"ip телефония"

Определение на VOIP

Понятието VOIP е “узаконено” от VOIP Forum организация, в която членуват най-големите производители на оборудване като Cisco Systems, Vocal Tec, 3 Com, Netspeak и др. Стандартът за пренос на глас и видео по Интернет или затворени мрежи се нарича ITU-T H.323

Интернет протоколът ( Internet Protocol ) е мрежов протокол, който осигурява иапращането на цифрови пакети данни между мрежовите интерфейси, дефинирани чрез IP-адреси. Така протоколът е напълно прозрачен за пренасяната пакетна информация. VOIP осигурява преноса на гласови сигнали по мрежата на Интернет в реално време.В изходящия край информацията се кодира със съответен код в цифров вид, разделя се на пакети и се иапраща на съответните IP-адреси. В приемния край се извършва обратното преобразуване на информацията – т.е. тя се “разопакова”, декодира и превръща в звукови сигнали.

За да се осигури качество на услугата при интерактивния гласов трафик, нужно е закъснението на гласовия сигнал да се поддържа в минимални граници. По време на интерактивните сесии, говорящите могат да забележат закъснения надхвърлящи 100ms, което повишава нуждата от ехозаградители в мрежата. Интервали с продължителност над 300ms се възприемат ясно от събеседниците като закъснения и налагат да се изчакват един друг.

Закъснението на гласовите пакети в IP-мрежите се дължи на три фактора: дължината на временните интервали, линейното закъснение в мрежата и закъснението в рутерите.

Дължината на временните интервали следва да балансира необходимостта от кратки закъснения с ограничения в честотната лента и натоварването на рутера. Колкото по-късно е времето на закъснение, толкова по-широка честотна лента следва да се осигури, а рутерите да дадат възможност за предаването на повече пакети за единица време. В повечето случаи временният интервал може да бъде 40ms или по-малък, което е еквивалентно на предаването на GSM-кодиран сигнал със скорост 15kbit/s. За сравнение за да се изпрати същата гласова информация по една 14.4kbit/s модемна линия би следвало дължината на временния интервал да надхвърли 80ms.

Линейното закъснение в мрежата зависи главно от ширината на пропусканата от автоматичната линия лента. Времето за предаване на гласовите пакети често е под 10ms. Когато тези пакети са “размесени” с дълги пакети, гласовите пакети могат да бъдат значитално забавени. Този проблем може да се избегне ако на гласовите пакети се присъди приоритет по линията. За бавните линии сегментационния механизъм би могъл да се окаже необходим тъй като би позволил на гласовите пакети да прекъсват и се вместват между другите по-дълги пакети.

При закъснение в рутера, всеки рутер през който минава даден пакет се нуждае от време за препращане на получения пакет. Забавянето на даден пакет е функция от натоварването на рутера. Общото закъснение може да бъде различно: от незначително за слабо натоварените мрежи или мрежите използващи т.нар. ресурсно осигуряване, до значително в случаите на съвместно използване на мрежата с Интернет. Закъснението при рутера по принцип може да бъде една от най-непредсказуемите величини при гласовото използване на Интернет-мрежата. За целта се осъществява управление с помощта на шлюз за гласова комуникация. Управлението се използва чрез два типа техника: при първия тип техника глас през IP е възможно гласовата информация да се предава между интерфейси, всеки от които е идентефициран с IP-адреси. При втория способ телефонията и другите интерактивни приложения си разпределят линията помежду си. Базовата функция при управление с шлюз включва географското идентифициране на абоната като номер или име на потребителя, IP-адреса чрез който може да се достигне, както и характеристиките на този интерфейс.

Географското идентифициране между потребителите и IP-адресите не винаги е статично. Адресите на избираните по автоматичен път IP-абонати обикновено са динамично определени докато тези на Интернет-доставчиците са фиксирани постоянно. По този начин в район с фиксирани IP-адреси, абонатите могат да сменят компютрите които ползват. Явна е необходимостта шлюзът да съдържа механизъм за управление на динамичната информация,който да регистрира характеристиките на отделните абонати. При гласовия междумрежов интерфейс трабва потребителите с персонален компютър ( PC ) да могат да викат абонатите с телефонни постове, както и обратно – телефонните абонати да могат да се свързват с притежателите на PC. Ролята на гласовия междумрежов интерфейс е да свърже АТЦ или ISDN-мрежата с IP-мрежата и да управлява връзката между тях. Когато пристига дадено телефонно повикване гласовия интерфейс преобразува пристигащия звуков сигнал от телефонната линия (аналогова или цифрова) в звуков пакет и го изпраща по IP-мрежата.

