Что такое IP-телефония и зачем она нужна? Что такое IP-телефония Что такое ай пи телефония.

К IP-телефонии или интернет-телефонии прибегают те, кто ищет выгодную связь и преимущества, которые дают новые программные технологии. В нашей компании вы можете подключить IP-телефонию — качественную связь для оптимизации расходов и развития вашего бизнеса.

IP телефония и телефонная связь имеют существеное отличие — для первой нужны лишь программные средства и доступ в интернет, для второй же нужны телефонная станция и линии, что ограничивает количество соединений или увеличивает затраты компании, которая хочет наладить бесперебойную неограниченную связь. Кроме того, IP телефония включает и телефонную связь, и видеозвонки, и возможность организации конференций, и многое другое.

Всвязи с этим ай-пи телефония используется всё более широко и имеет ряд преимуществ:

быстрое подключение;
хорошая слышимость и качественное видео;
безопасность связи;
возможность «умной» переадрессации;
возможность записи голосового приветствия;
запись разговоров и т.д.

Использование IP-телефонии для совершения онлайн-звонков позволяет внедрить многие опции легче и дешевле. Более того, для связи вы можете использовать мобильные, стационарные телефоны или установить программу на смартфон или ПК в зависимости от того, как будет удобнее.

Применение IP телефонии дает следующие возможности для бизнеса:

ни один звонок от ваших клиентов не будет упущен. Многоканальная связь позволяет воплотить это в жизнь. Тем не менее количество операторов (сотрудников) может не хватить для приема звонков, и тогда на помощь придет голосовая почта;
экономия при использовании Интернета и АйПи-телефонии по сравнению с обычной связью составляет около 50% и более;
можно воспользоваться дополнительными возможностями, которые дает данный вид связи;
можно выбрать любой номер (например, известный как бесплатная связь номер 8-800 или номер с кодом города (доступны номера с кодами более чем 40 городов России).

Подключая IP-телефонию для связи онлайн и выбирая номер, вы получаете не только качественные звонки, оперативное обслуживание и техподдержку, но и лучшие возможности в будущем. Мы постоянно совершенствуемся, находим и внедряем лучшие технические решения.

Что нужно, чтобы подключить IP-телефонию

Последовательность действий для подключения следующий услуги простая и состоит из нескольких шагов:

Выбор номера и тарифа;
Заключение договора с нашей компанией;
Определение номеров для переадресации звонков;
Наши специалисты подключат номер и помогут настроить нужные функции.

Обратитесь в нашу компанию, чтобы получить консультацию или помощь в выборе номера и оптимального тарифа и подключите IP-телефонию для расширения возможностей для вашего бизнеса.

IP-телефония – это телефонная связь по каналам Интернета, а не по привычным телефонным сетям. Данный вид телефонии стал возможен, как только паутина Интернета стала сравнима и даже больше, чем паутина телефонных линий, которые опутали Землю намного раньше Интернета.

Отличие IP-телефонии от аналоговой заключается в отсутствии традиционного кабеля и телефонного аппарата. Правда, существуют варианты IP-телефонии, внешне не отличимые от обычной телефонной связи, с привычными аппаратами и проводами. Связь осуществляется через устройства, имеющие прямой выход в сеть Интернет. Это могут быть не только компьютеры, но и планшеты или мобильные устройства. Также необходима аудио-гарнитура, если компьютер не имеет динамиков и микрофона.

Главное достоинство - минимальная стоимость эксплуатации, стоимость оплаты разговоров, в сравнении с аналоговой телефонией или сотовой связью.

Особенно популярна данная телефония в офисах, открывая возможности существенной экономии денежных средств. Ведь офисные работники только и делают, что звонят клиентам компании, контрагентам и по остальным поводам.

Важно то обстоятельство, что расходы на связь сокращаются вне зависимости от того, с каким регионом страны или иного государства осуществляется связь, ведь для Интернета, в отличие от обычной телефонной связи, нет государственных и национальных границ. Простота конфигурации и достаточный уровень безопасности дает возможность IP-телефонии достойно конкурировать с аналоговой телефонией, постепенно вытесняя ее при корпоративных нуждах.

