Эти факторы выводят системы КТ из области приложений дополнительных ус- луг в более широкую область систем связи малой и средней емкости. Если учесть, что электронные АТС развиваются в направлении предоставления дополнительных услуг, то налицо явная конкуренция между двумя направлениями. В настоящее вре- мя можно говорить, что в отдельных комплексных приложениях эти системы рав- нозначны в своих возможностях и вступают в силу ценовые и другие факторы. Ни- же эти вопросы будут рассмотрены более подробно.

Что касается конкуренции между представлением систем КТ в виде самостоя- тельного элемента сети или в виде call-центра, то эти направления используют практически одинаковую элементную базу и имеют схожие системные подходы, поэтому могут конкурировать на уровне приложений.

Таким образом, направление КТ, пройдя определенные этапы своего развития и становления, превратилось из приложения к системам коммутации, т.е. дополни- тельного компьютерного «интеллекта» при обработке телефонных вызовов, в сис- тему самостоятельной интеллектуальной обработки вызовов и данных, созданную в ходе конвергенции сетей с коммутацией каналов и пакетной коммутации.

В настоящей книге автор отдает предпочтение представлению систем КТ как са- мостоятельного элемента сети связи, учитывая тем не менее и другие представления.

2.2. Функции компьютерной телефонии и их реализация

Итак, системы КТ могут использоваться в трех направлениях:

–как отдельный самостоятельный функциональный элемент;

–в качестве средства повышения функциональных возможностей уже имеюще- гося коммутационного оборудования;

–в виде сети услуг, действующей «поверх» существующих инфокоммуникаци- онных систем.

Однако, поскольку развитие функциональных возможностей компьютерной те- лефонии столь стремительно, а ее интеграция в инфраструктуру телекоммуникаций столь всеобъемлюще, дать в этой главе полное описание средств КТ не представля- ется возможным. Остановимся только на существующих возможностях КТ или уже наметившихся тенденциях.

Перечислим основные функциональные возможности КТ.

Маршрутизация вызовов и преобразование сигнализации (M):

–определение направления (назначения) вызова, анализ назначения и перена- правление вызова по результатам анализа;

–преобразование сигнализации входящих цифровых каналов в требуемую сиг- нализацию исходящих цифровых каналов.

Преобразование информации из формата сетей с коммутацией каналов в фор- мат сетей пакетной коммутации и обратно (V).

Организация «диалога» с абонентом (D) — одна из ключевых функций КТ. Ин-

формация, передаваемая в процессе диалога, может быть как речевая, так и визу- альная, в том числе текстовая. При этом терминал, используемый абонентом для

рующих на единой сети связи, такими интерфейсами являются протоколы обмена межстанционной сигнализацией, в России это R1,5; R2; EDSS; ОКС7.

Аналогичные стандартизованные протоколы взаимодействия и соглашений

необходимы и для систем КТ. Для выработки таких соглашений был создан Меж- дународный форум компьютерной телефонии (Enterprise Computer Telephony Forum, ECTF) [15].

В основе стандартизации протоколов КТ лежит протокол поддержки телекомму-

никационных приложений CSTA (Computer Supported Telecommunications Applica-

tions), определенный Европейской ассоциацией производителей компьютеров (European Computer Manufacturers Association, ECMA) как результат технического согла-

шения открытого консорциума ведущих производителей телекоммуникационного и компьютерного оборудования. Для обеспечения поддержки независимых сервисов этого протокола, набора правил и функций взаимодействия с телефонами, линиями и

коммутаторами были предложены интерфейс программных приложений телефонных услуг TSAPI (Telephony Services API), разработанный компанией Novell и ориентиро-

ванный на операционную систему UNIX, и программный интерфейс для разработки приложений компьютерной телефонии TAPI (Telephony Applications Programming Interface), разработанный компанией Microsoft и ориентированный на среду Windows.

Основные приложения TSAPI и TAPI достаточно подробно описаны в литерату- ре [17]. Приложения TAPI имеют разновидности для подключения клиентов по абонентским и соединительным линиям и для 16- и 32-битных приложений функ- ций управления для архитектуры клиент–сервер.

