Все об IP-телефонии
Что такое IP-телефония? Это современная технология передачи голосовых данных через Интернет, синонимом данного термина является также слово VoIP - Voice over IP. Ранее существовало две отдельных системы: телефония и Интернет, которые работали в разных кабельных системах и практически не пересекались друг с другом. Проще говоря, для работы с Интернетом и разговоров использовались разные устройства и разные кабели.
Как работает система IP-телефонии?
Вообще система IP-телефонии построена на стандартной для Интернета пакетной системе: то есть голос преобразуется в файлы, которые группируются в пакеты и пересылаются по адресу. Достигнув пункта назначения, они декодируются обратно. Пакетизация звуковых файлов, их передача и расшифровка возможны благодаря существования особого сетевого протокола – IP, откуда и появилось само название IP-телефонии. Протокол передачи файлов – это своеобразный язык, код, на котором происходит общение в Интернете. Вообще существует множество протоколов для передачи различного рода данных. Разные по своему типу файлы передаются и поддерживаются различными протоколами.
В чем разница между обычной телефонией и IP?
Когда Вы говорите по телефону, Вы снимаете трубку и набираете номер с одной целью – поговорить. Причем Вы разговариваете с одним собеседником по выделенной и подключенной телефонной линии. Когда Вы разговариваете в Интернете, Вы просто посылаете собеседнику пакеты с определенной информацией, которая дешифровывается на компьютере адресата. Интересно, что пакеты доходят каждый своим путем, затем они группируются по номерам и декодируются.
Почему IP становится дешевле?
Для того, чтобы подключить телефон требуется создать телефонную станцию, провести провода, закрепить телефонную линию и обеспечить слаженную работу спутников связи. Все это приводит к росту затрат для «входа на рынок», поэтому в большинстве стран телефония и ее обеспечение является государственной монополией. IP-телефония использует существующие телефонные связи, но использует их гораздо более рационально. Так, при обычной телефонии по одной линии может перемещаться только один сигнал. В случае с IP-телефонией стала возможной передача сразу нескольких сигналов, что позволяет более полно использовать существующие ресурсы. Проще говоря, в IP-телефонии по одному проводу могут общаться несколько человек одновременно.
Схема работы IP-телефонии такова: сервер принимает телефонный сигнал, трансформирует его и отправляет на другой телефонный сервер, где сигнал преобразуется обратно. Телефонные серверы могут связаться с любыми телефонами и любыми компьютерами в мире. Важно, что все операции: шифровка, передача и дешифровка происходят практически одновременно, что обеспечивает полнодуплексный разговор. Универсальность телефонных серверов позволяет создавать различные конфигурации и выстраивать передачу различных данных так, как нужно. Для обеспечения универсальности работы телефонных серверов во всем мире в 1996 году был принят международный стандарт в области технологий видеоконференций для IP-телефонии - ITU-T H.323, который регулирует сети пакетной коммутации.
На данный момент действует четвертая редакция стандарта, одобренная в 2001 году. Согласно этому стандарту сеть должна включать три соединенных между собой устройства: шлюз (gateway), диспетчер (gatekeeper) и монитор (administration manager). Соответственно, сеть IP-телефонии состоит из шлюзов и телефонной сети, которые управляются диспетчерами. В случае необходимости используется монитор для удаленного управления и конфигурирования. Все это оборудование и занимается кодировкой, передачей и декодировкой звуковых сигналов. В разной литературе встречаются различные названия компонентов системы, однако их функции и общая схема взаимодействия остается одинаковой везде.
Помимо функций передачи звуковых данных оборудование IP-телефонии поддерживает ряд сторонних функций для полного обеспечения своих задач. Так, шлюзы (gateway) подключаются к IP-сетям и телефонной сети, которая в международной классификации выглядит как PBX/PSTN. PBX – это Private Branch eXchange (офисная мини-АТС), а PSTN – это Public Switched Telephone Network (общая телефонная сеть). Шлюз должен вызывать и устанавливать соединение с абонентом PBX/PSTN (то есть требуемым собеседником), сжимать, разбивать на пакеты и дешифровывать голос, а также устанавливать соединения с удаленными шлюзами.
Соответственно, шлюз (gateway) – это то, что связывает Интернет и телефонную сеть. Сейчас существуют различные шлюзы, которые отличаются друг от друга типом подключения к сети, включенными кодеками, интерфейсом, аппаратной платформой и рядом других важных характеристик, но вышеперечисленные функции являются основными для любого устройства.
Следуем далее: диспетчер (gatekeeper) – данное устройство подключается только к сети OP-телефонии и выполняет все основные операции в сети. Диспетчеры осуществляют авторизацию абонента и его аутентификацию, распределяют пакеты между шлюзами и ведут коммерческий учет вызовов (биллинг). Обычно само устройство не содержит в себе биллинговой программы как таковой, но зато обладает интерфейсом к биллинговым системам или программный интерфейс для создания собственной биллинговой программы.
