МИНСКИЙ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ 
 
 
 

Курсовая  работа 

по дисциплине: «Теоретические основы инновационной деятельности»

на тему: «Инновации в телефонии» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Минск 2011

МИНСКИЙ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ 

Факультет: Учетно-финансовый

Специальность: Информационные системы и технологии (управленческая деятельность)

УТВЕРЖДАЮ

     Зав. кафедрой

____________В. И. Курмашев

«__»_______2011 года 

ЗАДАНИЕ

по курсовому  проекту 

по дисциплине «Теоретические основы инновационной деятельности»

студенту Шорову Рустаму Мусаевичу, группа № 81201с

1.   Тема «Инновации в телефонии» 
2.   Срок сдачи студентом законченной курсовой работы: 12.12.2011г
3.         Исходные данные: анализ деятельности предприятия и проведение реинжинеринга бизнес-процессов, в качестве инструмента системного структурного анализа использовано CASE  – средства BPWin и ERWin.
4.   Перечень подлежащих разработке вопросов и календарный график

Руководитель___________________________________________Н.В. Воюш 
РЕФЕРАТ

 курсового проекта Шорова Р.М.

«Инновации в телефонии» 

     Объём работы 25с., в том числе 7 рисунков. 

     Ключевые  слова: Инновации IP-телефония, Case-средство, BPwin, Erwin, контекстные диаграммы, диаграммы декомпозиции. 

     В курсовом проекте исследуются принципы моделирования бизнес-процессов  с использованием CASE-средств, которые включают в себя следующие этапы:

     а) описание CASE-средств;

     б) создание модели бизнес-процесса с  помощью BPwin;

     в) создание модели базы данных с помощью  ERwin.

     Цель  работы – изучение информационной инновации в области телефонии.

     В качестве инструмента системного структурного анализа использовано CASE-средство BPwin и ERwin.

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 

ВВЕДЕНИЕ

     Под инновацией (нововведением) обычно подразумевается  объект. внедренный в производство в результате проведенного научного исследования пли сделанного открытия, качественно отличный от предшествующего  аналога. Инновация характеризуется более высоким технологическим уровнем, новыми потребительскими качествами товара или услуги по сравнению с предыдущим продуктом. Понятие "инновация'' применяется ко всем новшествам, как в производственной, так и в организационной, финансовой, научно исследовательской, учебной и других сферах, к любым усовершенствованиям, обеспечивающим экономию затрат или даже создающих условия для такой экономии. Большинство фирм, осуществляющих инновационные преобразования, сталкивается с определенными трудностями различного содержания. Такие проблемы могут иметь как технологический, так и организационно-психологический характер. Также обычно присутствуют проблемы особого рода, относящиеся к персоналу организации.

     В данной курсовой работе представлен  инновационная технология как IP-телефония. IP-телефония - технология, позволяющая использовать Интернет или другую IP-сеть в качестве средства организации и ведения международных и междугородных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени. Переход от аналогов к цифровым технологиям стал важным шагом для возникновения современных цифровых коммуникационных сетей. Одним из таких шагов в развитии цифровой телефонии стал переходом пакетной коммутации. В сетях пакетной коммутации по каналам связи передаются единицы информации, которые не зависят от физического носителя.  

1 ИСТОРИЯ ТЕЛЕФОНИИ

     Потребность в передаче речи на большие расстояния возникла в глубокой древности. Днем рождения телефонной связи (передачи речи на значительные расстояния посредством электрических сигналов) считается 7 марта 1876 года. В этот день А.Г. Белл получил в Чикаго патент на первый, практически реализуемый телефонный аппарат, на который подал заявку 14 февраля 1876 г. Сегодня не существенно, что попытки создания телефона были предприняты еще до Белла, да и сам термин "телефон" появился ранее. Не существенно и то, что Белл на собственное техническое решение натолкнулся случайно, занимаясь проблемами тонального телеграфа. Существенно же то, что для развития общества необходимо было создать телефонную связь, а Белл первым предложил практический способ удовлетворения этой потребности человечества.

Открытие  Белла знаменовало начало эры  телефонии. А термин "телефония" имеет достаточно широкое значение, охватывающее все научно-технические аспекты телефонной связи.

     После 1876 г. телефонная связь стала самым  массовым видом связи, как по количеству абонентов-пользователей, так и по объемам информации, передаваемой по сетям. Такая значимость телефонной связи объясняется тем, что она  лучше других технических средств обеспечивает эффект личного контакта: телефонное сообщение одновременно передает смысловую информацию (текст), индивидуальные признаки говорящего и эмоциональную окраску сообщения. Приближение к непосредственному общению стало еще более значительным с появлением видеотелефона.

