SoftPhone. Система голосових дзвінків

 

АНОТАЦІЯ

Завданням даної роботи є написанням програмного  продукту , який дозволить здійснювати  дзвінки між комп'ютерами безкоштовно. В даній роботі застосовується технологія SIP, яка надає змогу здійснювати дзвінки з любої точки землі в якій є доступ до інтернету . Даний продукт повинний працювати на ОС Windows XP і вище.

Детальну  уваги ми будемо надавати бібліотеці SIP, за допомогою якої ми розробимо  програмний продукт для здійснення дзвінків.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ABSTRACT

 

The aim of this work is to write software that will allow free calls between computers. In this work the technology of SIP is used, which allows you to make calls from any point of the world where there is access to the internet. This product should work on Windows XP and above.

More attention we give SIP library , by which we develop software to make calls.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

ВСТУП 9

Розділ 1. IP - ТЕЛЕФОНІЯ і SIP ПРОТОКОЛ 13

1.1.  Історія розвитку ІР - телефонії 13

1.2.  Принцип дії ІР - телефонії 13

1.3. Якість Зв'язку ІР - телефонії 14

1.4. Протокол SIP 16

1.5.Можливості протоколу SIP 17

1.6. Повідомлення SIP 18

1.7.  Приклад встановлення з'єднання 20

1.8.Мережа на базі протоколу SIP 22

1.9. Висновок до першого розділу 26

2. ВИБІР ЗАСОБІВ ДЛЯ РЕАЛІЗАЦІЇ ПРОГРАМИ 27

2.1. Вибір мови програмування 27

2.2. Опис мови програмування і її основні елементи 27

2.3. Структура програми 29

2.4. Характеристики Delphi SIP Component 31

2.5. Вимог до апаратних 32

2.6. Призначення програми 32

2.7. Вимоги до програми загалом 32

2.8. Розробка узагальненого алгоритму функціонування програми 33

2.9. Висновок до другого розділу 35

3. ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ СИСТЕМИ 36

3.1.  Розробка архітектури програмного рішення 36

3.1.1. MainForm - головне вікно 36

3.1.2 DialForm  - форма дизайну і розташування всіх компонентів 37

3.1.3 AudiFrm - форма налаштування  звуку. 38

3.1.4 AccountsFrm - форма налаштування користувачів. 39

3.2.  Проектування інтерфейсу користувача 40

3.2.1 Головне вікно 40

3.2.2 Вікно "Account Settings" 41

3.2.3 Вікно "Audio Settings" 43

3.2.4 Вікно "About" 43

3.2.5 Розробка діаграм функцій для програми. 44

3.3. Тестування роботи програми 51

3.4. Висновок до третього розділу 53

4. Економічна частина 54

4.1. Розрахунок витрат на розробку та впровадження проектного рішення 54

4.3. Визначення комплексного показника якості 60

4.4. Визначення експлуатаційних витрат 62

4.5. Розрахунок ціни споживання проектного рішення 64

4.6. Визначення показників економічної ефективності 65

4.6.1. Показник конкурентоздатності: 65

4.6.2.  Економічний ефект в сфері проектування рішення: 65

4.6.3. Економічний ефект в сфері експлуатації : 65

4.6.4. Оскільки Епр>0 і Еекс>0, розраховуємо додатковий економічний ефект в сфері проектування: 66

4.6.5. Сумарний ефект 66

4.7.Висновок до четвертого розділу 67

ВИСНОВОК 68

ВИКОРИСТАНІ ЛІТЕРАТУРНІ ДЖЕРЕЛА 69

ДОДАТОК А. КОД ПРОГРАМИ 70

ДОДАТОК Б. ЗНІМКИ ЕКРАНІВ ПРОГРАМИ 96

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

Останім часом все ширше стає застосовуватись мережі Інтернет. І  якщо років 10 тому аналітики заперечували можливість передачі голосу і відео  через мережу Інтернет, то сьогодні їхні погляди на ці речі повністю змінились. Наприклад, з прогнозу дослідницької  фірми Analysys у 2003 році на Інтернет-телефонію буде припадати 36% всіх міждународних переговорів.

Великим поштовхом для прогресивного  розвитку Інтернет-телефонії стало  те що використання мережі Інтернет для  передавання голосових і відео  повідомлень є досить зручним  і є набагато дешевшим чим звичайний  телефоний дзвінок.

ІР - телефонія , за допомогою Інтернету дозволяє організовувати   дзвінки між комп'ютерами . В ІР - телефонії використовуються канали зв'язку мережі Інтернет. При розмові наші голосові сигнали перетворюються в пакети даних  які стискаються. Після цього пакети даних посилаються через мережу Інтернет. Коли пакети даних досягають свого адресата , вони декодуються в голосові сигнали.

