Основные сценарии ip телефонии

Глава 2 Сетевые аспекты IP телефонии

Материал предыдущей главы дал в первом приближении ответ на вопрос: что такое IP телефония? Прежде чем обсудить более под робно различные подходы к архитектуре, протоколам и вариантам построения систем и оборудования, полезно обратить внимание на другой вопрос: для чего нужна IP телефония? В качестве ответа на этот вопрос рассмотрим три наиболее часто используемых сцена рия IP телефонии:

•«компьютер компьютер»;

•«компьютер телефон»;

•«телефон телефон».

Сценарий «компьютер компьютер» реализуется на базе стандарт ных компьютеров, оснащенных средствами мультимедиа и подклю ченных к сети Интернет.

Компоненты модели IP телефонии по сценарию «компьютер ком пьютер» показаны на рис. 2.1. В этом сценарии аналоговые речевые сигналы от микрофона абонента А преобразуются в цифровую форму с помощью аналого цифрового преобразователя (АЦП), обычно при 8000 отсчетов/с, 8 битов/отсчет, в итоге – 64 Кбит/с. Отсчеты речевых данных в цифровой форме затем сжимаются кодирующим устройст вом для сокращения нужной для их передачи полосы в отношении 4:1, 8:1или10:1.Алгоритмысжатияречиподробнорассматриваютсяв сле дующей главе. Выходные данные после сжатия формируются в паке ты, к которым добавляются заголовки протоколов, после чего пакеты

передаются через IP сеть в систему IP телефонии, обслуживающую абонента Б. Когда пакеты принимаются системой абонента Б, заго ловки протокола удаляются, а сжатые речевые данные поступают в уст ройство, развертывающее их в первоначальную форму, после чего речевые данные снова преобразуются в аналоговую форму с помо щью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и попадают в теле фон абонента Б. Для обычного соединения между двумя абонентами системы IP телефонии на каждом конце одновременно реализуют как функции передачи, так и функции приема. Под IP сетью, изображен ной на рис. 2.1, подразумевается либо глобальная сеть Интернет, либо корпоративная сеть предприятия Intranet. Описанию протоколов, ис пользуемых в IP сетях, в том числе протоколов передачи речевой ин формации по IP сети, посвящена глава 4.

Микрофон	Функции передачи
АЦП	Сжатие речевой	Пакетизация
информации

		Управление
		и сигнализация
Телефон
Абонент А	Развертывание	Депакетизация
ЦАП	речевой
	информации
	Функции приема
Микрофон	Функции передачи
АЦП	Сжатие речевой	Пакетизация
информации

		Управление
		и сигнализация
Телефон
Абонент Б	Развертывание	Депакетизация
ЦАП	речевой
	информации

Функции приема

Рис. 2.1 Сценарий IP телефонии «компьютер компьютер»

Для поддержки сценария «компьютер – компьютер» поставщику услуг Интернет желательно иметь отдельный сервер (привратник), преобразующий имена пользователей в динамические адреса IP. Сам сценарий ориентирован на пользователя, которому сеть нужна, в ос новном, для передачи данных, а программное обеспечение IP теле фонии требуется лишь иногда для разговоров с коллегами. Эффек тивное использование телефонной связи по сценарию «компьютер компьютер» обычно связано с повышением продуктивности работы крупных компаний, например, при организации виртуальной презен тации в корпоративной сети с возможностью не только видеть доку

Сетевые аспекты IP телефонии	47

менты на Web сервере, но и обсуждать их содержание с помощью IР телефона. При этом между двумя IP сетями могут использовать ся элементы ТфОП, а идентификация вызываемой стороны может осуществляться как на основе Е.164, так и на основе IP адресации. Наиболее распространенным программным обеспечением для этих целей является пакет Microsoft NetMeeting, доступный для бесплат ной загрузки с узла Microsoft.

Рассмотрим представленный на рис. 2.1 сценарий установления соединения «компьютер компьютер» более подробно.

Для проведения телефонных разговоров друг с другом абоненты А и Б должны иметь доступ к Интернет или к другой сети с протоко лом IP. Предположим, что такая IP сеть существует, и оба абонента подключены к ней. Рассмотрим возможный алгоритм организации связи между этими абонентами.

1.Абонент А запускает свое приложение IP телефонии, поддер живающее протокол H.323.

2.Абонент Б уже заранее запустил свое приложение IP телефо нии, поддерживающее протокол H.323.

3.Абонент А знает доменное имя абонента В элемент системы имен доменов – Domain Name System (DNS), вводит это имя в раздел «кому позвонить» в своем приложении IP телефонии и нажимает кнопку Return.

4.Приложение IP телефонии обращается к DNS серверу (кото рый в данном примере реализован непосредственно в персональ ном компьютере абонента А) для того, чтобы преобразовать домен ное имя абонента Б в IP адрес.

5.Сервер DNS возвращает IP адрес абонента Б.

6.Приложение IP телефонии абонента А получает IP адрес або нента Б и отправляет ему сигнальное сообщение H.225 Setup.

7.При получении сообщения H.225 Setup приложение абонента Б сигнализирует ему о входящем вызове.

8.Абонент Б принимает вызов и приложение IP телефонии отправ ляет ответное сообщение H.225 Connect.

9.Приложение IP телефонии у абонента А начинает взаимодей ствие с приложением у абонента Б в соответствии с рекомендацией H.245.

10.После окончания взаимодействия по протоколу H.245 и откры тия логических каналов абоненты А и Б могут разговаривать друг

сдругом через IP сеть.

Несмотря на нарочитую простоту изложения, рассмотренный при мер довольно сложен, что обусловлено сложностью технологии IP те

лефонии. В этом примере не показаны все шаги и опущены весьма существенные детали, которые необходимы поставщику услуг для развертывания сети IP телефонии. Обо всех этих более сложных моментах будет сказано в главах 5 – 11 данной книги, а здесь сдела ем еще одно упрощение.

Сам характер сценария «компьютер компьютер» на рис. 2.1 обу славливает сосредоточение всех необходимых функций IP телефонии в персональном компьютере или другом аналогичном устройстве ко нечного пользователя. При описании других сценариев в этой главе вместогромоздкогоизображениякомпонентовоконечногоустройства будет приводится только упрощенное изображение терминала IP те лефонии. Таким аналогом рис. 2.1 является упрощенное представле ние того же сценария на рис. 2.2. К детальному рассмотрению проце дур аналогово цифрового и цифро аналогового преобразования, сжа тия, пакетизации и др. мы вернемся в следующей главе.

Н.323 терминал

IP сеть

Рис. 2.2 Упрощенный сценарий IP телефонии «компьютер компьютер» (аналог рис.2.1)

Замена изображений имеет и более глубокий смысл. Название сценария «компьютер – компьютер» отнюдь не означает, что в рас поряжении пользователя обязательно должен быть стандартный РС с микрофоном и колонками, как это представлено на рис. 2.1. Глав ным требованием для такой схемы является то, что оба пользовате ля должны иметь подключенные к сети персональные компьютеры. И эти РС должны быть всегда включены, подсоединены к сети и иметь в запущенном виде программное обеспечение IP телефонии для приема входящих вызовов. При всем этом должна быть полная со вместимость между программно аппаратными средствами IP теле фонии, полученными от разных поставщиков, т.е. пользователи, же лающие разговаривать друг с другом, должны иметь идентичное про граммное обеспечение, например, реализующее протокол H.323.

Принимая во внимание эти обстоятельства, под названием «ком пьютер» во всех сценариях мы будем понимать терминал пользова теля, включенный в IP сеть, а под названием «телефон» – терминал пользователя, включенный в сеть коммутации каналов любого типа: ТфОП, ISDN или GSM.