     За  прошедшие 125 лет телефония прошла путь от предложенного Беллом простейшего  электромагнитного телефона, позволявшего вести разговор в полудуплексном режиме с абонентом в соседнем помещении, до глобальных сетей телефонной связи наших дней.

     Вскоре  после изобретения Белла стало  ясно, что сам по себе телефонный аппарат без средств, обеспечивающих установление различных соединений "по требованию" не найдет широкого применения. Уже в 1878 г. была введена  в эксплуатацию первая телефонная станция, обслуживающая абонентов в зоне небольшого города Нью-Хейвен (США). Далее, по мере создания других зон телефонной связи, возникла необходимость соединения между абонентами отдельных зон. Так родилась концепция многоуровневой иерархической структуры сети телефонной связи.

Телефонные  сети, вне зависимости от масштабов  и сложности, состоят из элементов, которые можно объединить в три  группы:

• абонентские терминалы (обычно - телефонные аппараты);
• линии связи (абонентские и соединительные линии);
• центры коммутации или телефонные станции.

1.1 Автоматизация ручного труда

Первые  телефонные станции (ТС) были станциями  с ручным обслуживанием (РТС). К 20-м  годам XX столетия процесс совершенствования  РТС был завершен. Абонентские  емкости РТС достигли предельных для шнуровых коммутационных полей значений. Примером может служить центральная московская РТС, емкость, которой в 1916г. составляла 60 тыс. номеров. В 30-е годы РТС начали вытесняться автоматическими станциями. Заметим, что и в наши дни РТС еще эксплуатируются в некоторых сетях специального назначения.

     Идея  автоматизации процесса коммутации в телефонной станции, процесса трудоемкого  и состоящего из многократно повторяющихся  единообразных операций, возникла давно, еще в 1885 г. Первые автоматические ТС (АТС) появились в 1886-1887 годах. Изобретение в 1889 г. братьями Строуджер декадно-шагового искателя создало технологическую основу для создания АТС декадношаговой системы (АТС ДШ), ставших в 40-50-е годы основным типом АТС в мире. Благодаря простоте и неприхотливости в обслуживании электромеханические АТС декадно-шаговой системы (станции типа АТС-47, АТС-54) находятся в эксплуатации и в наши дни, хотя выпуск их и прекращен.

     Хронологически  последней и наиболее совершенной  системой среди электромеханических АТС стала АТС координатной системы (АТСК) с централизованным релейным устройством управления и высокопроизводительным устройством коммутации, выполненном на многократных координатных соединителях (МКС). Идея МКС была предложена еще в 1914 году, первая же АТСК была пущена в 1926 г. в Швеции; там же в 40-х годах фирма Ericsson начала серийный выпуск семейства АТСК. В 50-х и 60-х годах XX столетия в промышленно развитых странах система АТСК заняла лидирующее положение. В Советском Союзе выпускались системы АТСК, АТСК-У для городских телефонных сетей; междугородные станции АМТС-2 и АМТС-3, а также ряд малых и средних АТС типов К-100/2000; К-40/80; К-50/200. Станции АТСК и их модификации обслуживают большую часть сети телефонной связи Украины наших дней. Следует отметить, что предпринимаются попытки модернизации эксплуатируемых АТСК: электромеханические релейные устройства управления (блоки маркеров и регистров) заменяются электронными аналогами, внедряются электронные схемы в комплекты абонентского и линейного интерфейсов и т.п. Эти меры улучшают некоторые параметры АТСК.

     АТС квазиэлектронной системы (АТСКЭ) - хронологически последняя система АТС для  аналоговых сетей связи. Разработка АТСКЭ началась в 50-е годы XX столетия, а в 1964 г. первая АТСКЭ (США, станция Е881) была введена в опытную эксплуатацию. При создании АТСКЭ использовались новейшие для тех лет технологии. Так, схемы коммутации (коммутационные поля) собраны из коммутационных матриц на герконах и ферридах. Миниатюрность и быстродействие таких матриц (по сравнению с релейными соединителями МКС) объясняет термин "квазиэлектронные". Но основное и принципиальное отличие системы АТСКЭ от предыдущей системы АТСК заключалось в том, что задачи управления в АТСКЭ стал выполнять специализированный компьютер.

