Компьютерная телефония - CTI (Computer Telephony Integration) - это технология, осуществляющая слияние двух ранее независимо существовавших технологий - телефонной и компьютерной. От такого слияния выигрывают обе эти технологии.

Во-первых, CTI позволяет использовать все преимущества компьютерной идеологии (стандарты, гибкость, совместимость, удобный и привычный интерфейс и т. д.) для управления телефонными соединениями.

Во-вторых - это предоставление в качестве терминала к компьютеру обычного телефонного аппарата.

Но, пожалуй, главное достоинство CTI - это открытость систем, т. е. вся компьютерная телефония основана на стандартах и, следовательно, системы CTI легко модифицируются, расширяются; достигается максимальная совместимость компонентов. Эти преимущества оказались настолько очевидными, что это обусловило быстрое развитие и широкое применение систем CTI.

Проще всего определить компьютерную телефонию как технологию, позволяющую скоординировать действия телефонной и компьютерной систем.

Классическое определение: компьютерная телефония - это отрасль, специализирующаяся на приложении компьютерного интеллекта к осуществлению и приему телефонных вызовов, а также, к другим сложным взаимодействиям. В первую очередь это реализация голосового соединения по каналам вычислительных сетей. К компьютерной телефонии относится также интерактивная обработка голоса, организация голосовой почты, алгоритмы распознавания речи и преобразования текста в речь.

Основу технологии компьютерной телефонии составляют платы расширения к персональным компьютерам. Таким образом, типичная «система СТ1» - это персональный компьютер, в котором установлены специализированные платы, к которым, в свою очередь, подключены телефонные линии.

В настоящее время существуют два принципиально различных подхода к интеграции вычислительной и телефонной сетей организации.

Первый из них предполагает превращение настольной станции офисного работника в некое подобие интеллектуального телефонного аппарата. В рабочую станцию устанавливаются необходимые ком-пьютерно-телефонные платы, которые подключаются к телефонной сети, а в компьютер инсталлируется необходимое приложение. Телефонный аппарат можно подключить к соответствующему гнезду платы, а можно просто отказаться от него. На мультимедийном компьютере есть и микрофон, и динамик (в последнее время получили распространение наборы телефонной гарнитуры - микрофон с наушниками, подключаемые непосредственно к компьютеру), а с набором номера и выполнением прочих функций взаимодействия с сетью плата расширения справится не хуже (даже лучше) телефонного аппарата. Этот подход был предложен компаниями Microsoft и Intel; они же предложили интерфейс прикладного программирования (API - application programming interface) для создания систем программного обеспечения в рамках данного подхода. Этот интерфейс, называемый TAPI (Telephony Application Programming Interface), обеспечивает программирование приложений для операционных систем Windows 3.x, Windows 95, Windows NT и выше.

Второй подход, предложенный компаниями Novell и AT&T, состоит в сосредоточении всего интеллекта системы на выделенном сервере. Именно этот сервер и является «точкой пересечения» ком пьютерной и вычислительной сетей. Специальным каналом он связан с офисной АТС. У пользователя же на столе стоят настольный компьютер и телефонный аппарат, каждый из которых подключен к «своей» сети.

Все команды пользователя, работающего с прикладной программой на своей сетевой станции, преобразуются в запросы к серверу. Сервер обрабатывает их и передает на АТС (часто используется термин РВХ - private branch exchange), где они обрабатываются при взаимодействии с телефоном пользователя. В качестве сервера системы может выступать либо специальный телефонный сервер (в крупных системах), либо файловый сервер, на котором функционируют специальный загружаемый модуль и аппаратура, поддерживающая взаимодействие между сервером и АТС. Для реализации этого подхода Novell также разработала API и назвала его Telephony Services API (TSAPI).

У каждого из этих API есть свои достоинства и недостатки. При работе с TAPI нет необходимости устанавливать дорогостоящий телефонный сервер и дорогое компьютерно-телефонное приложение в архитектуре клиент-сервер, зато на каждую рабочую станцию нужно установить компьютерно-телефонное оборудование.