И еще одно, более существенное замечание. До сих пор в обсуж дении сценария «компьютер – компьютер» на рис. 2.1 и 2.2 полага

Сетевые аспекты IP телефонии	49

лось, что оба пользователя включены в одну и ту же IP cеть (Интер нет, Интранет или другую сеть с протоколом IP). В рамках проекта TIPHON, которому посвящен следующий параграф этой главы, рас сматривается другая, более сложная модификация сценария «ком пьютер – компьютер». Эта модификация, представленная на рис. 2.3, предусматривает организацию связи между абонентами IP сети с учетом того, что вызов транзитом проходит через сеть коммутации каналов (СКК). Заметим, что на этом и на следующих рисунках в ка честве СКК выступает телефонная сеть общего пользования (ТфОП), хотя излагаемые в данной главе материалы справедливы для ISDN, GSM и др.

		ТфОП/ISDN
	Шлюз	Шлюз
	H.323	H.323
	терминал
	терминал

	IP сеть	IP сеть

Рис. 2.3 Упрощенный сценарий IP телефонии «компьютер компьютер». Соединение пользователей IP сетей через транзитную CKK

Следующий сценарий – «телефон компьютер» – находит примене ние в разного рода справочно информационных службах Интернет, в службах сбыта товаров или в службах технической поддержки. Поль зователь, подключившийся к серверу WWW какой либо компании, име ет возможность обратиться к оператору справочной службы. Этот сце нарий в ближайшие несколько лет будет, по всей вероятности, более активно востребован деловым сектором. Компании будут использо вать данную технологию для наращивания своих Web страниц (и сво его присутствия во всемирной паутине). Пользователи компьютеров смогут просматривать в «реальном времени» каталоги, почти мгно венно заказывать товары и получать множество других услуг. Это впол не соответствует стилю жизни современных потребителей, связанно му с потребностью в дополнительных удобствах и экономии времени. Уже сегодня осознаются все выгоды и удобства централизованного приобретения предметов широкого потребления (например, компакт дисков, книг, программного обеспечения и т. д.) и уже привычно со вершаются операции электронной коммерции.

4. Б.С. Гольдштейн

В рамках проекта TIPHON рассматриваются две модификации этого сценария IP телефонии:

•от компьютера (пользователя IP сети) к телефону (aбоненту ТфОП), в частности, в связи с предоставлением пользователям IP сетей доступа к телефонным услугам, в том числе, к справоч но информационным услугам и к услугам Интеллектуальной сети;

•от абонента ТфОП к пользователю IP сети с идентификацией вы зываемой стороны на основе нумерации по E.164 или IP адре сации.

Проект TIPHON заслуживает более пристального внимания, и уже было обещано посвятить ему целиком следующий параграф этой главы.

В первой из упомянутых модификаций сценария «компьютер – телефон» соединение устанавливается между пользователем IP сети и пользователем сети коммутации каналов (рис. 2.4). Предполага ется, что установление соединения инициирует пользователь IP сети.

IP сеть

H.323 терминал

Шлюз

Вызов инициирован

пользователем IP сети

ТфОП/ISDN

Рис. 2.4 Вызов абонента ТфОП пользователем IP сети по сценарию «компьютер телефон»

Шлюз (GW) для взаимодействия сетей ТфОП и IP может быть реа лизован в отдельном устройстве или интегрирован в существующее оборудование ТфОП или IP сети. Показанная на рисунке сеть СКК может быть корпоративной сетью или сетью общего пользования.

В соответствии со второй модификацией сценария «компьютер – телефон» соединение устанавливается между пользователем IP се ти и абонентом ТфОП, но инициирует его создание абонент ТфОП (рис. 2.5).

Сетевые аспекты IP телефонии	51

IP сеть

H.323 терминал

Шлюз

ТфОП/ISDN

Вызов инициирован абонентом ТфОП

Рис. 2.5 Пользователя IP сети вызывает абонент ТФОП по сценарию «компьютер телефон»

Рассмотрим несколько подробнее пример представленной на рис. 2.5 упрощенной архитектуры системы IP телефонии по сцена рию «телефон компьютер». При попытке вызвать справочно инфор мационную службу, используя услуги пакетной телефонии и обычный телефон, на начальной фазе абонент А вызывает близлежащий шлюз IP телефонии. От шлюза к абоненту А поступает запрос ввести но мер, к которому должен быть направлен вызов (например, номер службы), и личный идентификационный номер (PIN) для аутентифи кации и последующего начисления платы, если это служба, вызов которой оплачивается вызывающим абонентом. Основываясь на вызываемом номере, шлюз определяет наиболее доступный путь к данной службе. Кроме того, шлюз активизирует свои функции ко дирования и пакетизации речи, устанавливает контакт со службой, ведет мониторинг процесса обслуживания вызова и принимает ин формацию о состояниях этого процесса (например, занятость, по сылка вызова, разъединение и т.п.) от исходящей стороны через про токол управления и сигнализации. Разъединение с любой стороны передается противоположной стороне по протоколу сигнализации и вызывает завершение установленных соединений и освобождение ресурсов шлюза для обслуживания следующего вызова.

Для организации соединений от службы к абонентам (рис. 2.4) ис пользуетсяаналогичнаяпроцедура.Популярнымипрограммнымипро дуктами для этого варианта сценария IP телефонии «компьютер те лефон» являются IDT Net2Phone и DotDialer, организующие вызовы к обычным абонентским телефонным аппаратам в любой точке мира.

Эффективность объединения услуг передачи речи и данных явля ется основным стимулом использования IP телефонии по сценари ям «компьютер компьютер» и «компьютер телефон», не нанося при

этом никакого ущерба интересам операторов традиционных теле фонных сетей.

Сценарий «телефон телефон» в значительной степени отличает ся от остальных сценариев IP телефонии своей социальной значи мостью, поскольку целью его применения является предоставление обычным абонентам ТфОП альтернативной возможности междуго родной и международной телефонной связи. В этом режиме совре менная технология IP телефонии предоставляет виртуальную теле фонную линию через IP доступ.

Как правило, обслуживание вызовов по такому сценарию IP те лефонии выглядит следующим образом. Поставщик услуг IP телефо нии подключает свой шлюз к коммутационному узлу или станции ТфОП, а по сети Интернет или по выделенному каналу соединяется с аналогичным шлюзом, находящимся в другом городе или другой стране.

Типичная услуга IP телефонии по сценарию «телефон телефон» использует стандартный телефон в качестве интерфейса пользова теля, а вместо междугородного компонента ТфОП использует либо частную IP сеть/Intranet, либо сеть Интернет. Благодаря маршрути зации телефонного трафика по IP сети стало возможным обходить сети общего пользования и, соответственно, не платить за междуго родную/международную связь операторам этих сетей.

Следует отметить, что сама идея использовать альтернативные транспортные механизмы для обхода сети ТфОП не является новой. Достаточновспомнитьстатистическиемультиплексоры,передачуречи по сети Frame Relay или оборудование передачи речи по сети ATM.

Как показано на рис. 2.6, поставщики услуг IP телефонии предос тавляют услуги «телефон телефон» путём установки шлюзов IP те лефонии на входе и выходе IP сетей. Абоненты подключаются к шлю зу поставщика через ТфОП, набирая специальный номер доступа. Абонент получает доступ к шлюзу, используя персональный иденти фикационный номер (PIN) или услугу идентификации номера вызы вающего абонента (Calling Line Identification). После этого шлюз про сит ввести телефонный номер вызываемого абонента, анализирует этот номер и определяет, какой шлюз имеет лучший доступ к нужно му телефону. Как только между входным и выходным шлюзами ус танавливается контакт, дальнейшее установление соединения к вы зываемому абоненту выполняется выходным шлюзом через его ме стную телефонную сеть.

Полная стоимость такой связи будет складываться для пользова теля из расценок ТфОП на связь с входным шлюзом, расценок Ин тернет провайдера на транспортировку и расценок удалённой ТфОП на связь выходного шлюза с вызванным абонентом.

Сетевые аспекты IP телефонии	53

ТфОП/ISDN ТфОП/ISDN

Рис. 2.6 Соединение абонентов ТфОП через транзитную IP сеть по сценарию «телефон телефон»

Одним из алгоритмов организации связи по сценарию «телефон телефон» является выпуск поставщиком услуги своих телефонных карт. Имея такую карту, пользователь, желающий позвонить в дру гой город, набирает номер данного поставщика услуги, затем в ре жиме донабора вводит свой идентификационный номер и PIN код, указанный на карте. После процедуры аутентификации он набирает телефонный номер адресата.