     Применение  компьютера в роли центрального устройства управления превратило телефонную станцию  в "АТС с управлением по записанной программе" или "АТС с программным  управлением". Последний термин краток, понятен и общеупотребителен, хотя и недостаточно корректен, поскольку любая телефонная станция выполняет программу обслуживания вызовов.

     Необходимо  подчеркнуть, что в предыдущих системах АТС (декадно-шаговых и координатных) их устройства управления (УУ) были автоматами с "вмонтированной" (жесткой) логикой, другими словами, автоматами, выполняющими лишь ту программу, которая была заложена в них при изготовлении. Сказанное относится как к электромеханическим, так и к электронным УУ, которыми оборудовались модификации поздних АТСК.

АТС с  программным управлением (АТС ПУ), в отличие от предыдущих систем АТС, приобрели целый ряд чрезвычайно важных свойств. Во-первых, - это увеличение пропускной способности АТС за счет большей производительности компьютера, а также уменьшение габаритов и упрощение периферийных функциональных узлов АТС благодаря замене многочисленных интерфейсов между функциональными узлами АТС единым интерфейсом "компьютер - функциональные узлы".

   Во-вторьх (по порядку, но не по значимости), - это  приобретение важных свойств и возможностей:

• обеспечение надежности АТС за счет организации тестирования и глубокого контроля, обнаружения и исправления ошибок. При этом в АТС ПУ сокращаются расходы на нужды технического обеспечения и эксплуатации;
• расширение номенклатуры дополнительных видов обслуживания (ДВО), предоставление абонентам новых экономичных услуг;
• гибкая тарификация;
• выполнение комплекса задач динамического управления телефонной сетью; обеспечение административного управления.

   Одновременно  с применением методов программного управления начался бурный процесс электронизации аппаратных средств телефонной связи. Ее основные элементы (терминалы, устройства передачи и телефонные станции) переводились на новую электронную элементную и технологическую базу. Этот процесс начался в ходе создания АТС квазиэлектронной системы с электронным устройством управления. В следующем поколении АТС - АТС электронной системы (АТСЭ) - процесс электронизации завершился полностью.

     Помимо  очевидных преимуществ (технологичность  производства, массогабаритные показатели и т.п.) электронизация телефонии создала технологические условия для цифровизации последней.

     Первоначально переход от аналоговых сетей и  систем телефонной связи к цифровым преследовал достижение технических  преимуществ: использование новых  цифровых технологий, упрощение систем сигнализации и способов группообразования (уплотнения) в линиях связи, улучшение регенерации сигналов и увеличение дальности связи и др. В дальнейшем одновременное воздействие на традиционную телефонию таких мощных технологических факторов, как электронизация, цифровизация и компьютеризация (привнесшая в телефонию средства программного управления) привели к революционным изменениям современной телефонии.

До 70-х  годов XX столетия развитие телефонии  носило эволюционный характер: сети телефонной связи оставались аналоговыми и предназначались для доставки речевой информации по заданному адресу (телефонному номеру). Конечно, помимо точной адресации информации к сети телефонной связи предъявлялись требования по качеству передачи речи (достаточная громкость, разборчивость и натуральность речи в месте приема) и вероятностно-временным характеристикам доставки (нормы задержек и потерь информации). Эволюционные изменения системы телефонной связи имели характер количественного увеличения емкости и пропускной способности сетей и улучшения показателей качества обслуживания. Также заметим, что на этом этапе другие виды связи (телеграфная, документальная и факсимильная, передача данных) обслуживались специализированными сетями и только частично прибегали к услугам сетей телефонной связи вследствие высокой степени их распространения.

1.2 Революция в телефонии

Второй  период развития телефонии, начавшийся в 70-е годы XX столетия, внес в нее  радикальные изменения.

Основой телефонии стали новые технологии:

     ·  электронная технология позволила перевести все аппаратные средства телефонии на электронную элементную и технологическую базу;

     ·  цифровая технология на основе представления различных видов информации в единой цифровой форме интегрировала обслуживание различных видов связи, а также объединила системы передачи и коммутации;

     ·  компьютерная технология, применение которой выразилось не только в использовании компьютеров в роли устройств управления АТС, но и в создании компьютерных терминалов, позволила абоненту получать услуги разных видов связи с помощью единого терминала.

Компьютеризация телефонии, называемая компьютерно-телефонной интеграцией (Computer Telephone Integration - CTI), позволяет  объединять различные сети, системами  передачи, коммутации, управления и терминальные устройства.