Кроме того, при работе с TAPI все действия, связанные с установлением соединения, выполняются локально, а вычислительная сеть организации используется только в том случае, когда надо, например, обратиться к базе данных за информацией об абоненте.

При использовании TSAPI, наоборот, компьютерно-телефонное оборудование требуется только на сервере, зато приходится приобретать сам сервер и довольно дорогое приложение. К тому же локальная сеть загружается трафиком, связанным с установлением телефонного соединения, да и не все РВХ поддерживают обмен информацией с телефонным сервером.

В целом же можно сказать, что для приложений небольшого масштаба лучше подойдет архитектура TAPI; если же речь идет о крупном приложении с большим числом пользователей или о выполнении сложных коммутационных задач, то лучше ориентироваться на TSAPI.

Главное преимущество CTI - высокий уровень обслуживания клиентов. Компьютерная телефония может создать единый пункт для обмена информацией с клиентами и сократить время ожидания ответа. CTI система способна быстро предоставить информацию о звонящем и тем самым сократить общее время разговора. Экономия при применении CTI систем достигается за счет следующих факторов:

• повышения скорости обработки звонков;

• сокращения числа выполняемых при обработке звонка операций за счет регистрации информации, сообщаемой клиентом;

• рационального использования высокооплачиваемых специалистов;

• экономии расходов на оплату телефонных разговоров Главное достоинство СТ1 - так называемая открытость систем, т. е. вся компьютерная телефония основана на четкой системе стандартов и, следовательно, системы СТ1 легко модифицируются и расширяются. При этом достигается максимальная совместимость систем и их компонентов. Данные преимущества оказались настолько очевидными, что не могли не сказаться на быстром развитии и широком применении систем СТ1.

Приложения компьютерной телефонии с успехом можно использовать на предприятиях самой различной направленности. Это позволит повысить производительность труда сотрудников, а следовательно, и самих предприятий в целом и предоставить новые формы обслуживания, что приведет к увеличению прибыли и повышению эффективности работы предприятия.

Компьютерная телефония предоставляет целый спектр новых услуг. Обладая гибкостью и масштабируемостью, КТ-системы решают широкий круг задач как для крупных корпораций, так и для небольших фирм и даже частных лиц. СТ1-технологии обеспечивают следующее: унифицированный обмен сообщениями, голосовая почта, факсимильные системы, электронный секретарь, справочно-информационные системы, системы оповещения, са11-центры банковские системы (телебанкинг), системы записи переговоров. Часть из них рассмотрим более подробно.

Управление внутренними и внешними телефонными коммуникациями. Компьютер выполняет такие офисные приложения, как обработка и переадресация звонков, т. е. берет на себя часть функций телефонной станции либо вообще заменяет ее. Коммутационное оборудование обеспечивает звонки по выделенным или коммутируемым телефонным линиям с любого телефонного аппарата. Вход в такие системы осуществляется по специальному паролю, набираемому тональным способом.

Создание автоматических информационно-справочных систем. Информационно-справочные системы, в частности, позволяют: сократить среднее время, в течение которого абонент ожидает обслуживания; сократить среднюю продолжительность обслуживания; увеличить число вызовов, обслуживаемых одним оператором, по скольку 90% задаваемых вопросов практически идентичны, и на них может отвечать компьютер. Если же проблема абонента выходит за традиционные рамки, он способен, нажав клавишу на аппарате, непосредственно связаться с сотрудником фирмы.

Внедрение систем автоматического оповещения. Они применяются в таких ситуациях, когда требуется быстро и одновременно оповестить большое число людей о важном событии (например, о возникновении аварийной ситуации, стихийном бедствии, необходимости быстрого сбора). CTI-система не только сообщает сразу нескольким абонентам о событии, но и документально фиксирует их ответы.