5.Приложение

Най-дискутирания феномен засягащ съвместната работа на Интернет и телефонните мрежи е възможността Интернет-мрежата да се ползва за преносна среда за глас на дълги разстояния. Въведена първоначално за връзка между Интернет-потребителите, днес са известни множество приложения, при които Интернет-телефонията, осигурява повиквания на Интернет-абонатите от телефонните абонати, както и между телефонните абонати през Интернет-мрежата. При този сценарий са необходими един или два междумрежови гласови интерфейси обикновено разположени относително близко да телефонните абонати. Използването на IP-мрежата за трафик на дълги разстояния означава, че само местните разговори се плащат по тарифите на талафонната мрежа.

Интересът към Интернет-телефонията е свързан с възможността да се прилагат различни тарифи за IP-трафика и за телефонния трафик. Макар че за телефонния трафик по Интернет се изисква значително по-тясна честотна лента, не съществува твърда убеденост, че производствената стойност за пренасяне на телефонния трафик е толкова ниска. Не трябва да се забравя и факта, че засега качеството на телефоннните услуги по Интернет е относително по-ниско от това по телефонната линия. При добре конфигурираните IP-мрежи проблемът със закъсненията, а оттам и с качеството на сигнала може да бъде отстранено с контрол на натоварването и броя на рутерните ретранслации.

Сценарий “Интранет с телефония”

Компаниите с добре развита Интранет-мрежа, при която голяма част от компютрите на специалистите са свързани към нея гледат на тази мрежа като на помощна. Интранет-мрежата може да бъде развита между множество географски отдалечени райони и селища по наети линии или други средства осигуряващи адекватно качесво.

Съгласно този сценарий вътре в компанията липсва традиционната телефония. Компютрите от Интранет се ползват и за предаване на данни и за телефония. Самостоятелно, IP-телефонните съоръжения и за нуждите на безжичната телефония. Всички видове трафик преминават през IP-мрежата. Качеството на мрежовите услуги може да се предвиди и поддържа на определено ниво – достатъчно добро за телефонния трафик, даже и при съобщения между отделни селища. За интерактивни нужди имената на абонатите очевидно следва да имат адреси. Потребителите следва да имат телефонен номер, по който да бъдат открити, даже и извън предприятието, което предполага наличието на връзка с телефонната мрежа поне в една интерфейсна точка. Интерфейсната връзка може да се осъществи или чрез първичен ISDN-вход или чрез вход към УАТЦ. Интерфейс за връзка се ползва и между базовата IP-мрежа и радиотелефоннатамрежа.

Телефонен достъп по IP

Третия сценарий се отнася до потребителите Интернет, желаещи да поддържат двупосочни връзки с телефонни абонати, т.е. да търсят и да бъдат търсени от тях. Този сценарий е твърде интересен за потребители, ползващи за по-продължителен срок автоматичната си телефонна линия към доставчиците на Интернет. Техниката на Фон-дубльора (ФД) може да осигури втора виртуална линия, по която да се провежда двупосочен телефонен трафик, без той да влияе на провждащата се Интернет-връзка. Фон-дубльора създава тази възможност, без да въвежда втори номер или някаква специална процедура на търсене.

При този сценарий се оказва, че качеството на комуникациите и възможността за създаване на връзка са по-важни от стойността на услугата. Най-добре е гласовият междумрежов интерфейс да бъде разположен близо до потребителя, откъдето по най-лесен начин звуковата информация да досригне до телефонната линия. Връзката към Интернет-мрежата се ползва за мултиплексиране на телефонния трафик и трафика за предаване на данни.
Сценарий “Мултимедийна телефония”

Мултимедийната телефония осигурява гласова връзка като допълнение към интерактивните мултимедийни сеанси. Сценарият включва поредица от приложения като:

- повиквателен център(Call Center) – приложения, при които абонатите се пренасочват към определена информация, примерно към страница на дадена туристическа агенция. Когато потребителя желае да се свърже с точно определен служител от агенцията, той просто щраква върху дадена икона от екрана и телефонната или Интернет-връзката е осъществена по общата телефонна линия към въпросния служител.

- разпределено приложение, което позволява на потребителя, интерактивно разпределение и обработка на документи и образи, успоредно и едновременно с провеждането на телефонен разговор.

- мултимедийна конференция, при която абонатите с компютри и телефонни апарати могат да си общуват в рамките на възможностите на техните терминали.

Главното достойнство на този сценарий е възможността Интернет-техниката да въвлече нови и различни медии в работата на абонатната станция, осигурявайки едновременно и нови пътища за връзка. Съществено е, че при този сценарий може да се осигури качествена гласова връзка. Счита се че в бъдеще, интегрирането на приложенията т.е. мултимедийната връзка ще стане една от най-важните движещи сили в развитието на Интернет-техниката.

