Введение
Телефония (/t//ə/'/l//ɛ//f//ə//n//i/ təLEFə nee) – это область технологий, охватывающая разработку, применение и внедрение телекоммуникационных услуг для электронной передачи голоса, факса или данных между удаленными абонентами. История телефонии неразрывно связана с изобретением и развитием телефона. Под термином "телефония" обычно понимают строительство или эксплуатацию телефонов и телефонных систем, а также систему телекоммуникаций, в которой телефонное оборудование используется для передачи речи или других звуков между пунктами, с использованием или без использования проводов. Этот термин также часто применяется к компьютерному оборудованию, программному обеспечению и компьютерным сетевым системам, выполняющим функции, традиционно выполняемые телефонным оборудованием. В этом контексте технология конкретно называется интернет-телефонией или голосовым интернет-протоколом (VoIP).
Telephony (/t//ə/'/l//ɛ//f//ə//n//i/ təLEFə nee) is the field of technology involving the development, application, and deployment of telecommunication services for the purpose of electronic transmission of voice, fax, or data, between distant parties. The history of telephony is intimately linked to the invention and development of the telephone. Telephony is commonly referred to as the construction or operation of telephones and telephonic systems and as a system of telecommunications in which telephonic equipment is employed in the transmission of speech or other sound between points, with or without the use of wires. The term is also used frequently to refer to computer hardware, software, and computer network systems, that perform functions traditionally performed by telephone equipment. In this context the technology is specifically referred to as Internet telephony, or voice over Internet Protocol (VoIP).
Обзор
Первые телефоны соединялись напрямую попарно. У каждого пользователя был отдельный телефон, подключенный к каждому пункту назначения. Это быстро стало неудобным и непрактичным, когда пользователи хотели связаться более чем с несколькими людьми. Изобретение телефонной станции (АТС) предоставило решение для установления телефонных соединений с любым другим телефоном, находящимся в зоне обслуживания. Первоначально каждый телефон подключался к АТС одним проводом, позже – парой проводов, образующей абонентскую линию. Ближайшие АТС в других зонах обслуживания соединялись магистральными линиями, а междугородняя связь осуществлялась путем перенаправления вызовов через несколько АТС. Первоначально коммутация на АТС осуществлялась вручную оператором-коммутатором. Когда абонент вращал ручку телефона, на панели перед оператором загорался индикатор, на который оператор реагировал, подключая свою гарнитуру к соответствующему разъему и предлагая услуги связи. Звонящему необходимо было назвать вызываемого абонента по имени, а затем по номеру, после чего оператор подключал один конец цепи к разъему вызываемого абонента, чтобы оповестить его. Если вызывающий абонент отвечал, оператор отключал свою гарнитуру и завершал соединение между абонентами. Междугородние звонки осуществлялись с помощью других операторов на других АТС в сети. До 1970-х годов большинство телефонов были постоянно подключены к телефонной линии, проложенной в помещении заказчика. Позже, переход к установке разъемов, к которым подключалась внутренняя проводка, позволил легко заменять телефонные аппараты, используя телефонные вилки, и обеспечил возможность перемещения аппарата между различными разъемами в помещении. Внутренняя проводка ко всем разъемам соединялась в одной точке с кабелем, который соединяет здание с магистральной кабельной сетью. Кабели обычно объединяют большое количество абонентских линий из районной сети доступа в одном центре связи или на телефонной станции. Когда пользователь телефона хочет совершить звонок, оборудование на АТС анализирует набранный номер и соединяет эту телефонную линию с другой в том же центре связи или с магистралью на удаленную АТС. Большинство АТС в мире соединены между собой через систему более крупных коммутационных систем, образуя общедоступную телефонную сеть (PSTN). Во второй половине 20-го века факсимильная связь и передача данных стали важными дополнительными приложениями сети, созданной для передачи голоса, а в конце века отдельные части сети были модернизированы с использованием ISDN и DSL для повышения эффективности обработки такого трафика. Сегодня в телефонии используются цифровые технологии (цифровая телефония) для предоставления телефонных услуг и систем. Телефонные звонки могут передаваться в цифровом формате, но это может быть ограничено случаями, когда "последняя миля" является цифровой, или когда преобразование между цифровыми и аналоговыми сигналами происходит внутри телефона. Это позволило снизить стоимость связи и повысить качество голосовых услуг. Первая реализация этого, ISDN, обеспечивала быструю передачу данных от конца к концу по телефонным линиям. Позже эта услуга потеряла свою актуальность благодаря возможности предоставления цифровых услуг на основе набора протоколов Интернет. С появлением персональных компьютеров в 1980-х годах компьютерная телефония (CTI) постепенно обеспечивала более сложные телефонные услуги, инициируемые и управляемые компьютером, такие как совершение и прием голосовых, факсовых и данных звонков с использованием телефонных справочников и определителей номера. Интеграция телефонного программного обеспечения и компьютерных систем является важным этапом в развитии автоматизации офиса. Этот термин используется для описания компьютеризированных услуг колл-центров, например, тех, которые направляют ваш телефонный звонок в нужный отдел в компании, в которую вы звоните. Иногда он также используется для обозначения возможности использовать персональный компьютер для инициирования и управления телефонными звонками (в этом случае ваш компьютер можно рассматривать как личный колл-центр).