Возможны и другие алгоритмы реализации этого сценария: вме сто телефонной карты может использоваться информация об аль тернативном счете. Счет для оплаты может быть выслан абоненту и после разговора, аналогично тому, как это делается при междуго родном соединении в ТфОП.

Рассмотренные выше сценарии сведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Варианты межсетевого взаимодействия

Сценарий	Входящая сеть	Транзитная сеть	Исходящая сеть	Примечание
«компьютер –	IP	IP	IP	Рис. 2.1 и 2.2
компьютер»	IP	ТфОП	IP	Рис. 2.3

	IP	ТфОП	ТфОП	Рис. 2.5
«компьютер –	ТфОП	IP	IP	Рис. 2.4
телефон»	ТфОП	ТфОП	IP	Рис. 2.4

	IP	IP	ТфОП	Рис. 2.5
«телефон –	ТфОП	IP	ТфОП	Рис. 2.6
телефон»	ТфОП	ТфОП	ТфОП	Не рассм.

Источник

1.4. Виды соединений, взаимодействие с компьютерной сетью

Можно выделить три наиболее часто используемых сценария IP-телефонии:

компьютер-компьютер;
телефон-компьютер;
телефон-телефон.

Первый сценарий «компьютер—компьютер» реализуется на базе стандартных компьютеров, оснащенных средствами мультимедиа и подключенных к сети Интернет.

Компоненты сценария «компьютер—компьютер» показаны на
рис.
1.7. В этом сценарии аналоговые речевые сигналы от микрофона абонента А преобразуются в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Отсчеты речевых данных в цифровой форме затем сжимаются кодирующим устройством для сокращения нужной для их передачи полосы в отношении 4:1, 8:1 или 10:1. Выходные данные после сжатия формируются в пакеты, к которым добавляются заголовки протоколов, и затем пакеты передаются через IP—сеть в систему IP-телефонии, обслуживающую абонента Б. Когда пакеты принимаются системой абонента Б, заголовки протокола удаляются, а сжатые речевые данные поступают в устройство, развертывающее их в первоначальную форму, после чего речевые данные снова преобразуются в аналоговую форму с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) и попадают в динамик телефона абонента Б.
Для обычного соединения между двумя абонентами системы IP-телефонии на каждом конце одновременно реализуют как функции передачи, так и функции приема. Под IP-сетью, изображенной на
рис.
1.8, подразумевается либо глобальная сеть Интернет, либо корпоративная сеть предприятия Intranet.

Для поддержки сценария «компьютер—компьютер» поставщику услуг Интернет необходимо иметь отдельный сервер (GateKeeper), преобразующий имена пользователей в динамические адреса IP. Сам сценарий ориентирован на пользователя, которому сеть нужна в основном для передачи данных, а программное обеспечение IP-телефонии требуется лишь иногда для разговоров с коллегами. Эффективное использование телефонной связи по сценарию «компьютер—компьютер» обычно связано с повышением продуктивности работы крупных компаний, например, при организации виртуальной презентации в корпоративной сети с возможностью не только видеть документы на веб-сервере, но и обсуждать их содержание с помощью IP-телефона.

Рассмотрим представленный на
рис.
1.7 сценарий установления соединения «компьютер—компьютер» более подробно.

Для проведения телефонных разговоров друг с другом абоненты А и Б должны иметь доступ к Интернету или к другой сети с протоколом IP. Разберем возможный алгоритм организации связи между этими абонентами на примере протокола H.323.

Абонент А запускает свое приложение IP-телефонии, поддерживающее протокол Н.323.
Абонент Б также заранее запустил свое приложение IP-телефонии, поддерживающее протокол Н.323.
Абонент А знает доменное имя абонента Б — Domain Name System ( DNS ), вводит это имя в раздел «кому позвонить» в своем приложении IP-телефонии и нажимает кнопку Return.
Приложение IP-телефонии обращается к DNS-серверу (который в данном примере реализован непосредственно в персональном компьютере абонента А ) для того, чтобы преобразовать доменное имя абонента Б в IP-адрес.
Сервер DNS возвращает IP-адрес абонента Б.
Приложение IP-телефонии абонента А получает IP-адрес абонента Б и отправляет по этому адресу сигнальное сообщение Н.225 Setup.
При получении сообщения Н.225 Setup приложение Б сигнализирует абоненту Б о входящем вызове.
Абонент Б принимает вызов и приложение IP-телефонии отправляет ответное сообщение Н.225 Connect.
Приложение IP-телефонии у абонента А начинает взаимодействие с приложением у абонента Б в соответствии с рекомендацией Н.245.
После окончания взаимодействия по протоколу Н.245 и открытия логических каналов абоненты А и Б могут разговаривать друг с другом через IP-сеть.

При этом блок «Управление и сигнализация» управляет пакетизацией и депакетизацией передаваемых фрагментов, а также осуществляет контроль при их передаче.

В этом примере не показаны некоторые служебные детали, которые необходимы поставщику услуг для развертывания сети IP-телефонии.

При описании других сценариев в этой главе вместо громоздкого изображения компонентов оконечного устройства будет приводиться только упрощенное изображение терминала IP-телефонии. Таким аналогом
рис.
1.7 является упрощенное представление того же сценария на
рис.
1.8. К детальному рассмотрению процедур аналогово-цифрового и цифро-аналогового преобразования, сжатия, пакетизации и др. мы вернемся ниже.

Рис.
1.8.
Упрощенный сценарий IP-телефонии «компьютер-компьютер»

Замена изображений имеет и более глубокий смысл. Название сценария «компьютер—компьютер» отнюдь не означает, что в распоряжении пользователя обязательно должен быть стандартный PC с микрофоном и колонками, как это представлено на
рис.
1.8. Главным требованием для такой схемы является то, что оба пользователя должны иметь подключенные к сети персональные компьютеры — и эти PC должны быть всегда включены, подсоединены к сети и иметь в запущенном виде программное обеспечение IP-телефонии для приема входящих вызовов.

Принимая во внимание эти обстоятельства, под названием «компьютер» во всех сценариях мы будем понимать терминал пользователя, включенный в IP—сеть, а под названием «телефон» — терминал пользователя, включенный в сеть коммутации каналов любого типа: ТфОП, ISDN или GSM.

Следующий сценарий «телефон-компьютер» находит применение в разного рода справочно-информационных службах Интернета, в службах сбыта товаров или в службах технической поддержки. Пользователь, подключившийся к cepвepy WWW какой-либо компании, имеет возможность обратиться к оператору справочной службы. Это вполне соответствует стилю жизни современных потребителей, связанному с потребностью в дополнительных удобствах и экономии времени.

Во втором сценарии «телефон-компьютер» соединение устанавливается между пользователем ТфОП и пользователем IP-сети (
рис.
1.9). Предполагается, что установление соединения инициирует пользователь сети коммутации каналов.

увеличить изображение
Рис.
1.9.
Пользователя IP-сети вызывает абонент ТфОП по сценарию «телефон-компьютер»

Шлюз для взаимодействия сетей ТфОП и IP может быть реализован как отдельным устройством, так и интегрированным в существующее оборудование ТфОП или IP-сети. Показанная на рисунке сеть коммутации каналов может быть корпоративной сетью или сетью общего пользования.

Возможна и иная разновидность второго сценария, когда соединение устанавливается между пользователем IP-сети и абонентом ТфОП, но инициирует его создание абонент ТфОП.

Рассмотрим несколько подробнее пример представленной на
рис.
1.9 упрощенной архитектуры системы IP-телефонии по сценарию «телефон-компьютер«. При попытке вызвать справочно-информационную службу, используя услуги пакетной телефонии и обычный телефон, на начальной фазе абонент А вызывает близлежащий шлюз IP-телефонии для минимизации затрат на услуги связи. От шлюза к абоненту А поступает запрос ввести номер, к которому должен быть направлен вызов (например, номер службы), и личный идентификационный номер ( PIN ) для аутентификации и последующего начисления платы, если эта служба платная. Основываясь на вызываемом номере, шлюз определяет наиболее доступный путь к данной службе. Кроме того, шлюз активизирует свои функции. Разъединение с любой стороны передается противоположной стороне по протоколу сигнализации и вызывает завершение установленных соединений и освобождение ресурсов шлюза для обслуживания следующего вызова.