Днес един от най-обичайните начини за достъп до Интернет-мрежата е чрез модем за комутируема връзка, включен към обществената автоматична телефонна мрежа (PSTN). За съжаление ползването на телефонна връзка и Интернет едновременно е невъзможно. В миналото този въпрос се решаваше, чрез заявка за втора виртуална линия към АТЦ. Днес Фон-дубльорът (ФД) предлага алтернатива. Осигурявайки втора виртуална линия, абонатът на АТЦ поддържа връзката си с централата, като в същото време е във връзка и с Интернет-мрежата и обратно – по време на работа в Интернет абонатът може да търси или да бъде потърсен от всеки абонат на световната телефонна мрежа, чрез избирането на собствения му номер. Насрещният кореспондент не се интересува от това дали търсения абонат в същото време е включен и работи по Интернет-мрежата или е свободен.

По същество Фон-дубльорът (ФД) е управляващ софтуер за осигуряване на връзка между телефонните абонати и потребителите свързани към Интернет. Ако абонатът пожелае да проведе телефонен разговор по време на което работи в Интернет-мрежата, той просто щраква върху дадена икона от екрана на компютъра и избира нъния му телефонен номер, който се появява контролно на дадено поле. Клиентът изпраща повикването към междумрежовия гласов интерфейс на ФД, който от своя страна транслира телефонното повикване към PSTN (или ISDN). PSTN отправя повикването в съответното направление и когато търсения абонат отговори, телефонния разговор може да се проведе или чрез слушалка, или чрез говорител и микрофон вградени в компютъра.

Обратно ако по време на работа в Интернет-мрежата постъпи телефонно повикване, на екрана се открива сигнален прозорец и се чува акустично повикване. За да се осъществи разговора абонатът щраква върху съответния бурон и поема разговора.

Междумрежовия гласов интерфейс на ФД нормално е разположен в непосредствена близост до входящия сървър с оглед осигуряване максимално качество на предаване на звука. Така се избягва закъснението предизвикано от мрежата на рутерите. Интерфейса разменя Интернет-пакетите с клиентския ФД, като контролира повикването и осигурява прехвърлянето на гласовия сигнал по Интернет-мрежата. От страна на мрежата интерфейса осигурява връзката към ISDN. Капацитетът на междумрежовия интерфейс се прави такъв, че да отговаря на капацитета на сървъра за достъп. Осигурявайки нормален трафик за провеждане на телефонните разговори, звуковия междумрежов интерфейс може да поеме едновременно до 30 телефонни разговора и 200 до 300 IP-потребителя.

Фон-дубльора пренася гласовия трафик през Интернет-мрежата само между абонатния компютър и междумрежовия гласов интерфейс. Тъй като това става чрез комутируема връзка през PSTN качеството на VOIP-връзката пряко зависи от големината на собствения трафик на абоната. Входът на сървъра се конфигурира предварително, така че да осигурява по-висок приоритет на гласовите пакети по отношение на останалите. Отсъствието на голям трафик от предаване на данни по време на телефонния разговор запазва качеството на услугата и закъснението в допустими граници. С изключение на входа към доставчиците на Интернет-услуги, всяка част от връзката се осъществява както при нормален телефонен разговор. При това, качеството му не се влияе от това дали той се провежда в местната мрежа или в междуселищната. При преносана глас през IP, звуковата информация може да бъде пренасяна по комутируема линия с модем, съвместно с друг тип информация. Когато обаче комутируемата линия към модема е с възможности за скорост по-ниска от 64kbit/s, гласовата информация трябв да бъде компресирана. Стандартната GSM-компресия от 13kbit/s е достатъчна за пренос на звукова информация по модемна линия със скорост 28.8kbit/s. Могат да се използват различни алгоритми за компресия. ФД дава възможност на потребители, достигащи до Интернет чрез ISDN да изпращат и получават трафик с пълна 128kbit/s скорост, като в същото време могат да изпращат и получават телефонни повиквания. За изпращане на гласовата информация по Интернет-мрежата е необходима лента от 15kbit/s. Целият оставащ спектър се предоставя за пренасяне на данни. Следователно при входящите повиквания трафикът за пренасяне на данни не трябва да спада до 64kbit/s.

Телефонната и IP-мрежи имат съвсем различни адреси в пространството. За да се изгради връзка между телефонните повиквания и IP-пакетите всеки абонат следва да има уточнен адрес.