Далее, автоматическое оповещение клиентов (скажем, о том, что нужно погасить очередную задолженность) освобождает сотрудников телефонных компаний, банков, от рутинной и не всегда приятной работы. Оснащенный голосовой платой компьютер сам терпеливо дозвонится до абонентов одновременно по нескольким каналам и вежливо, не уставая и не раздражаясь, напомнит о задолженности. Для этого достаточно один раз продиктовать компьютеру стандартную фразу, задать список абонентов, и количество звонков. Тем же способом можно обеспечить передачу рекламных сообщений и т. п.

Создание исследовательских телефонных центров. Многоканальная система позволяет регистрировать звонки телезрителей - просто по факту набора ими того или иного номера - в зависимости от их предпочтений (простейший вариант - три телефонных номера, каждый из которых сопоставлен ответам «ДА», «НЕТ», «НЕ ЗНАЮ»). Исследовательские телефонные центры существенно сокращают время обслуживания каждого абонента.

Автоматическая регистрация телефонных переговоров. Аппаратура регистрации разговоров (так называемый «черный ящик») активизируется при поднятии телефонной трубки или начале беседы в помещении. Когда разговор завершается, полученная фонограмма заносится в виде файла в специальную базу данных. Эта процедура осуществляется круглосуточно, одновременно по всем каналам; на оператора возлагаются только контроль за фонограммами и поддержание базы данных.

Регистраторы разговоров обеспечивают довольно разветвленный сервис, предусматривающий наличие паролей для доступа к базам данных, прослушивание и очистку записей от шума, внесение примечаний оператором, архивацию фонограмм на различных носителях, их сложный поиск в базах данных, протоколирование операций, определение номера абонента и др. Современный пакет программ для регистрации речи приближается по объему к Microsoft Office.

Применение голосовой почты как автоответчика. Голосовая почта является своеобразной альтернативой пейджера, она позволяет получать голосовые сообщения по электронной почте. Отправитель сообщения использует обычный телефон с тональным набором номера, надиктовывая информацию, как на автоответчик. Роль автоответчика выполняет CTI-компьютер, работающий на прием голосовых сообщений. CTI-плата компьютера оцифровывает приходящие сообщения, преобразует их в звуковые файлы и отсылает в указанный отправителем голосовой почтовый ящик. Абонент получает эти сообщения на свой E-mail в виде присоединенных файлов формата WAV и прослушивает их с помощью стандартных мультимедийных средств.

Анализ структуры телефонного трафика. Он позволяет точно определять структуру расходов на связь, тип и направление звонков, контролировать правильность счетов от телефонных компаний. Находит применение в самых различных организациях, имеющих напряженный телефонный трафик.

Автоматизация процесса рассылки факсов по запросам. Благодаря этой возможности абонент способен получать распечатки требуемой информации (например, выписки с его банковского счета, сведения справочного характера). Необходимую информацию можно получать и в виде файла на E-mail абонента.

Системы интерактивного голосового взаимодействия (interactive voice response - IVR) - термин, предполагающий проведение поиска по базе данных в процессе подготовки ответа звонящему абоненту. Подчеркнем, что термин IVR подразумевает непременное наличие операции поиска по базе, несмотря на то что часто это понятие применяют для обозначения любого телефонного диалога между человеком и компьютером. Примером «настоящего» 1VR служит банковская система, где пользователь может получить информацию о текущем состоянии своего счета, или справочно-информационные системы, в которых справка генерируется в результате поиска по базе.

Unified messaging. Вышеперечисленные приложения компьютерной телефонии, обращенные вовне - одно из направлений развития компьютерной телефонии; другое направление - unified messaging. На русский язык этот термин можно перевести либо выражением «единая среда обмена сообщениями», либо «информационное мультимедиа». Технология unified messaging, или единая среда обмена сообщениями, позволяет осуществлять работу с сообщениями всех типов из одной программы. При этом все необходимые адреса и/или номера телефонов можно выбирать из заранее заготовленного спис ка, по ходу дела просматривая запросы и подыскивая наиболее правильную форму и носитель ответа.

