Термінологія в IP-телефонії

Останнім часом можна багато почути про IP-телефонію і терміни, пов'язані з нею. Деякі люди, стикаючись із цією тематикою, можуть взагалі не розуміти, про що йде мова. Цей перелік допоможе вам ознайомитися з основними поняттями IP-телефонії, дізнатися про призначення кожного компонента і його ролі в технології.

IP-телефонія (VoIP)

Для початку необхідно розуміти, що ж таке IP-телефонія. Це голосовий зв'язок, відео спілкування і текстові повідомлення, прийом і передача яких здійснюється за допомогою протоколу IP через мережу передачі даних. Середовище, в якому відбувається такий обмін даними, може бути Інтернет або IP-мережі. Часто у зв'язку з цим можна почути й інший термін - VoIP. Протокол VoIP (Voice over IP) забезпечує передачу виключно голосових даних в IP-мережах. При цьому слід розуміти, що технологія має варіанти передачі звуку через IP, не обов'язково пов'язаних з телефонією. Наприклад, VoIP часто використовують для передачі звуку в системах відеоспостереження та оповіщення, при перегляді фільмів онлайн, трансляції вебінарів.

Мережева модель OSI (Open Systems Interconnection basic reference model) або базова еталонна модель взаємодії відкритих систем – це модель, що описує взаємодію мережевих пристроїв, таких як мережеві карти комп'ютерів, маршрутизатори, IP-телефони тощо, на 7 протокольних рівнях: фізичний, канальний, мережевий, транспортний, сеансовий, подання, додатків.

Інтегровані мережі

IP-телефонія працює в різних IP-мережах, але може бути інтегрована і з іншими мережами. Зупинимося на кожній з них більш детально.

Мережа IP – це мережа, побудована на базі протоколів TCP / IP, за допомогою яких можна створити як локальні, так і глобальні мережі. До таких мереж відносяться Інтернет, будь-яка локальна комп'ютерна мережа, локальна мережа з виділеною телефонною мережею. Саме через такі мереж відбувається передача даних в IP-телефонії.

PDN (мережі передачі даних загального користування) – це будь-яка загальнодоступна мережа, що створюється, експлуатується і контролюється великими компаніями або адміністраціями мережі з метою забезпечення своїх служб інструментом передачі даних, у тому числі і IP-телефонією.

PSTN (телефонна мережа загального користування) – це загальнодоступна телефонна мережа, для доступу до якої використовуються звичайні телефонні апарати. Може взаємодіяти з IP-мережами за допомогою VoIP-шлюзів.

ISDN (цифрова мережа інтегрального обслуговування) – це мережа, що забезпечує передачу даних на різних швидкостях в єдиному фізичному каналі, тобто через абонентську телефонну лінію. У таких мережах може передаватися голосова та текстова інформація, зображення та інші дані через єдине з'єднання.

AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data) – це архітектурна модель побудови мережі, яка з'єднує різні додатки даних, голосу і відео в єдину інтелектуальну мережеву інфраструктуру і складається з 4 рівнів: інфраструктурного, обробки викликів, рівня додатків, клієнтського.

FMC (Fixed Mobile Convergence) – це технологія, що дозволяє створити єдину мережу мобільних і офісних телефонів із використанням коротких внутрішніх номерів.

CTI (Computer Telephony Integration) – іншими словами, комп'ютерна телефонія, технологія, за допомогою якої можлива взаємодія комп'ютерів і звичайної телефонної мережі.

Протоколи і їх елементи

Прийом і передача даних в IP-телефонії відбувається за такими протоколами і їх компонентів.

IP (Internet Protocol) – міжмережевий протокол маршрутизації, що забезпечує з'єднання за допомогою комутації каналів. Саме він об'єднує всі комп'ютери в єдину всесвітню мережу Інтернет. Знаходиться на мережевому рівні моделі OSI. Цей протокол здійснює обмін пакетами даних між різними вузлами мережі, незалежно від кількості проміжних вузлів.

