоку Е1 дает возможность выхода звонка с ЦАТС через маршрутизатор на межгород.

Рис. 3.6. Модуль Cisco Systems VWIC-2MFT-E1 на 60 голосовых каналов.

3.7. Подключение цифровой АТС АГУ к маршрутизатору Cisco 3845

Маршрутизатор Cisco 3845 подключается к локальной сети интерфейсами Fast Ethernet и к ЦАТС ТОС-120 интерфейсами Е1 (рис. 3.7.). Это позволит АТС АГУ перевести на IP-телефонию, а соответственно все телефонные аппараты Астраханского государственного университета (рис. 3.8.).

Рис. 3.7. Структура сети АГУ с технологией IP телефонии.

Внедрение IP-телефонии позволило соединить телефонные станций естественного института, корпуса иностранных языков и главного корпуса АГУ между собой на основе существующей локально-вычислительной сети.

Рис. 3.8. Структура сети главного корпуса АГУ с технологией IP телефонии.

Вся архитектура IP-сети является довольно сложной. Узловыми точками всей системы интернет-телефонии являются специальные шлюзы (Gateways) или так называемые IP-сервера. Именно в них происходит взаимодействие между обычной телефонной сетью и IP-сетью. В шлюзах аналоговые сигналы из телефонной сети преобразуются (зашифровываются) в электронные пакеты для IP-сети и наоборот. Шлюз производит поиск другого, наиболее подходящего, удаленного шлюза из расчета максимально близкого его расположения к вызываемому абоненту. Шлюз также производит ответ на запрос вызывающего абонента.

Диспетчер, или модуль-администратор сети (GateKeeper) является также неотъемлемой частью сети. Он выполняет роль связующего звена между шлюзами. Диспетчер указывает нужные маршруты для направления сигналов, ищет наиболее короткий путь для прохождения сигнала между двумя шлюзами. Занимается вопросами мониторинга и администрирования всей системы и управляет системой билинга.

Система билинга выполняет функцию правильного определения персонального номера абонента и проверку его пароля, занимается ведением баз данных всех переговоров различных абонентов (учитывает продолжительность каждого разговора, остаток средств на счету, автоматически исключает из счета абонента стоимость данного разговора). Управляет системой взаиморасчетов между клиентом и провайдером IP-телефонии.

3.8. Процесс преобразования звукового сигнала

IP-телефония опирается на две основных операции: преобразование двунаправленной аналоговой речи в цифровую форму внутри кодирующего/декодирующего устройства (кодека) и упаковку в пакеты для передачи по IP-сети. В IP-телефонии используется особая система передачи пакетов со звуковой информацией, что обусловлено спецификой передачи данных по IP-сетям. В традиционных телефонных линиях между абонентами во время разговора создается электрическая цепь, и этим обеспечивается фиксированная пропускная способность для передачи сигнала.

В то время как IP-сеть представляет собой систему, реализующую принцип коммутации и маршрутизации пакетов, и не предоставляет гарантированного пути между точками связи. Вся информация, передаваемая через IP (голос, текст, изображения, и т.п.) разделяется на пакеты данных, имеющие в своем составе адреса точек назначения (приема и передачи) и порядковый номер. Узлы IP направляют эти пакеты по сети до окончания маршрута доставки. После прибытия пакетов к точке назначения, для восстановления исходного объема упорядоченных данных используются порядковые номера пакетов. Для приложений, где не важен порядок и интервал прихода пакетов, таких как e-mail, время задержек между отдельными пакетами не имеет решающего значения. IP-телефония является одной из областей передачи данных, где важна динамика передачи сигнала, которая обеспечивается современными методами кодирования и передачи информации. Для обеспечения стабильной телефонной связи по IP-сетям введены специальные протоколы передачи данных, например, протокол SIP.

3.9. Настройка Cisco CallManager

После установки Cisco CallManager на сервер необходимо произвести его настройку. Доступ к Cisco CallManager осуществляется через Internet Explorer по адресу https://localhost/CCMAdmin/ (только через HTTPS). Набрав имя и пароль и попав в основное меню Cisco CallManager, необходимо сделать следующее.

1) Выбрать пункты меню System – Server, выбрать существующий сервер через систему поиска или создать новый. Настройка сервера требует ввода следующих параметров.

Host Name/IP Address – если в сети Cisco CallManager настроен DNS-сервер, можно использовать имя хоста (необходимо сначала настроить DNS-сервер на правильное разрешение имени сервера Cisco CallManager в его IP-адрес).

MAC Address – MAC-адрес сетевой карты сервера. Если планируется иногда перемещать сервер с места на место, необходимо ввести MAC-адрес, чтобы клиенты всегда однозначно его идентифицировали. В противном случае заполнение этого поля необязательно.

Description – описание сервера.

2) Выбрать пункты меню System - CallManager, выбрать существующий Cisco CallManager через систему поиска или создать новый. Настройка Cisco CallManager требует ввода следующих параметров. Cisco CallManager Server – выбрать сервер (из созданных в п. 1), на котором установлен Cisco CallManager. Только один сервер настраивается на один экземпляр Cisco CallManager.

Cisco CallManager Name – ввести имя, назначенное этому экземпляру Cisco CallManager.

Description – описание Cisco CallManager.

Starting Directory Number – первый номер из числа тех, которые будут использоваться при автоматической регистрации устройств.

Ending Directory Number - последний номер из числа тех, которые будут использоваться при автоматической регистрации устройств. Если правильно указаны первый и последний номера, автоматическая регистрация будет включена. Если первый и последний номера одинаковы, автоматическая регистрация будет выключена.

Partition – выбрать раздел (позволяет использовать несколько групп номеров для автоматической регистрации устройств), если разделы используются.

External Phone Number Mask – маска номера при звонке на внешние номера и номеров устройств, для которых номера назначены через систему авторегистрации. Если маска вводится целиком цифрами, например, 89534760000, такой номер будет подставляться вместо любого внутреннего номера при звонке во внешнюю сети. Если введен номер с маской, например, 8953476ХХХХ, то вместо последний 4 цифр (в данном примере) будет подставляться номер устройства.

Auto-registration Disabled on this Cisco CallManager – по умолчанию авторегистрация выключена по соображениям безопасности. Для включения снимите отметку.

Ethernet Phone Port – порт для связи Cisco CallManager с телефонами. По умолчанию 2000, если он занят, то любой свободный из диапазона 1024-49151.

Digital Port - порт для связи Cisco CallManager с Cisco Access Digital Trunk Gateway’ями. По умолчанию 2001, если он занят, то любой свободный из диапазона 1024-49151.

Analog Port - порт для связи Cisco CallManager с Cisco Access Analog Gateway. По умолчанию 2002, если он занят, то любой свободный из диапазона 1024-49151.

MGCP Listen Port – порт для получения сообщений от MGCP-Gateway. По умолчанию 2427, если он занят, то любой свободный из диапазона 1024-49151.

MGCP Keep-alive Port - порт для получения keep-alive-сообщений от MGCP-Gateway. По умолчанию 2428, если он занят, то любой свободный из диапазона 1024-49151.

3) Выбрать System – Cisco CallManager Group, выбрать существующую группу Cisco CallManager через систему поиска или создать новую. Настройка группы Cisco CallManager требует ввода следующих параметров.

Cisco CallManager Group – ввести имя новой группы.

Auto-registration Cisco CallManager Group – отметить, если эта группа будет использоваться по умолчанию при авторегистрации.

Available Cisco CallManagers – доступные для выбора Cisco CallManager.

Selected Cisco CallManagers - выбранные Cisco CallManager.

4) Выбрать System – Date/Time Group, выбрать существующую группу через систему поиска или создать новую. Настройка группы даты-времени требует ввода следующих параметров.