На бытовом же уровне IP-телефония в свое время была довольно широко распространена в форме карточек для междугородней и международной связи.

Карточка Cardtel для звонков со стационарного телефона посредством IP-телефонии

Купив такую карточку за относительно небольшие деньги, с домашнего обычного телефона открывался доступ к серверам компании, предоставляющей доступ к IP-телефонии. На карточке публиковались номера для дозвона на серверы, и далее по обычным правилам набора междугороднего или международного номера можно было позвонить другому абоненту, но уже по каналам Интернета, а не по телефонной линии. А телефонная линия использовалась в этом случае по самому дешевому тарифу: на участке между телефонами говорящих абонентов и расположенных в этих же городах и странах серверов для обеспечения IP-телефонии.

Основные принципы, как работает IP-телефония

При выполнении звонка поступающий от абонента голосовой сигнал сжимается и преобразовывается в пакет данных, пересылаемых посредством IP-сетей. Попадая на адрес получателя, передаваемая информация декодируется обратно, приобретая формат привычного голосового сигнала. Все это происходит за считанные доли секунды, благодаря чему информация передается в режиме реального времени без потери качества трансляции.

Способствуют подобному положительному результату протоколы, выступающие в качестве своеобразного шифрованного языка, объединяющего абонентов и позволяющего передавать друг другу данные. IP-телефония реализуется на базе нескольких наиболее популярных типов протоколов.

Подключение и настройка IP-телефонии

Для использования технологии требуются и соответствующее для этого оборудование: роутеры, маршрутизаторы, серверы и т.п.

Программное подключение к IP-телефонии заключается в установке , ноутбук или гаджет соответствующего приложения, поддерживающего связь по протоколу, обеспечивающему работу IP-телефонии.

Программное обеспечение в большей своей части бесплатное. Для пользования им необходим аккаунт в приложении, в который вносятся требующиеся для работы данные. Комплекс базовых функций устанавливается по умолчанию, возможно их расширение, внесение корректив в настройки.

История появления IP-телефонии

Аудио и видеофайлы, текстовые сообщения стало возможным передавать через Интернет посредством ISDN. Но данная программа не нашла отклика, так как работала очень медленно и вплоть до 1995 года инновационных разработок в данном направлении не проводилось.

Затем появился первый образец интернет-телефонии от израильской компании «VocalTec». Но работал он односторонне, по принципу раций, требуя идентичного программного обеспечения у пользователей, между которым осуществлялась связь. Также в то время довольно часто данные терялись в ходе передачи в основном из-за низкой скорости Интернета того времени.

К современным достижениям IP-телефонии

Вплоть до 1996 года IP-телефония развивалась по принципу передачи информации от компьютера к компьютеру с использованием программ-коммуникаторов. Но в 1997 году произошла интеграция телефонных сетей с так называемыми «пакетными» сетями, фактически с сетями Интернета, что стало возможным благодаря принятию стандартного протокола передачи данных Н323.

На основе указанного протокола начали работать первые телефоны, оснащенные специальным разъемом для подключения к сети передачи данных и требовавшие не только наличие телефонной розетки, но и отдельного порта. При перегрузке коммутатора требовалось время на его перестройку, что надолго привело к потере интереса к данному направлению.

Изменения произошли в 2002 году, когда с развитием популярности нового протокола SIP, появившегося еще в 1999-м, пакетная телефония начала активно внедрятся. Еще через 3 года при помощи нового маршрутизатора VoIP стала возможной работа телефонии вообще без включения компьютера.

С этого момента популярность IP-телефонии постоянно растет. Для рядовых пользователей не имеет принципиального значения то, какие протоколы используются и как они работают. Им куда важнее чистота связи, дополнительные возможности и низкие тарифы.

Преимущества IP-телефонии

Главное из них - возможность экономии расходов на связь, что особенно актуально при использовании междугородних и международных звонков. Также в качестве достоинств следует отметить:

Доступность и мобильность ,

так как номера в IP-телефонии не привязаны к конкретному месту, к конкретному кабелю, к конкретному разъему.

