IP-телефония: новые возможности

pic

Сегодня во всем мире широкое распространение получило подключение к сети Интернет, которая представляет собой глобальную IP-сеть общего пользования. Количество IP-пользователей быстро растет, и вполне естественным является желание расширить возможности IP-сетей, используя их наряду с передачей данных также для интерактивных видеоконференций, передачи потоков голосовой информации и для других приложений реального времени.

Практическая возможность полной интеграции голоса и данных поверх общей инфраструктуры вычислительных сетей привела к появлению так называемой «пакетной телефонии» — технологии передачи аналоговых телефонных сигналов по сетям передачи данных. Используются три основных термина для обозначения технологии передачи речи по сетям с ПК на базе протокола IP:

• IP-телефония (IP Telephony)
• голос по IP-сетям (Voice over IP — VoIP)
• интернет-телефония (Internet Telephony).

Под IP-телефонией понимается технология, позволяющая использовать любую сеть с пакетной коммутацией на базе протокола IP (например, сеть Интернет) в качестве средства организации и ведения международных, междугородных и местных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени.
IP-телефония, заявившая о себе в середине 90-х годов любительскими программами типа Internet Phone, сегодня превратилась в мощную составляющую телекоммуникационной индустрии. Если раньше большинство поставщиков услуг IP-телефонии строили свой бизнес по простейшему принципу «шлюз в Москве — шлюз в Нью-Йорке», то сегодня появились большие территориально распределенные сети VoIP со множеством шлюзов.

Объем речевого трафика, передаваемого по IP-сетям, постоянно увеличивается и уже составляет 3% мирового трафика передачи речи (World Telecommunication Policy Forum (WTPF 2001), «Report of the Secretary-General on IP Telephony» — 3 Jenuary 2001, Geneva). По прогнозам МСЭ, возможно уже в 2004 году по протоколу IP будет передаваться до 40% всего международного телефонного трафика.
IP-телефония, позволяющая тратить на междугородные и международные разговоры меньше средств, была сразу востребована потребителями, особенно компаниями, имеющими представительства в разных странах мира. Многие крупные компании используют для этого свои собственные сети передачи данных, другие, не имеющие средств и возможностей для организации частной сети, пользуются услугами компаний-провайдеров IP-телефонии.
На современном уровне развития пакетная телефония уже обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционной:

• услуги IP-телефонии дешевле традиционной междугородной и международной телефонной связи
• по сравнению с традиционной телефонией оборудование для IP-телефонии проще, его установка обходится дешевле, ниже эксплуатационные расходы
• сети с коммутацией пакетов более отказоустойчивые, чем сети с коммутацией каналов, в них эффективнее используется производительность каналов связи
• конечный пользователь получает новый набор устройств доступа от традиционных телефонов и факсов до компьютеров
• возможность пользователям иметь доступ к одному и тому же набору услуг вне зависимости от того, где и как они подключаются к сети
• предоставляется возможность настройки набора услуг
• простота оплаты услуг IP-телефонии (обычно с помощью предоплаченных телефонных карточек)
• простота контроля пользователем состояния его расчетного счета (через сеть Интернет).

Основными преимуществами пакетной телефонии для корпоративных пользователей являются следующие:

• распределенная коммутация и гибкая маршрутизация вызовов
• возможность интеграции пакетной телефонии с методами компьютерной обработки телефонных сообщений, что привело к появлению так называемых центров обработки вызовов (Call-center)
• эффективное использование вложенных денежных средств за счет эксплуатации единой унифицированной телекоммуникационной сети
• поддержка удаленных пользователей, позволяющая сотрудникам компании, имеющим доступ в Интернет, пользоваться не только ресурсами корпоративной сети данных, но и полным набором функций офисной телефонной станции.

При решении о предоставлении услуг IP-телефонии одним из важных вопросов является выбор протокола установления соединений. Сегодня существует три вида таких протоколов и, следовательно, три подхода к построению сетей IP-телефонии: Н.323, основанный на рекомендации МСЭ-T, SIP (Session Initiation Protocol), разработанный комитетом Internet Engineering Task Force (IETF) и оформленный в виде RFC 2543, протоколы, использующие принципы декомпозиции шлюзов, например MGCP (RFC 2705).

Основной протокол, который принят мировым сообществом, — это Н.323.
К компонентам сети стандарта Н.323 относятся:

• терминалы (устройства доступа), которые являются конечными точками в IP-сети
• шлюзы, связывающие IP-сети с другими сетями
• диспетчер, реализующий функции управления доступом
• MCU — многоточечное управляющее устройство, служит для управления конференциями между тремя и более точками.

Терминальные устройства и сетевое оборудование стандарта H.323 могут передавать данные, речь и видеоинформацию в масштабе реального времени.
Большинство современных провайдеров IP-телефонии для построения своих систем использует протокол Н.323. Но наиболее перспективным является протокол SIP. Стремительный рост популярности SIP позволяет предположить, что данный протокол в будущем найдет более широкое применение при построении сетей IP-телефонии.

