Төңкерілген дауыс протоколы: Компьютер желісіндегі алғашқы VoIP технологиясы

Кіріспе

Жаңашыл VoIP протоколы

Желілік дауыс протоколы (NVP) – пакеттік коммуникациялық желілер арқылы адам сөзін беруге арналған, алғашқы компьютерлік желілік протоколы. Бұл – Интернет-протокол арқылы дауыс беру технологиясының ерте мысалы.

Тарих

NVP алғаш рет 1974 жылы анықталып, іске асырылды, ал анықтама 1973 жылы басталған алғашқы жұмыстан кейін USC Ақпараттық ғылымдар институтының ISI-дегі "Сөйлеу" жобасының жетекшілігімен жүргізілді. ISI-ді Оңтүстік Калифорния Университетінің Ақпараттық ғылымдар институтының (ISI) Дэнни Коэн басқарды, ARPA-ның Желілік қауіпсіз байланыс (NSC) бағдарламасынан қаржыландырылды. Жобаның мақсаттары – «пакеттік коммутациялық компьютерлік байланыс желілері арқылы жоғары сапалы, төмен өткізу қабілетімен, нақты уақыт режимінде, екі бағытты цифрлық дауыс байланысын дамыту және іске асыру мүмкіндігін көрсету, сондай-ақ қолданыстағы шифрлау құрылғыларымен қамтамасыз етуге болатын цифрланған сөйлеуді ұсыну». Бұл зерттеудің басты мақсаты – бүкіл әлемде қауіпсіз дауыс байланысы үшін жалпы әскери талаптың бөлігі ретінде жоғары сапалы, төмен өткізу қабілетімен, қауіпсіз дауыс өңдеу қабілетін көрсету. NVP-нің алғашқы көрсетілімі 1974 жылдың тамызында ISI және MIT Линкольн зертханасындағы топтар арасында болды. Бұл – компьютерлік желі арқылы жасалған тарихтағы алғашқы «телефондық қоңырау». Бұл BB&N, Bolt Beranek және Newman компаниялары жасаған үн кодтаушыларды пайдаланушылармен ішінара іске қосылды. Жалпы алғанда, жұмыста көптеген басқа зерттеушілер де қатысты. 1974 жылдың наурызында ISI-де ДАРПА-ның сөйлеу жобасының бағдарламалық директоры Боб Канның төрағалығымен нақты уақыт пакеттерін жіберу үшін қажетті субжелі (IMP-тен IMP-ге) өзгерістер талқыланды. Кездесу соңында ол іс-қимылдарды қорытындылап, BB&N-ге қажетті субжелі жаңартуларын жасауға тапсырма берді. NVP ARPANET-те бірнеше түрлі дауыс кодтау әдістерін қолдана отырып, әртүрлі сайттар арасында сөйлеуді жіберу үшін пайдаланылды, соның ішінде сызықтық болжамды кодтау (LPC) және үздіксіз өзгермелі еңіс дельта модуляциясы (CVSD). Бірлесіп жұмыс істеген зерттеушілерге Стив Каснер, Рэнди Коул және Пол Равеллинг (ISI); Джим Форги (Линкольн зертханасы); Майк МакКаммон (Culler Harrison); Джон Маркель (Сөйлеу коммуникациялар зерттеу зертханасы); Джон Махул (Bolt, Beranek және Newman), Род МакГайр және Филип Рубин (Haskins зертханалары) кірді. NVP BBN Butterfly компьютерлеріне негізделген эксперименталды Voice Funnel жабдықтарымен (1981 жылдың ақпан айы шамасында) қолданылды, бұл пакеттік аудиоға ARPA зерттеулерінің бөлігі болды. ARPA қызметкерлері мен мердігерлері Voice Funnel және оған байланысты бейне құрылғыларын АҚШ-тың шығыс және батыс жағалауындағы бірнеше сайттар арасында үш және төрт жолды бейне конференциялар өткізу үшін қолданды. Сондай-ақ, Дэйв Ретц пен оның Санта-Барбара университетінің Сөйлеу коммуникациясы зертханасындағы тобының еңбегі де бар. ISI өзінің операциялық жүйесі ELF-ті сөйлеу желісін дамыту үшін, оның ішінде сөйлеу конференцияларына дейін қолданды.

NVP was first defined and implemented in 1974, with definition led by the “Speech” project at ISI, the USC Information Sciences Institute following initial work begun in 1973. ISI leadership was by Danny Cohen of the Information Sciences Institute (ISI), University of Southern California, with funding from ARPA's Network Secure Communications (NSC) program. The project's stated goals were "to develop and demonstrate the feasibility of secure, high quality, low bandwidth, real time, full duplex (two way) digital voice communications over packet switched computer communications networks [and to] supply digitized speech which can be secured by existing encryption devices. The major goal of this research is to demonstrate a digital high quality, low bandwidth, secure voice handling capability as part of the general military requirement for worldwide secure voice communication." NVP’s first demonstration was in August 1974 between the groups at ISI and MIT Lincoln Laboratory. That was history’s first “phone call” using a computer network. It was partly enabled by users of vocoders custom built by BB&N, Bolt Beranek, and Newman. Work as a whole involved many other researchers nationally. Necessary subnet (IMP to IMP) changes for real time packet forwarding were discussed at ISI in March 1974, chaired by Bob Kahn, DARPA’s program director for the speech project. At the end of the meeting, he summarized actions and directed BB&N to make the required subnet updates. NVP was used to send speech between distributed sites on the ARPANET using several different voice encoding techniques, including linear predictive coding (LPC) and continuously variable slope delta modulation (CVSD). Cooperating researchers included Steve Casner, Randy Cole, and Paul Raveling (ISI); Jim Forgie (Lincoln Laboratory); Mike McCammon (Culler Harrison); John Markel (Speech Communications Research Laboratory); John Makhoul (Bolt, Beranek and Newman), and Rod McGuire and Philip Rubin (Haskins Laboratories). NVP was used by experimental Voice Funnel equipment (circa February 1981), based on BBN Butterfly computers, as part of ongoing ARPA research into packetized audio. ARPA staff and contractors used the Voice Funnel, and related video facilities, to do three way and four way video conferencing among a handful of US East and West Coast sites. Credit also is due to Dave Retz and his group at the UC Santa Barbara Speech Communication Laboratory. ISI used his operating system, ELF, for the early development of speech networking, including extension to speech conferencing.

Хаттама

Хаттама екі ерекше бөлімнен тұрды: бақылау хаттамалары және деректерді тасымалдау протоколы. Бақылау хаттамаларына салыстырмалы түрде қарапайым телефондық мүмкіндіктер кірді, мысалы, кім кіммен сөйлескісі келетінін көрсету; қоңырау сигналдары; дауысты кодтау туралы келісімдер; және қоңырауды аяқтау. Деректер хабарламалары кодталған сөйлеуді қамтыды. Әрбір кодтау схемасы (вокодер) үшін кадр – сандық дауыс үлгілерінің келісілген тарату интервалын қамтитын пакет ретінде анықталды. NVP Интернет ағыны протоколы (ST) және кейінірек Stream Protocol, нұсқа 2 (ST II) арқылы тасымалданады, бұл екеуі де Интернет протоколының (IP) қосылымға бағытталған нұсқалары және IP протоколының 5-ші нұсқасын тасымалдады. Бұл протоколдарды қызмет сапасының алғашқы тәжірибелері ретінде қарастыруға болады, сондай-ақ асинхронды транферлік режим (ATM) сияқты қосылымға бағытталған желілік протоколдар.