Первые попытки реализации IP-телефонии появились в 1983 году в Кембридже. Основной идеей реализации было аналого-цифровое преобразование (АЦП), преобразование в пакеты и передача по сети Интернет.

Появление стандартизированного подхода осуществилось в 1996 году и получило название рекомендация Н.323. Вышла первая версия этой рекомендации. Она была ориентирована на интеграцию с телефонными сетями. Процедура установления соединения базируется на рекомендации Q.931.

Второй подход осуществила рабочая группа MMUSIC комитета IETF, реализовав свою идею в протоколе SIP - Session Initiation Protocol (Протокол инициирования сессий). Этот протокол описывает архитектуру построения сигнальной сети.

Дальнейшее развитие получил протокол MGCP (Media Gateway Control Protocol) - протокол управления шлюзами. Этот протокол был разработан рабочей группой MEGACO комитета IETF, но так и не получил развития в рекомендациях ITU-T.
Рабочая группа MEGACO продолжила свои исследования и разработала более функциональную модель, которая носит название - MEGACO. Этот протокол разрабатывался совместно с ITU-T, который внес свою рекомендацию известную под названием Н.248.

Особенности IP-телефонии

Телефонные сети и сети передачи данных развивались в течение десятилетий независимо друг от друга, предоставляя свой спектр услуг. IP-телефония объединяет их в единую коммуникационную сеть, которая предлагает мощное и экономичное средство связи.

Возможность передавать речевой трафик по пакетным сетям передачи данных предопределила дальнейшее направление развития в области телефонии.

В настоящее время пакетная коммутация (Internet Protocol) применяется не только для передачи данных, но и для передачи речи. Это привело к росту трафика в IP-сетях. В связи с этим перед операторами связи возникает множество вопросов: обеспечения качества обслуживания, организация связи межпротокольного взаимодействия, предоставление надежного транспорта, набор услуг. Это некоторые из тех проблем, которые требуют решения.

Внедрение поддержки речевых коммуникаций в среду передачи данных можно осуществить с помощью протоколов, ориентированных на предоставление услуг конечным пользователям. Созданные на их базе продукты должны легко интегрироваться в существующие сети, требуя лишь минимальной модификации сетевых инфраструктур, а сами протоколы – легко расширяться, так чтобы добавление в них новых функций не нарушало работу систем, основанных на предыдущих версиях, и не требовало соответствующего одобрения конкурирующих организаций по стандартизации.

Всем этим критериям соответствует протокол SIP, разработанный комитетом IETF. Он является протоколом прикладного уровня и регламентирует алгоритмы установления, модификации и завершения мультимедийных соединений. SIP многое позаимствовал у таких популярных и уже доказавших свою состоятельность протоколов, как HTTP (Hypertext Transfer Protocol) и SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).

Внедрение протокола SIP сопровождается работой по дальнейшему развитию и расширению протокола. Одно из применений SIP – это использование его в качестве протокола установления соединения в сотовых сетях третьего поколения.

Протокол SIP является перспективным современным протоколом для предоставления широкого спектра телекоммуникационных услуг. Первая версия протокола SIP была принята в марте 1999 г., на три года позже, чем конкурирующий протокол Н.323. Благодаря интенсивному развитию этого направления, первоначальная версия претерпела ряд изменений после тестирования на реальных сетях. В связи с этим могут возникнуть сложности при попытке установления взаимодействия между устройствами, выполненными по разным версиям рекомендаций.

Помимо новой версии протокола, описывающей общие принципы работы сети, построенной с использованием технологии на базе SIP, было специфицировано множество расширений сигнального протокола. Они дополняют функциональные возможности логических элементов SIP-архитектуры, определяя механизмы для предоставления новых видов услуг и оптимизации алгоритмов взаимодействия элементов в сети.

В настоящее время развиваются технологии Real-time («реального времени»), которые позволяют реализовать телефонные разговоры и видео-конференции в IP-сетях, т.е. реализовать IP-телефонию. Одним из таких протоколов является RTP. Совместно с ним был разработан протокол, позволяющий защитить трафик от задержек и перестановок пакетов – это протокол RTCP.

Так как IP-сеть строилась как сеть передачи данных, то в ней пакеты могут следовать к месту назначения различными путями (маршрутами), могут поступить к месту сборки с задержкой и в ненадлежащем порядке. При передаче данных запоздавшие или поврежденные пакеты можно было бы просто отбросить, а протокол контроля ошибок в рабочей станции запросил бы повторную передачу этих пакетов. Но такая концепция не может быть принята для пакетов, содержащих компрессированную речь, без опасности значительного ухудшения качества разговоров, которые должны происходить в реальном времени. Только если отбрасывается небольшой процент пакетов (до 15%), то пользователи на каждом конце могут не заметить пауз в разговоре. Когда потеря пакетов достигает 20%, качество разговора ощутимо ухудшается. К подобным выводам пришли исследователи, проанализировав трафик реального времени.

Большую часть трафика в IP-телефонии составляют потоки информации, чувствительной к задержкам. Максимальная задержка не должна превышать нескольких десятых долей секунды, причем сюда входит и время обработки информации на конечной станции. Вариацию задержки также необходимо свести к минимуму. Кроме того, при разработке оборудования, необходимо учитывать, что при сжатии информации, обмен которой должен происходить в реальном времени, она становится более чувствительной к ошибкам, возникающим при передаче, и их нельзя исправлять путем переспроса именно из-за необходимости передачи в реальном времени.

Телефонный разговор – это интерактивный процесс, не допускающий больших задержек. В соответствии с рекомендацией ITU-T G.114 для большинства абонентов задержка речевого сигнала на 150 мс приемлема, а на 400 мс – недопустима.

Общая задержка речевой информации делится на две основные части: задержка при кодировании и декодировании речи в шлюзах или терминальном оборудовании пользователей и задержка, вносимая самой сетью. Уменьшить общую задержку можно двумя способами: спроектировать инфраструктуру сети таким образом, чтобы задержка в ней была минимальной или уменьшить время обработки речевой информации шлюзом. Для уменьшения задержки в сети нужно сократить количество транзитных маршрутизаторов и соединить их между собой высокоскоростными каналами.

Выделенные сети IP-телефонии обычно используют для междугородной и международной связи. Такие сети лучше строить по иерархическому принципу, возлагая на каждый уровень иерархии свои функции. На входе сети главное – обеспечить подключение речевых шлюзов, а внутри сети – высокоскоростную пересылку пакетов. В таких сетях легко производить расширение и внедрять новые услуги. Трафик однотипный, а значит, не требуется вводить приоритетность пакетов.

В сетях традиционных операторов обслуживается трафик разных видов, поэтому в таких сетях, чтобы обеспечить приемлемое качество, целесообразно применять дифференциальное обслуживание разнотипного трафика (Diff-Serv) или интегрированное обслуживание (IntServ).

Достоинства модели Diff-Serv состоят в том, что она обеспечивает единое понимание того, как должен обрабатываться трафик определенного класса, и позволяет разделить весь трафик на относительно небольшое число классов и не анализировать каждый информационный поток отдельно.

IntServ обеспечивает должное качество обслуживания трафика речевых и видеоприложений, необходим механизм, позволяющий приложениям информировать сеть о своих требованиях. На основе этой информации сеть может резервировать ресурсы для того, чтобы гарантировать выполнение требований к качеству, или отказать приложению, вынуждая его либо пересмотреть требования, либо отложить сеанс связи. В роли такого механизма выступает протокол резервирования ресурсов RSVP (Resource Reservation Protocol).

Протокол резервирования ресурсов позволяет приложениям заранее определить, есть ли в сети возможности доставить многоадресный трафик всем адресатам в полном объеме, и, если нужно, принять решение о доставке отдельным получателям усеченных версий потоков.

Изделия для современной IP-телефонии предоставляют множество функциональных возможностей и позволяют решить проблемы качества передачи речи, что и обеспечивает рост коммерчески привлекательных и высококачественных услуг IP-телефонии.

Привлекательность IP-телефонии для пользователя состоит в более низких расходах, по сравнению с междугородной или международной телефонной связью. Поэтому многие пользователи согласны терпеть снижение качества передачи речи.

Использование компьютера для телефонной связи, по сравнению с обычным телефоном, заключается в том, что пользователь получает преимущества от услуг интегрированной передачи речи и данных.

Т. к. количество сетей растет и появляется необходимость взаимодействия между операторами, то дальнейшее развитие получил новый элемент сети NGN, который называется SBC (Session Border Controller).

Задача SBC – объединить сигнализацию, реализованную по протоколу SIP и протокол для передачи трафика реального времени – RTP. Но в IP-сетях эти потоки передаются отдельно друг от друга и могут не иметь общего пути. SBC делает возможным обрабатывать SIP-сигнализацию и коммутировать RTP трафик на основании этой информации. Т.о. SBC – пограничный контроллер сессий, позволяющий объединить доступ к сети в единой точке, в которой будет контролироваться доступ и качество трафика, а так же собираться статистическая информация.

Для взаимодействия между устройством сигнализации и устройством управления RTP-потоком, применяется протокол MGCP или его функциональное продолжение от комитета IETF – протокол MEGACO/Н.248.

Архитектура технологии Voice over IP может быть упрощенно представлена в виде двух плоскостей. Нижняя плоскость - это базовая сеть с маршрутизацией IP-пакетов, верхняя плоскость - это открытая архитектура управления обслуживанием вызовов.

Нижняя плоскость, представляет собой комбинацию известных протоколов Интернет, таких как: RTP (Real Time Transport Protocol), который функционирует поверх протокола UDP (User Datagram Protocol), расположенного в стеке протоколов TCP/IP над протоколом IP. Таким образом, иерархия RTP/UDP/IP представляет собой транспортный механизм для речевого трафика.

В сетях с маршрутизацией IP-пакетов, для передачи данных всегда предусматриваются механизмы повторной передачи пакетов в случае их потери. При передаче информации в реальном времени использование таких механизмов только ухудшит ситуацию, поэтому для передачи информации, чувствительной к задержкам, но менее чувствительной к потерям, такой как речь и видеоинформация, используется механизм негарантированной доставки информации RTP/UDP/IP. Рекомендации ITU-T допускают задержки в одном направлении не превышающие 150 мс. Если приемная станция запросит повторную передачу пакета IP, то задержки при этом будут слишком велики.

На верхней плоскости - управление обслуживанием вызова, предусматривается принятие решений о том, куда вызов должен быть направлен, и каким образом должно быть установлено соединение между абонентами. Инструментом такого управления являются телефонные системы сигнализации, начиная с систем, поддерживаемых декадно-шаговыми АТС и предусматривающих объединение функций маршрутизации и функций создания коммутируемого разговорного канала в одних и тех же декадно-шаговых искателях. Далее принципы сигнализации эволюционировали к системам сигнализации по выделенным сигнальным каналам, к многочастотной сигнализации, к протоколам общеканальной сигнализации №7 и к передаче функций маршрутизации в соответствующие узлы обработки услуг Интеллектуальной сети.

В сетях с коммутацией пакетов ситуация более сложна. Сеть с маршрутизацией IP-пакетов принципиально поддерживает одновременно целый ряд разнообразных протоколов маршрутизации. Такими протоколами на сегодня являются: RIP – Routing Information Protocol, IGRP – Interior Gateway Routing Protocol, EIGRP – Enhanced Interior Gateway Routing Protocol, IS-IS – Intermediate System-to-Intermediate System, OSPF – Open Shortest Path First, BGP – Border Gateway Protocol и др. Точно так же и для IP-телефонии разработан целый ряд протоколов. Наиболее распространенным является протокол, специфицированный в рекомендации H.323 ITU-Т, в частности, потому, что он стал применяться раньше других протоколов, которых, к тому же, до внедрения H.323 вообще не существовало.

Другой протокол плоскости управления обслуживанием вызова является SIP – ориентирован на то, чтобы сделать оконечные устройства и шлюзы более интеллектуальными и поддерживать дополнительные услуги для пользователей. Подробнее об этом протоколе можно прочитать в других статьях на сайте.

Еще один протокол – SGCP – разрабатывался, начиная с 1998 года, для того, чтобы уменьшить стоимость шлюзов за счет реализации функций интеллектуальной обработки вызова в централизованном оборудовании. Протокол IPDC очень похож на SGCP, но имеет много больше, чем SGCP, механизмов эксплуатационного управления (OAM&P).

В конце 1998 года рабочая группа MEGACO комитета IETF разработала протокол MGCP, базирующийся, в основном, на протоколе SGCP, но с некоторыми добавлениями в части OAM&P.

Рабочая группа MEGACO продолжала совершенствовать протокол управления шлюзами и разработала в 2000 году более функциональный, чем MGCP, протокол MEGACO. Его адаптированный к H.323 вариант ITU-T предлагает в рекомендации H.248. Это протокол известен как MEGACO/H.248.

Выводы:

1. Особенности речевого трафика в IP-сети - чувствительность к задержкам, приводит к тому, что трафик VoIP необходимо передавать без перезапросов (допускаются потери) и с минимальной задержкой (не более 150 мс).

2. технология VoIP базируется на большом количестве протоколов, при помощи которых и достигается передача трафика реального времени по IP-сетям в допустимом качестве.

Основными протоколами IP-телефонии являются: Н.323, SIP, RTP, MGCP и MEGACO/H.248.

Рекомендация Н.323 предусматривает довольно сложный набор протоколов, который предназначен не просто для передачи речевой информации по IP-сетям с коммутацией пакетов. Его цель – обеспечить работу мультимедийных приложений в сетях с негарантированным качеством обслуживания. Речевой трафик – это только одно из приложений Н.323, наряду с видеоинформацией и данными. Достижение совместимости Н.323 с различными мультимедийными приложениями требует значительных усилий.

Сети на базе протоколов Н.323 ориентированы на интеграцию с телефонными сетями и могут рассматриваться как сети ISDN, наложенные на сети передачи данных. Процедура установления соединения в таких сетях IP-телефонии базируется на рекомендации Q.931 и аналогична процедуре, используемой в сетях ISDN.

Подход SIP к построению сети IP-телефонии намного проще в реализации, чем Н. 323, но меньше подходит для организации взаимодействия с традиционными телефонными сетями. В основном это связано с тем, что протокол сигнализации SIP, базирующийся на протоколе HTTP, плохо согласуется с системами сигнализации, используемыми в ТфОП. Поэтому протокол SIP более подходит поставщикам услуг Интернет для предоставления услуги IP-телефонии, причем эта услуга будет являться всего лишь частью пакета услуг.

Архитектура IP-сети с использованием SIP включает в себя следующие протоколы:

* протокол резервирования ресурсов (Resource Reservation Protocol, RSVP, RFC 2205),

* транспортный протокол реального времени (Real-Time Transport Protocol, RTP, RFC 1889),

* протокол управления транспортировкой информации в реальном времени (Real-Time Transport Control Protocol, RTCP, RFC 1889),

* протокол передачи потоков в реальном времени (Real-Time Streaming Protocol, RTSP, RFC 2326),

* протокол описания параметров связи (Session Description Protocol, SDP, RFC 2327),

* протокол уведомления о связи (Session Announcement Protocol, SAP).

Однако функции протокола SIP не зависят от любого из этих протоколов.

Протоколы RTP и RTCP – это приложения, обеспечивающие передачу речевой и видеоинформации, используют сервис транспортного уровня без установления соединений, т.е. протокол UDP из-за более быстрой передачи информации, чем TCP. При этом каждое приложение может обеспечить формирование полезной нагрузки пакетов специфическим образом, включая необходимые для функционирования поля и данные. Данные разной природы (речь и видео) имеют общие особенности, которые требуют обеспечения вполне определенной функциональности при их передаче по сети. Комитетом IETF был разработан протокол транспортировки информации в реальном времени – Realtime Transport Protocol (RTP), который стал основой практически для всех приложений, связанных с интерактивной передачей речевой и видеоинформации по сети с маршрутизацией пакетов.

Доставка RTP-пакетов контролируется специальным протоколом RTCP. Основной функцией протокола RTCP является организация обратной связи приемника с отправителем информации для отчета о качестве получаемых данных. Протокол RTCP передает сведения о числе переданных и потерянных пакетов, значении джиттера, задержке и т.д.

RSVP – это протокол сигнализации, который обеспечивает резервирование ресурсов в IP-сетях. Протокол позволяет системам запрашивать, например: гарантированную пропускную способность канала, предсказуемую задержку, максимальный уровень потери. Но соединение выполняется лишь в том случае, если имеются требуемые ресурсы.

Дальнейшее развитие в IP-телефонию внесла разработка рабочей группы MEGACO комитета IETF, внутреннего протокола в дополнении к SIP сигнализации. Этот протокол называется MGCP. При его разработке рабочая группа MEGACO опиралась на принцип декомпозиции, согласно которому шлюз разбивается на отдельные функциональные блоки:

* транспортный шлюз – Media Gateway (MG), который выполняет функции преобразования речевой информации, поступающей со стороны ТфОП, в виде, пригодном для передачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP (и обратное преобразование);

* контроллер шлюзов – Call Agent (CA), который выполняет функции управления шлюзами;

* шлюз сигнализации – Signaling Gateway (SG), который обеспечивает доставку сигнальной информации, поступающей со стороны ТфОП, к контроллеру шлюзов и перенос сигнальной информации в обратном направлении.

Таким образом, весь интеллект функционально распределенного шлюза сосредоточен в контроллере, функции которого могут быть распределены между несколькими компьютерными платформами.

Протокол MGCP является внутренним протоколом для обмена информацией между функциональными блоками распределенного шлюза, который извне представляется одним шлюзом.

Основным недостатком MGCP является – отсутствие стандартизированного протокола взаимодействия между контроллером и шлюзом. Функциональные составляющие распределенных шлюзов, разработанные разными фирмами-производителями телекоммуникационного оборудования, практически несовместимы. Протокол MGCPMGCP, для управления терминальным оборудованием должен присутствовать привратник или сервер SIP. является протоколом управления шлюзами, но не предназначен для управления соединениями с участием терминального оборудования пользователей. Следовательно, в сети, построенной на базе протокола

Протокол MGCP обладает весьма важными преимуществами перед подходом, предложенным ITU в рекомендации Н.323: поддержка контроллером шлюзов сигнализации ОКС7 и других видов сигнализации, а также прозрачная трансляция сигнальной информации по сети IP-телефонии. В сети, построенной на базе рекомендации Н.323, любая сигнализация конвертируется шлюзом в сигнальные сообщения Н.225.0 (Q.931).

Рабочая группа MEGACO продолжила работу над протоколом управления шлюзами и разработала более функциональную модель, чем протокол MGCP, который называется MEGACO. Кроме комитета IETF, разработкой протоколов управления транспортными шлюзами занимается, также исследовательская группа SG 16 Международного союза электросвязи ITU-T. Важной особенностью новшества является то, что управление транспортными шлюзами осуществляется контроллером транспортных шлюзов – Media Gateway Controller (MGC) при помощи протокола MEGACO. Спецификации протокола приведены в рекомендации ITU-T H.248.

Персональная телефония — IP-телефоны предоставляют полный набор возможностей, включающих в себя: ожидание звонка, идентификация вызова, конференции и т.д. Эти возможности могут быть задействованы при любом количестве мест, которые подсоединены к ЛВС компании. Количество мест зависит только от самой компании и от ее возможности развивать свою ЛВС.

Интегрированная система обработки сообщений — IP-телефония делает возможным обеспечение сотрудников компании такими возможностями как: голосовая почта, электронная почта; факсы и видео сообщения доступны удаленно через единый интерфейс- PC или телефон — на каждом рабочем месте в офисе.
IP-телефония увеличивает продажи, улучшает обслуживание заказчиков, исключает стоимость и различные барьеры в управлении голосовой почты, электронной почты и факс-систем.

Интегрированный центр обработки вызовов — центр, связывающий телефонные и электронные системы с офисными приложениями, где хранятся учетные записи заказчика. При звонке, агенты центра получают непосредственный доступ к учетным записям и могут предоставить индивидуальный и своевременный сервис. Также, клиенты, посещающие Internet страницу компании, могут пользоваться новыми средствами Internet для запросов сервиса у агентов. IP-телефония позволяет агентам предоставлять сервис по телефону в реальном масштабе времени.

Совместная работа с данными — работая с IP-телефонией, сотрудники могут повысить эффективность работы с данными, распределенными документами в реальном масштабе времени во время общения или во время конференций
Интерактивное и записанное видео — IP-телефония поддерживает передачу видео по сети, позволяя сотрудникам просматривать видео модули, тренинги, уведомления по продуктам и презентациям с рабочих станций, экономя время и повышая эффективность работы компании.

Некоторые преимущества IP-телефонии

Интеграция всех типов потоков данных (голос, данные, факс и видео) сотрудников и заказчика в единую сеть для улучшения производительности и сервиса. Предоставляет платформу для приложений, расширяющих существующие возможности, такие как интегрированная система обработки сообщений, совместная работа с данными в реальном масштабе времени и видео. Снижает расходы, предоставляя возможность передачи голосового трафика по сети передачи данных без значительной реструктуризации.

Внедрение передачи голоса поверх действующих ЛВС не только упрощает поддержку стандартных телефонных звонков и работы с факсами, но также позволяет использовать современные сетевые приложения такие, как организация видеоконференций, дискуссии и голосовые звонки через WWW.

Решения IP-телефонии являются масштабируемыми, распределенными, предоставляют гибкую интеграцию от разделенных инфраструктур к единой, интегрированной сети передачи голоса, видео и данных. Для компаний, построение инфраструктуры, использующей голос поверх данных — это эффективный путь экономии расходов и упрощения работы с приложениями. С применением этих решений компании могут осуществлять переход голосового трафика в фазовой последовательности, которая наилучшим образом удовлетворяет деловым потребностям заказчика.

Архитектура сети IP-телефонии представляет собой соединенные по IP-сети шлюзы в телефонную сеть, которые предоставляют непосредственный интерфейс абоненту и осуществляют кодировку, сжатие и пакетизацию голоса/данных и их восстановление. Весь механизм взаимодействия шлюзов и учет производится диспетчерами. Для удобства удаленного конфигурирования и администрирования сети может быть использован монитор.

Кроме описанных выше требований, оборудование для IP-телефонии должно поддерживать еще несколько возможностей.

Более подробно архитектура сетей на основе различных технологий (протоколов) и их вариации будет рассмотрена в других статьях.

Шлюз или gateway - необходимое устройство, подключенное к IP-сети и к телефонной сети (PBX/PSTN). (Private Branch eXchange, PBX - офисная или учрежденческая мини-АТС, Public Switched Telephone Network, PSTN - телефонная сеть общего пользования, ТфОП).

Функции:

* ответ на вызов вызывающего абонента PBX/PSTN;
* установление соединения с удаленным шлюзом;
* установление соединения с вызываемым абонентом PBX/PSTN;
* сжатие, пакетирование и восстановление голоса/данных.

Таким образом, шлюз - это основная и неотъемлемая часть архитектуры IP-телефонии, непосредственно соединяющая телефонную сеть с IP-сетью.

Шлюзы разных производителей отличаются способом подключения к телефонной сети, емкостью, аппаратной платформой, реализованными кодеками, интерфейсом и другими характеристиками. Но все они выполняют вышеперечисленные функции, являющиеся базовыми для технологии IP-телефонии.

Диспетчер или gatekeeper - это дополнительное устройство, подключенное только к IP-сети и несущее в себе всю логику работы сети IP-телефонии.

Функции:

* аутентификация и авторизация абонента;
* распределение вызовов между шлюзами;
* биллинг.

Как правило, диспетчер не содержит в себе законченной биллинговой программы, а только основанный на стандартах интерфейс к профессиональным системам биллинга третьих производителей, а также API для разработки оператором собственной биллинговой программы.

Диспетчер необходим в любой сети IP-телефонии, содержащей более двух шлюзов. В первых шлюзах (в первых host-based версиях VocalTec, Vienna и др.) функции диспетчера в их примитивном виде выполнялись самим шлюзом. С развитием технологии и ростом сетей IP-телефонии, функции диспетчера были вынесены в отдельный модуль. Хотя у некоторых производителей диспетчер может физически находиться на одной системе со шлюзом, логически это самостоятельный модуль.

Монитор - необязательный дополнительный модуль сети IP-телефонии, подключаемый только к IP-сети, используемый для удаленного конфигурирования и поддержки остальных устройств сети - шлюзов и диспетчеров.

Функции:

интерфейс для удаленной настройки через IP-сеть параметров шлюзов и диспетчеров сети IP-телефонии.

Монитор является удобным средством конфигурирования и администрирования сети. В первых шлюзах для этого просто использовались стандартные сетевые приложения. Позднее в целях оптимизации работы производители оборудования IP-телефонии стали выпускать собственные приложения для этих целей.

Кроме описанных выше требований, оборудование для IP-телефонии должно поддерживать еще несколько возможностей.

Передачу управляющей информации. Тональные сигналы не распространяются свободно через Интернет. Кодирование и разбивка на IP-пакеты искажают их до полной неузнаваемости на другом конце связи. Таким образом, телефонные сервера (шлюзы) должны определять тональные сигналы локально, подавлять их передачу и затем генерировать на другом конце.

Интерфейс с телефонными линиями. На связь телефонного сервера (шлюза) с телефонной линией налагается два условия. Связь должна отвечать стандарту, принятому во всех основных странах, поскольку наибольшая экономия, приносимая IP-телефонией, - на международных звонках. Решение должно быть масштабируемым. В зависимости от задачи, стоящей перед системным интегратором, система может варьировать от двух линий для маленького предприятия до нескольких тысяч линий для крупного провайдера (оператора) услуги.

Удаление эха (Echo Cancellation). Телефонные сервера (шлюзы) должны уметь удалять эхо. В стандартной конфигурации оба сервера подсоединены к аналоговой телефонной линии через офисную телефонную станцию. Обычно при работе в локальных сетях телефонная система не удаляет эхо. Эхо существует, но локальным звонкам не мешает, т.к. задержка очень мала, так что эхо не возвращается в виде отдельного звука (он практически совпадает с речью). IP-телефония - уникальный случай. С технической точки зрения, используется локальная сеть, для которой проблемы эха как бы не существует, так как оно сливается с исходным звуком. Но необходимо осуществлять дальнюю связь, а IP-телефония сама по себе не гасит эхо. Следовательно, чтобы эхо не искажало звук, гасить его должны телефонные сервера (шлюзы) с использованием специальных алгоритмов.

Поддержка полного дуплекса. Телефонное соединение является полнодуплексным, то есть оба собеседника могут говорить одновременно. Хорошие решения IP-телефонии также полнодуплексные.

"Телефон - телефон". Для организации такой связи необходимо наличие определенных сетевых устройств (шлюзов) 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.

Интернет-телефония - технология, которая используется в Internet для передачи речевых сигналов.

При разговоре, наши голосовые сигналы (слова, которые мы произносим) преобразуются в сжатые пакеты данных. Затем эти пакеты данных посылаются через Internet другой стороне. Когда пакеты данных достигают адресата, они декодируются в голосовые сигналы оригинала.

Существуют два базовых типа телефонных запросов Интернет-телефонии:

1. С компьютера на компьютер (или с VoIP шлюза на VoIP шлюз (IP-to-IP соединение));

2. С компьютера на телефон (или с VoIP шлюза на телефон)

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 Internet, сжатые пакеты данных поступают в Internet с адресом назначения. Каждый пакет данных проходит собственный путь (маршрут) до адресата, который может быть абсолютно не предсказуемым в условиях загруженности отдельных промежуточных сетей. Для адресата, пакеты данных перегруппировываются и декодируются в голосовые сигналы оригинала.

В чем отличие Интернет-телефонии от IP-телефонии?

Интернет-телефония частный случай IP-телефонии, здесь в качестве линий передачи используются обычные каналы Internet. В чистом виде IP-телефония, в качестве линий передачи телефонного трафика использует выделенные цифровые каналы, которые предназначены для передачи трафика реального времени.

Но так как Интернет-телефония исходит из IP-телефонии, то мы будем применять для нее оба этих термина, но учитывать, что в Интернет-телефонии заведомо качество связи будет хуже из-за большего числа задержек (разнотипный трафик в сети) и разных серверов (более витиеватые маршруты).

Почему Интернет-телефония стоит меньше?

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 для нас к дорогим междугородным разговорам. Выделенное подключение телефонной станции также имеет много избыточной производительности или времени простоя в течение речевого сеанса.

Интернет-телефония частично основывается на существующей сети закрепленных телефонных линий и сети передачи данных. Но главное, она использует самую передовую технологию сжатия голосовых сигналов (RTP-протокол и кодеки сжатия), и полностью использует емкость телефонных линий (малое число зарезервированных номеров). Поэтому пакеты данных от разных запросов, и даже различные их типы, могут перемещаться по одной и той же линии в одно и тоже время, что больше загружает канал и экономит время простоя.

История зарождения IP-телефонии

По мнению некоторых, концепция передачи голоса по сети с помощью персонального компьютера зародилась в Университете штата Иллинойс (США). В 1993 г. Чарли Кляйн выпустил в свет Maven, первую программу для передачи голоса по сети с помощью PC. Одновременно одним из самых популярных мультимедийных приложений в сети стала CU-SeeMe, программа видеоконференций для Macintosh (Mac), разработанная в Корнельском университете. С этого момента можно считать зарождение самого принципа интеграции телефонной сети (трафика «реального времери») в сеть передачи данных, которые были разделены по своим принципам.

Апрель 1994 г. Во время полета челнока Endeavor, NASA передало на Землю его изображение с помощью программы CU-SeeMe, что можно считать признанием на «космическом уровне». Одновременно, используя Maven, попробовали передавать и звук. Полученный сигнал из Льюисовского исследовательского центра поступал на Маc, соединенный с Интернет, и любой желающий мог услышать голоса астронавтов. Потом одну программу встроили в другую, и появился вариант CU-SeeMe с полными функциями аудио и видео как для Маc, так и для PC.

Февраль 1995 г. Израильская компания VocalTec предложила первую версию программы Internet Phone, разработанную для владельцев мультимедийных PC, работающих под Windows. Это стало важной вехой в развитии Интернет-телефонии! VocalTec надеялась использовать очень популярные (текстовые) каналы Internet Relay Chat (IRC) в качестве двустороннего средства общения между людьми, имеющими сходные интересы. Но компании не удалось связаться с Eris Free Network (EFNet), курирующей IRC, и проинформировать о потенциально возможном увеличении трафика, поэтому доступ к этим общественным каналам для Internet Phone был закрыт. Через несколько недель компания VocalTec уладила свои разногласия с EFNet. За это время была создана частная сеть серверов Internet Phone, и уже тысячи людей загрузили эту программу с домашней страницы VocalTec и начали общаться. Т.е. IP-телефония вышла на мировой уровень…

В том же 1995 г. Другие компании очень быстро оценили перспективы, которые открывала возможность разговаривать, находясь в разных полушариях и не платя при этом за международные звонки!!! На рынок обрушился поток продукции, предназначенной для телефонии через Сеть, что можно считать коммерческой реализацией проектов различных фирм.

В сентябре того же года в розничной продаже появилась первая из таких программ - DigiPhone, разработанная небольшой компанией в Далласе (штат Техас), которая предложила дуплексные возможности, позволяя говорить и слушать одновременно. Вот в этот момент и родилась привлекательная для абонентов настоящая интерактивная связь, но основанная на коммерческом продукте. А нам, абонентам, какая, собственно, разница, каким именно способом передается речь. Было бы слышно, да и как можно дешевле, а лучше вообще бесплатно.

В марте 1996 г. произошло еще одно памятное событие. Тогда было объявлено о совместном проекте под названием Internet Telephone Gateway двух компаний уже известной нам VocalTec и крупнейшего производителя ПО для компьютерной телефонии Dialogic. Целью было научить работать через Интернет обычный телефонный аппарат, для чего между Сетью и ТфОП устанавливался специализированный шлюз. Этот проект получил название VTG (VocalTec Telephone Gateway) и представлял собой специализированную программу, которая использовала голосовые платы Dialogic как интерфейс с обычными телефонными линиями.

Многоканальные голосовые платы позволяли, во-первых, одной системе VTG поддерживать до восьми независимых телефонных разговоров через Сеть, а во-вторых, убрали проблему адресации, взяв на себя преобразование обычных телефонных номеров в IP-адреса (и обратно). Для разговора одного пользователя в том продукте достаточно было ширины полосы канала порядка 11 кбит/с (у современных продуктов она зависит от типа кодека). Вот так возможность высокого уплотнения канала и малая стоимость связи создали предпосылки для коренных изменений телекоммуникационного мира. Сегодня многим ясно, что Интернет-Телефония - лишь шаг на пути к глобальной мультимедиа-связи, и развитие продолжается…

Еще через год стали вполне обычными соединения через Интернет двух обычных телефонных абонентов, находящихся в совершенно разных местах планеты. Вот так в течение всего каких-то двух лет стал на ноги альтернативный способ телефонной связи, и название ему IP-телефония.

Интернет фундаментально изменяет наши представления и о телефонии и о способах коммуникации. Хотя телефонные сети и сети передачи данных сосуществовали в течение десятилетий, они развивались независимо друг от друга. IP-телефония объединяет их в единую коммуникационную сеть, которая предлагает мощное и экономичное средство связи. Десятки компаний по всему миру предлагают коммерческие решения для IP-телефонии. Все крупные телекоммуникационные компании начали исследования, с целью лучше понять открывающиеся перспективы. Решения IP-телефонии комбинируют голос и данные в одной сети и предлагают дешевые международные и междугородные звонки и целый набор коммуникационных услуг любому пользователю.

Общий принцип действия телефонных серверов (шлюзов) IP-телефонии таков: с одной стороны, сервер (шлюз) связан с телефонными линиями и может соединиться с любым телефоном мира. С другой стороны, сервер (шлюз) связан с Интернетом и может связаться с любым компьютером в мире. Сервер (шлюз) 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 (шлюз) и уходящих в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке, т.е. перевод цифрового сигнала в аналоговый.

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. Допустим, звонок телефон-компьютер или компьютер-телефон может обеспечивать один телефонный сервер (шлюз). Для организации связи телефон (факс)-телефон (факс) нужно два сервера (шлюза).

Междугородняя (международная) связь осуществляется с помощью телефонных серверов (шлюзов), организация или оператор услуги должны иметь по серверу (шлюзу) в тех местах, куда и откуда планируются звонки. Для небольших операторов используются ближайшие сервера (шлюзы), т.е. часть маршрута может проходить по традиционной телефонной сети. Стоимость такой связи на порядок меньше стоимости телефонного звонка по обычным телефонным линиям. Особенно велика эта разница для международных переговоров.

IP-телефония - технология, которая используется в Internet для передачи речевых сигналов.

По интернету пользователи могут передавать друг другу данные любых типов, в том числе и человеческий голос. Вывести телефонный разговор в Internet, передать его на большое расстояние и принять в любой точке земного шара позволяют "голосовые шлюзы". Именно они обеспечивают переход с VoIP на аналоговые линии. В простейшем случае использование IP-телефонии сводится к подключению обычного домашнего телефона к маршрутизатору через специальное устройство-адаптер.

Другой способ подключения к VoIP-услугам без применения компьютера - использование специальных маршрутизаторов VoIP с разъёемами под бытовые телефонные аппараты или же SIP-телефонов, подключаемых напрямую к маршрутизатору. При этом варианте сигнал с местной телефонной сети передается на шлюз провайдера Интернет-услуг, где оцифровывается, разбивается на пакеты и пересылается на шлюз ближайшего к другому абоненту Интернет-провайдера. Там цифровые пакеты собираются воедино, декодируются (превращаются в аналоговый сигнал) и через местную телефонную сеть передаются на телефонный аппарат второго абонента. Главное преимущество такой системы – ее дешевизна: дальние звонки могут оплачиваться по цене, близкой к тарифам местной телефонной связи.

IP-разговоры, упакованные в удобные пакеты данных, гораздо меньше загружают каналы связи, чем те, которые передаются поcредством традиционных технологий. Поэтому использование этого вида телекоммуникаций позволяет экономить на звонках в среднем до 80%.

Почему IP телефония ??? Если Вам надоело общаться в чате, ICQ итд, у Вас есть неплохая альтернатива. Можно просто позвонить с компьютера на компьютер... Причем, качество связи лучше чем при обычном телефонном звонке.

Для этого вам надо выполнить три простых шага:

1 - подключить наушники и микрофон
2 - скачать программу для связи
3 - зарегистрироваться и пользоваться

После чего вы можете совершенно спокойно совершать audio/video звонки с компьютера на компьютер в локальных сетях своего города, и даже более того...

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 чем отличие IP-телефонии от обычной телефонии?

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 (т.е. маршрут четко определен и однозначен).

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 (при возможности альтернативности маршрутов). Для адресата пакеты данных перегруппировываются и декодируются в голосовые сигналы оригинала.

Почему IP-телефония стоит дешевле?

Обычные телефонные звонки требуют разветвленной сети связи телефонных станций, связанных закрепленными телефонными линиями (номера абонентов), 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, полностью использует емкость телефонных линий и экономия трафика при передаче пакетов. Поэтому пакеты данных от разных запросов, и даже различные их типы, могут перемещаться по одной и той же линии в одно и тоже время, т. е. параллельная передача разнотипного трафика.
Общий принцип действия телефонного сервера IP-телефонии (шлюза) 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.

Для компаний, стремящихся остаться конкурентоспособными на мировом рынке и интегрировать свои независимые коммуникации, IP телефония предоставляет пути реализации новых приложений, которые способны значительно повысить производительность и продуктивность компании. Они включают в себя такие мощные средства, как передача встроенных голосовых, электронных сообщений и факсов; интеграция компьютера и телефона для представителей центров обработки вызовов и расширенного сетевого взаимодействия.

Для понимания причин популярности IP телефонии, предположите, каким образом сотрудники общаются в настоящее время с коллегами и заказчиками. Они используют традиционные изолированные средства коммуникации: телефон, факсы, электронную почту или передают файлы по внутренней сети компании либо по Internet. Однако, IP телефония комбинирует все это в единое целое, в единый мощный канал. Ваша объединенная сеть передачи данных и голоса станет платформой для таких приложений, как интегрированная система обработки сообщений, интегрированный центр обработки вызовов, совместные стратегии работы с данными для увеличения продуктивности и улучшенных услуг, предоставляемых заказчику.

Например, Вы можете внедрить "интегрированную систему обработки сообщений" для внесения голоса, почты, электронной почты и факсов в единую почтовую платформу, доступ к которой осуществляется с рабочей станции (компьютера или телефона). И IP телефония позволит Вам интегрировать телефонные и компьютерные приложения для персонификации и увеличения прибыли.

IP телефония поможет ведению Вашего бизнеса также в иной сфере — снижение уровня затрат. Звонки между офисами осуществляются по существующей сети передачи данных посредством технологии voice over IP (VoIP, голос через интернет). Оставаясь в пределах сети компании и избегая использования телефонной сети общего пользования (ТФОП), подобные внутренние звонки являются бесплатными. Такая система особенно доходна при рассмотрении большинства коммуникационного бюджета в большинстве небольших и средних компаний.

Какой лучше использовать кодек для того, чтобы получить более высокое качество связи?

Однозначного ответа дать на этот вопрос нельзя. Все зависит от используемого оборудования, Интернет канала и субъективных оценок качества связи. Например, на стабильном канале CISCO ATA-186 работающая по кодеку G.723 может дать более высокое качество, чем G.729. В тоже время при большом количестве ошибок и джиттере кодек G.729 может оказаться предпочтительней, поскольку он менее чувствителен к пропаданию пакетов. На некотором оборудовании весьма неплохие результаты может дать GSM кодек. Кодек G.711 дает максимальное качество, поскольку он вообще не использует компрессию. Однако он занимает слишком большую полосу, что может приводить к перегрузкам Интернет канала и существенному ухудшению качества.

Какой лучше канал для IP телефонии Ethernet или xDSL?

В принципе это не важно. Можно использовать и Ethernet, и xDSL подключение. Однако следует учитывать, что при ADSL подключении скорость канала не симетричная. Как правило, при ADSL подключении, скорость от абонента до 64 Кбит, а к абоненту до 8 Мбит. Следует также учитывать, что некоторые старые MDSL и IDSL модемы могут давать задержку до 40-50 мс. В связи с этим рекомендуется использовать SDSL или G.SHDSL модемы. При подключении по Ethernet следует обратить внимание на тот факт, что многие провайдеры кабельного Интернета не предоставляют реальный IP-адрес. Это может сильно осложнить последующее подключение VoIP-оборудования.

Что такое «реальный» IP-адрес и подключение через NAT?

Реальными называются IP-адреса которые свободно маршрутизируются в Интернете. К нереальным адресам относятся адреса, выделенные для локальных сетей. Обычно это диапазоны: 192.168.xx.xx, 10.xx.xx.xx и 172.16.xx.xx - 172.32.xx.xx. Такие адреса не маршрутизируются в Интернете. Если локальный IP-адрес вашего компьютера отличается от адреса который видится в интернете то у Вас не реальный IP-адрес. Посмотрите Ваш внутренний IP-адрес в свойствах соединения и сравните с адресом ЗДЕСЬ

NAT - это технология трансляции вызовов от пользователей локальной сети через один реальный адрес. Именно по этому нереальные адреса всей локальной сети, как правило, подменяются одним реальным адресом.

Можно ли использовать GPRS подключение (ноутбук с сотовым модемом + программный телефон) для IP телефонии?

Технически - да, практичесеки - нет. Качество связи будет крайне неудовлетворительным, так как скорости канала будет недостаточно для нормального разговора. Но при близком нахождении к базовой станции (сотовой сети), вполне реально использовать подобный вариант, но порой не дешевле (это зависит от направления связи и от времени разговора).

Я хочу узнать больше об IP-телефонии…

Вы можете найти массу информации в интернете, так как эта технология уже достаточно широко используется по всему миру. Например, про историю создания, про основные кодеки и термины, требования к кодекам и как всё это работает, Вы можете прочитать в этой теме.

Задавайте Ваши вопросы про IP-телефонию на форуме, мы обязательно на них ответим!