· Group Name – имя новой группы.

· Time Zone – временная зона для Cisco CallManager.

· Separator – разделитель полей даты и времени.

· Date Format – формат даты.

· Time Format – формат времени.

5) Убедиться, что у DHCP-сервера на сервере с Cisco CallManager настроена опция 66 - адрес TFTP-сервера, с которого телефоны будут грузить свои настройки и прошивки.

6) Подключив сервер Cisco CallManager и телефон, проверить, получает ли он настройки. Например, в моделях 7940, 7941, 7960, 7961 это можно сделать, нажав на кнопку квадратика с галочкой и выбрав пункт "Network Settings" ("Настройки сети" для русской локали). Одна из возможных проблем - наличие другого DHCP-сервера, который бужет передавать свои настройки. Если все в порядке, то при включенной авторегистрации телефон появится в списке доступных устройств в соответствующем меню Cisco CallManager. Настройка Cisco 3845 для IP-телефонии представлена в приложении 4.

3.10. Виды соединений при использовании IP-телефонии

1) Соединение компьютер - телефон

Это один из самых распространенных способов соединения для осуществления телефонной связи с использованием интернет-телефонии. Для этого компьютер оснащается мультимедийным набором. Компьютер должен быть подключен к провайдеру IP-телефонии и должен иметь выход в Internet. Этот способ связи, пожалуй, является самым дешевым из всех существующих. На компьютере устанавливается необходимое программное обеспечение. Это такие программы, как Internet Phone, WebPhone, PG Phone, Net2Phone. Процедура инсталляции таких программ простая, а вот процедура настройки требует большой точности и аккуратности.

2) Соединение телефон – телефон

Это соединение позволяет осуществить звонок с телефонного аппарата на обычный телефонный аппарат, скажем, находящийся в другой стране мира, через Internet. При этом не надо иметь никакого специального оборудования - только обычный телефон с тональным набором. Для этого достаточно набрать телефонный номер шлюза, дождаться голосового приветствия системы и перевести ваш телефон в тональный режим набора (как правило, это клавиша "звездочка"). Далее следует набрать идентификационный номер. После ответа системы, вводится: код страны, код зоны, номер абонента. Если правильно набран номер абонента, то система, как правило, сообщает вам остаток на вашем лицевом счете. После завершения разговора система билинга исключит из счета стоимость разговора.

3) Соединение телефон – компьютер

Это соединение позволяет дозвониться абоненту в то время, как он работает в сети Internet. Для этого на телефонной станции устанавливается переадресация звонка на сервер IP-телефонии в случае сигнала "занято". Как только звонок попадет на сервер IP-телефонии, в необходимом шлюзе произойдет переработка сигнала в цифровые пакеты, которые по сети Internet пойдут на компьютер того абонента, с которым вы хотели бы пообщаться. В ту же секунду абонент получит звуковой сигнал о том, что его вызывают на телефонный разговор. Аналогичным образом могут быть осуществлены и другие соединения, например, между двумя компьютерами.

4) Соединение Web-телефон

Сейчас существует хорошая перспектива развития такого вида связи, как Web-телефон. Это может оказаться очень удобным для тех людей, которые для своего бизнеса часто пользуются различными рекламными сайтами в Internet. При помощи данного вида связи вы, например, сможете позвонить агенту той или иной интересующей вас фирмы прямо со страницы Internet-сайта, на котором представлена продукция или услуги данной фирмы. Это позволит не только сократить расходы на телефонные переговоры, но и существенно сэкономить собственное время.

Исходя из выше перечисленных параметров необходимых для обеспечения качественной связи абонентов, выбран оператор SIPNET для организации IP телефонии в Астраханском государственном университете, используя цифровую АТС и локально вычислительную сеть АГУ построенную на маршрутизаторе Cisco 3845.

3.11. Выбор операторов услуг IP телефонии

Исследуя рынок IP телефонии (рис. 3.9., 3.10., 3.11., 3.12.) были выбраны и проанализированы следующие операторы IP телефонии:

1) Sipnet

2) Rinotel

3) Teleunited

4) Complexx

Рис.3.9. График анализа операторов в зависимости1 минуты разговора в г. Москва, см приложение 1.

Рис.3.10. График анализа операторов в зависимости от количества вариантов оплаты за переговоры.

Рис.3.11. График анализа операторов в зависимости от полноты сервиса предоставления услуг.

Рис.3.12. График анализа операторов в зависимости от качества каналов связи.

Исходя из результатов данного анализа был выбран оператор предоставления услуг Sipnet.

3.12. Принципы работы SIPNET

Компьютер или SIP-устройство преобразует голос в цифровые пакеты и направляет вызов по Интернету на ближайший сервер интернет - телефонии, который перенаправляет его через Интернет по маршруту в соответствии с набранным номером.

Если это обычный городской или мобильный абонент, голосовой пакет через Интернет попадает на ближайший к этому абоненту сервер интернет - телефонии и через специальный сервер-шлюз (также называемый приземляющий узел) преобразуется в обычный голос и направляется вызываемому абоненту через городскую или сотовую сеть. В отличие от обычного соединения, когда два абонента соединяются по дорогостоящей телефонной линии дальней связи, которая будет занята на все время разговора, интернет - телефония задействует только небольшой отрезок линии от сервера-шлюза до вызываемого абонента. Поэтому стоимость таких соединений на порядок ниже, чем обычно.

При прямых наборах между абонентами SIPNET ни городские, ни дальние линии связи не задействуются — разговор передается только по каналам Интернета, поэтому за соединения внутри сети SIPNET плата не взимается, а качество голосовой связи наилучшее.

При соединении обычных абонентов с пользователями SIPNET по SIP ID вызов попадает из городской сети на местный сервер интернет - телефонии, преобразуется и далее передается по Интернету непосредственно на компьютер или SIP-устройство абонента SIPNET.

3.13. Настройка маршрутизации SIPNET

В сети SIPNET технология такова, что каждый вызов готовы обслужить не один, а несколько десятков операторов (узлов передачи голосовой связи), предлагающих минуты разговора на данное направление по различной цене и с различным качеством.

Практически каждый вызов пользователя — это разовая покупка трафика по самым низким тарифам на биржевой площадке обмена VoIP трафика. Обслуживание соединения происходит автоматически по обобщенным критериям цена/качество.

Настройка маршрутизации — это задание персональных критериев цена/качество по выбранному направлению. Например, чтобы разговаривать с каким-либо городом дешевле с приемлемым для вас качеством, необходимо зайти в Личный кабинет и задать приоритет цены при обслуживании ваших соединений по данному направлению. Можно также задать приоритет узлов, которые будут обслуживать вызовы или исключить те узлы, качество передачи голоса или цена, которых не устраивают. Можно сделать безусловный приоритет узлов с максимальным качеством или узлов с минимальными ценами.

Для персональной настройки используются несколько несложных понятий:

Приземляющий узел — это сервер, который обрабатывает ваш вызов и направляет его в обычную телефонную сеть.

Номера узлов, работающих по направлениям ваших соединений, и их характеристики можно узнать в Личном кабинете в разделе «Настройка тарифов».

Параметры узла:

Цена — тариф на терминацию («приземление») данного направления у данного узла (у.е. за минуту). Эта цена используется при расчёте стоимости соединения

ASR — (Average Setup Rate) — отношение количества удачных соединений (Calls) к числу попыток позвонить (Atmp) в процентах

ACD — (Average Call Duration) — средняя продолжительность соединения данного узла на соответствующее направление

% — процент состоявшихся соединений с продолжительностью менее 30 секунд

Qi — обобщённый параметр качества соединений через данный узел

Например, малая средняя продолжительность разговора ACD косвенно говорит о неудовлетворенности пользователями качеством передачи голоса этим узлом по данному направлению, т.е. скорее всего абоненты быстро прекращали разговор из-за неудовлетворительного качества; малый процент успешных соединений ASR — о недостаточной производительности узла.