Эффективность объединения услуг передачи речи и данных является основным стимулом использования IP-телефонии по сценариям «компьютер—компьютер» и «телефон-компьютер«, не нанося при этом ущерба интересам операторов традиционных телефонных сетей.

Третий сценарий «телефон-телефон» в значительной степени отличается от первых двух сценариев IP-телефонии своей социальной значимостью, поскольку целью его применения является предоставление обычным абонентам ТфОП альтернативной возможности междугородной и международной телефонной связи.

Как правило, обслуживание вызовов по такому сценарию IP-телефонии выглядит следующим образом. Поставщик услуг IP-телефонии подключает свой шлюз к коммутационному узлу или станции ТфОП по сети Интернет или по выделенному каналу к аналогичному шлюзу, находящемуся в другом городе или другой стране.

Типичная услуга IP-телефонии по сценарию «телефон-телефон» использует стандартный IP-телефон, а вместо междугороднего компонента ТфОП задействует либо частную IP—сеть, либо сеть Интернет. Благодаря маршрутизации телефонного трафика по IP-сети стало возможным обходить сети общего пользования и, соответственно, не платить за междугороднюю/международную связь операторам этих сетей.

Как показано на
рис.
1.10, поставщики услуг IP-телефонии предоставляют услуги «телефон-телефон» путем установки шлюзов IP-телефонии на входе и выходе IP-сетей. Абоненты подключаются к шлюзу поставщика услуг IP-телефонии через ТфОП, набирая специальный номер доступа. Абонент получает доступ к шлюзу, используя персональный идентификационный номер ( PIN ) или услугу идентификации номера вызывающего абонента (Calling Line Identification). После этого шлюз просит ввести телефонный номер вызываемого абонента, анализирует этот номер и определяет, какой шлюз имеет лучший доступ к нужному телефону. Как только между входным и выходным шлюзами устанавливается контакт, дальнейшее установление соединения к вызываемому абоненту выполняется выходным шлюзом через его местную телефонную сеть.

Полная стоимость такой связи будет складываться для пользователя из расценок ТфОП на связь с входным шлюзом, расценок интернет-провайдера на транспортировку данных и расценок удаленной ТфОП на связь выходного шлюза с вызванным абонентом.

увеличить изображение
Рис.
1.10.
Соединение абонентов ТфОП через транзитную IP-сеть по сценарию «телефон-телефон»

Одним из алгоритмов организации связи по сценарию «телефон-телефон» является выпуск поставщиком услуги своих телефонных карт. Имея такую карту, пользователь, желающий позвонить в другой город, набирает номер поставщика данной услуги, затем в режиме донабора вводит свой идентификационный номер и PIN-код, указанный на карте. После процедуры аутентификации он набирает телефонный номер адресата.

Источник

Добрый день, уважаемые хабражители. В данной статье я постараюсь рассмотреть основные принципы IP-телефонии, описать наиболее часто используемые протоколы, указать способы кодирования и декодирования голоса, разобрать некоторые характерные проблемы.

Под IP-телефонией подразумевается голосовая связь, которая осуществляется по сетям передачи данных, в частности по IP-сетям (IP — Internet Protocol). На сегодняшний день IP-телефония все больше вытесняет традиционные телефонные сети за счет легкости развертывания, низкой стоимости звонка, простоты конфигурирования, высокого качества связи и сравнительной безопасности соединения. В данном изложении будем придерживаться принципов эталонной модели OSI (Open Systems Interconnection basic reference model) и рассказывать о предмете “снизу-вверх”, начиная с физического и канального уровней и заканчивая уровнями данных.

«
Модель OSI и инкапсуляция данных

Принципы IP-телефонии

При осуществлении звонка голосовой сигнал преобразуется в сжатый пакет данных (подробнее этот процесс будет рассмотрен в главах “Импульсно кодовая модуляция” и “Кодеки”). Далее происходит пересылка данных пакетов поверх сетей с коммутацией пакетов, в частности, IP сетей. При достижении пакетами получателя, они декодируются в оригинальные голосовые сигналы. Эти процессы возможны благодаря большому количеству вспомогательных протоколов, часть из которых будет рассмотрена далее.

В данном контексте, протокол передачи данных — некий язык, позволяющий двум абонентам понять друг друга и обеспечить качественную пересылку данных между двумя пунктами.

Отличие от традиционной телефонии

В традиционной телефонии установка соединения происходит при помощи телефонной станции и преследует исключительно цель разговора. Здесь голосовые сигналы передаются по телефонным линиям, через выделенное подключение. В случае же IP-телефонии, сжатые пакеты данных поступают в глобальную или локальную сеть с определенным адресом и передаются на основе данного адреса. При этом используется уже IP-адресация, со всеми присущими ей особенностями (такими как маршрутизация).

При этом IP-телефония оказывается более дешевым решением как для оператора, так и для абонента. Происходит это благодаря тому, что:

Традиционные телефонные сети обладают избыточной производительностью, в то время, как IP-телефония использует технологию сжатия голосовых пакетов и позволяет полностью использовать емкость телефонной линии.
Как правило, на сегодняшний момент доступ в глобальную сеть есть у всех желающих, что позволяет сократить затраты на подключение или совсем исключить их.
Звонки в локальной сети могут использовать внутренний сервер и происходить без участия внешней АТС.

Вместе с вышеперечисленным, IP-телефония позволяет улучшить качество связи. Достигается это, опять же, благодаря трем основным факторам:

Телефонные серверы постоянно совершенствуются и алгоритмы их работы становятся более устойчивыми к задержкам или другим проблемам IP-сетей.
В частных сетях их владельцы обладают полным контролем над ситуацией и могут изменять такие параметры, как ширина полосы пропускания, количество абонентов на одной линии, и, как следствие, величину задержки.
Сети с коммутацией пакетов развиваются, и ежегодно вводятся новые протоколы и технологии, позволяющие улучшить качество связи (например, протокол резервирования полосы пропускания RSVP).

Благодаря IP-телефонии очень элегантно решается проблема занятой линии, так как переадресация, либо перевод в режим ожидания могут быть осуществлены несколькими командами в конфигурационном файле на АТС.

Физический уровень (Physical Layer)

На физическом уровне осуществляется передача потока битов по физической среде через соответствующий интерфейс. IP-телефония практически полностью опирается на уже существующую инфраструктуру сетей. В качестве среды передачи информации используются, как правило витая пара категории 5 (UTP5), одномодовое или многомодовое оптическое волокно, либо коаксиальный кабель. Тем самым в полной мере реализуется принцип конвергенции телекоммуникационных сетей.

PoE

Интересно рассмотреть технологию PoE (Power Over Ethernet) — стандарты IEEE 802.3 af-2003 и IEEE 802.3at-2009. Ее суть заключается в возможности обеспечения питанием устройств посредством стандартной витой пары. Большинство современных IP-телефонов, в частности, модельный ряд Cisco Unified IP Phones 7900 Series, поставляются с поддержкой PoE. Согласно стандарту 2009 года, устройства могут получать ток мощностью до 25,5 Ватт.

При подаче питания используются лишь две витых пары кабеля 100BASE-TX, однако некоторые производители задействуют все четыре, достигая мощности до 51 Ватт. Необходимо заметить, что технология не требует модификации уже существующих кабельных систем, в том числе и кабелей Cat 5.

Для определения того, является ли подключаемое устройство питаемым (PD — powered device) на кабель подается напряжение 2,8 — 10 В. Тем самым вычисляется сопротивление подключаемого устройства. Если данное сопротивление находится в диапазоне 19 — 26,5 кОм, то процесс переходит на следующий этап. Если же нет — проверка повторяется с интервалом ≥2 мс.