Когато потребителят задейства клиент на ФД, текущия IP-адрес преминава през интерфейсен шлюз заедно с абонатния телефонен номер и останалите идентификационни данни. Шлюзът идентифицира потребителя и регистрира връзката между телефонния номер и IP-адреса.

Всеки път, когато някакво повикване преминава през гласовия междумрежов интрфейс, интерфейсния шлюз бива консултиран за тази връзка. Информацията се ползва за таксуване на изходящите повиквания. За входящите връзки информацията се ползва за да се открие IP-адреса, на който потребителя може да бъде открит.

За да се достигне до абонат, ползващ телефонна линия за достъп до Интернет, повикването трябва да се пренасочи към телефонния междумрежов интерфейс. Той от своя страна придвижва повикването до мрежовия интерфейс, като последния следва да го насочи към неговия IP-адрес.

Могат да се ползват множество методи за пренасочване на повикванията. Предпочитаният метод обаче е стандартният – пренасочване при заето в обществената телефонна мрежа (PSTN). PSTN определя дали абонатната линия е заета и пренасочва повикването към гласовия интерфейс. Той се консултира с интерфейсния шлюз, за да се определи дали абоната в момента е включен към ФД. Ако това е така, позвъняването се насочва от междумрежовия интерфейс към клиентския ФД. В противен случай (т.е. на отсъствие на ФД), гласовия интерфейс изпраща сигнал заето към викащия абонат. Друг вид пренасочване е дистанционно контролираното пренасочване, инициирано от гласовия междумрежов интерфейс.

Най-силната страна на ФД е възможността да осигури едновременно достъп до PSTN и до Интернет като се създава втора виртуална линия. Предимстворо е, че потребителите не се изключват от PSTN в момент на свързване към Интернет-мрежата. Въвеждането на ФД осигурява на потребителите по-добри и качествени услуги, а доставчиците на телефонни услуги реализират допълнителни приходи.

Алтернативата на ФД е заявката и изграждането на втора линия. ФД помага на операторите да избегнат инвестиции за достъп до мрежата и местните централи. Приходите се увеличават като доставчиците на телефонни услуги дублират Интернет-доставчиците и могат да предложат конкурентни услуги комбиниращи Интернет и телефония.

Компаниите разполагащи с фон-дубльор-сървъри и свързани към тях УАТЦ и местни мрежи могат да осигурят дистанционен достъп до услугата. Това дава възможност на работниците и служителите да избират работното си място, например служителите работещи вкъщи имат достъп по комутируема линия и модем до селищната централа или УАТЦ. Входящите и зходящи повиквания могат да бъдат пренасочени към номер от УАТЦ в случай, че гласовия междумрежов интерфейс насочи повикването към ФД. Така при наличие на автоматичен достъп служителите могат да бъдат потърсени както в техния офис, така и на домашния им телефон.

Управляващите функции са групирани в общо фон-дубльорно управление,което на свои ред се управлява от шлюза. Съществуват две основни функционални категории: управление на потребителя и управление на мрежата.

Управляващата функция на основата на WWW може да бъде достъпна чрез използването на какъвто и да е стандартен браузер. Това дава на системните администратори “позната околна среда”, в която навигацията е бърза и лесна.

Подсистемата за управление на мрежата се използва за добавяне, изтриване, промяна и конфигуриране на мрежовите интерфейсни модули.

Таксуването се осъществява по различни начини, в зависимост от изискванията на потребителя. Фон-дубльорната система не е лимитирана с определена система на таксуване, но в общи линии поддържа известните механизми на таксуване в зависимост от разстоянието на осъществяване на връзката. Фактически данните подавани от шлюза могат да формират съответната система за разплащане.

При системата с “вградени данни” шлюзът генерира данни за направените повиквания в местната файлова система. Входящите и изходящи повиквания се записват. Използвайки протокола за трансфер на файлове, тарифиращата система събира данните в реално време.

При мрежово-формирания начин местната централа осигурява таксуването. За изходящи повиквания интерфейса изпраща съобщение на централата за проведеното повикване.

При радиусовото отчитане на таксуването разплащателните данни се преобразуват в “радиус”-съобщения с цел по-лесно осчетоводяване. Това е най-често използвания начин на таксуване при автоматичното телефонно избиране.

В заключение трябва да се каже, че ФД създава виртуална втора линия за Интернет-потребителите към обществената мрежа. Така потребителите ползващи Интернет са свързани едновременно към вътрешната мрежа Интранет, чрез автоматична връзка и не е нужно да се безпокоят, че ще пропускат важен телефонен разговор. Вместо това с ФД ще могат да изпращат и получават повиквания без абонатите да се изключват от мрежата.