3.14. Протокол SIP. Общие сведения

Телефонные сети и сети передачи данных сосуществовали в течение десятилетий и развивались независимо друг от друга. И те, и другие соответственно предоставляли свой независимый спектр услуг. IP-телефония объединяет их в единую коммуникационную сеть, которая предлагает мощное и экономичное средство связи. Возможность передавать речевой трафик с фиксированным качеством по пакетным сетям передачи данных предопределила дальнейшее направление развития в области телефонии. Помимо предоставления услуг телефонной связи в пределах сети передачи данных (в частности сети, работающей по протоколу IP), стало доступным осуществлять транзит речевого трафика между узлами ТфОП/ISDN, а так же устанавливать сеансы связи по сценарию <Компьютер-телефон> и <Телефон-компьютер>.

Существует несколько подходов к построению сетей IP-телефонии. Все они регламентируют управление мультимедиа-вызовами и передачу медиа-трафика в IP-сетях, но при этом реализуют различных подходы к построению систем телефонной сигнализации.

Исторически первый и самый распространенный в настоящее время - это введенный Международным союзом электросвязи (МСЭ) набор рекомендаций Н.323. По сути H.323 - это попытка перенести телефонную сигнализацию ISDN Q.931 на IP-соединения, то - есть как бы “наложить” традиционную телефонию на сети передачи данных.

Набор рекомендаций Н.323 не смог обеспечить серьезные улучшения для конечных пользователей. Она не смогла стать основной ни для разработки нового поколения конечных точек, ни для поддержки дополнительных видов обслуживания, подобных тем, что предоставляют традиционные учрежденческие АТС. Для того, чтобы обеспечить реальные инновации на уровне конечных узлов, индустрия должна упростить процесс разработки новых приложений, предложив для этого стандартные программные интерфейсы и высокоуровневый инструментарий. Но, как показывает развитие средств компьютерно - телефонной интеграции, даже этого недостаточно. Необходимо, чтобы модель предоставления телефонных услуг строилась на базе служб сетей передачи данных - тогда она позволит быстро разрабатывать удобные и совместимые решения для сетей NGN.

Внедрить развитую поддержку речевых коммуникаций в среду передачи данных можно с помощью протоколов, ориентированных в первую очередь на предоставление услуг конечным пользователям. Созданные на их базе продукты должны легко интегрироваться в существующие сети, требуя лишь минимальной модификации сетевых инфраструктур, а сами протоколы - легко расширяться, причем так, чтобы добавление в них новых функций не нарушало работу систем, основанных на предыдущих версиях, и не требовало соответствующего одобрения зачастую конкурирующими друг с другом организациями по стандартизации. Всем этим критериям соответствует протокол SIP (Session Initiation Protocol), предложенный одной из рабочих групп комитета IETF. Он регламентирует алгоритмы установления, модификации и завершения мультимедийных (в том числе речевых) соединений. SIP многое позаимствовал у таких популярных и уже доказавших свою состоятельность протоколов, как НТТР и SMTP.

Многие стандарты никогда не воплощаются в успешные коммерческие продукты. К SIP это не относится. На рынке уже есть поддерживающие его шлюзы, серверы- посредники, терминалы. Внедрение протокола SIP сопровождается работой по дальнейшему развитию и расширению протокола. Одно из возможных новых применений SIP - это использование его в качестве протокола установления соединения в сотовых сетях третьего поколения (3G).

Протокол SIP является перспективным современным протоколом для предоставления широкого спектра телекоммуникационных услуг. SIP и сопутствующие ему протоколы родились и развиваются в рамках IETF (Internet Engineering Task Force) - главного органа стандартизации Интернет. Первая версия протокола SIP была принята в марте 1999 г., на три года позже, чем H.323.

В SIP за основу были взяты протоколы, применяемые в самых популярных на сегодняшний день IP-сервисах, такие, как HTTP (Web) и SMTP (электронная почта). Идейно SIP основан на том же подходе, что HTTP: запрос - ответ (request - reply). Все сообщения SIP текстовые, и их можно читать глазами, а коды возврата такие же, как в HTTP, поэтому некоторые из них покажутся хорошо знакомыми не только сетевым администраторам, но и многим "продвинутым" пользователям интернета (404 - абонент не найден, 200 - OK).

3.15. Принципы протокола SIP

Протокол инициирования сеансов - Session Initiation Protocol (SIP) является протоколом прикладного уровня и предназначается для организации, модификации и завершения сеансов связи: мультимедийных конференций, телефонных соединений и распределения мультимедийной информации. Пользователи могут принимать участие в существующих сеансах связи, приглашать других пользователей и быть приглашенными ими к новому сеансу связи. Приглашения могут быть адресованы определенному пользователю, группе пользователей или всем пользователям.

Протокол SIP разработан группой MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control) комитета IETF (Internet Engineering Task Force),а спецификации протокола представлены в документе RFC 2543. В основу протокола рабочая группа MMUSIC заложила следующие принципы:

Персональная мобильность пользователей. Пользователи могут перемещаться без ограничений в пределах сети, поэтому услуги связи должны предоставляться им в любом месте этой сети. Пользователю присваивается уникальный идентификатор, а сеть предоставляет ему услуги связи вне зависимости от того, где он находится. Для этого пользователь с помощью специального сообщения - REGISTER - информирует о своих перемещениях сервер определения местоположения.

Масштабируемость сети. Она характеризуется, в первую очередь, возможностью увеличения количества элементов сети при её расширении. Серверная структура сети, построенной на базе протокола SIP, в полной мере отвечает этому требованию.

Расширяемость протокола. Она характеризуется возможностью дополнения протокола новыми функциями при введении новых услуг и его адаптации к работе с различными приложениями.

В качестве примера можно привести ситуацию, когда протокол SIP используется для установления соединения между шлюзами, взаимодействующими с телефонной сетью при помощи сигнализации ОКС7 или DSS1. В настоящее время SIP не поддерживает прозрачную передачу сигнальной информации телефонных систем сигнализации. Вследствие этого дополнительные услуги ISDN оказываются недоступными для пользователей IP сетей.

Расширение функций протокола SIP может быть произведено за счет введения новых заголовков сообщений, которые должны быть зарегистрированы в уже упоминавшейся ранее организации IANA. При этом, если SIP сервер принимает сообщение с неизвестными ему полями, то он просто игнорирует их и обрабатывает лишь те поля, которые он знает.

Для расширения возможностей протокола SIP могут быть также добавлены и новые типы сообщений.

Интеграция в стек существующих протоколов Интернет, разработанных IETF. Протокол SIP является частью глобальной архитектуры мультимедиа, разработанной комитетом Internet Engineering TaskForce (IETF). Эта архитектура включает в себя также протокол резервирования ресурсов (Resource Reservation Protocol - RSVP, RFC 2205),транспортный протокол реального времени (Real Time Transport Protocol - RTP, RFC 1889), протокол передачи потоковой информации в реальном времени (Real Time Streaming Protocol - RTSP, RFC 2326),протокол описания параметров связи (Session Description Protocol -SDP, RFC 2327). Однако функции протокола SIP не зависят ни от одного из этих протоколов.