Далее происходит поиск диапазона мощностей питаемого устройства путем подачи более высокого напряжения и измерения тока в линии. Вслед за этим на линию подается 48 В — питающее напряжение. Также осуществляется постоянный контроль перегрузок.

Канальный уровень (Data Link Layer)

Согласно спецификации IEEE 802 канальный уровень разделяется на два подуровня:

MAC (Media Access Control) — обеспечивает взаимодействие с физическим уровнем;
LLC (Logical Link Control) — обслуживает сетевой уровень.

На канальном уровне работают коммутаторы — устройства, обеспечивающие соединение нескольких узлов компьютерной сети и распределение фреймов между хостами на основе физической (MAC) адресации.

Необходимо упомянуть механизм виртуальных локальных сетей (Virtual Local Area Network). Данная технология позволяет создавать логическую топологию сети без оглядки на ее физические свойства. Достигается это тегированием трафика, что подробно описано в стандарте IEEE 802.1Q.

Формат фрейма

В контексте IP-телефонии отметим Voice VLAN, широко применяющуюся для изоляции голосового трафика, генерируемого IP-телефонами, от других данных. Ее использование целесообразно по двум причинам:

Безопасность. Создание отдельной голосовой VLAN уменьшает вероятность перехвата и анализа голосовых пакетов.
Повышение качества передачи. Механизм VLAN позволяет задать повышенный приоритет голосовым пакетам, и, как следствие, улучшить качество связи.

Сетевой уровень (Network Layer)

На сетевом уровне происходит маршрутизация, соответственно основными устройствами сетевого уровня являются маршрутизаторы (Router). Именно здесь определяется, каким путем данные достигнут получателя с определенным IP-адресом.

Основной маршрутизируемый протокол — IP (Internet Protocol), на основе которого и построена IP-телефония, а также всемирная сеть Интернет. Также существует множество динамических протоколов маршрутизации, самый популярный среди которых OSPF (Open Shortest Path First) — внутренний протокол, основанный на текущем состоянии каналов связи;

На сегодняшний момент существуют специальные VoIP-шлюзы (Voice Over IP Gateway), обеспечивающие подключение обычных аналоговых телефонов к IP-сети. Как правило, они имеют и встроенный маршрутизатор, позволяющий вести учет трафика, авторизовать пользователей, автоматически раздавать IP-адреса, управлять полосой пропускания.

Среди стандартных функций VoIP-шлюзов:

Функции безопасности (создание списков доступа, авторизация);
Поддержка факсимильной связи;
Поддержка голосовой почты;
Поддержка протоколов H.323, SIP (Session Initiation Protocol).

Для борьбы с возможными задержками передачи IP необходимо дополнять дополнительными средствами, например протоколами установления очередности (чтобы голосовые данные не конкурировали с обычными).
Как правило, в этих целях на маршрутизаторах используется очередность с малой задержкой (LLQ — Low-Latency queuing), либо взвешенная организация очередей на основе классов (CBWFQ — Class-Based Weighted Fair Queuing).
Кроме того, необходимы схемы маркировки с заданием приоритетов для рассмотрения голосовых данных, как наиболее важных для передачи.

Транспортный уровень (Transport Layer)

Для транспортного уровня характерны:

Сегментация данных приложений верхнего уровня;
Обеспечение сквозного соединения;
Гарантия надежности данных.

Основные протоколы транспортного уровня — TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol), RTP (Real-time Transport Protocol). Непосредственно в IP-телефонии используются протоколы UDP и RTP, причем основное их отличие от TCP заключается в том, что они не обеспечивают надежность доставки данных. Это является более приемлемым вариантом, нежели осуществление контроля за доставкой (TCP), так как телефонная связь чрезвычайно зависима от задержек передачи, но менее чувствительна к потерям пакетов.

UDP

UDP базируется на сетевом протоколе IP и предоставляет транспортные услуги прикладным процессам. Его главное отличие от TCP — обеспечение негарантированной доставки, то есть при отправке и получении данных никаких подтверждений не запрашивается. Также при отправке информации не обязательно установление логического соединения между модулями UDP (источник и приемник).

RTP

Несмотря на то, что RTP принято считать протоколом транспортного уровня, как правило он работает поверх UDP. С помощью RTP реализуется распознавание типа трафика, работа с метками времени, контроль передачи и нумерация последовательности пакетов.

Основное назначение RTP состоит в том, что он присваивает каждому исходящему пакету временные метки, обрабатывающиеся на приемной стороне. Это позволяет принимать данные в надлежащем порядке, снижает влияние неравномерности времени прохождения пакетов по сети, восстанавливает синхронизацию между аудио и видео данными.

Уровни данных (Data Layers)

Три последних уровня модели OSI рассмотрим совместно. Такое объединение допустимо, так как процессы, происходящие на данных уровнях тесно связаны между собой, и описывать их безотносительно разделения на подуровни будет логичнее.

H.323

Первым делом необходимо описать стек протоколов H.323, разработанный в 1996 году. Данный стандарт содержит описание оборудования, сетевых служб и терминальных устройств, предназначенных для осуществления аудио- и видеосвязи в сетях с коммутацией пакетов (Интернет). Для любого устройства стандарта H.323 обязательна поддержка обмена голосовой информацией.

Рекомендации H.323 предполагают:

Платформенную независимость.
Стандарты кодирования аналоговых данных.
Управление полосой пропускания.
Гибкость и совместимость.

Отметим очень важный факт: в рекомендациях не определены физическая среда передачи, транспортный протокол и сетевой интерфейс. Это значит, что устройства, поддерживающие стандарт H.323 могут работать в любых существующих сегодня сетях с коммутацией пакетов.

Согласно H.323 четырьмя основными компонентами VoIP-соединения являются:

терминал;
шлюз;
контроллер зоны;
контроллер управления многоточечной конференции (MCU — Multipoint Control Unit).

Пример структурной схемы сети в IP-телефонии

Выдержка из документа, описывающего стек протоколов H.323

1. Управление соединением и сигнализация:
1.а. H.225.0: протоколы сигнализации и пакетирования мультимедийного потока (использует подмножество протокола сигнализации Q.931).
1.б. H.225.0/RAS: процедуры регистрации, допуска и состояния.
1.в. H.245: протокол управления для мультимедиа.
2. Обработка звуковых сигналов:
2.а. G.711: импульсно-кодовая модуляция тональных частот.
2.б. G.722: кодирование звукового сигнала 7 кГц в 64 кбит/с.
2.в. G.723.1: речевые кодеры на две скорости передачи для организации мультимедийной связи со скоростью передачи 5.3 и 6.3 кбит/с.
2.г. G.728: кодирование речевых сигналов 16 кбит/с с помощью линейного предсказания с кодированием сигнала возбуждения с малой задержкой.
2.д. G.729: кодирование речевых сигналов 8 кбит/с с помощью линейного предсказания с алгебраическим кодированием сигнала возбуждения сопряженной структуры.
3. Обработка видеосигналов:
3.а. H.261: видеокодеки для аудиовизуальных услуг со скоростью 64 кбит/с.
3.б. H.263: кодирование видеосигнала для передачи с малой скоростью.
4. Конференц-связь для передачи данных:
4.а. T.120: стек протоколов (включает T.123, T.124, T.125) для передачи данных между оконечными пунктами.
5. Мультимедийная передача:
5.а. RTP: транспортный протокол реального времени.
5.б. RTCP: протокол управления передачей в реальном времени.
6. Обеспечение безопасности:
6.а. H.235: обеспечение безопасности и шифрование для мультимедийных терминалов сети H.323.
7. Дополнительные услуги:
7.а. H.450.1: обобщенные функции для управления дополнительными услугами в H.323.
7.б. H.450.2: перевод соединения на телефонный номер третьего абонента.
7.в. H.450.3: переадресация вызова.
7.г. H.450.4: удержание вызова.
7.д. H.450.5: парковка вызова ( park ) и ответ на вызов ( pick up ).
7.е. H.450.6: уведомление о поступившем вызове в состоянии разговора.
7.ж. H.450.7: индикация ожидающего сообщения.
7.з. H.450.8: служба идентификации имен.
7.и. H.450.9: служба завершения соединения для сетей H.323.