UDP (User Datagram Protocol) – протокол транспортного рівня OSI, що базується на IP-протоколі і дозволяє здійснювати передачу даних, не встановлюючи при цьому з'єднання. Він не споживає багато трафіку, оскільки не здатний забезпечити коректність або підтвердження передачі даних і не може відправити їх повторно.

RTP (Real-time Transport Protocol) - ще один із протоколів транспортного рівня, що працює поверх UDP-протоколу. Здійснює передачу даних у режимі реального часу. Із його допомогою можна привласнювати тимчасові мітки кожному вихідному пакету даних, завдяки чому можна контролювати їх передачу, приймати їх в правильному порядку, а також синхронізувати аудіо і відео дані.

SIP-протокол забезпечує установку зв'язку між абонентами IP-мережі для обміну мультимедійними даними. Може працювати поверх інших транспортних протоколів. Відповідає за процедуру реєстрації, встановлення і завершення користувацького сеансу зв'язку з відповідною сигналізацією.

SIP-номер надається провайдером IP-телефонії в IP-мережі, за допомогою якого можна здійснювати дзвінки.

SIP-адреса – адреса в форматі SIP_ID @ domain, завдяки якому можна дзвонити через зовнішні IP-мережі.

SIP-порт – порт, який здійснює прийом і передачу інформації, яка описує сеанс зв'язку. Значення за замовчуванням - 5060.

SIP-сигналізація здійснює обмін даними, які охоплюють настройки SIP-протоколу, що відповідають за спосіб передачі інформації. Сигналізація передається по SIP-порту.

SIP-сервер служить для коректної взаємодії всього SIP-обладнання. Може приймати і передавати різні запити користувачів. Залежно від підключеного обладнання, його найменування в налаштуваннях відображається як SIP-сервер або Proxy.

H.323 - протокол, що визначає набір стандартів, необхідних для передачі мультимедійних даних в мережах з пакетною передачею. Знаходиться на рівні даних моделі OSI.

MGCP-протокол здійснює управління медіа-шлюзів, що з'єднують між собою традиційну телефонію і VoIP-системи.

Megaco / H.248 використовується для взаємодії між шлюзом і контролером шлюзу в телекомунікаційних мережах з комутацією каналів. Являє собою вдосконалений MGCP-протокол.

SIGTRAN – група протоколів, що здійснюють туннелювання PSTN-сигналізації на програмний комутатор. Служить для взаємодії традиційних телефонних мереж і VoIP.

SCTP – протокол транспортного рівня, що дозволяє організувати гарантовану доставку пакетів в IP-мережах.

SCCP – закритий протокол, який здійснює управління медіа-шлюзів і IP-телефонами, що використовуються в пристроях компанії CISCO.

IAX2 – протокол, що дозволяє здійснювати обмін VoIP-даними між IP-PBX Asterisk. Медіапотоки і сигналізація передаються через один і той же порт.

SRTP – використовується для шифрування і захисту даних, забезпечує цілісність і автентичність відбитку переданого повідомлення.

ZRTP – протокол, який використовується для узгодження ключів шифрування в VoIP-системах.

TCP – транспортний протокол управління передачі даних, який сприяє встановленню зв'язку між двома комп'ютерами в локальній мережі і організації обміну даними між ними в дуплексному режимі.

ATM – мережевий протокол, який використовує асинхронний спосіб передачі даних. Така технологія є однією з різновидів швидкої комутації пакетів.

NАТ (транслятор адреси мережі) дозволяє пересилати внутрішні IP-адреси в зовнішні. Використовується як гарантія безпеки внутрішньої мережі з виходом в Інтернет. Вирішує проблему нестачі реальних IP-адрес.

Кодеки (Codec) (кодеки використовуються в VoIP: G.711, G.723.1 (6.3), G.723.1 (5.3), G.726-32, G.726-24, G.726-16, G.729 ( 8), G.729 (6.4)) – програмне забезпечення, що застосовується для стиснення відео або звукових даних для зручності подальшого їх транспортування через мережу.

VAD (Voice Activity Detector) – детектор голосової активності, що застосовується в кодеках для стиснення звукового сигналу. Використовується для визначення проміжків часу, в які абонент говорить.