Взаимодействие с другими протоколами сигнализации. Протокол SIP может быть использован совместно с протоколом Н.323. Возможно также взаимодействие протокола SIP с системами сигнализации телефонной сети - DSS1 и ОКС7. Для упрощения такого взаимодействия сигнальные сообщения протокола SIP могут переносить не только специфический SIP адрес, но и телефонный номер формата Е.164 или любого другого формата. Кроме того, протокол SIP, наравне с протоколами H.323 и ISUP/IP, может применяться для синхронизации работы устройств управления шлюзами; в этом случае он должен взаимодействовать с протоколом MGCP. Другой важной особенностью протокола SIP является то, что он приспособлен к организации доступа пользователей сетей IP телефонии к услугам интеллектуальных сетей, и существует мнение, что именно этот протокол станет основным при организации связи между указанными сетями.

3.16. Интеграция SIP с IP сетями

Одной из важнейших особенностей протокола SIP является его независимость от транспортных технологий. В качестве транспорта могут использоваться протоколы Х.25, Frame Relay, AAL5/ATM, IPX и др. Структура сообщений SIP не зависит от выбранной транспортной технологии. Но, в то же время, предпочтение отдается технологии маршрутизации пакетов IP и протоколу UDP. При этом, правда, необходимо создать дополнительные механизмы для надежной доставки сигнальной информации. К таким механизмам относятся повторная передача информации при ее потере, подтверждение приема и др.

Здесь же следует отметить то, что сигнальные сообщения могут переноситься не только протоколом транспортного уровня UDP, но и протоколом TCP. Протокол UDP позволяет быстрее, чем TCP, доставлять сигнальную информацию (даже с учетом повторной передачи неподтвержденных сообщений), а также вести параллельный поиск местоположения пользователей и передавать приглашения к участию в сеансе связи в режиме многоадресной рассылки. В свою очередь, протокол TCP упрощает работу с межсетевыми экранами (firewall), а также гарантирует надежную доставку данных. При использовании протокола TCP разные сообщения, относящиеся к одному вызову, либо могут передаваться по одному TCP-соединению, либо для каждого запроса и ответа на него может открываться отдельное TCP-соединение. На рис. 3.13. показано место, занимаемое протоколом SIP в стеке протоколов TCP/IP.

Протокол инициирования сеансов связи (SIP)	Прикладной уровень
Протоколы TCPи LOP	Транспортный уровень
Протоколы IPv4 и IPv6	Сетевой уровень
PPP, ATM, Ethernet	Уровень звена данных
UTP5, SDH, DDH, V.34 и др	Физический уровень

Рис. 3.13. Место протокола SIP в стеке протоколов TCP/IP

По сети с маршрутизацией пакетов IP может передаваться пользовательская информация практически любого вида: речь, видео и данные, а также любая их комбинация, называемая мультимедийной информацией. При организации связи между терминалами пользователей необходимо известить встречную сторону, какого рода информация может приниматься (передаваться), алгоритм ее кодирования и адрес, на который следует передавать информацию. Таким образом, одним из обязательных условий организации связи при помощи протокола SIP является обмен между сторонами данными об их функциональных возможностях. Для этой цели чаще всего используется протокол описания сеансов связи - SDP (Session Description Protocol). Поскольку в течение сеанса связи может производиться его модификация, предусмотрена передача сообщений SIP с новыми описаниями сеанса средствами SDP.

Для передачи речевой информации комитет IETF предлагает использовать протокол RTP, но сам протокол SIP не исключает возможность применения для этих целей других протоколов.

Протокол SIP предусматривает организацию конференций трех видов:

· в режиме многоадресной рассылки (multicasting), когда информация передается на один multicast-адрес, а затем доставляется сетью конечным адресатам;

· при помощи устройства управления конференции (MCU), к которому участники конференции передают информацию в режиме точка-точка, а оно, в свою очередь, обрабатывает ее (т.е. смешивает или коммутирует) и рассылает участникам конференции;

· путем соединения каждого пользователя с каждым в режиме точка-точка.

· Протокол SIP дает возможность присоединения новых участников к уже существующему сеансу связи, т.е. двусторонний сеанс может перейти в конференцию.

· Следует отметить то. что разработаны методы совместной работы этого протокола с преобразователем сетевых адресов - Network Address Translator (NAT).

Адресация протокола SIP

Для организации взаимодействия с существующими приложениями IP-сетей и для обеспечения мобильности пользователей протокол SIP использует адрес, подобный адресу электронной почты. В качестве адресов рабочих станций используются специальные универсальные указатели ресурсов - URL (Universal Resource Locators), так называемые SIP URL.

SIP-адреса бывают четырех типов:

· имя@домен;

· имя@хост,

· имя@IР-адрес;

· №телефона@шлюз.

Таким образом, адрес состоит из двух частей. Первая часть - это имя пользователя, зарегистрированного в домене или на рабочей станции. Если вторая часть адреса идентифицирует какой-либо шлюз, то в первой указывается телефонный номер абонента.

Во второй части адреса указывается имя домена, рабочей станции или шлюза. Для определения IP-адреса устройства необходимо обратиться к службе доменных имен - Domain Name Service (DNS). Если же во второй части SIP-адреса размещается IP-адрес, то с рабочей станцией можно связаться напрямую.

В начале SIP-адреса ставится слово, указывающее, что это именно SIP-адрес, т.к. бывают и другие. Ниже приводятся примеры SIP-адресов:

· sip: als@rts.loniis.ru

· sip: user1@192.168.100.152

· sip: 294-75-47@gateway.ru

3.17. Принцип работы VPN

В своей простейшей форме виртуальные частные сети соединяют множество удаленных пользователей или удаленные офисы с сетью предприятия. Схема соединения для связи с отсутствующими служащими или с представительствами компании в других городах и странах очень проста. Удаленный пользователь посылает информацию в точку присутствия местного сервис–провайдера (ISP), затем вызов шифруется, проходит через Интернет и соединяется с сервером предприятия абонента. (рис. 3.14.)

Таким образом, работа VPN основана на формировании туннеля между двумя точками Интернета. Обычно, в самых распространенных случаях, клиентский компьютер устанавливает с провайдером стандартное соединение РРР, после чего подключается через Интернет к центральному узлу. При этом формируется канал VPN, представляющий собой туннель, по которому можно производить обмен данными между двумя конечными узлами. Этот туннель непрозрачен для всех остальных пользователей этого провайдера, включая самого провайдера.

Рис. 3.14. Схема организации VPN

Основным преимуществом VPN перед выделенными каналами обычно называют сохранение денег компании.

4. Экономический и социальный эффект от внедрения проекта

4.1. Технико-экономическое обоснование проекта

В Астраханском государственном университете существует IP сеть. Она построена с использованием маршрутизатора Cisco 3845 Series Integrated Services Routers и коммутаторов Cisco Systems серии Catalyst 2950. Использование этого оборудования дает возможность организовать сеть передачи голоса и факсимильных данных по IP протоколу.

Обычные телефонные звонки требуют разветвленной сети связи телефонных станций, связанных закрепленными телефонными линиями, подвода волоконно-оптических кабелей и спутников связи. Высокие затраты телефонных компаний приводят для нас к дорогим междугородным разговорам. Выделенное подключение телефонной станции также имеет много избыточной производительности или времени простоя в течение речевого сеанса.

Интернет-Телефония частично основывается на существующей сети закрепленных телефонных линий. Но главное, она использует самую передовую технологию сжатия наших голосовых сигналов, и полностью использует емкость телефонных линий. Поэтому пакеты данных от разных запросов, и даже различные их типы, могут перемещаться по одной и той же линии в одно и тоже время.

Уменьшение расходов, связанных с перемещением сотрудников. Пользователи могут перемещаться с одного места на другое в пределах компании; для того чтобы начать работу на новом месте, им нужно просто зарегистрироваться в системе, используя IP-телефон Cisco. Далее этому телефону присваиваются настройки пользователя и его телефонный номер.