К подобному по сути виртуальному номеру можно получить доступ вне зависимости от географии места расположения, нужен лишь скоростной доступ к Интернету. Получается некий аналог мобильной связи, только вместо доступа к мобильным сетям требуется доступ к Интернету.

Высокий потенциал ,

так как формирование новых IP-сетей осуществляется в зависимости от потребностей пользователей и возможно оперативное расширение конфигураций с внедрением новых сервисов.

Конфиденциальность и безопасность .

Благодаря шифрованным каналам связи доступ к информации третьим лицам закрыт, в отличие от старых привычных телефонных сетей, к которым может подключиться кто угодно в любом месте, где проходит кабель.

Широкие возможности ,

Использование IP-телефонии – оптимальное решение для офисов, предприятий и организаций именно благодаря последнему пункту о возможностях.

Функции многоканального номера,
переадресация входящих звонков,
голосовая почта,
виртуальный факс и
услуга внесения в «черный список»

позволяют получить максимум от связи, не прилагая никаких усилий.

Большинство услуг IP-телефонии включены в базовый пакет и используются после оплаты услуг провайдера для такой связи. Возможно увеличение количества номеров сверх первоначального тарифного плана, но в этом случае потребуются дополнительные расходы.

О стоимости IP-телефонии

При использовании VOIP-телефонии можно наглядно убедиться в разительной разнице цен в сравнении с аналоговой связью. Внутри сети звонки не тарифицируются, то есть абоненты, пользующиеся услугами одного провайдера IP-телефонии, общаются посредством программных или аппаратных VOIP-телефонов, экономя денежные средства.

Так как трафик в Интернете не имеет географической привязки, то расстояние между регионом отправки и регионом получения информации также не играет роли, в отличие от привычной телефонной связи, работающей по принципу «чем дальше, тем дороже». Дополнительная плата за отправку трафика по какому-либо направлению не взимается.

При звонках на мобильные или стационарные телефоны за рубеж или в другие регионы стоимость расходов также на порядок ниже, чем в аналоговой сети. Нет и платы за абонентскую линию, но правда, вместо этого нужно оплачивать пользование Интернетом по тарифам .

Стоимость звонков на мобильные и стационарные телефоны зависит от выбранного направления и начинается от нескольких десятков копеек в минуту. Конкретная цифра связана со стоимостью услуг провайдера, поддерживающего IP-телефонию. Компания, занимающаяся настройкой и подключением такой связи, поможет подобрать оптимальный пакет исходя из потребностей заказчика. Возможна комбинация услуг от нескольких провайдеров, что гарантированно приведет к уменьшению счетов по оплате услуг связи.

Конкурент IP-телефонии: Скайп

С IP-телефонией вполне успешно конкурируют приложения для поддержания телефонной и видео связи, например, хорошо . Подобные приложения для компьютеров и мобильных устройств позволяют осуществлять голосовую и видео связь между абонентами также по каналам Интернета, и тоже имеют привлекательные тарифы.

Кстати, многие функции подобных приложений вообще бесплатные. Пользователям нужно лишь оплачивать Интернет трафик, не более. Например, звонки по Скайпу между двумя абонентами, у которых на компьютерах установлено приложение Скайп, – бесплатные.

И даже групповые аудио и по Скайпу между несколькими абонентами Скайпа могут быть бесплатные. Также возможна передача визуальной информации путем «расшаривания» (организации коллективного просмотра) одного из экранов компьютера, подключенного к конференции Скайп.

Конкуренты IP-телефонии: мобильные операторы

Помимо этого мобильные операторы не стоят на месте. Они предлагают своим корпоративным клиентам так называемую виртуальную телефонию. Ее суть в том, что каждому сотруднику корпорации (фирмы) присваивается короткий номер (3-4- цифры), как будто это номер внутреннего телефона сотрудника. И все сотрудники одной фирмы могут звонить друг другу по этим коротким номерам, но пользуясь при этом мобильными телефонами, либо специальными телефонными аппаратами, подключенными непосредственно к серверам компании, обеспечивающим доступ в Интернет.