Сценарий установки соединения на основе протокола H.323

SIP (Session Initiation Protocol)

SIP — протокол сигнализации, предназначенный для организации, изменения и завершения сеансов связи. SIP независим от транспортных технологий, однако при установлении соединения предпочтительно использовать UDP. Для передачи самой голосовой и видеоинформации рекомендовано применять RTP, но возможность использования других протоколов не исключена.

В SIP определены два типа сигнальных сообщений — запрос и ответ. Также существует шесть процедур:

INVITE (приглашение) — приглашает пользователя принять участие в сеансе связи (служит для установления нового соединения; может содержать параметры для согласования);
BYE (разъединение) — завершает соединение между двумя пользователями;
OPTIONS (опции) — используется для передачи информации о поддерживаемых характеристиках (эта передача может осуществляться напрямую между двумя агентами пользователей или через сервер SIP);
АСК (подтверждение) — используется для подтверждения получения сообщения или для положительного ответа на команду INVITE ;
CANCEL (отмена) — прекращает поиск пользователя;
REGISTER (регистрация) — передает информацию о местоположении пользователя на сервер SIP, который может транслировать ее на сервер адресов (Location Server).

Сценарий сеанса связи SIP

Кодеки

Аудиокодеком называют программу или алгоритм, который сжимает, либо разжимает цифровые звуковые данные, позволяя снизить требования к пропускной способности канала передачи данных. В IP-телефонии на сегодняшний день наиболее распространено преобразование посредством кодека G.729, а также сжатие G.711 по А-закону (alaw) и μ-закону (ulaw).

G.729

G.729 является кодеком, который сжимает исходный сигнал с потерей данных. Основная идея, заложенная в G.729 — передача не самого оцифрованного сигнала, а его параметров (спектральной характеристики, количества переходов через ноль), достаточных для последующего синтезирования на принимающей стороне. При этом все основные характеристики голоса, такие как амплитуда и тембр сохраняются.

Пропускная способность канала, на которую рассчитан данный кодек — 8 кбит/с. Длина кадра обрабатываемого G.729 — 10 мс, частота дискретизации — 8 кГц. Для каждого из таких кадров определяются параметры математической модели, которые в дальнейшем и передаются в канал в виде кодов.

При использовании кодирования G.729 задержка составляет 15 мс, из которых 5 мс тратится на заполнение предварительного буфера. Отметим также, что кодек G.729 предъявляет достаточно высокие требования к ресурсам процессора.

G.711

G.711 — голосовой кодек, который не предполагает никакого сжатия, помимо компандирования — метода уменьшения эффектов каналов с ограниченным динамическим диапазоном. В основе данного метода лежит принцип уменьшения количества уровней квантования сигнала в области высокой громкости, сохраняя при этом качество звука. Две широко использующиеся в телефонии схемы компандирования — alaw и ulaw.

Сигнал в данном кодеке предоставлен потоком величиной 64 кбит/с. Частота дискретизации — 8000 кадров по 8 бит в секунду. Качество голоса субъективно лучше, нежели при применении кодека G.729.

alaw

alaw или А-закон — алгоритм сжатия звуковых данных с потерей информации. В основном используется на территории Европы и России.

Для сигнала x преобразование по алгоритму alaw выглядит следующим образом:

Где А — параметр сжатия (обычно принимается равным 87,7).

ulaw

ulaw или μ-закон — алгоритм сжатия звуковых данных с потерей информации. В основном используется на территории Японии и Северной Америки.

Для сигнала x преобразование по алгоритму ulaw выглядит следующим образом:

где μ принимается равным 255 (8 бит) в стандартах Северной Америки и Японии.

Импульсно кодовая модуляция (PCM — Pulse Code Modulation)

Импульсно кодовая модуляция — передача непрерывной функции в виде серии последовательных импульсов.

Для получения на входе канала связи модулированного сигнала, мгновенное значение несущего сигнала измеряется АЦП с определенным периодом. При этом количество оцифрованных значений в секунду (иначе, частота дискретизации) должно быть большим или равным двукратной максимальной частоте в спектре аналогового сигнала.

Далее полученные значения округляются до одного из заранее принятых уровней. Заметим, что количество уровней необходимо принимать кратным степени двойки. В зависимости от того, сколько было определено уровней, сигнал кодируется определенным количеством бит.

Квантование сигнала

На данном рисунке представлено кодирование с помощью четырех битов (то есть все промежуточные значения аналогового сигнала будут округляться до одного из заранее заданных 16 уровней). Для примера, при времени равном нулю сигнал будет представлен подобным образом: 0111.

При демодуляции последовательность нулей и единиц преобразуется в импульсы демодулятором, уровень квантования которого равен уровню квантования модулятора. После этого ЦАП на основе данных импульсов восстанавливает сигнал, а сглаживающий фильтр окончательно убирает неточности.

В современной телефонии число уровней квантования должно быть большим или равным 100, то есть минимальное количество бит, которым может кодироваться сигнал — 7.

Вопросы качества обслуживания в IP-телефонии (Quality of Service — QoS)

В сетях на основе стека TCP/IP высокое качество обслуживания трафика, чувствительного к задержкам передачи не обеспечивается по умолчанию. При использовании протокола TCP имеется гарантия достоверной доставки информации, но ее перенос может осуществляться с непредсказуемыми задержками. Для UDP характерна минимизация задержек, но гарантия верной доставки пакета отсутствует.

В то же время добротность речевого трафика сильно зависит от качества передачи, и в сети, где не реализованы механизмы, гарантирующие соответственное качество, реализация IP-телефонии может быть не удовлетворяющей требованиям пользователей.

Основными показателями качества обслуживания являются пропускная способность сети и задержка передачи. Задержка при этом определяется как промежуток времени, прошедший с момента отправки пакета, до момента его приема.

Также существуют такие характеристики, как готовность сети и ее надежность (оцениваются по результатам контроля уровня обслуживания в течение длительного времени, либо по коэффициенту использования).

Для улучшения качества связи используются следующие механизмы:

Перемаршрутизация. При перегрузке одного из каналов связи позволяет осуществить доставку при помощи резервных маршрутов.
Резервирование ресурсов канала связи на время соединения.
Приоретизация трафика. Дает возможность помечать пакеты в соответствии с уровнем их важности и производить обслуживание на основе меток.

Как было сказано ранее, голосовой трафик чрезвычайно чувствителен к задержкам передачи. Максимальное время задержки не должно превышать 400 мс (сюда включается и продолжительность обработки информации на конечных станциях). Различают два основных типа задержек:

— Задержка при кодировании информации в голосовых шлюзах или терминальном оборудовании. Уменьшается путем улучшения алгоритмов обработки и преобразования голоса.
— Задержка, вносимая сетью передачи. Уменьшается путем улучшения сетевой инфраструктуры, в частности, сокращением количества маршрутизаторов и использованием высокоскоростных каналов.

Источники задержки в IP-телефонии

Джиттер

Еще одно явление, характерное для IP-телефонии — джиттер, или, иначе, случайная задержка распространения пакета.

Обуславливается джиттер тремя факторами:

Ограниченная полоса пропускания или некорректная работа активных сетевых устройств;
Высокая задержка распространения сигнала;
Тепловой шум.

Наиболее часто применяющийся метод борьбы с джиттером — джиттер-буфер, хранящий определенное количество пакетов.

Обычно предусматривается динамическая подстройка длины буфера в течение всего времени существования соединения. Для выбора наилучшей длины используются эвристические алгоритмы.

Джиттер буфер

Для компенсации неравномерной скорости поступления пакетов на приемной стороне создают временное хранилище пакетов, или так называемый джиттер буфер. Его задача, собрать поступающие пакеты в правильном порядке в соответствии с временными метками и выдать их кодеку с правильными интервалами и правильном порядке.

Джиттер буфер

Размер буфера приемное VOIP устройство рассчитывает в процессе работы, либо принудительно задается в настройках. С одной стороны он не может быть слишком большим, чтобы не увеличивать транспортную задержку. С другой стороны, маленький размер буфера вызывает потери пакетов при изменениях времени задержки в IP сети.