В простому  телефонному дзвінку зв'язок між двома розмовниками  установлюється через телефону станції . Тоді голосові сигнали передаються виключно по телефонних лініях , через спеціально виділене підключення. А при розмові через Інтернет , стиснуті пакети даних поступають в Інтернет з адресом приймача. Кожен пакет проходить свій шлях по адресату , різними маршрутами. Для адресата, пакети даних перегруповуються і декодуються в голосове повідомлення. В ІР - телефонії використовується замість лінії передачі звичайний канал Інтернету.

Звичайні телефонні дзвінки вимагають розгалуженої мережі зв'язку телефонних станцій, пов'язаних закріпленими телефонними лініями, підведення волоконно-оптичних кабелів і супутників зв'язку. Високі витрати телефонних компаній приводять нас до дорогих міжміських розмов. Виділене підключення телефонної станції також має багато надмірної продуктивності або часу простою протягом мовного сеансу.

IP - телефонія частково грунтується на існуючій мережі закріплених телефонних ліній. Але головне, вона використовує саму передову технологію стиснення наших голосових сигналів, і повністю використовує місткість телефонних ліній. Тому пакети даних від різних запитів, і навіть різні їх типи, можуть переміщатися по одній і тій же лінії в один час.

Тому  при використанні ІР - телефонії , ми заощаджуємо наші кошти на розмови і використовуємо передові технології. Також IP - телефонія є досить зручним способом для спілкування в будь якій точці світу де є мережа інтернет , і якщо лінія інтернет є високошвидкісною то якість зв'язку не буде погіршений.

На  даний момент досить стрімко розвивається протокол IP - телефонії SIP (Session Initiation Protocol).

SIP - є протоколом встановлення сесії, також він є протоколом прикладного рівня, розроблений IETF MMUSIC Working Group, і пропонований стандарт на спосіб установки, зміни і завершення користувацького сеансу, що включає мультимедійні елементи, такі як відео або голос, миттєві повідомлення (instant messaging)

Цей протокол можна сказати є досить новим протоколом , і зручнішим від його попередників, також він має більш розширенні можливості, які дозволяють робити необмежений функціонал для дзвінків. Також він витрачає менше часу для встановлення з'єднання так як вся потрібна інформація передається в одному запиті  відміно від його попередників, коли потрібно було посилати і приймати декілька запитів.  

Протокол SIP не зберігає інформації про сеанси зв'язку які відбуваються і тому може опрацьовувати більше  викликів ніж його попередники. Також цей протокол визначає багаторівневий стек, який включає мережний рівень, транспортний рівень, рівень транзакції, необов'язковий рівень діалогу і власне прикладний рівень, або рівень послуги. Однак ці рівні є упрощеними від його попередників. Мережевий рівень протоколу SIP забезпечує зв'язок і взаємодію з відповідним протоколом мережні Інтернет (IP),що б кожен елемент SIP зв'язувався по Інтернету. Транспортний рівень визначає, як клієнт посилає запит і приймає відповіді і як сервер приймає і посилає відповіді по мережі. Сервер протоколу SIP являє собою мережевий елемент, який приймає запити, щоб обслужити їх і посилає назад відповіді на ці запити. Транспортний рівень відповідає також за формування повідомлень SIP і їх передачу по мережі. Наступним рівнем протоколу SIP є рівень транзакцій. Транзакцією називається запит, що посилається рівнем транзакцій клієнта (за допомогою транспортного рівня) рівню транзакцій сервера разом з усіма відповідями на запити. Рівень транзакцій відповідальний за узгодження послідовності повідомлень і за повторну передачу і фільтрацію дублюючих повідомлень протоколу SIP при ненадійності транспортного рівня. У будь-якій задачі, виконуваної клієнтом агента користувача, застосовується послідовність транзакцій. Рівень, що знаходиться над рівнем транзакцій, - це користувач транзакцій або рівень послуг. Інакше кажучи, це додаток, запускається на самому верхньому рівні стека протоколу SIP, який забезпечує конкретні функцї.

Отже  можна зробити висновок що протокол SIP на даний момент є одним із простіших  і надійних протоколів які дозволяють розробити програмне рішення  для  звукового і відео спілкування, затрачуючи менший час на розробку програми.

Для  вирішення питання актуальності написання програми було взято вже  готовий продукт, який був проаналізований. Для прикладу розглянемо один з найпопулярніших  продуктів.