Особенность мобильной виртуальной телефонии состоит в том, что в ней отсутствует привязка сотрудника к рабочему месту, к конкретному городу и даже к конкретной стране. Присвоенный сотруднику компании короткий номер «путешествует» с ним везде, вместе с гаджетом и СИМ-картой. В итоге получается сравнимый по ценам аналог IP-телефонии, не требующий от пользователей (и от компаний) вообще ничего, кроме мобильных телефонов (смартфонов, айфонов) и СИМ-карт мобильного оператора.

Итоги

В общем, прогресс не стоит на месте, а конкуренция подстегивает производителей находить все новые и новые удобные способы голосовой и видео связи между сотрудниками корпораций и между обычными людьми.

Да и «старенькие» телефонные компании не стоят на месте, развивая свои сети и переводя их «на цифру» в поисках конкурентоспособных решений, которые будут им позволять успешно «соревноваться» с IP-телефонией.

IP и IT телефония это по своей сути одно и то же. Такая разновидность телефонии становится популярнее с каждым новым днем. До недавнего времени интернет и телефон были совершенно разными вещами, которые не могли никоим образом объединиться. Сейчас, появилась IP (IT)- телефония. Это такой вид связи, благодаря которому пользователь персонального компьютера может с легкостью, не вставая с рабочего места позвонить родственникам, друзьям или коллегам. В данном случае связь с другим пользователем будет осуществляться с помощью самого интернета или какой-либо другой IP-сети.

История появления и использования

Сама технология связи появилась уже давно, еще в 80-ых годах. Активно распространять и использовать технологию IP-телефонии стали уже в 1995 году. Те технологии, которые были использованы раньше, не идут ни в какое с тем, что используется сегодня. Например, звуковая компрессия раньше осуществлялась с использованием GSM-технологий. До недавнего времени в России эта технология никак не использовалась, а в Соединенных Штатах Америки ее стали использовать еще только около 7 лет назад. Сегодня для передачи информации (в том числе компрессии и декомпрессии звука), используется совершенно другие технологии, которые выводят IP-телефонию на совершенно иной уровень.

Достоинства IP-телефонии

Подобная разновидность связи обладает большим количеством достоинств. Например, с экономической точки зрения на осуществление подобных звонков, с использованием IP-телефонии, человек будет тратить гораздо меньше средств. Еще больше актуально это будет в том случае, если человек достаточно часто осуществляет междугородние или международные звонки. Следующее достоинство заключается в том, что человек с легкостью может позвонить осуществить звонок либо на компьютер собеседника, либо на телефон. Для того чтобы воспользоваться IP-телефонией, нужно подключить специальные шлюзы для IP-телефонии. С помощью этих шлюзов пользователь как раз и получает возможность осуществить звонок как на телефон, так и на компьютер. Принцип работы такой телефонии заключается в том, что этот шлюз, который с одной стороны должен быть подключен к телефону, а с другой к IP-сети, принимает специальный сигнал и оцифровывает его. Затем, после того как этот процесс завершится, поступивший сигнал разделяется на специальные пакеты данных и сжимается до оптимального размера. Затем эти данные отправляются по специальному адресу.

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.

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.

IP-телефония или интернет-телефония – это связь с передачей голосовой информации в цифровом виде по сети Интернет. Для обмена данными в IP-телефонии используется множество специализированных протоколов, разработанных специально для работы с голосом, но самый популярный из них - протокол SIP. Поэтому, говоря об интернет-телефонии, люди часто конкретизируют и называют ее SIP-телефонией.