     Говоря  о втором периоде в истории  телефонии, следует отметить не только радикальный характер происходящих изменений, но и высокий их темп, особенно возросший в течение  последних десятилетий. Появились  системы и сети с интеграцией услуг (ISDN - Integrated Services Digital Network). Успешно развиваются такие приложения телефонии, как мобильные сети связи, а также сети беспроводного абонентского доступа. Направление компьютерно-телефонной интеграции привело к созданию единых программно-аппаратных платформ с сосредоточением всех функций в одной системе - интеллектуальном сервере сети. Отмечается рост мультимедийных приложений (передача видеоконференций и т.п.).

     Наконец, развивается технология IР-телефонии, обеспечивающая передачу речи по сетям пакетной коммутации.

     В заключение отметим, что с изменением содержания телефонии (новые технологии, приобретение новых свойств и  возможностей в предоставлении услуг) изменяется отношение к ней пользователей. В наши дни признано, что любое дело невозможно вести без качественной связи, поэтому пользователи требуют предоставления им широкого круга услуг. И конкурентоспособность любой системы телефонии сейчас определяется степенью удовлетворения этого требования.

С внедрением в телефонию новых технологий изменяется ее содержание, но не изменяется ее роль в общении между людьми. Поэтому телефонии предстоит отметить еще не один юбилей.

2 ОСНОВЫ IP-ТЕЛЕФОНИИ

     IP-телефония  (VoIP – Voice over IP) - это технология, которая  используется для передачи речевых сигналов в Интернет, связывая тем самым два разных мира - мир телефонии и мир Интернет. До недавнего времени сети с коммутацией каналов (телефонные сети) и сети с коммутацией пакетов (IP-сети) существовали практически независимо друг от друга и использовались для различных целей. Телефонные сети использовались только для передачи голосовой информации, а IP-сети - для передачи данных.

2.1 Как работает IP-телефония

     При разговоре голосовые сигналы (слова, которые мы произносим) преобразуются  в сжатые пакеты данных. После эти  пакеты данных посылаются через Интернет другой стороне. Когда пакеты данных достигают адресата, они декодируются в голосовые сигналы оригинала. Создание пакетов - превращение аналоговых (в частности, звуковых) сигналов в цифровые, их сжатие, передача по сети Интернет и обратное преобразование в аналоговые происходит благодаря существованию протокола передачи данных через Интернет (IP), отсюда и название IP-телефония. Протокол передачи данных - это своеобразный язык, который позволяет преобразовать и донести цифровые данные в точку назначения, причем эти данные могут быть и текстами электронной почты, и голосовыми сообщениями, и изображениями, и видеофрагментами.

     В обычном телефонном звонке подключение  между обоими собеседниками устанавливается  через телефонную станцию исключительно  с целью разговора. Голосовые  сигналы передаются по определенным телефонным линиям, через выделенное подключение. При запросе же по Интернет, сжатые пакеты данных поступают в Интернет с адресом назначения. Каждый пакет данных проходит собственный путь до адресата, по различным маршрутам. Для адресата пакеты данных перегруппировываются и декодируются в голосовые сигналы оригинала.

2.2 IP-телефония дешевле

     Обычные телефонные звонки требуют разветвленной  сети связи телефонных станций, связанных  закрепленными телефонными линиями, подвода волоконно-оптических кабелей  и спутников связи. Высокие затраты  телефонных компаний приводят к дорогим междугородным разговорам. Выделенное подключение телефонной станции также имеет много избыточной производительности или времени простоя в течение речевого сеанса. IP-Телефония частично основывается на существующей сети закрепленных телефонных линий. Но главное, она использует технологию сжатия голосовых сигналов и полностью использует емкость телефонных линий. Поэтому пакеты данных от разных запросов, и даже различные их типы, могут перемещаться по одной и той же линии в одно и тоже время.

     Общий принцип действия телефонных серверов IP-телефонии таков: с одной стороны, сервер связан с телефонными линиями и может соединиться с любым телефоном мира. С другой стороны, сервер связан с Интернет и может связаться с любым компьютером в мире. Сервер принимает стандартный телефонный сигнал, оцифровывает его (если он исходно не цифровой), значительно сжимает, разбивает на пакеты и отправляет через Интернет по назначению с использованием протокола Интернет (TCP/IP). Для пакетов, приходящих из Сети на телефонный сервер и уходящих в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке. Обе составляющие операции (вход сигнала в телефонную сеть и его выход из телефонной сети) происходят практически одновременно, что позволяет обеспечить полнодуплексный разговор. На основе этих базовых операций можно построить много различных конфигураций.