Иными словами, владелец вправе решать сам: поставить уже существующую программу или разработать свою, исходя из потребностей и возможностей сети. Изначально функции диспетчера выполнялись шлюзом, это было реализовано в первых host-based версиях шлюзов: VocalTec, Vienna и так далее. Но по мере развития IP-сетей «разделение труда» набирало обороты, и модуль диспетчера стал отдельным устройством. Сейчас встречаются диспетчеры, физически соединенные со шлюзами, но фактически они представляют собой отдельные модули. Диспетчеры необходимы в любых сетях, где больше двух шлюзов.
Итак, следующее устройство – монитор (administration manager). Это необязательный элемент системы, который требуется только для удаленного конфигурирования и администрирования сети. Он представляет собой интерфейс для удаленной настройки работы шлюзов и диспетчеров сети IP-телефонии. Мониторы весьма удобны, но не являются необходимостью. Ранее, для удаленного администрирования использовались стандартные приложения, однако потом производители оборудования стали разрабатывать и выпускать собственные оригинальные интерфейсы для работы со шлюзами и диспетчерами.
Все вышеописанные функции – это только основная часть того, что должно «уметь» оборудование для IP-телефонии. Помимо этого, все они должны поддерживать еще ряд функций для обеспечения своей работы. Прежде всего, это касается передачи управляющей информации. Дело в том, что тональные сигналы не могут передаваться через Интернет, а их кодирование и передача по протоколам IP сильно искажает их. То есть телефонные сервера не передают тональные сигналы, а заново генерируют их на другом конце, подавляя их передачу. Пока не существует подходящего протокола DTMF (многочастотная система кодирования цифр номера), однако сейчас ведется их разработка. Можно ожидать скорого появления подходящих систем кодировки и дешифровки уже в ближайшее время.
Современная телефонная связь, вернее, соединение телефонного сервера с телефонной сетью должна отвечать двум условиям: стандартность и масштабируемость. То есть она должна соответствовать международным протоколам, потом что именно международные звонки делают ее выгодной, а также должна быть применимой в любых условиях. То есть телефонный сервер должен быть удобным и выгодным, как в рамках небольшой компании, так и для крупного предприятия с несколькими тысячами линий.
Еще одна необходимая функция – удаление эха или Echo Cancellation. Проблема вот в чем: стандартные телефонные линии не удаляют эхо, так как при местных звонках эхо незаметно и практически сливается ос звуком, но есть всегда. Через телефонные сервера осуществляются дальние звонки, при которых эхо возникает и неизбежно становится очень заметным. Ситуация парадоксальная: локальная сеть эхо не удаляет, потому что незачем, а IP-телефония использует локальные сети при дальних звонках. Соответственно, телефонные сервера должны оснащаться специальными алгоритмами гашения эха.
Кроме того, все современные решения IP-телефонии должны поддерживать дуплексную беседу, когда на том и другом конце провода можно говорить одновременно. Примером неполнодуплексного общения являются разговоры по рации: ты или говоришь, или слушаешь. Так вот: в IP-телефонии это недопустимо. Теперь мы немного поговорим о типах голосовой связи с помощью IP-телефонии.
Первый способ – телефон-телефон, для чего требуется наличие определенного оборудования: шлюзов, связанных с общей сетью и IP-сетью, причем у обоих абонентов. При этом голосовой трафик передается по IP-сети, соответственно, для звонка нужно сначала позвонить провайдеру услуги, ввести код и номер вызываемого абонента и разговаривать как обычно. В данном случае связь является очень удобной и качественной, вся работа по передаче сигнала выполняется шлюзами.
Следующий способ – компьютер-телефон – это наиболее актуальная и часто используемая схема при звонках в IP-телефонии. Чаще всего она реализуется для корпоративных пользователей: с компьютера поступает сигнал на шлюз, который отправляет пакеты уже по локальной сети. От конечного пользователя (адресата звонка) требуется только ввести свой код в тональном режиме. Тональным режимом набора сейчас оснащены практически все телефоны, включая таксофоны и мобильные средства связи. Если тональный режим почему-то не предусмотрен, то можно воспользоваться функцией бипера или специальными программами. Это самый экономичный способ связи.
Еще один интересный путь связи – web-телефон – наиболее развиваемая на данный момент услуга провайдеров, разработанная в компании VocalTec. Она позволяет набрать номер абонента и осуществить звонок, просто нажав на ссылку на web-странице. Данная услуга известна также как web-звонок или Surf&Call. Все, что нужно, - это загрузить и установить необходимое программное обеспечение, которое обычно есть на той же странице сайта, вторая телефонная линия или прерывание работы в сети не требуется. Чаще всего данная услуга используется в электронной коммерции для связи конечного потребителя с торговым представителем или менеджером по работе с клиентами. Это позволяет оперативно обслуживать клиентов и организовывать сервис на максимально высоком уровне.