4.2. Экономия на междугородных и международных разговорах

Первым из экономических факторов является экономия на междугородных и международных телефонных разговорах за счет передачи голосового трафика через глобальные сети передачи данных. В более длительной перспективе серьезными факторами сокращения затрат становятся объединение функций управления всеми соединениями для выхода в глобальные сети, использование Интернет, коммутация локальных и международных телефонных разговоров через единый маршрутизатор/голосовой шлюз.

4.3. Ускоренная окупаемость капитальных затрат

Экономическим стимулом является сокращение затрат на приобретение и обслуживание оборудования. Технология передачи данных развивается гораздо быстрее, чем индустрия телефонных станций. Жизненный цикл продукта в сетевой индустрии составляет до полутора лет на фоне ежегодного снижения стоимости самого сетевого оборудования. Вероятный эволюционный путь продуктов IP-телефонии не будет отклоняться от пути развития оборудования для передачи данных. Речь идет о постепенном снижении цен, росте функциональности за счет высокоуровневой интеграции продуктов и внедрения технологий следующего поколения. Эти факторы ведут к снижению стоимости владения системами IP-телефонии до значительно более низкого уровня, чем в случае традиционных систем телефонии.

В таблице представлены основные показатели сравнительного анализа базового и внедряемого вариантов. Данные междугородных переговоров были взяты за один месяц и сложены из предоставляемых телефонных услуг компаниями ЮТК и Астел. (Табл. 4.1)

Таблица 4.1.

Сводная таблица цен необходимого оборудования для данного проекта

Наименование	Цена (руб)
ПО Cisco CallManager лицензия на 36 телефонов	18600
Модуль Cisco Systems VWIC-2MFT-E1	30960
IP телефоны 20 шт	51600

Таблица 4.2.

Основные показатели сравнительного анализа вариантов

Показатели	Ед. изм.	Варианты		Результаты сравнения: повышение (+) понижение (-)
Показатели	Ед. изм.	Базовый (АСТЕЛ + ЮТК)	Проектируемый
Численность обслуживающего персонала	чел	2	2	0
Расходы на междугородные переговоры	Руб	45699,87	10820,76	(-) 422%

Процесс внедрения состоит из следующих шагов:

Установка программного обеспечения Cisco CallManager на маршртизатор Cisco 3845 и настройка данной программы для обеспечения маршрутизации голосовой информации между номерами абонентов.

Так как основа (IP сеть) для IP телефонии существует и хорошо организована, это позволит снизить затраты на приобретение дорогостоящего оборудования и привлечения специалистов для настройки оборудования.

Таким образом, реализация данного проекта позволит значительно уменьшить затраты рабочего времени на организационные вопросы а, следовательно, повысить производительность труда и экономическую эффективность проводимых работ (табл. 4.2).

Таблица 4.3.

Исходные данные для расчета

Показатели	Условные обозначения	Единицы измерения	Варианты
Показатели	Условные обозначения	Единицы измерения	базовый	проектируемый
Стоимость оборудования (вкл ст-ть установки)	Коб	руб	-	82560 руб
Стоимость программного обеспечения	Кпр	руб	-	18600 руб
з/п обслуж персонала	ЗП	руб	-	5695,97 руб

Совокупность капитальных вложений в проект рассчитывается по формуле 4.1:

К = Коб + Кпр (4.1)

Где

К – капитальные затраты;

Коб – стоимость устанавливаемого оборудования;

Кпр – стоимость приобретаемых программных продуктов.

К = 101160 руб

4.4. Расчет текущих затрат

Таблица 4.4

Сводная таблица капитальных и эксплуатационных затрат

вид	категория
вид	Капитальные	Эксплуатационные
Программное обеспечение	18600 руб
Оборудование	82560 руб
Персонал		5695,97 руб

Формула совокупных расходов может быть представлена формулой 4.2:

Зп = З + А + Спо + Соб (4.2)

Где

Зп – заработная плата персонала, занятого обслуживанием программного или технического средства, с отчислениями на социальные нужды;

А – расходы на амортизацию оборудования (аппаратных средств), программного обеспечения;

З - зарплата обслуживающего персонала;

Спо – стоимость программного обеспечения;

Соб – стоимость оборудования.

Зп = 82560 + 5695,97 + 860 + 18600 = 107715,97

Так как сотрудники занимаются выполнением поставленной задачи ежемесячно в равных объемах планируемого времени, то годовая заработная плата работника рассчитывается по формуле 4.3:

ЗПг = ЗПм * 12 (4.3)

ЗПмес = 5695,97 руб

ЗПг = 68351,64 руб

4.5. Амортизация

Амортизация (А) составляет 12.5 % от балансовой стоимости технических средств (формула 4.4). В университете балансовая стоимость средств составляет 82560 руб. Таким образом, амортизация за месяц составляет: А = 860 руб.

А = Коб*12% (4.4)

(82560 *0,125)/12=860 руб

4.6. Расчет финансовых результатов реализации проекта

Так как университет является некоммерческой организацией и для него достаточно проблематичен подсчет прибыли от его деятельности, для расчета экономической эффективности будет использоваться снижение стоимости междугородних переговоров.

За счет внедрения IP телефонии упрощается администрирование маршрутизации звонков (табл. 4.5.)

Таблица 4.5

Потенциальный эффект применения проекта

Сфера воздействия

Дает возможность совершать междугородние и международные телефонные звонки с телефонов ЦАТС АГУ и с IP телефонов ЛВС АГУ

управление

Уменьшение издержек на междугородние и международные переговоры

Усиление контроля за переговорами

Простота настройки маршрутизации звонков

Информационная система

Совершенствование структуры потоков информации

Со временем замена телефонной сети, что приводит к уменьшению морального устарения технологии и оборудования

Обмену информации посредством сети.

Для определения годового экономического эффекта, достигнутого за счет внедрения проекта рассчитаем стоимость сэкономленных ресурсов (формула 4.5):

С экономленными ресурсами будет считаться сумма, не затраченная предприятием на междугородние переговоры:

E =Пб - Пп (4.5)

Где

Е - экономический эффект;

Пб – затраты на телефонные переговоры базового варианта;

Пп – затраты на телефонные переговоры проектируемого варианта

Е = 45699,87 - 10820,76 = 34879,11 руб

Срок окупаемости данного проекта равен:

107715,97/34879,11 = 3,09 округляем в большую сторону 4 месяца или 1/3 года

4.7. Выводы

Проведенный анализ экономического и социального эффекта от внедрения данного проекта показывает, что его применение достаточно эффективно. Оплата за междугородние и международные переговоры уменьшается в 3,44 раза, что в абсолютном выражении позволяет экономить в среднем 34879,11 руб. в месяц. При использовании данного проекта экономический эффект достигается за счет низких тарифов междугородних и международных звонков, использования уже существующей IP сети и коммутационного оборудования.

5. Обеспечение эргономики рабочего места

По мере перехода к комплексной автоматизации производства возрастает роль человека как субъекта труда и управления. Человек несет ответственность за эффективную работу всей технической системы и допущенная им ошибка может привести в некоторых случаях к очень тяжелым последствиям.

Эргономика занимается комплексным изучением и проектированием трудовой деятельности с целью оптимизации орудий, условий и процесса труда, а также профессионального мастерства.

Ее предметом является трудовая деятельность, а объектом исследования - системы "человек - орудие труда - предмет труда - производственная среда".