Системи і обладнання

Для взаємодії мереж, за допомогою яких організовується IP-телефонія, використовується певне обладнання і різні системи. Розглянемо більш докладно деякі види обладнання і дізнаємося, як саме вони використовуються в IP-телефонії.

Віртуальна АТС – комплекс програм, за допомогою якого можна реалізувати функції АТС і організувати зручний корпоративний офісний зв'язок. Таке програмне забезпечення встановлюється на будь-який комп'ютер, ноутбук або віддалений сервер, а зв'язок здійснюється через Інтернет.

IP-PBX (Private Branch eXchange) – офісна IP-АТС, орієнтована на використання всередині компанії і працює на основі IP-протоколу. Такі АТС бувають трьох типів: апаратні, програмні та віртуальні. IP-PBX може об'єднувати в єдину інтелектуальну мережу офісні телефони, або поєднувати локальну мережу і телефонну мережу загального користування.

Проксі-сервер – сервер, який виступає посередником між основним сервером і користувачами. Він дозволяє їм виконувати непрямі запити до інших мережних служб і отримувати відповіді. Такі сервери застосовуються для забезпечення доступу локальних комп'ютерів до мережі інтернет, для кешування і стиснення даних, для захисту локальної мережі, а також для обмеження її доступу в зовнішню мережу.

IP-телефон, VoIP-телефон, SIP-телефон – це телефонний апарат, за допомогою якого можна організувати голосове спілкування користувачів через IP-мережі.

VoIP-шлюз – пристрій, завдяки якому до мереж IP-телефонії можна підключити офісні міні-АТС і звичайні телефонні апарати.

Маршрутизатор (Router) – спеціалізований пристрій, який пересилає пакети даних між різними мережевими точками. Як правило, на всьому шляху передачі пакетів зустрічається кілька таких точок, де також встановлено роутери.

Комутатор (світч) – пристрій, що з'єднує кілька мережевих вузлів в одному або декількох мережевих сегментах.

Gatekeeper диспетчер (гейткіпер) – додатковий пристрій, що підключається виключно до IP-мережі і дозволяє виконувати різні базові функції мережі IP-телефонії: аутентифікацію і авторизацію користувачів, розподіл викликів між шлюзами, реєстрацію обладнання, взаємодію з іншими гейткіперами тощо.

Порти: FXO, FXS, E&M, BRI, PRI

Порт FXO використовується для підключення аналогових телефонів до IP-АТС.

Шлюз FXO емулює роботу телефонного апарату.

Порт FXS – це голосовий інтерфейс, який емулює роботу АТС, що дозволяє підключити звичайний телефонний апарат або шлюз FXO.

E&M являє собою 2- або 4-дротовий інтерфейс, аналогічний за функціоналом до порту FXS.

BRI – базовий інтерфейс доступу до мережі, що складається з 3 каналів, найчастіше використовується для домашнього користування або невеликих компаній.

PRI - первинний або основний інтерфейс доступу до мережі. Складається з 31 каналу і використовується в основному для підключення до телефонії великих підприємств.

Програми та додатки

У роботі IP-телефонії використовується різний софт. Зупинимося детальніше на найбільш поширеному.

CRM (система управління взаємовідносинами з клієнтами) – прикладне програмне забезпечення, призначене для підвищення результативності взаємодії з клієнтами і поліпшення їх обслуговування.

Інтеграція СRM-систем і IP-телефонії на сьогоднішній день - один із основних інструментів для бізнесу.

Біллінгова система (Billing System) – програмне забезпечення, призначене для обліку, аналітики, тарифікації витрат за телефонні переговори і виставлення рахунків. Найчастіше йде у зв'язці з IP-телефонією.

Софтфон – програмний продукт, призначений для здійснення відео- та голосових дзвінків за допомогою Інтернету. Для повноцінної роботи програмного телефону необхідна гарнітура, веб-камера, якщо планується відеозв'язок, колонки і мікрофон.

Softswitch – програмний комутатор, що використовується для забезпечення повноцінної роботи послуг аналогової і IP-телефонії. Підтримує роботу всіх протоколів, необхідних в роботі IP-телефонії.