Отсюда и происходит одно из главных противоречий, между интернет провайдерами и пользователями IP телефонии. С точки зрения провайдера все пакеты доставлены абоненту, то есть, потерь нет. А с точки зрения VoIP устройства, разница во времени между приходом пакетов значительно превышает джиттер буфер. Поэтому фактически потери есть. На практике потеря более 1% вызывает определенные неприятные ощущения. При 2% разговор оказывается затруднен. При значениях больше 4% разговор уже практически невозможен.

Размер джиттер буфера

Случайная задержка распространения Ji для i-го пакета может определяться по формуле:

где:
Di – отклонение от ожидаемого времени прибытия i-го пакета.
Отклонение от ожидаемого времени прибытия i-го пакета Di определяется по формуле:

где:
R – время прибытия пакета в метках времени RTP,
S – временная метка RTP, взятая из пакета.

Приведем пример расчета ожидаемого размера случайной задержки распространения 5-го пакета, на основе двух предыдущих.

Пусть J4=10 мс; R4=10, R3=11, S4=6, S3=5, тогда D5 будет равно (10-11)-(6-5)=-2.

В среднем, случайная задержка времени распространения для одного пакета в текущем примере составит 10 мс (точнее можно посчитать по формуле, приведенной выше). Тогда для того, чтобы ни один пакет не был отброшен, размер джиттер буфера должен быть равным 10 мс.

Для определения требуемого размера джиттер буфера в мегабайтах, домножим полученное значение на 100 мбит/сек – среднюю пропускную способность сети: 10•10^-3•100 = 128 кб.

Размер джиттер-буфера должен быть больше, чем флуктуация транзитного времени в сети. Например, если для 10 пакетов время транзита колеблется от 5 до 10 мс, то буфер должен быть хотя бы 8 мс, чтобы ни один пакет не был потерян. Лучше, если буфер еще больше, например 12 мс, тогда сможет работать механизм перезапроса потерянных пакетов.

Решения для развертывания телефонной сети

Asterisk

Asterisk — программная АТС, способная коммутировать как VoIP вызовы, так и вызовы, осуществляемые между IP-телефонами и традиционной телефонной сетью общего пользования.

Поддерживаемые протоколы: IAX, SIP, H.323, Skinny, UNIStim.
Поддерживаемые кодеки: G.711 (ulaw и alaw), G.722, G.723, G.729, GSM, iLBC, LPC-10, Speex.

Asterisk — динамично развивающееся открытое программное обеспечение, которое может быть установлено без оглядки на лицензирование. Это делает данную программную АТС привлекательной для малого и среднего бизнеса. Количество абонентов в сети может достигать 2000 и ограничено только мощностью сервера.

Еще одно достоинство Asterisk — возможность гибкой настройки. Весь необходимый функционал либо уже реализован, либо может быть дописан самостоятельно без существенных временных и денежных затрат. Этому способствует принцип: одна задача — один программный модуль.

В сравнении с решениями от таких вендоров, как Cisco или Avaya, Asterisk привлекателен еще и стоимостью развертывания. Фактически все затраты сводятся только к покупке телефонных аппаратов и сервера, способного обеспечить требуемую нагрузку на сеть. Сама программа абсолютно бесплатна.

Cisco Unified Communication Manager (CallManager)

CallManager предназначен скорее для крупных сетей, включающих до 30000 абонентов. Данный программно-аппаратный комплекс обеспечивает надежность работы и позволяет конфигурировать множество параметров, таких как переадресация звонков или голосовое меню. Существует и “облегченная” express версия, предназначенная скорее для небольших офисов.

Из преимуществ Cisco CallManager следует отметить в первую очередь знаменитую техническую поддержку корпорации Cisco. При соответствующем уровне контракта на обслуживание, любая проблема, начиная с вопросов по настройке и заканчивая вышедшим из строя оборудованием, будет решена практически мгновенно. Поэтому Cisco CallManager подойдет компаниям, готовым платить немалые деньги, но и получать при этом высочайшее качество обслуживания.

Avaya IP Office

Система IP Office может стать неплохим выбором для среднего размера телефонной сети. Количество абонентов здесь ограничено не только мощностью сервера, но и количеством приобретенных лицензий. Лицензировать необходимо практически все — платы расширения, используемые приложения и т.д., что может доставить определенные неудобства.

Конфигурирование может осуществляться через ряд программ, но наиболее популярная и простая в обращении — Avaya IP Office Manager. Также возможно управление через консоль с помощью Avaya Terminal Emulator.

В целом, продукция корпорации Avaya не ограничивается одним IP Office. Avaya, в 2009 году слившаяся с еще одним известным производителем Nortel, является признанным лидером на рынке оборудования для IP-телефонии.

Что можно почитать по теме:

Wendell Odom — все его книги хороши.
“IP-телефония в компьютерных сетях”. И.В. Баскаков, А.В. Пролетарский, С.А. Мельников, Р.А. Федотов.
“IP-телефония”. Б. С. Гольдштейн, А. В. Пинчук, А. Л. Суховицкий.
“Asterisk. Будущее телефонии”. Джим Ван Меггелен, Лейф Мадсен, Джаред Смит.
“Протокол SIP. Справочник”. Б. С. Гольдштейн, А. А. Зарубин, В. В. Саморезов.

Источник

27 августа 2021 Время прочтения статьи: 11 минут

21258

В компании можно подключить телефонию, при которой не понадобятся провода и обычные телефоны. Совершать звонки можно через компьютер, ноутбук или планшет, а общаться — через гарнитуру. Такая телефония называется IP-телефонией. От аналоговой ее отличает работа через интернет, возможность записывать разговоры и проводить конференции через звонки, функция переадресации. Из статьи узнаете, какая IP-телефония бывает, ее преимущества для бизнеса и как ее подключить.

Преимущества IP-телефонии

Вот что можно к ним отнести:

связь без помех на линии;
многоканальный номер, на который можно принимать сразу несколько звонков;
переадресация входящих на другой номер или голосовую почту;
заказ обратного звонка на сайте или лендинге;
запись разговоров менеджеров с клиентами;
детализация вызовов по датам, времени и стоимости разговоров;
расширение номеров в любой момент;
конференции через телефонный звонок.

При IP-телефонии не нужно прокладывать телефонные линии, поэтому связь обойдется дешевле. А еще телефонию можно организовать так, что она не будет привязана к конкретному адресу офиса. Если компания переезжает в новый офис, менять телефонию не придется.

С IP-телефонией MANGO OFFICE — вы не просто сократите расходы на связь, вы сможете масштабироваться: объединить филиалы и офисы в единую телефонную сеть. Также вам будут доступны сервисы для повышения эффективности коммуникаций с клиентами, расширения воронки продаж, автоматизации маркетинга и множество других.

Как звонить через IP-телефонию

В качестве звонящего и принимающего звонок устройства могут использоваться компьютеры или ноутбуки с гарнитурой или специальные IP-телефоны. Рассмотрим типы IP-телефонии или основные сценарии, как можно делать звонки с помощью нее.

Компьютер-компьютер

Звонки и их прием происходят через компьютер или ноутбук. Запускается специальная программа — софтфон, а для общения используется гарнитура.

Кому подойдет. При схеме «компьютер-компьютер» звонки происходят внутри IP-сети, и за них не нужно платить. Это удобно для телефонной связи между филиалами компании. Если же нужны звонки на мобильные или стационарные телефоны, они будут платными.

Компьютер-телефон

Звонки с компьютера попадают на специальный сервер провайдера, который предоставляет услугу. Провайдер определяет, что это за звонок. Если видит, что звонок идет на обычную телефонную сеть, то перенаправляет его на телефонного оператора — местного, междугороднего или международного. Для звонков с компьютера используется гарнитура.

Кому подойдет. Компаниям, которые не хотят заниматься подключением IP-телефонов, обслуживать их, а предпочитают звонить на городские, междугородние, международные, мобильные номера через гарнитуру.