Эргономика относится к тем наукам, которые можно различать по предмету и специфическому сочетанию методов, применяемых в них. Она в значительной мере использует методы исследований, сложившиеся в психологии, физиологии и гигиене труда. Проблема состоит в координации различных методических приемов при решении той или иной эргономической задачи, в последующем обобщении и синтезировании полученных с их помощью результатов. В ряде случаев этот процесс приводит к созданию новых методов исследований в эргономике, отличных от методов тех дисциплин, на которые она возникла.

Эргономический подход к изучению трудовой деятельности не дублирует исследований, проводимых в сфере психологии, физиологии и гигиены труда, но опирается на них и дополняет их.

Комплексный подход, характерный для эргономики, позволяет получить всестороннее представление о трудовом процессе и тем самым открывает широкие возможности его совершенствования. Именно эта сторона эргономических исследований представляет особую ценность для научной организации труда, при которой практическому внедрению конкретных мероприятий предшествует тщательный научный анализ трудовых процессов и условий их выполнения, а сами практические меры базируются на достижения современной науки и передовой практики.

Внедрение результатов эргономических исследований в практику дает ощутимый социально-экономический эффект. Как отечественный, так и зарубежный опыт внедрения эргономических требований свидетельствует о том, что приводит к существенному повышению производительности труда. При этом грамотный учет человеческого фактора представляет собой не разовый источник повышения, а постоянный резерв увеличения эффективности общественного производства

5.1. Анализ условий труда при эксплуатации устройств IP телефонии

Для выявления и оценки вредных и опасных производственных факторов необходимо составить перечень факторов условий труда.

Санитарно-гигиенические: освещение естественное и искусственное, температура воздуха, относительная влажность, скорость движения воздуха, запыленность, шум, тепловые и электромагнитные излучения.

Психофизиологические: рабочее место, рабочая поза и перемещения в пространстве, продолжительность непрерывной работы, режим работы, напряжение зрения, нервно-эмоциональная и интеллектуальная нагрузка.

Технические: техническая безопасность оборудования.

Рассматривая влияние компьютера на здоровье человека, в первую очередь выделяют следующие факторы риска:

- проблемы влияния электромагнитных излучений;

- проблемы перегрузки зрения;

- проблемы, связанные с мышцами и суставами.

Дисплей персональной ЭВМ, сконструированный на основе ЭЛТ, является источником электростатических полей и широкополосных электромагнитных излучений: мягкого рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного, видимого, низкочастотного, сверхнизкочастотного и высокочастотного.

У нормально работающего дисплея уровни рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного излучения ниже допустимого уровня.

Главная опасность для пользователя – электромагнитные излучения от монитора в диапазоне 20 Гц – 300 Гц и статический электрический заряд на экране. Особенность в том, что органы чувств человека не воспринимают электромагнитные поля в рассматриваемом диапазоне частот, и пользователь не может оценить по своим ощущениям опасность. Установлено, что электромагнитные излучения низкой частоты негативно влияют на репродуктивные функции, на нервную систему, вызывая головную боль, бессонницу, потерю аппетита, депрессию.

Статический электрический заряд на экране, в сочетании с повышением температуры при работе с ЭВМ, приводит к тому, что пыль не оседает в помещении, накапливается на экране, вызывая аллергические реакции и кожные заболевания. Для защиты от электромагнитных и электростатических полей допускается применение приэкранных фильтров, специальных экранов и других средств индивидуальной защиты, прошедших испытания в аккредитованных лабораториях и имеющих соответствующий гигиенический сертификат. Конструкция ВДТ и ПЭВМ должна обеспечивать мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0,05 м от экрана и корпуса ВДТ, при любых положениях регулировочных устройств не должна превышать 7,74 x 10 А/кг, что соответствует эквивалентной дозе, равной 0,1 мбэр/ч (100 мкР/ч).

Монитор соответствует стандарту TCO-95 защиты от воздействия электрических и магнитных полей, если его характеристики удовлетворяют требованиям, приведенным в табл. 5.1. Эти требования соответствуют СанПиН 2.2.2./2.4 1340 – 03 по электромагнитному излучению и электростатическому.

Таблица 5.1

Требования СанПиН по электромагнитному излучению и электростатическому

Характеристики	Диапазон частот
Характеристики	5Гц-2КГц	2-400КГц
Напряженность электромагнитного поля на расстоянии 50 см вокруг ВДТ по электрической составляющей	не более 25В/м	не более 2,5В/м
Плотность магнитного потока	не более 250нТл	не более 25нТл
Электростатический потенциал	не превышает 500В	не превышает 500В

Наиболее безопасными видами конструкций мониторов являются: Low Radiation (LR), жидко-кристаллические мониторы, мониторы с установленной защитой по методу замкнутого металлического экрана.

Утомление зрения при работе с компьютером вызывается мерцанием, дрожанием изображения на экране. Более всех страдают операторы, занимающиеся выводом данных и считыванием текстовой информации, потому, что чем мельче символ, тем больше нагрузка на зрение.

Возникновению зрительного утомления способствует использование не благоприятных цветовых сочетаний и неправильная организация освещения помещения. Яркое и неровное освещение вызывает нежелательные отражения, блики на экране.

Неподвижная напряженная поза оператора, в течение длительного времени прикованного к экрану дисплея, приводит к усталости, возникновению болей в позвоночнике, шее, плечевых суставах.

Интенсивная работа с клавиатурой и «мышью» вызывает болевые ощущения в локтевых суставах, предплечьях, запястьях, в кистях и пальцах рук.

Работа ЭВМ связана с выделением тепла, что вызывает перегрев организма у работающих и приводит к снижению работоспособности. Также ЭВМ является источником шума, оказывающего достаточное влияние на психику и общее состояние человека.

Разработка инженерно-технических и организационных мероприятий по обеспечению безопасности труда

5.2. Обеспечение оптимальных микроклиматических параметров

Эксплуатация должна проходить в помещении с ВДТ и ПЭВМ. Для обеспечения оптимальных параметров микроклимата необходимо чтобы температура в помещении была в пределах 18-22 градусов по Цельсию, относительная влажность была не менее 31-39 % и скорость движения воздуха не более 0,1 м/c.

Для повышения влажности воздуха в помещениях с ВДТ и ПЭВМ следует применять увлажнители воздуха, заправляемые ежедневно дистиллированной или прокипяченной питьевой водой. Помещения с ВДТ и ПЭВМ периодически должны быть проветрены, что обеспечивает улучшение качественного состава воздуха, в том числе и аэроионный режим. Уровни положительных и отрицательных аэроионов в воздухе помещений с ВДТ и ПЭВМ должны соответствовать нормам: при оптимальном уровне это должно составлять n+: 1500-3000 и n-: 300-5000 число ионов в 1 см. куб. воздуха. Помещения с ВДТ и ПЭВМ должны оборудоваться системами отопления, кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляции. Расчет воздухообмена следует проводить по теплоизбытку от машин, людей, солнечной радиации и искусственного освещения.

Поверхность пола в помещениях эксплуатации ВДТ и ПЭВМ должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для очистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами, нежелательно использование ковровых покрытий.

Содержание вредных химических веществ в воздухе помещений использования ВДТ и ПЭВМ не должно превышать среднесуточных концентраций для атмосферного воздуха.

5.3. Мероприятия по снижению шума

При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ в помещении уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50 дБА, вибрация на рабочем месте не должна превышать допустимых норм вибрации. Снизить уровень шума в помещении с ВДТ и ПЭВМ можно использованием звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами звукопоглощения в области частот 63 - 8000 Гц для отделки помещений (разрешенных органами и учреждениями Госсанэпиднадзора России), подтвержденных специальными акустическими расчетами. Дополнительным звукопоглощением служат однотонные занавеси из плотной ткани, гармонирующие с окраской стен и подвешенные в складку на расстоянии 15 - 20 см от ограждения. Ширина занавеси должна быть в 2 раза больше ширины окна.