SIP — очень удачный протокол, потому что определяет взаимоотношения между устройствами как достаточно простые и ясные логические функции, одновременно обеспечивая функции сопряжения. Текстовый формат сообщений, используемый этим протоколом, значительно упрощает их кодирование, декодирование и анализ, что позволяет реализовать протокол на базе любого языка программирования. Число возможных информационных полей SIP составляет всего несколько десятков (в протоколе Н.323 — порядка ста).
Протокол SIP позволяет провайдеру предоставлять широкий спектр дополнительных услуг связи, таких как перевод соединения в режим удержания (Call Hold), переключение связи (Call Transfer), переадресация (Сall Forwarding), уведомление о новом вызове во время связи (Call Waiting), конференция. Протокол SIP имеет хороший набор средств поддержки персональной мобильности пользователей, в число которых входят переадресация вызова к новому местоположению пользователя, одновременный поиск по нескольким направлениям (с обнаружением зацикливания маршрутов) и т.д. В протоколе SIP эти функции организуются путем регистрации на сервере определения местоположения.
Протокол SIP является частью глобальной архитектуры мультимедиа, разработанной комитетом Internet Engineering Task Force (IETF). Он легко интегрируем в стек существующих протоколов Интернета, которые используются постоянно. Это является существенным аргументом в пользу SIP.
В настоящее время используются следующие варианты построения сетей IP-телефонии:

Выделенные сети — связь между оконечными устройствами осуществляется по выделенным каналам. В таких сетях каналы используются только для передачи речевых пакетов.
Чаще всего провайдеры IP-телефонии не строят собственную сетевую инфраструктуру, а арендуют каналы у провайдеров первичной сети. Это позволяет уменьшить затраты на эксплуатацию сети и увеличить окупаемость вложений.
Выделенные сети гарантируют высокое качество передачи речи. Кроме того, в этих сетях могут применяться также транспортные протоколы ATM и Frame Relay.

В интегрированных сетях используется глобальная сеть Интернет для организации связи между устройствами. Оператору, имеющему собственную сеть Интернет, для предоставления услуг IP-телефонии достаточно лишь установить дополнительное оборудование, которое обеспечивает данные услуги. Если нет собственной сети, то услуги IP-телефонии можно получать через интернет-провайдеров.

Смешанные сети — это такие сети, когда для объединения устройств в сети IP-телефонии используются и выделенные каналы, и сеть Интернет.
Существующая у интернет-провайдеров IP-инфраструктура дает хорошие возможности для внедрения услуг голосовой связи. Необходимые для этого аппаратные и программные средства можно устанавливать поэтапно.
В том случае, когда провайдер услуг Интернет организует узел IP-телефонии, возможна организация такой услуги, как вторая виртуальная линия (VL Virtual Line). При подключении VL-вызовы, приходящие на занятый модемным соединением телефон, будет переадресовываться на ПК.

Провайдеры Интернет в своей работе с абонентами используют биллинговую систему. Добавление IР-телефонии в список услуг потребует от провайдеров некоторой модернизации применяемой биллинговой системы. Необходимо, например, добавить возможность обработки номера вызываемого пользователя, учета тарифного плана для данного номера. Таким образом, провайдеры, решающие вопрос о покупке биллинговой системы, должны учитывать при ее выборе возможность дальнейшего расширения спектра предоставляемых услуг. Большинство современных биллинговых систем позволяет тарифицировать услуги и Интернета, и IP-телефонии. Системы расчета могут поддерживать различные схемы расчетов с абонентами, например кредитную или препейд (по предоплаченным картам). Для связи шлюза IP-телефонии с биллинговой системой используется протокол RADIUS или ему подобные. Биллинговая система предназначена для аутентификации, авторизации и учета всех соединений. В ее состав могут входить RADIUS-сервер и биллинговый сервер. Тарифы могут зависеть от времени, объема трафика и используемых услуг, запрошенного качества обслуживания (QoS). Централизованная база данных, входящая в состав биллинговой системы, может хранить полную информацию об индивидуальных настройках пользователей, которые могут, например, зайти на свою web-страницу, изменить набор предоставляемых услуг, посмотреть остаток на своем счету и т.д.

Основными производителями оборудования для IP-телефонии являются компании Cisco, Lucent, Siemens, VocalTech и DiaLogic. Оборудование данных компаний с успехом используется большинством операторов IP-телефонии.
По ценовым характеристикам данное оборудование находится в едином диапазоне цен. Отдельно выделяются DiaLogic и VocalTech за счет более узкой направленности и некоторого уменьшения функциональности.
Безусловным лидером в производстве оборудования для сетей IP-телефонии является компания Cisco. Продукты компании Cisco, такие как AccessServer 5350 и сервера доступа 5400 серий, являются полностью законченными решениями для предоставления всего спектра услуг как IP-телефонии, так и традиционного доступа в сеть Интернет.
IP-телефония является перспективной, быстро развивающейся услугой телекоммуникаций, которая будет постепенно вытеснять традиционные телефонные технологии из некоторых сегментов рынка и в первую очередь из корпоративного, заинтересованного в создании недорогих в эксплуатации собственных телефонных сетей.

Использованная литература:

1. Саморезов В.В. Организация услуг
IP-телефонии поставщиками интернет-услуг//Электросвязь, 2002.- № 2.

2. Барсков А.Г. Вторая волна VoIP//Сети и системы связи, 2002. — № 4.

3. Селиванов С. Будущее за IP-телефонией//Мир связи. Connect!

Orphus system