Находясь вне офиса, пользователи могут позвонить на голосовой сервер и прослушать голосовую почту обычным образом. Вдобавок пользователь может попросить сервер прочесть электронную почту, используя преобразование текст-речь, а также переслать часть факсов (или все) на другой номер. Некоторые приложения даже позволяют клиенту работать с меню при помощи голосовых команд, что очень удобно для звонящих по сотовому телефону. Представьте, что вы выслушиваете голосовое сообщение и затем говорите всего лишь - Callback. На соединение с тем, кто послал вам сообщение, времени понадобится в этом случае меньше, чем на запись и набор номера.

Использование Internet в качестве альтернативного телефонного канала VoIP (Voice over IP). В этом случае для речевого общения в режиме реального времени абонентам достаточно иметь обычный телефонный аппарат, причем они могут даже не догадываться о применении Internet, цифровых сигнальных процессоров и алгоритмов сжатия речи. Такая связь становится возможной за счет подключения к Internet телефонного сервера. Он принимает телефонный вызов по обычной коммутируемой линии и преобразует его в соединение Internet между удаленными точками. На приемном конце вызов из внешней сети поступает на телефон также по обычной линии.

В целом VoIP позволяет передавать обычный коммутируемый голосовой трафик поверх сети на основе протоколов TCP/IP. Эта сеть не обязательно должна быть связанной с Internet. Почти все современные корпоративные сети поддерживают протоколы TCP/IP, используя Ethernet или Fast Ethernet в локальных сетях, или услуги Frame Relay и ATM - в глобальных сетях.

IP-телефония - это самостоятельная услуга по передаче голоса, представляющая собой более дешевую альтернативу традиционной телефонии; или IP-телефония - наиболее простая для реализации услуга из пакета услуг, включая передачу данных и видео по протоколу IP. Более того, передача голоса - не самая значительная составляющая этого пакета.

Первую версию программы Internet Phone, разработанную для владельцев мультимедийных PC, работающих под Windows предложила в феврале 1995 г. израильская компания VocalTec. Это стало важной вехой в развитии Интернет-телефонии.

Известно, что вначале компьютерные сети и телефонные системы использовались для разных целей: по сети передавались данные, а по телефонной системе - голос. Но со временем границы между ними стали размываться. Первоначально и голос, и данные передавались через телефонную сеть в аналоговой форме. Голосовой сигнал был аналоговым по своей природе и, соответственно, проходил через телефонные линии без изменений. Цифровые данные, напротив, преобразовывались в аналоговые сигналы с помощью модемов - только после этого информацию можно было передавать по аналоговой телефонной сети.

Со временем, однако, телефонная сеть перешла на цифровое представление информации; в значительной степени это стало возможным благодаря замене широкополосного коаксиального кабеля на волоконно-оптический. В наши дни голос преобразуется в цифровую форму посредством кодеков, а данные, изначально представляемые в цифровом виде, передаются по телефонным линиям без изменений.

Локальные сети претерпели аналогичные изменения. Предназначавшиеся только для передачи данных, локальные сети со временем начали поддерживать и другие виды информации.

С появлением мультимедиа, голос и видео стали передаваться по компьютерным сетям, а развитие компьютерной телефонии (СТ1) привело к появлению приложений типа «универсального почтового ящика» для электронной почты, факсимильных сообщений и голосовой почты. Сегодня сложные программы обработки телефонных вызовов с графическим интерфейсом позволяют управлять телефоном через персональный компьютер и локальную сеть. Настольный компьютер умеет сделать телефонный звонок, переключить вызов на другой номер или организовать телефонную конференцию.

Развитие 1Р-телефонии началось с обеспечения возможности общения между пользователями сети Интернет. Сегодня современными программами 1Р-телефонии обеспечивается:

• передача изображения с видеокамер собеседников;

• обмен файлами;

• текстовый режим общения;

• возможность рисовать на общей доске;

• конференции (одновременное общение более чем двух собеседников);

• совместное использование приложений;

• голосовая почта;

• вызов с web-cтpaницы.