5.4. Снижение нагрузки на зрение

Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ВДТ и ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения. Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300 - 500 лк. Допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/кв. м. Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ВДТ и ПЭВМ не должна превышать 40 кд/кв. м и яркость потолка при применении системы отраженного освещения не должна превышать 200 кд/кв. м. Показатель ослепленности для источников общего искусственного освещения в помещениях для работы с ВДТ и ПЭВМ - не более 25. Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ВДТ и ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1 - 5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования - 10: 1. В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.

Общее освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении ВДТ и ПЭВМ. Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается. Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/кв. м, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов. Светильники местного освещения должны иметь непросвечивающий отражатель с защитным углом не менее 40 градусов. Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях использования ВДТ и ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.

Рабочие места с ВДТ и ПЭВМ по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно слева (рис. 5.1.).

Рис. 5.1. Расположение компьютеров относительно светопроемов

Оконные проемы в помещениях использования ВДТ и ПЭВМ должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа жалюзи, занавесей, внешних козырьков и др. Кроме того, работающим должно соблюдаться оптимальное расстояние до монитора 600 - 700 мм, необходимо поддерживать правильный режим работы: делать перерывы, заниматься гимнастикой для глаз.

5.5. Общие требования к организации режима труда при работе с ЭВМ

Режимы труда и отдыха при работе с ПЭВМ и ВДТ должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовой деятельности.

Виды трудовой деятельности разделяются на 3 группы:

группа А - работа по считыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ с предварительным запросом;

группа Б - работа по вводу информации;

группа В - творческая работа в режиме диалога с ЭВМ.

При выполнении в течение рабочей смены работ, относящихся к разным видам трудовой деятельности, за основную работу с ПЭВМ и ВДТ следует принимать такую, которая занимает не менее 50% времени в течение рабочей смены или рабочего дня.

Для видов трудовой деятельности устанавливается 3 категории тяжести и напряженности работы с ВДТ и ПЭВМ (приложение №15) СанПиН 2.2.2./2.4 1340-03 .

Для персонала, обслуживающего рабочий процесс в помещениях с ВДТ и ПЭВМ, продолжительность работы не должна превышать 6 часов в день.

Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья профессиональных пользователей, на протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы.

Время регламентированных перерывов в течение рабочей смены следует устанавливать в зависимости от ее продолжительности, вида и категории трудовой деятельности.

Продолжительность непрерывной работы с ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.

Во время регламентированных перерывов с целью снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора, устранения влияния гиподинамии и гипокинезии, предотвращения развития познотонического утомления целесообразно выполнять комплексы упражнений.

С целью уменьшения отрицательного влияния монотонии целесообразно применять чередование операций осмысленного текста и числовых данных (изменение содержания работ), чередование редактирования текстов и ввода данных (изменение содержания работы).

В случаях возникновения у работающих с ВДТ и ПЭВМ зрительного дискомфорта и других неблагоприятных субъективных ощущений, несмотря на соблюдение санитарно-гигиенических, эргономических требований, режимов труда и отдыха следует применять индивидуальный подход в ограничении времени работ с ВДТ и ПЭВМ коррекцию длительности перерывов для отдыха или проводить смену деятельности на другую, не связанную с использованием ВДТ и ПЭВМ.

Работающим на ВДТ и ПЭВМ с высоким уровнем напряженности во время регламентированных перерывов и в конце рабочего дня показана психологическая разгрузка в специально оборудованных помещениях (комната психологической разгрузки).

5.6. Снижение статических физических нагрузок

Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей (размер ВДТ и ПЭВМ, клавиатуры, пюпитра и др.), характера выполняемой работы. При этом допускается использование рабочих столов различных конструкций. Конструкция рабочего стула должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ВДТ и ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно - плечевой области и спины для предупреждения развития утомления. Тип рабочего стула должен выбираться в зависимости от характера и продолжительности работы с ВДТ и ПЭВМ с учетом роста пользователя. Поверхность сиденья, спинки и других элементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, неэлектризующимся и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнения.

Экран монитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600 - 700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно - цифровых знаков и символов. Рекомендуется держать монитор на расстоянии вытянутой руки. Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной - не менее 500 мм, глубиной на уровне колен - не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног - не менее 650 мм (рис. 5.2 и 5.3.).

Рис. 5.2. Правильная и неправильная позы за компьютером

Рис. 5.3. Правильная позиция за компьютером

Неправильное положение рук при печати на клавиатуре приводит к хроническим растяжениям кисти. Важно не столько отодвинуть клавиатуру от края стола и опереть кисти о специальную площадку, сколько держать локти параллельно поверхности стола и под прямым углом к плечу. Клавиатура должна располагаться в 10-15 см (в зависимости от длины локтя) от края стола. В этом случае нагрузка приходится не на кисть, в которой вены и сухожилия находятся близко к поверхности кожи, а на более "мясистую" часть локтя. Также необходимо соблюдать оптимальный режим работы (рис. 5.4.)

Рис. 5.4. Положение запястья и кисти при работе на клавиатуре

5.7. Мероприятия по снижению электромагнитного излучения

Для снижения влияния электромагнитного излучения необходимо то, что схемы размещения рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ должны учитывать расстояния между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора), которое должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м. (рис.5.5.) Также учитывается режим работы и расположение ЭВМ относительно друг друга. Расположение ЭВМ в помещении должно соответствовать Санитарным нормам, т.е. необходимо располагать ЭВМ к стене задней частью. Напряженность электромагнитного поля на расстоянии 50 см. Вокруг ВДТ по электрической составляющей должна быть не более: в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц около 25В/м. Плотность магнитного потока должна быть в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц не более 250 нТл. Поверхностный электростатический потенциал не должен превышать 500 В.

Рис. 5.5. Расположение компьютеров в помещении относительно друг друга

Необходимо использовать технику, прошедшую сертификацию и соответствующую стандартам защиты от воздействия электрических и магнитных полей таким как ТСО-92, ТСО-95, ТСО-99, ТСО-2003; минимально допустимой частотой обновления изображения на экране монитора является частота 75 Гц при разрешении экрана в 800*600 пикселей (или 640*480 пикселей). Также нужно соблюдать оптимальное расстояние до ЭВМ (рис. 4.5.).

5.8. Требования по электробезопасности и пожарной безопасности

Помещения, где применяются ЭВМ, относятся к помещениям с повышенной опасностью, так как в помещении имеется возможность поражения электрическим током.

Опасность возникает тогда, когда одновременно человек прикасается к заземленным металлоконструкциям, с одной стороны и металлическим корпусам электрооборудования, с другой.

Для обеспечения электробезопасности применяется защитное заземление, которое подключается к ЭВМ. Так как бытовая электрическая сеть с напряжением 1000 В, то защитное заземление применяется в трехфазных сетях переменного тока с изолированной нетралью.

Защитное заземление используется для того, чтобы не возникало разности потенциалов между компьютером м периферийными устройствами, раздельно подключенными к электросети, а также между двумя соседними персональными компьютерами. Что особенно важно в случае работы в помещении достаточно большого количества пользователей.

Необходимо принять меры к предотвращению доступа пользователей к частям компьютера, находящихся под опасным напряжением, защитным корпусом. Необходим контроль за состоянием изоляции. Работу по ремонту компьютера следует производить только лицам, имеющим соответствующую подготовку и прошедшим инструктаж по технике безопасности.