Цифровая телефония
Цифровая телефония – это использование цифровой электроники в функционировании и предоставлении телефонных систем и услуг. С конца XX века цифровая магистральная сеть заменила традиционные аналоговые системы передачи и сигнализации, и значительная часть сети доступа также была оцифрована. Начиная с разработки транзисторной технологии, появившейся в Bell Telephone Laboratories в 1947 году, и до схем усиления и коммутации в 1950-х годах, общедоступная коммутируемая телефонная сеть (PSTN) постепенно переходила на твердотельную электронику и автоматизацию. После разработки компьютерных электронных коммутационных систем, использующих металл-оксид-полупроводниковую (MOS) технологию и импульсно-кодовую модуляцию (PCM), PSTN постепенно эволюционировала в сторону оцифровки сигнализации и передачи звука. С тех пор цифровая телефония значительно улучшила пропускную способность, качество и стоимость сети. Оцифровка позволяет передавать широкополосную речь по тому же каналу, обеспечивая улучшенное качество по сравнению с более широким аналоговым голосовым каналом.
История
Самые ранние сквозные аналоговые телефонные сети, которые были модифицированы и модернизированы до сетей передачи с использованием цифровых систем несущих сигнала 1 (DS1/T1), появились в начале 1960-х годов. Они были разработаны для поддержки базового голосового канала 3 кГц путем дискретизации аналогового голосового сигнала с ограниченной полосой пропускания и кодирования с использованием импульсно-кодовой модуляции (PCM). Первые кодеки PCM были реализованы в виде пассивных фильтров на резисторах, конденсаторах и индукторах, при этом аналого-цифровое преобразование (для оцифровки голоса) и цифро-аналоговое преобразование (для восстановления голоса) выполнялись дискретными устройствами. Ранняя цифровая телефония была непрактичной из-за низкой производительности и высокой стоимости первых кодеков PCM. Практическая цифровая телекоммуникация стала возможной благодаря изобретению металл-оксид-полупроводникового полевого транзистора (MOSFET), что привело к быстрому развитию и широкому распространению цифровой телефонии PCM. MOS SC-схемы привели к разработке чипов кодеков PCM в конце 1970-х годов, что во многом было обусловлено быстрым масштабированием и миниатюризацией технологии MOS. С тех пор LPC является наиболее широко используемым методом кодирования речи. Другой метод сжатия аудиоданных, алгоритм дискретного косинусного преобразования (DCT), известный как модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT), широко используется для кодирования речи в приложениях голосовой связи по IP (VoIP) с конца 1990-х годов. Развитие методов передачи, таких как SONET и волоконно-оптическая связь, способствовало дальнейшему развитию цифровой передачи. Хотя существовали аналоговые системы, мультиплексировавшие несколько аналоговых голосовых каналов на одном носителе передачи, цифровая передача позволила снизить стоимость и увеличить количество каналов, мультиплексированных на носителе передачи. Сегодня оконечное устройство часто остается аналоговым, но аналоговые сигналы обычно преобразуются в цифровые на интерфейсе обслуживаемой зоны (SAI), в центральном офисе (CO) или в другой точке агрегации. Цифровые абонентские линии (DLC) и оптоволокно до конечного абонента (FTTx) приближают цифровую сеть к абоненту, переводя аналоговую локальную петлю в разряд устаревших технологий.