Почему IP-телефония так популярна

За 2 последних десятилетия виртуальная телефония стремительно набрала популярность во всем мире. Этому поспособствовало несколько факторов:

Развитие интернета, увеличение его качество и доступности.
Более выгодные международные и международные звонки.
Простота внедрения.
Не требуется оборудования для использования функционала АТС.
Наличие дополнительных возможностей для бизнеса на базе телефонии (например, автоматизированная аналитика).
Упрощение использования уже существовавших в традиционной телефонии функций (например, запись разговоров, условная переадресация, голосовое меню).
Непривязанность к конкретному месту (то есть звонить можно из любой точки планеты где есть интернет).
Как следствие предыдущего пункта – сохранение номера при любом переезде.
Легкая масштабируемость. В традиционной телефонии масштабирование как правило связано с покупкой дополнительного оборудования. В интернет-телефонии достаточно просто перейти на более «продвинутый» тариф.

IP-телефония от Нью-Тел

Что такое VoIP? В чем отличия VoIP от IP-телефонии?

IP-телефония – это более широкое понятие, т.к. оно включает в себя, например, еще и видеосвязь, то есть обмен визуальными данными. Под VoIP (Voice over IP) подразумевается только обмен голосовыми данными. Применительно к телефонным разговорам, под этими терминами чаще всего имеют в виду одно и то же.

Пример. Некоторые современные IP-телефоны имеют функцию видеоразговора. Сказать, что такой видеозвонок организован с помощью IP-телефонии – правильно, но сказать, что это VoIP-телефония – не совсем правильно, потому что по технологии VoIP в данном звонке передается только звук.

Как можно звонить с помощью IP-телефонии

Один из существенных плюсов айпи телефонии - возможность использовать ее с разных устройств, в том числе одновременно.

Чаще всего для звонков используются три вида устройств:

IP-телефоны – использование IP-телефонов делает интернет-телефонию внешне похожей на традиционную. С той разницей, что настройка гораздо удобнее и быстрее.

Мобильный телефон – может использваться двумя способами:
1. С использованием переадресации. Когда звонок поступает на Вашу облачную АТС, она как бы «перезванивает» Вам на мобильный и соединяет Вас со звонящим. При этом Вы разговариваете с использованием обычной связи вашего мобильного оператора и не используя мобильный интернет.
2. С использованием мобильного приложения. Для этого нужно поставить программу-клиент на телефон и авторизоваться. В этом случае Вы будете совершать звонки через интернет. По сути это очень похоже на аудиозвонки через Skype или WhatsApp.

Персональный компьютер. Для работы с телефонией в данном случае также нужно установить специально приложение. Обычно сам звонок осуществляется с помощью гарнитуры. Такая схема часто используется в колл-центрах, т.к. позволяет совершать звонки прямо из CRM, имея под рукой все необходимые данные о клиенте.

Дополнительные возможности виртуальной телефонии

Функционал IP-телефонии не ограничивается только аудиозвонками. Технология предоставляет возможность внедрения множества дополнительных «фишек», которые в традиционной телефонии либо сложно реализовать, либо совсем невозможно. Вот несколько примеров:

Переадресации с самыми разными условиями. Например, можно настроить переадресацию по времени: в рабочее время звонить на стационарный телефон, а в нерабочее – на мобильный. Или по входящему номеру: все звонки с кодом Мурманска переадресовать сотруднику А, а из Москвы сотруднику Б. Перевод при отсутствии ответа: сначала звонить сотруднику А, если он не отвечает, то сотруднику Б. К переадресациям также можно отнести перехват звонка (перевод звонка на свой телефон по нажатию определенной комбинации клавиш) или перевод звонка (перевести звонок на другого сотрудника по нажатию определенной комбинации клавиш).

Запись всех разговоров. Конечно, это можно реализовать и в традиционной телефонии. Но с IP-телефонией все гораздо проще – все записи хранятся в облаке, их можно фильтровать по различным параметрам, например, дате, или сотруднику.

Бесплатная связь внутри сети. Сотрудники, подключенные к одной сети, могут бесплатно звонить друг другу. И, поскольку звонок происходит через интернет, то нет никакой разницы, находятся ли эти сотрудники в соседних кабинетах или в разных странах.

С полным списком возможностей IP-телефонии Нью-Тел можно ознакомиться .