Помещения с ПЭВМ относятся к помещениям с пожароопасностью категории В. В этих помещениях очень высокая плотность размещения электропотребляющей техники. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода и коммуникационные кабели. При протекании по ним электрического тока может выделяться значительное количество теплоты, что может привести к повышению температуры до 90-1200С. При этом возможно оплавление изоляции соединительных проводов, их оголение и, как следствие, короткое замыкание, которое сопровождается искрением, ведет к быстрому нагреву и перегрузкам электрических сетей. Это может вызвать загорание близлежащих легковоспламеняющихся веществ.

В целях обеспечения пожарной безопасности локальные компьютерные сети и электропроводка изготовлены из плохо воспламеняющихся проводов. Проводка осуществлена по несгораемым конструкциям и защищена сверху стальной трубой. В качестве первичных средств пожаротушения в помещении имеется огнетушитель. Регулярная техническая профилактика включает в себя осмотр проводки. Ведется журнал по технике безопасности, проводится инструктаж перед началом работы с ПЭВМ. Помещение оборудовано пожарной сигнализацией из расчета 1 на 15м2. Планировка рабочих мест продумана таким образом, что бы обеспечить легкий доступ пользователей к своим рабочим местам и предотвратить возможность опрокидывания мониторов и другого оборудования при эвакуации, а также исключить возможность травматизма и несчастных случаев при эксплуатации.

Вывод

Благодаря описанию в данном разделе мероприятий по безопасности труда, эффективность внедрения результатов данного проекта будет выше.

Заключение

За время дипломного проектирования была проведена следующая работа:

· Изучена локальная вычислительная сеть АГУ.

· Проанализирован рынок IP телефонии. Выбраны устройства необходимые для организации IP телефонии.

· Исходя из критериев цены и качества предоставляемых услуг IP телефонии был выбран оператор SIPNET.

· Изучены варианты соединения и настройки ЦАТС с маршрутизатором Cisco 3845.

· Разработана структурная схема организации IP телефонии.

· Разработана структурная схема подключения маршрутизатора Cisco 3845 к цифровой АТС ТОС 120.

Для внедрения данного проекта необходимо приобрести:

· Модуль с портом E1 для подключения цифровой АТС к маршрутизатору Cisco 3845.

· Cisco Call Manager программное обеспечение для настройки IP телефонии.

· IP телефоны

При изучении проекта были выделены основные характеристики экономического обоснования внедрения данного проекта:

· Экономия на междугородных и международных телефонных разговорах.

· Получается за счет передачи телефонных разговоров через глобальные сети передачи данных, где нет жестко регулируемых телекоммуникационными компаниями тарифов. В более длительной перспективе серьезными факторами сокращения затрат становятся консолидация управления всеми соединениями для выхода в глобальные сети, коммутация всех телефонных разговоров через единый голосовой шлюз.

· Быстрая окупаемость капитальных затрат. Это связано, прежде всего, с постепенным снижением цены на оборудование для IP-телефонии и с появлением программного обеспечения, которое значительно дешевле, чем аналогичное ПО для обычных телефонных станций.

· Сокращение затрат на администрирование. Теперь вместо двух сетей данных используется только одна, соответственно сокращается количество персонала, занимающегося обслуживанием ИТ - инфраструктуры. Более того, обучение персонала служб автоматизации не потребует значительных ресурсов, так как при управлении IP-телефонной станцией используется то же программное обеспечение для удаленного администрирования из окна Web-браузера, что и при управлении другими сетевыми устройствами. Сотрудники информационных служб хорошо знакомы с этим ПО, в отличие от ПО для управления существующими цифровыми АТС.

· Объединение голосовой связи с программными приложениями для ПК. Internet, являющийся публичной IP-сетью, обеспечит пользователей одновременным доступом к информации и голосовым службам, основанным на системах IP-телефонии. Дополнительные функции, которые возникли в инфраструктуре обычной телефонии, например голосовая почта, автоматическая справочная, интерактивный автоответчик, станут программными приложениями и будут взаимодействовать с обычными приложениями для хранения и обработки данных. Это снизит затраты на внедрение и одновременно обеспечит новые важные функциональные возможности, возникшие за счет интеграции.

Были разработаны рекомендации по обеспечению эргономики рабочего места.

Литература

1. Бакланов И.Г. ISDN и IP-телефония / Вестник связи, 1999, №4.

2. Брау Д. Грядет год стандарта Н.323? / Сети и системы связи, №14.

3. Варакин Л. Телекоммуникационный феномен России / Вестник связи International, 1999, №4.

4. Варламова Е. IP-телефония в России / Connect. Мир связи, 1999, №9.

5. Вендров А.М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 1998. – 176 с.

6. Вендров А.М. Практикум по проектированию программного обеспечения экономических информационных систем: Учеб. пособие. — М.: Финансы и статистика, 2002. — 192 с.: ил.

7. Габбасов Ю.Ф. Internet 2000. – СПб.: БХВ – Санкт – Петербург, 2000.

8. Гольдштейн Б.С. Сигнализация в сетях связи. Том 1. М.: Радио и связь, 1998.

9. Гольдштейн Б.С., Ехриель И.М., Рерле Р.Д. Интеллектуальные сети. М.: Радио и связь, 2000.

10. Евсюков К.Н., Колин К.К. Основы проектирования информационно- вычислительных систем. — М.: Статистика, 1977.

11. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы: (Сборник): ГОСТ 34.003 - 90, РД 50 - 680 - 88, РД 50 - 682 - 89, ГОСТ 34. 201 - 89 - ГОСТ 34.602.89 – М.: Изд-во стандартов, 1992. — 150 с.

12. Кон А.И. Секреты Internet. изд. Ростов н/Д: «Феникс», 2000.

13. Кузнецов А.Е., ПинчукА. В., Суховицкий А.Л. Построение сетей IP- телефонии / Компьютерная телефония, 2000, №6.

14. Кузнецов С.Д. Проектирование и разработка корпоративных информационных систем. Центр информационных технологий. М.: МГУ, 1998 – http://www.citforum.ru/cfin/prcorpsys/

15. Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Изд. «Питер», 1999.

16. Лазуткина Е.А. Методические указания по выполнению курсового проекта. Астрахань: АГУ, 2006 — http://www.ido.aspu.ru

17. Леонтьев В.П. Персональный компьютер: универсальный справочник пользователя. М.: 2000

18. Ломакин Д. Технические решения IP-телефонии / Мобильные системы, 1999 №8.

19. Могилев А.В. Пак Н.И. Хеннер Е.К. Информатика. М.: изд. «Академия», 2001

20. Мюнх Б., Скворцова С. Сигнализация в сетях IP-телефонии. - Часть I, II/Сети и системы связи, 1999. - №13(47), 14(48).

21. Силич В.А. Содержательные модели систем и их использование при проектировании АСУ. — Томск: Изд-во ТГУ, 1984. – 115 с.

22. Симонович С. Евсеев Г. Новейший самоучитель по работе в Internet. М.: изд. «ДЕСС КОМ», 2000.

23. Стиф Мак-Квери, Келли Мак-Грю, Стефан Фой. Передача голосовых данных по сетям Cisco Frame Realy, ATM и IP М. Издательский дом “Вильямс”, 2002 – 506с.

24. Тиори Т., Фрей Дж. Проектирование структур баз данных. В двух книгах. М.: Мир, 1985

25. Уиллис Д. Интеграция речи и данных. В начале долгого пути./Сети и системы связи, 1999.-№16.

26. Фигурнов В. Э. IBM PC для пользователя. Краткий курс. – М.: ИНФРА – М, 1999.

27. Шафрин Ю.А. Информационные технологии. М.: изд. ЛБЗ, 2001

28. Шнепс-Шнеппе М.А. Интеллектуальные услуги - это ДВО / Информ - курьер-связь, 2000 - №9.