Телефон-телефон

Мобильные и стационарные телефоны компании объединяются в сеть с помощью специальных устройств — IP-шлюзов. Задача шлюзов — преобразовывать речь в цифровой сигнал, который направляется тому, кто принимает звонок. Когда звонок доходит до адресата, то цифровой сигнал снова преобразуется в речь.

Кому подойдет. Компаниям, чьи сотрудники привыкли к обычному общению через телефоны и не хотят менять привычки. При этом они могут пользоваться всеми возможностями IP-телефонии.

Организация IP-телефонии: какая бывает и что выбрать

Организовать IP-телефонию в офисе можно, как в случае с офисными, так и с виртуальными АТС.

На базе офисной АТС

Создать IP-телефонию можно на обычной автоматической телефонной станции. Но такой монтаж сложный, а стоимость дорогая.

Другой вариант — создать телефонию на обычном компьютере или ноутбуке, на которые устанавливается специальная программа. В итоге получается офисная АТС.

Чтобы создать такую АТС, нужны специалисты. Они настроят телефонную станцию, подключат виртуальные многоканальные номера, переадресацию, запись разговоров. Дальше специалисты должны поддерживать работу АТС: устранять неполадки и настраивать оборудование.

Недостаток офисной АТС — привязанность к физическому адресу компании. Для тех, чей бизнес не привязан к одному месту, такая АТС — не лучший выбор.

На базе виртуальной АТС

Создать АТС без лишнего оборудования можно на базе сервера. Сервер станции располагается в облаке оператора телефонии. Еще понадобятся специальные телефоны — VoIP-телефоны, либо специальные адаптеры, которые позволят подключить аналоговые телефоны. Можно также установить приложение или программу, чтобы звонить через компьютер.

Работает виртуальная АТС таким образом: на сервер поступают входящие звонки, а после перенаправляются на телефон или гарнитуру менеджера через интернет.

Виртуальную АТС можно интегрировать с CRM, подключать многоканальные номера.

Из недостатков — зависимость от интернета. Если связь ослабнет, качество звонков ухудшится.

Гибридная АТС

Использует технологии IP и аналоговой телефонии. При гибридной АТС можно подключаться к операторам IP-телефонии, но при этом продолжать пользоваться и обычными телефонами, которые привычны сотрудникам. Если вдруг интернет перестанет стабильно работать, компания останется на связи благодаря аналоговой телефонии.

Есть другой вариант использования гибридной АТС. Если у компании уже есть аналоговая телефония, и необходимо расширить количество телефонов для новых сотрудников, проще использовать IP-телефонию, чтобы не прокладывать линии к рабочим местам.

Как подключить IP-телефонию в офисе

Установкой IP-телефонии должны заниматься специалисты. Тогда удастся избежать ошибок в установке и настройке оборудования.

Шаг №1. Проверить качество связи

Так как IP-телефония работает через интернет, перед ее подключением нужно проверить связь. Если интернет слабый или работает с разрывами, то с разрывами будут и звонки.

Для стабильной телефонии скорость интернета должна быть от 100 Мбит/с.

Стоит обратить внимание и на интернет-технологию. Так оптоволоконный интернет подвержен помехам меньше, чем интернет, который передается по медным проводам.

Шаг №2. Выбрать провайдера

При выборе учитывайте:

Стоимость. В стоимость входят абонентская плата, подключение аппаратов или гарнитуры. На стоимость также влияют: количество абонентов, которые будут совершать звонки, интеграция с CRM-системой, запись разговоров, переадресация.
Распределение звонков. К ним можно отнести бесплатные внутренние номера, телефонные конференции, звонки по разным группам контактов, многоканальные входящие и исходящие линии.
Дополнительные возможности. Это номера с дополнительными префиксами, использование чужих номеров, голосовая почта, открытый API, коллтрекинг, техническая поддержка.

Клиентам MANGO OFFICE доступны широкие возможности кастомизации виртуальной АТС и интеграции с другими бизнес-приложениями (CRM, CMS, ERP, офисными приложениями и др.). MANGO OFFICE — лучший среди провайдеров виртуальных АТС и IP-телефонии по версии авторитетного портала Market.CNews.

Шаг №3. Подобрать оборудование

Если вы подключаете IP-телефонию на базе виртуальной ATC, то звонить и принимать звонки можно с обычных телефонов и смартфонов при помощи переадресации.

Если же обычных телефонов нет, а сотрудники не желают общаться с клиентами с личных смартфонов, то можно приобрести специальные IP-телефоны. Подключается IP-телефон к интернету через Wi-Fi или прямо к роутеру через кабель.

Также можно установить программный телефон — специальное приложение. Обычно его можно скачать на сайте провайдера. Для общения понадобится гарнитура или телефонная USB-трубка.

Дополнительное оборудование, которое понадобится для работы IP-телефонии (например, коммутаторы и шлюзы), устанавливает провайдер.

Шаг №4. Подключить услугу

Оставьте заявку на сайте провайдера. Вам перезвонят менеджеры и помогут выбрать тариф и необходимые функции. Потом нужно настроить IP-телефонию в личном кабинете. Например, установить добавочные номера.

Если понадобится более сложная настройка, допустим, переадресация или голосовое приветствие, то придется обратиться к специалистам технической поддержки провайдера. Это будет стоить дополнительных денег, зато все будет правильно настроено и работать без ошибок.

Сколько стоит подключить IP-телефонию

Цена IP-телефонии будет складываться из стоимости за подключение и абонентской платы. Дополнительно придется приобрести оборудование — телефоны, источники бесперебойного питания, роутеры и прочее. Чтобы сэкономить на телефонах, можно использовать софтфоны и гарнитуру. Это будет дешевле.

Дополнительные настройки — конференции, статистика звонков, переадресация — оплачиваются отдельно.

Чтобы точно определить, во сколько обойдется подключение IP-телефонии, нужно решить, какой способ подключения будет использован, какое понадобится оборудование и настройки. Поэтому цена на подключение IP-телефонии для каждой компании будет отличаться.

Почему IP-телефония может плохо работать

На работу IP-телефонии могут влиять:

Слабый интернет.

IP-телефония работает через интернет, поэтому если связь нестабильная, то звонки будут обрываться прямо во время разговора. Также могут быть задержки речи: вы услышите то, что сказал клиент не в ту же секунду, а с некоторым опозданием.

Чтобы избежать разрывов и задержек, нужно обратиться к провайдеру интернета. Возможно, он установит новые настройки на сети или подключит более скоростной тариф.

Неподходящее оборудование.

За качество интернета также отвечает роутер. Если он подобран неправильно, то скорость будет ниже, чем в тарифе. Еще роутер может быть неверно настроен. Например, внутри устройства есть приоритет трафика. Это параметр, который отвечает за то, на какие цели будет уходить больше всего скорости. Приоритет нужно выставить на телефонию, а не на загрузку роликов в интернете или просмотр сайтов.

Чтобы роутер точно был выбран и настроен правильно, стоит доверить этот шаг интернет-провайдеру. Провайдер предложит подходящее устройство под ваши цели, все установит и настроит.

Неправильные настройки.

Если для общения через IP-телефонию используется софтфон или специальный телефон, их нужно правильно настроить — выбрать кодеки. Если кодек выбрать неверно, то при звонках будет задержка речи и потеря качества. Подобрать кодеки должен специалист, который настраивает телефонию. Делать это своими силами не стоит. Каждый кодек работает при определенной скорости интернета. Если установить кодек, для которого не хватит скорости связи, то качество телефонии будет низким.

Что в итоге

IP-телефония имеет преимущества перед обычной телефонной связью. Ее можно настроить так, чтобы она не была привязана к конкретному адресу, а звонки можно совершать через гарнитуру, компьютер или USB-трубку.

IP-телефония позволяет перераспределять звонки, настраивать переадресацию, записывать разговоры и собирать статистику входящих звонков. Подключение IP-телефонии лучше доверить специалистам. Но сначала определиться со способом подключения — офисный, виртуальный или гибридный. А после — с дополнительными настройками. От этого будет зависеть стоимость подключения.

Источник