Однако передача речи в интерактивном режиме между двумя компьютерами, подключенными к сети Интернет, представляет собой лишь один из возможных сценариев 1Р-телефонии. Второй сценарий предусматривает взаимодействие компьютера, подключенного к сети Интернет, и телефонного аппарата ТФОП. Третий сценарий определяет взаимодействие двух абонентов ТФОП, пользующихся только телефонными аппаратами, при этом сеть Интернет используется как транспортная среда между узлами коммутации ТФОП. Благодаря последнему сценарию 1Р-телефония как раз и приобрела известность, так как в нем предусматривается организация междугородной и международной связи в обход существующих телефонных сетей общего пользования.

При передаче речевой информации через сеть Интернет должны быть решены две задачи:

• преобразование речевой информации в поток данных;

• управление этим потоком.

Преобразование речевой информации в поток данных. Передача речи в несжатом виде занимала бы слишком большую пропускную способность сети и, кроме того, не давала бы никаких непосредственных преимуществ по сравнению с телефонными сетями, поэтому шлюзы (шлюз - устройство доступа в сеть Интернет, сопрягающее Интернет с классической телефонией) имеют в своем составе так называемый вокодер или кодировщик речи. Вокодер осуществляет компрессию речи перед передачей в сеть 1Р и ее декомпрессию на принимающей стороне. Однако, чтобы произвести сжатие, вокодеру требуется на какое-то время поместить данные в буфер для анализа речи. Он как бы заглядывает вперед в целях оптимизации производимого сжатия. Даже в лучших вокодерах подобная задержка составляет 15-45 мс. Часто она называется алгоритмической задержкой.

Кроме того, вокодер вносит дополнительную задержку при выполнении реальных расчетов по сжатию речи - так называемую задержку на сжатие. В этом случае величина задержки зависит от того, какой, обычный или сигнальный, процессор используется, т. е. насколько он быстр. Как правило, чем ниже скорость передачи, т. е. чем плотнее сжатие, тем больше задержка на вычисления.

Основной задачей при управлении потоком речевой информации по сети Интернет становится обеспечение небольшой и постоянной задержки. Восприятие речи человеком очень чувствительно к задержкам, причем как к ее величине, так и колебаниям. Для телефонной связи задержка не должна превышать 150 мс при работе по наземным линиям связи и 250 мс при использовании спутниковых каналов.

В сетях с маршрутизацией, к числу которых принадлежит сеть Интернет, транзитный узел (маршрутизатор), как правило, не знает, через какое количество транзитных узлов предстоит пройти пакету, пока он не достигнет адресата. Поэтому у транзитного узла отсутствуют данные, необходимые для определения допустимого времени обработки пакета.

Кроме того, маршрутизация пакетов требует более продолжительного времени обработки пакета на узле. Это время не является постоянным и носит случайный характер.

Существует два подхода, способных обеспечить приемлемое качество передачи речевой информации.

Реализация первого подхода предусматривает резервирование части пропускной способности сети для передачи пакетов с речевой информацией. Для того чтобы более эффективно использовать зарезервированную полосу пропускания, на оконечном или шлюзовом оборудовании должна осуществляться предварительная концентрация речевой информации. При этом пакеты IP должны формироваться не по мере поступления речевых сигналов, а с некоторой задержкой, достаточной для сборки информационного блока больших размеров. Передача речи в больших информационных блоках упрощает процедуру управления очередями на транзитных узлах, что очень существенно в связи с неразвитой системой приоритетов существующего протокола IP. Однако реализация этого подхода приводит к появлению дополнительной задержки.