Програма "Sippoint", має змогу використовувати  як аудіо так і відео дзвінки. Також вона може здійснювати дзвінки  на мобільні і стаціонарні телефони (при цьому потрібно завчасно поповнити баланс на обліковому засобі), детально  зберігаєти історію про здійснені і прийняті дзвінки. Також можна зберігати телефону книгу. Ця програма також використвою вище згаданий SIP протокол, і має свій власний SIP сервер,  посилання на цей продук: http://www.sipnet.net/.  В додатку наведено знімки програми "Sippoint".

Проте, у програмі «Sippoint» є незначні недоліки:

• Програма  має великий розмір
• Програму потрібно інсталювати
• Користувач може працювати тільки із сервером який  підтримує програмний продукт
• Потребує значних ресурсів
• Інтерфейс  є досить заплутаний для непідготовленого користувача, отже на те щоби розібратися з інтерфейсом потрібно потратити час, що би прочитати детально документацію.

В результаті проведеного аналізу встановлено, даний програмний засіб має  більш розширений функціонал, але також є ряди недоліків , які є досить значними. Особливим недоліком є те що програмні продукти переважно будуть працювати тільки з тим сервером який випустив даний програмний продукт, а також що цю програму потрібно встановлювати на комп'ютер, портативної версії я не знайшов від цього виробника.

 

 

Розділ  1. IP - ТЕЛЕФОНІЯ і SIP ПРОТОКОЛ

1.1.  Історія розвитку ІР - телефонії

Концепція передачі голосу по мережі за допомогою професійного комп'ютера зародилася в Університеті штату Іллінойс (США). У 1993 році Чарлі Кляйн випустив у світ Maven, першу програму для  розпізнавання голосу за допомогою ПК. Одночасно одним з найпопулярніших мультимедійних додатків в мережі стала CU-SeeMe, програма відео конференцій для Macintosh (Macі). 
  Одночасно спробували передавати відео і звук. Отриманий сигнал з Льюїсовського дослідного центру поступав на Має, зв'язаний з Інтернетом, і будь-хто міг почути голоси астронавтів. Потім одну програму вбудували в іншу, і з'явився варіант CU-SeeMe з повними функціями аудіо і відео, як для Має, так і для ПК.

З часом передача відео і голосу стала популярною темою , так як можна  було спілкуватися безплатно з людьми які находяться  в різних куточках світу.

1.2.  Принцип дії ІР - телефонії

Загальний принцип дії серверів ІР - телефонії  такий: з одного боку ,сервер зв'язаний з телефонними лініями і може зв'язатись з будь яким телефоном  в світі. З другого боку , сервер зв'язаний з Інтернетом і може зв'язатись  з любим комп'ютером  в світі. Сервер приймає стандартні телефоні сигнали , оцифровує їх , стискає , розбиває на пакети і відправляє через Інтернет по  призначенню через протоколи TCP/IP. Для пакетів які приходять  із мережі на телефонний сервер і потім  які направляються в телефону лінію, операції виконуються  заду наперед. Ці операції виконуються майже одночасно , що забезпечує безперервну розмову. На основі цих базових операцій можна розробити багато різних конфігурацій. Наприклад дзвінок між комп'ютером і телефоном або на оборот може забезпечити один телефонний сервер. (Рис 1.)

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.1. Система дзвінків комп'ютер - телефон і навпаки

Міжміський зв'язок здійснюється за допомогою телефонних серверів, організація або оператор послуги повинні мати сервер в тих місцях, куди і звідки плануються дзвінки. Вартість такого зв'язку на порядок менше вартості телефонного дзвінка по звичайних телефонних лініях[2].

1.3. Якість Зв'язку ІР - телефонії

Телефонна мережа була створена таким чином щоб гарантувати якість зв'язку навіть при великих навантаженнях , але для ІР - телефонії це не сумісно. Коли є великі навантаження  зв'язок в ІР - телефонії погіршується.

Якість  зв'язку можна оцінити наступними характеристиками:

- Рівень спотворення голосу;

- Частота голосових пакетів;

  - Час затримки

  По першим двом характеристикам якість зв'язку значно покращилась в порівнянні з першими версіями ІР - телефонії,  які допускали спотворення голосу і переривання розмови. Покращення кодування голосу і відновлення втрачених пакетів дозволило  досягнути рівня коли розмова стає легко зрозумілою для користувачів. Зрозуміло що затримки при розмові впливають на темп розмови , але  коли затримка менша ніж 250мс  то ми її не замічаємо. Але при сьогоднішніх затримках зв'язок похожий на звичайну телефону розмову.

Затримку  можна зменшити за допомогою 3-х факторів:

-  по - перше, удосконалюються телефонні сервери;

-  по - друге, розвиваються приватні мережі;