Реализация функций систем КТ осуществляется на основе компьютерных средств, системного программного обеспечения, специализированного программ- ного обеспечения и программно-аппаратных средств КТ. Поскольку в рамках на- стоящей книги не ставится задача обзора существующих аппаратно-программных средств КТ, который почти исчерпывающе приведен в [17], ограничимся только об- щими принципами построения этих компонент. Эти принципы используются прак- тически всеми отечественными и зарубежными производителями и основаны на ис- пользовании как стандартных протоколов [16], так и оригинальных протоколов конкретных производителей.

В частности, примером оригинального подхода является семейство плат Dia-

logic, для управления которыми использованы библиотеки, содержащие огромное количество функций [17]. При этом компания Dialogic использует набор модулей

(плат расширения) для систем КТ на основе открытого стандарта. В настоящее вре-

мя таким стандартом является архитектура систем обработки сигналов (Signal Computing System Architecture, SCSA), которая включает в себя стандарты как на аппа-

ратное, так и на программное обеспечение, что позволяет унифицировать разработ- ку прикладных систем КТ на всех уровнях.

Пожалуй, этими аспектами можно было бы ограничиться, если бы технический прогресс в телекоммуникационных системах в целом и в системах КТ, в частности, не был так стремителен. Ведущие производители средств КТ практически каждые три года обновляют свой модельный ряд аппаратно-программных средств, поэтому рассмотрим средства реализации КТ в самом общем виде.

Кпрограммно-аппаратным средствам относят:

–интерфейсные компоненты для реализации ряда функций, необходимых для

соединений с сетями коммутации каналов и внутреннего сопряжения между отдельными модулями;

–коммутационные компоненты для маршрутизации и интеллектуальной ком- мутации;

–речевые (аппаратные и программные) компоненты для оцифровывания, сжа- тия, воспроизведения и распознавания речи;

–компоненты IP-телефонии;

–компоненты взаимодействия с операторским центром;

–компоненты расширения функций.

Интерфейсные компоненты предназначены для стыка с аналоговыми и циф- ровыми каналами связи, а также для стыка между другими компонентами.

Для стыка с аналоговыми, чаще всего абонентскими, каналами связи использу- ются интерфейсные компоненты, позволяющие преобразовывать электрические сигналы оконечного абонентского терминала в сигналы цифровых каналов.

Для стыка с цифровыми каналами связи используются цифровые интерфейсные

компоненты, поддерживающие соответствующие сигнализации. В частности, для российских сетей связи, использующих стандарт Е1 (ИКМ-30/32), цифровые интер-

фейсы поддерживают протоколы сигнализации R1.5 (многочастотный челнок и многочастотный пакет), R2, ISDN PRI, ОКС7. Многие современные интерфейсные компоненты для стыка с цифровыми каналами связи, особенно в случае открытых стандартов, имеют дополнительные прикладные программные средства для разра- ботки и настройки других протоколов или их модификаций.

Второй тип интерфейсных компонент — компоненты внутреннего сопряже- ния. Особенностью реализации КТ является модульный подход, что позволяет строить целевую функцию систем КТ путем оптимального набора необходимых функциональных компонент. Естественно, при этом возникает необходимость интерфейсного сопряжения отдельных компонент. Такой интерфейсной компо- нентой может служить, в частности, внутренняя шина обмена данными. Для большинства модулей КТ такой шиной является SCbus — двунаправленная вы- сокоскоростная мультиплексированная шина с возможностью управления ее ос- новными параметрами. SCbus является главной компонентой SCSA и служит объединительным началом между различными компьютерными и телефонными стандартами.

Коммутационные компоненты предназначены для маршрутизации и интел- лектуальной коммутации. Они реализуются на основе программных средств и ис- пользуют все типы интерфейсных компонент. С помощью коммутационных компо- нент реализуются функции логического перенаправления вызова, конференцсвязи и другие функции коммутации, присущие электронным АТС. Наличие и использо- вание данных компонент зачастую стирает различие в этой области между ЭАТС и системой компьютерной телефонии. Наличие коммутационных компонент в систе- мах КТ позволяет относить эти системы к разряду учрежденческих АТС (УАТС), построенных на принципах КТ.

Речевые компоненты относятся к базисным компонентам КТ, поскольку это именно те компоненты, которые дали основу этому направлению. Если на первых этапах развития КТ эти компоненты реализовывали на стыках с аналоговыми линия- ми, то на современном этапе эти компоненты адаптируют к цифровым каналам.

