Między schyłkową fazą X.25 a początkowym stadium ATM sieci Frame Relay nadal rozwijają się pomyślnie już szósty rok. Dzisiaj wiadomo, że granica ich przepływności leży w pobliżu 2,4 Gb/s, ale jak na razie nie udostępniają jeszcze OC-3, na którą czeka wielu użytkowników. FRADy z kolei rozwijały się zarówno w miarę wzrostu popularności FR, jak i potrzeb użytkowników, aż osiągnęły taki poziom, że zasługują na znacznie ciekawszą nazwę niż tradycyjna.

IDC (International Data Corporation) przewiduje, że do końca bieżącego roku Internet będzie miał już 16 mln użytkowników telefonii IP, a w 2002 r. głos pakietowany przyniesie takie same zyski jak głos w PSTN (Public Switched Telephone Network).

Nic więc dziwnego, że funkcją najsilniej promowaną przez producentów FRADów jest głos na FR. Wobec wielu dyskusji na temat migracji operatorów w stronę sieci IP transportujących dane i głos producenci FRADów odpowiedzieli własnymi implementacjami głosu na IP i FR-VoFR i VoIP.

Trzy ważne fakty

1. Po latach wprowadzania zaawansowanych technologii, badań i normalizacji glos pakietowy w sieci Frame Relay jest wystarczająco dobrej jakości.
2. VoFR, transmitowany najpierw w sieciach prywatnych, trafił niedawno do struktur transmisyjnych operatorów.
3. Przesyłanie pakietowanego głosu razem z pakietami danych zaczyna przynosić pewne oszczędności, zwłaszcza w komunikacji międzynarodowej.

Jedną z istotnych korzyści przesyłania głosu łączami Frame Relay jest możliwość zredukowania wolumenu ruchu głosowego przesyłanego między odległymi punktami przedsiębiorstwa. Strumień taki musiał przemierzać albo tradycyjną sieć publiczną, albo linie dedykowane.

Kompresja głosu

Kwantyzacja i kompresja głosu powinny zajmować jak najmniej czasu. Z tymi problemami dobrze sobie radzą algorytmy typu MP-MLQ lub ACCELP. Opóźnienia lub błędy są nieuniknione, ale nie można zastosować procedur retransmisyjnych, jak w przekazywaniu danych. Najlepsze algorytmy kompresji głosu stosują takie kodowanie, które pozostawia niewiele danych do przekazania. Taka transmisja jest statystycznie najmniej narażona na błędy. Informacje komplementarne, poprawiające jakość głosu, zostaną umieszczone w ramkach cechowanych bitem DE=1. To właśnie te ramki będą eliminowane podczas spiętrzeń, jakie zdarzają się w sieci. Rozmówcy dowiedzą się o tym po zmienionym tembrze głosu, ale transmisja pozostanie w pełni zrozumiała.

Niektóre metody kodowania pozwalają rekonstytuować tracone ramki, dzięki ekstrapolacji tych ramek, które przybyły w kilku poprzednich milisekundach. Wydaje się, że jest to skuteczne wypośrodkowanie między jakością kodowania, czasem transmisji i odpornością na błędy transmisyjne.

Podstawy pakietowania głosu

Głos jest umieszczany w pakietach przez specjalne FRA-Dy, nazywane głosowymi. Urządzenia te segmentują ramki danych na wejściu sieci telekomunikacyjnej i uruchamiają transport w trybie Frame Relay. Ramki składa inny FRAD na drugim końcu sieci i w ten sposób ogranicza się czas oczekiwania. Aby głos można było umieścić w pakietach, musi on być najpierw skompresowany przez procesor sygnałowy DSP (Digital Signal Processor), umieszczony w każdym z FRADów głosowych.

Optymalizacja ramek głosu

Ramki głosowe trzeba wypełniać w miarę szybko, w przeciwnym razie pogorszy się wydajność systemu. Procesory sygnałowe DSP FRADów tworzą próbki o długości ok. 24 bajtów. Frame Relay doda do takiej wartości użytkowej pakietu VoFR jeszcze 6 bajtów, z których 2 przypadną na znaczniki początku i końca, 2 dla nagłówka i 2 na FCS. W sumie wszystkie bajty organizacyjne zajmą aż 20 proc. takiego niewielkiego pakietu.

W telefonii IP, którą wspiera wiele FRADów, te proporcje są jeszcze bardziej niekorzystne, gdyż nagłówek IPv4 zajmuje 20 bajtów, a IPv6 aż 40, przy czym trzeba doliczyć jeszcze 8 bajtów nagłówka protokołu UDP. W zależności od zastosowanego algorytmu kompresji bajty organizacyjne pakietu VoIP mogą stanowić nawet 30,5 proc. wszystkich bajtów pakietu.

Redukowanie liczby nagłówków i optymalizowanie transmisji uzyskuje się prostą drogą: przez grupowanie czterech, pięciu lub większej liczby próbek w dłuższą ramkę. W ten sposób otrzymuje się satysfakcjonujący kompromis między czasem opóźnienia a optymalizacją komunikacji.

Rozmowa składa się także ze stref ciszy między słowami i zdaniami, a rozmówcy często "wpadają sobie w słowo". Procesory sygnałowe muszą sobie z tym radzić. Strefy ciszy są także kodowane i reprezentują określone informacje.

Szyfrowanie i VPN

Wsparcie głosu na IP jest środkiem FR do rozszerzenia swoich wpływów także na dostęp do prywatnej sieci wirtualnej VPN (Virtual Private Networks) IP, która łączy ze sobą bądź różne punkty korporacji, bądź też punkty partnerów powiązanych wspólnym biznesem. Wraz z głosem na IP pracownicy takich punktów mogą prowadzić rozmowy i przesyłać dane, co sprawi, że VPN będzie jeszcze bardziej ekonomiczna.