TAPI (Telephony Applications Programming Interface) – стандартний інтерфейс для розробки програмних додатків для телефонії. Розроблено на базі Microsoft Windows. Дозволяє підключати персональні комп'ютери до аналогових телефонних апаратів і офісних АТС.

API – інтерфейс прикладного програмування, що представляє собою опис різних способів, за допомогою яких можлива взаємодія 2х комп'ютерних програм. Використовується розробниками софту для створення програмного забезпечення.

Least Cost Routing System (LCR) – функція, яка відстежує в режимі реального часу зміни тарифів, що дозволяє прокласти маршрут між двома абонентами по шляху найменшої вартості телефонного з'єднання.

Сервіси

При підключенні IP-телефонії користувачам стають доступні різні сервіси:

IVR (Interactive Voice Response) – інтерактивна система голосового меню, що використовує попередньо записані голосові повідомлення для маршрутизації при дзвінку: вибору опцій шляхом введення абонентом цифр або їх комбінацій на клавіатурі телефонного апарату за допомогою DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency) - тонального набору.

Direct Dial-In (DDI) – технологія, що дозволяє здійснювати виклики з телефонної мережі загального користування одразу на внутрішній номер абонента, минаючи з'єднання з оператором або голосове меню.

Call Detail Record – CDR дані про дзвінок. Найчастіше використовуються в білінговій програмі для формування телефонних рахунків і оцінки використання трафіку.

Callback – послуга, яка дозволяє здійснювати міжнародні дзвінки за тарифами IP-телефонії. Використання цієї функції дає можливість клієнту з'єднатися з потрібним абонентом так, щоб дзвінок для обох кваліфікувався як вхідний.

Call-tracking – технологія відстеження дзвінків, за допомогою якої можна виявити найбільш ефективний канал реклами.

Номери Toll Free – телефонні номери з кодом 0-800, дзвінки на які буде оплачувати приймаючий абонент. Такі номери часто використовуються при дзвінках в тех. підтримку компанії.

Номери DEF – телефонні номери з кодами негеографічної нумерації, наприклад, мобільні номери.

WebRTC – завдяки цій технології можна здійснювати відеодзвінки через браузер. Щоб приєднатися до дзвінка, користувачеві слід лише перейти за посиланням на потрібну сторінку.

DNIS (Dialed Number Identification System) – система визначення номера при вхідному дзвінку.

Монітор (Administration manager) – один із додаткових модулів IP-телефонії, що використовується для віддаленого адміністрування різних мережевих пристроїв: шлюзів, диспетчерів.

Процеси і явища

В основі роботи IP-телефонії лежать певні процеси і виникають деякі явища.

Імпульсно-кодова модуляція перетворює аналоговий сигнал в цифровий, для чого використовується аналого-цифровий перетворювач (АЦП).

Цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) – пристрій, завдяки якому можна цифровий двійковий сигнал перетворити в аналоговий.

Комутація пакетів (Packet Switching) – дозволяє організувати з'єднання за допомогою дроблення інформації на пакети, подальшої їх передачі і відновлення інформації на прийомі. Недоліком такої послуги є неможливість гарантування якості обслуговування. До переваг можна віднести велику ефективність каналів із фіксованою смугою.

Передача даних - це фізичне перенесення цифрових даних від однієї точки до іншої або між декількома точками у вигляді сигналу через канали передачі даних для подальшої обробки їх засобами обчислювальної техніки.

Джиттер – зміна (скачки) часу затримки при передачі пакетних даних. Це може статися внаслідок завантаженості мережі, нестабільної роботи обладнання або обмеженої смуги пропускання.

Джиттер буфер – тимчасове сховище пакетів даних, створене на стороні приймання. Використовується для боротьби з джиттером.

Параметри і показники

У роботі IP-телефонії використовуються різні параметри і показники, наприклад:

• ASR / ABR – статичні параметри, що визначають відношення кількості прийнятих дзвінків до загальної кількості спроб здійснення дзвінка. Дана величина виражається у відсотках і характеризує рівень додзвону.

• ACD – статична величина, що показує середню тривалість виклику в різних напрямках.