Основные речевые компоненты выполняют четыре основных функции: оцифро- вывание речи, сжатие оцифрованного речевого сигнала, воспроизведение и распо- знавание речи.

Оцифровывание речевого сигнала. Эта компонента предназначена для работы систем КТ с аналоговыми каналами связи и определяется тем фактом, что дальней- шая обработка и хранение речевой информации может проводиться компьютерны- ми системами только в цифровой форме.

Сжатие речевого цифрового сигнала. Эта компонента предназначена для опти- мального хранения речевого сигнала. Поскольку «прямые» методы оцифровки ре- чевого сигнала не позволяют оптимальным образом использовать память компью- тера, методы сжатия речевого сигнала, используя его информативную избыточ- ность, позволяют определить закономерности изменения речевого сигнала и запи- сать речь в сжатой форме.

Воспроизведение речевого сигнала является наиболее востребованной компо- нентой в системах КТ. Реализация этой функции зависит от предыстории воспроиз- ведения речи, которую условно можно разделить на три типа. Первый и второй тип — случаи, когда необходимо воспроизвести ранее записанный речевой сигнал. В первом случае необходимо воспроизвести речь неизвестного смыслового содер- жания, во втором — известную (каталогизированную) запись. Хотя на первый взгляд эти случаи схожи, но они имеют разные качественные характеристики, по- этому для каждого из этих типов используются специальные способы воспроизве- дения. Второй случай часто называют синтезом речи с ограниченным словарем.

Третий тип воспроизведения речевого сигнала используется в тех случаях, ко- гда невозможно или нерационально иметь готовые цифровые «слепки» большого количества слов или фраз, это случай называют синтезом речи с неограниченным словарем. В этом случае речевой словарь заранее не подготавливается, а воспроиз- ведение речи ведется путем синтеза речевого сигнала по тексту. Существуют раз- личные методы синтеза неограниченного словаря, в частности наиболее известный из них — фонемный синтез речи.

Распознавание речи в настоящее время является наименее развитой речевой компонентой и относится к области распознавания образов. В связи со значитель- ными сложностями реализации данной компоненты, она традиционно подразделя- ется на две составляющие: распознавание отдельных слов и распознавание непре- рывной речи.

Распознавание непрерывной речи является элементом создания искусственного интеллекта в части опознавания речевых образов и находится уже длительное вре- мя в области теоретических исследований, нежели практических приложений. Од- нако получение реальных практических результатов может осуществить переворот не только в сфере систем КТ, но и во всей области интеллектуальной обработки ин- формации.

Распознавание отдельных слов можно определить как функцию, обратную функции синтеза и воспроизведения речи. Здесь также различают случаи распозна- вания речи с ограниченным и неограниченным словарем. Трудность распознавания слов неограниченного словаря так же, как и распознавания непрерывной речи, свя- зана с проблемами нахождения закономерностей речеобразования, выделения осо- бенностей речевого сигнала и обработки в реальном времени больших объемов ин- формации. Существующие в настоящее времени подходы (в частности, [18]) позво- ляют в определенной мере решить эти задачи. Однако говорить о практической реа- лизации этих подходов преждевременно.

Обращаясь к распознаванию ограниченного словаря, можно отметить значи- тельные достижения в этой области, практическое использование которых уже ве- дется в более широкой области, нежели системы КТ. В приложениях КТ распозна- вание речи с ограниченным словарем используется в двух случаях: для распознава- ния заданного перечня команд неизвестного диктора и для идентификации диктора по заранее записанным им командам. Как будет показано в дальнейшем, первое приложение может быть использовано для управления абонентом системой КТ, а второе — для идентификации абонента в системе.

Компоненты IP-телефонии. IP-телефонию можно рассматривать в узком и ши- роком смысле. В узком смысле — когда система КТ построена на принципах сети с коммутацией каналов — компоненту IP-телефонии можно рассматривать как шлюз между двумя типами сетей. В широком смысле IP-телефонию можно рассматривать как альтернативный принцип реализации систем КТ в целом, в частности на основе сетей пакетной коммутации.

Далее компоненты IP-телефонии будут рассматриваться только как шлюз системы КТ, что позволяет не останавливаться подробно на теоретических аспектах. Более пол- ное описание IP-телефонии приводится в специальной литературе, например [19, 20].

Для понимания сущности IP-телефонии и ее взаимосвязи с системами КТ необ- ходимо отметить следующие аспекты. Во-первых, передача речи поверх IP-сетей (VoIP) осуществляет передачу речи по общедоступным сетям с использованием протокола TCP/IP и различных методов идентификации абонента, присущих этим сетям (DNS и IP-адреса). Во-вторых, использование VoIP позволяет унифицировать все типы сообщений, циркулирующих в системах КТ в виде цифровых пакетов.

В третьих, существующие в настоящее время тенденции унификации протоколов

VoIP, в частности, H.323, SIP (Session Initiation Protocol) для установления соедине- ния между абонентами и MGCP (Media Gateway Control Protocol), описывающего

процедуры взаимодействия шлюзов, позволяют говорить об интегрированных под- ходах к реализации систем разными производителями. В четвертых, и это один из

главных факторов, разработаны методы, позволяющие значительно повысить каче- ство обслуживания (Quality of Service, QoS) как за счет уменьшения количества не-

предсказуемых пауз при воспроизведении речи, обусловленных разными задержка- ми речевых пакетов из-за разного пути, так и за счет оптимизации способов коди- рования и восстановления речи.

Рассматривая IP-телефонию как разновидность систем КТ, можно выделить схожие принципы построения: голосовые шлюзы (voice gateway), систему интер-

активного ответа (IVR), интерфейсы взаимодействия с сетью и т.д. Таким обра- зом, если относить IP-телефонию к компонентам систем КТ, то эту компоненту следует рассматривать как совокупность подобных функций и свойств самой системы.

Компоненты взаимодействия с операторской службой. Как уже упоминалось выше, ручные операторские службы (ОС) являются одним из важных элементов предоставления дополнительных услуг электросвязи и в определенной мере той от- правной точкой, с которой берет свою основу направление КТ, т.е. автоматическое предоставление определенного спектра услуг, предоставлявшихся ранее операто- ром телефонного центра. Исходя из этого, существуют два подхода к реализации взаимодействия с операторской службой, основанных на принципе «первичности»,

аименно:

–услуги, которые не могут быть реализованы средствами КТ, реализуются руч- ной службой;

–услуги, которые не могут быть реализованы ручной службой, реализуются средствами КТ.

Практически речь идет о решении прямой и обратной задачи. Однако именно это различие ведет к разнице подходов.

Как говорилось выше, реализация второго пути известна как реализация call-цен- тров. В настоящей книге предпочтение отдается первому подходу, однако для приме- ра в Приложении 2.2 приведены основные положения реализации call-центров.

Операторская служба реализуется как законченная подсистема [21, 22], содер- жащая модули распределения и обработки вызовов и рабочие места операторов, объединенные в локальную сеть и имеющие интерфейсы с базами данных. Говоря о компонентах взаимодействия с операторской службой, мы подразумеваем связь внешних систем КТ с ее составляющими. При этом необходимо определить, какую информацию требуется передавать между ОС и системой КТ.

Первый тип информационного взаимодействия — передача информации в ОС о звонящем абоненте: кто звонит, куда звонит, с какой целью. Данное информацион- ное взаимодействие используется в случаях, когда подсистема распределения вызо- вов входит в систему КТ. В случае, если подсистема является составной частью ОС, идет речь о информационном взаимодействии между двумя подсистемами рас- пределения вызовов. Поскольку указанная выше информация обычно содержится в тракте сигнализации (для сетей с коммутацией каналов) или в адресных пакетах (для сетей пакетной коммутации), то ее обмен между подсистемами осуществляет- ся до установления соединения.

Второй тип информационного взаимодействия — взаимодействие с базами дан- ных, с одной стороны, для определения атрибутов абонента, информации об або- ненте и его запросе, а с другой — для записи в базы данных информации от абонен- та или информации для передачи другим абонентам или службам. Пример такого

взаимодействия — прием операторами в голосовом режиме информации для даль- нейшей ее передачи в виде факсов, SMS или E-mail.

Третий тип информации — управляющая информация, которая предназначена для управления другими компонентами КТ.