2.3 Способы осуществления связи

     "Телефон  - телефон". Для организации такой связи необходимо наличие определенных сетевых устройств и механизмов взаимодействия. Голосовой трафик передается через IP-сеть, как правило, на отдельном дорогостоящем участке. Устройствами, организующими взаимодействие, являются шлюзы, состыкованные, с одной стороны, с телефонной сетью общего пользования, а с другой - с IP-сетью. Голосовая связь в таком режиме имеет высокое качество, и пользоваться ею удобно. Для того чтобы воспользоваться этой услугой, надо позвонить провайдеру, обслуживающему шлюз, ввести с телефонного аппарата код и номер вызываемого абонента и разговаривать так же, как при обычной телефонной связи. Все необходимые операции по маршрутизации вызова выполнит шлюз.

     "Компьютер  - телефон". Здесь открывается больше возможностей использования для корпоративных пользователей, так как чаще всего применяется корпоративная сеть, обслуживающая вызовы от компьютеров до шлюза, которые уже затем передаются по телефонной сети общего пользования. Корпоративные решения с использованием связи "компьютер-телефон" могут помочь сэкономить деньги. Конечному пользователю никакого дополнительного оборудования не требуется. Достаточно иметь под рукой телефон с возможностью тонального набора. Это нужно для того, чтобы, дозвонившись до оператора, ввести свой код в тональном режиме, а дальше действия абонента ничем не отличаются от привычных. В большинстве современных телефонных аппаратов, включая таксофоны и мобильные телефоны, эта функция предусмотрена. Если такого телефона почему-то нет, то с функцией набора может справиться бипер или, в крайнем случае, специальная программа, которую можно скачать из Интернета.

     "WEB - телефон". Еще одна новая услуга, которую предоставляют провайдеры IP-телефонии - это звонок с Вэб-сайта или Surf&Call - решение компании VocalTec в области веб-телефонии, позволяющее осуществлять вызов, выбрав со страницы Интернет ссылку на имя вызываемого абонента. Это решение направлено, прежде всего, на расширение возможностей электронной коммерции. Surf&Call позволяет пользователям Интернет напрямую поговорить, например, с торговым представителем либо со специалистом технической поддержки интересующей его фирмы. Установление телефонного соединения происходит при нажатии курсором на ссылку, представляющую собой, например, название компании, имя вызываемого абонента и т. д. на странице Интернет. При этом пользователю не требуется вторая телефонная линия или прерывание работы в Интернет, необходимо лишь загрузить небольшое клиентское программное обеспечение, которое обычно можно найти на той же WEB-странице, и которое устанавливается автоматически. С другой стороны Surf&Call позволяет представителям компаний отвечать на вопросы, демонстрировать WEB-страницы, передавать необходимую информацию, улучшая тем самым качество предоставляемых услуг.

2.4 Преимущества IP-телефонии

     Удешевление телефонных переговоров. Внедрение  технологии VOIP позволяет уменьшить  суммарные расходы, связанные с ведением международных и междугородних телефонных переговоров, а также начать процесс миграции к технологиям пакетной передачи мультимедийных данных. Кроме того, учитывая возможность выхода на городскую телефонную сеть, использование этой технологии может свести к минимуму аренду обычных телефонных линий.

     Улучшенное  качество связи. Качество связи можно  оценить, используя следующие основные характеристики: уровень искажения  голоса; частота "пропадания" голосовых  пакетов; время задержки (между произнесением фразы первого абонента и моментом, когда она будет услышана вторым абонентом). По всем перечисленным характеристикам качество связи значительно увеличилось в сравнении с первыми версиями решений IP-телефонии, которые допускали искажение и прерывание речи. Улучшение кодирования голоса и восстановление потерянных пакетов позволило достичь уровня, когда речь понимается абонентами настолько хорошо, что собеседники не догадываются, что соединение происходит по технологии IP-телефонии. Понятно, что задержки влияют на темп беседы. Известно, что для человека задержка до 250 миллисекунд практически незаметна. Существующие на сегодняшний день решения IP-телефонии не превышают этот предел, так что разговор фактически не отличается от связи по обычной телефонной сети. Кроме этого, задержки уменьшаются благодаря следующим трем факторам: