Принципы IP-телефонии

 

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).

Рис. 3 Пример структурной схемы сети в IP-телефонии

 

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.

 

Рис.4 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).

 

Рис. 5 Сценарий сеанса связи SIP

Кодеки

 За качество передачи  голоса во всех протоколах  отвечают кодеки – алгоритмы  преобразования голоса в необходимый  цифровой формат. В IP-телефонии голос  преобразуется в так называемые  пакеты, которые и передаются  по интернет-сетям. Для передачи  голоса в хорошем качестве, без  задержек, эха и искажений, превращающих  голос человека в голос робота, подбирается тот или иной кодек, в зависимости от интернет-соединения, программных настроек и других  факторов. Так, один кодек (например, g722) при быстром и уверенном интернет соединении может передавать голос в высоком качестве, но низкая пропускная способность канала сделает разговор невозможным из-за пропадания фраз или звуков.

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)

 

 Call Manager 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.

 

Заключение

Надо признать, ҹто за такое короткое вҏемя Интернет-телефония достигла замечательных успехов. Сҏеди них основными стали усовершенствование алгоритмов кодирования ҏечи и изобҏетение шлюзов, с помощью которых стало возможно вести пеҏеговоры не только посҏедством персональных компьютеров, но и по обычному телефону. IP-телефония - технология, позволяющая использовать Internet или другую IP-сеть в качестве сҏедства организации и ведения международных телефонных разговоров и пеҏедачи факсов в ҏежиме ҏеального вҏемени. Использует Internet-протокол для организации двусторонней голосовой связи. IP-телефония пҏедусматривает соединения между телефонами пользователей при наличии соответствующих шлюзов с телефонной сетью, а также IP терминалами или IP терминалом и ТФОП.