IP-телефония
С появлением новых коммуникационных технологий область технологий, доступных для телефонной связи, расширилась. Телефония теперь включает в себя технологии интернет-услуг и мобильной связи, включая видеоконференции. Новые технологии, основанные на концепциях протокола Интернет (IP), часто выделяются как голосовая связь по IP (VoIP), также обычно называемая IP-телефонией или интернет-телефонией. В отличие от традиционной телефонной связи, услуги IP-телефонии относительно слабо регулируются государством. В Соединенных Штатах Федеральная комиссия по связи (FCC) регулирует соединения между телефонными аппаратами, но заявляет, что не планирует регулировать соединения между пользователем телефона и поставщиком услуг IP-телефонии. Интернет-протокол (IP)-телефония, являясь специализацией цифровой телефонии, предполагает применение цифровых сетевых технологий, лежащих в основе Интернета, для создания, передачи и приема сеансов связи через компьютерные сети. Интернет-телефония обычно известна как VoIP (voice over Internet Protocol), что отражает принцип ее работы, однако используется и множество других терминов. VoIP оказалась революционной технологией, которая стремительно вытесняет традиционную телефонную инфраструктуру. По состоянию на январь 2005 года до 10% телефонных абонентов в Японии и Южной Корее перешли на эту цифровую телефонную услугу. В статье журнала Newsweek за январь 2005 года предполагалось, что интернет-телефония может стать "следующим большим прорывом". Начиная с 2006 года, многие компании, предоставляющие услуги VoIP, обслуживают как частных клиентов, так и предприятия. IP-телефония использует интернет-соединение и аппаратные IP-телефоны, аналоговые телефонные адаптеры или программные приложения для компьютеров для передачи разговоров, закодированных в виде пакетов данных. Помимо замены традиционной телефонной связи (POTS), услуги IP-телефонии конкурируют с услугами мобильной связи, предлагая бесплатные или более дешевые соединения через точки доступа WiFi. VoIP также используется в частных сетях, которые могут быть подключены или не подключены к глобальной телефонной сети.
Исследование социального воздействия
Прямое общение между людьми включает невербальные сигналы, выраженные в мимике и других телесных проявлениях, которые невозможно передать в традиционной голосовой телефонии. Видеотелефония восстанавливает такие взаимодействия в различной степени. Теория социальных контекстных сигналов – это модель для измерения успешности различных типов коммуникации в поддержании невербальных сигналов, присутствующих при личном общении. Исследование рассматривает множество различных сигналов, таких как физический контекст, различные выражения лица, движения тела, тон голоса, прикосновения и запах. Различные коммуникативные сигналы теряются при использовании телефона. Общающиеся стороны не могут распознать движения тела и лишены тактильных ощущений и обоняния. Хотя эта сниженная способность распознавать социальные сигналы хорошо известна, Висенфельд, Рагхурам и Гаруд отмечают, что для разных задач существует ценность и эффективность такого типа коммуникации. Они изучают рабочие места, где различные виды коммуникации, такие как телефон, более полезны, чем личное взаимодействие. Расширение коммуникации до мобильной телефонной связи создало иной фильтр социальных сигналов по сравнению со стационарным телефоном. Использование мгновенных сообщений, таких как текстовые сообщения, на мобильных телефонах создало ощущение общности. В книге «Социальное конструирование мобильной телефонии» утверждается, что каждый телефонный звонок и текстовое сообщение – это не просто попытка поговорить. Это жест, поддерживающий социальную сеть между семьей и друзьями. Несмотря на потерю определенных социальных сигналов при использовании телефонов, мобильные телефоны привносят новые формы выражения различных сигналов, которые понятны разной аудитории. Новые языковые элементы пытаются компенсировать присущий недостаток нефизического взаимодействия. Еще одна социальная теория, подтверждаемая телефонией, – это теория медиазависимости. Эта теория утверждает, что люди используют средства массовой информации или ресурсы для достижения определенных целей. Она также постулирует связь между средствами массовой информации, аудиторией и широкой социальной системой. Телефоны, в зависимости от человека, помогают достигать определенных целей, таких как доступ к информации, поддержание связи с другими, быстрая переписка, развлечения и т.д.