Другой подход предусматривает построение магистральной транспортной сети Интернет на основе технологии Frame Relay или ATM. В этом случае пограничные узлы IP взаимодействуют друг с другом через виртуальные соединения сети Frame Relay или ATM, для которых обеспечиваются параметры трафика и качества обслуживания, такие как скорость передачи, время задержки, время отклонения от задержки и т. д. Использование Frame Relay или ATM позволяет отказаться от применения транзитных маршрутизаторов IP. При этом возможно более эффективное использование полосы пропускания за счет установления соединения для каждого телефонного разговора.

Реальное качество воспроизводимой речи в случае 1Р-телефонии зависит от множества факторов и может варьироваться в значительных пределах в зависимости от клиентского программного и аппаратного обеспечения, шлюзового оборудования, пропускной способности и загруженности IP-сети. Все это сказывается на таких технических характеристиках передачи, как задержка, вариация задержки, доля потерянных пакетов.

Общая задержка складывается из задержки на обработку на шлюзе и задержки при передаче по сети. Однако в целом задержка на шлюзе относительно невелика по сравнению с характерными задержками в сети, к тому же последние гораздо менее предсказуемы и зависят от конфигурации сети, ее загруженности в каждый конкретный момент, числа транзитных маршрутизаторов, максимально допустимого размера пакетов и других факторов. В частности, каждый промежуточный маршрутизатор обычно вносит задержку около 10 мс, а если он перегружен, то и больше. Между тем, как известно, качество речи имеет приемлемый уровень при общей задержке не более 200-300 мс.

Те же причины, по которым задержка в сетях IP оказывается непредсказуемой, приводят к вариации задержки, т. е. к поступлению пакетов со сжатой речью через нерегулярные промежутки времени. Кроме того, из-за различий в маршрутах пакеты могут поступать не в том порядке, в каком они были отправлены.

Передача голоса по сети осуществляется в протокольных блоках данных UDP. Это связано, в частности, с тем, что повторная передача потерянных или испорченных пакетов, как-то предусматривается TCP, привела бы к еще большим задержкам и оказалась бы в итоге бесполезной. Однако в результате ничто не гарантирует от потерь пакетов. Как следствие, при перегруженности сети или низком качестве линий связи значительный процент пакетов может оказаться утерян или испорчен. При потерях свыше 5% речь становится неразборчивой.

Управляемые сети IP способны обеспечить приемлемое качество голосовой связи. В них, в отличие от неуправляемых сетей, операторы принимают меры для введения приоритетов трафика. Обеспечить приоритет голосовых потоков над информационными можно, например, посредством настройки маршрутизатора на первоочередное обслуживание пакетов с определенным номером порта UDP. В результате голосовые пакеты будут пропускаться маршрутизатором вне очереди.

Другой способ состоит в использовании протокола резервирования ресурсов (Resource Reservation Protocol, RSVP). Этот протокол позволяет резервировать необходимые ресурсы, в том числе пропускную способность, и фиксирует маршрут прохождения голосовых пакетов от отправителя к получателю. Фактически он выполняет функции каналообразующего протокола в сетях передачи пакетов.

Корпоративная IP-телефония. Существующие решения в области корпоративной IP-телефонии можно разделить на две группы: IP РВХ - телефонные станции, являющиеся шлюзами между телефонными и IP-сетями, и «чистая» LAN-телефония, подразумевающая наличие некоего абонентского устройства, внешне похожего на офисный телефон и преобразующего речь в последовательность информационных пакетов.

При совершенствовании корпоративной связи наибольшую выгоду от вложенных средств можно получить, переведя сначала существующую офисную АТС на IP-протокол, поскольку для LAN-телефонии необходимыми компонентами являются: устройство, отвечающее за установку соединений (gatekeeper), шлюзы к глобальным телефонным и IP-сетям, а также серверы приложений, реализующие функциональность традиционной АТС. Стоит все это очень недешево.

Офисная LAN-телефония заслуживает первоочередного внимания в том случае, если предстоит создание нового офиса или переезд в другое помещение.

⇐Телематика | Информационные системы и технологии | Ит-аутсорсинг⇒