Загальні питання технології IP-телефонії

взаємодія з комп’ютерною мережею

телеграф". Трубка Белла використовувалася по черзі і для передачі голосу,

і для прийому. B першому телефоні не було дзвінка. Виклик абонента відбувався через трубку за допомогою свистка. Дальність дії цієї лінії не перевищувала 500 метрів.
1876 - Томас Едісон винайшов вугільний мікрофон який практично без змін проіснував до 1980 року.
На заміну вугільному прийшов електричний мікрофон. В подальшому у телефоні з'явилися голосний зв'язок, тоновий набір, цифрове стискання звуку.

телеграфний ключ, що замикав ланцюг дзвінка (пізніше ключ був замінений

кнопкою).
1877 - петербурзький завод німецької фірми "Сименс і Гальске" почав виготовляти телефонні апарати із двома слухалками - одна для прийому, інша - для передачі мови
1878 - російський електротехнік П. M. Голубицький застосував у телефонних апаратах конденсатор і розробив перший російський телефон оригінальної конструкції, у якому було застосовано кілька постійних магнітів.

першу програму для передачі голосу мережею за допомогою персонального комп'ютера.

Назва Maven
1993 – набула популярності програма відеоконференцій CU-SeeMe для Macintosh (Mac), розроблена в Корнельському університеті.
Квітень 1994 - за допомогою програми CU-SeeMe було передано на Землю зображення Endeavor NASA під час польоту. Отриманий з супутника сигнал надходив на Maven, з'єднану з Інтернетом, і кожний міг почути голоси астронавтів. Потім одну програму вбудували в іншу, і з'явився варіант CU-SeeMe з повними функціями аудіо і відео.

версію програми Іnternet Phone, розроблену для власників мультимедійних персональних комп'ютерів,

що працюють під Wіndows.
1995 - інші компанії швидко оцінили перспективи, які відкривала можливість розмовляти, перебуваючи в різних півкулях і не платити при цьому за міжнародні дзвінки. На ринок стала виходити продукція, призначена для передачі голосу через мережу Інтернет
Вересень 1995 - програма DigiPhone, яка запропонувала "дуплексні" можливості, дозволяючи говорити і слухати одночасно. Цей момент є народженням привабливого для абонентів справжнього інтерактивного зв'язку

телефонії) було оголошено про спільний проект "Internet Telephone Gateway" двох

компаній: VocalTec і найбільшого виробника ПЗ для комп'ютерної телефонії Dіalogіc.
Метою було навчити працювати через Інтернет звичайний телефонний апарат. Для цього між мережею Інтернет й ТМЗК був встановлений спеціалізований шлюз VTG (VocalTec Telephone Gateway), який представляв спеціалізовану програму, що використовувала голосові плати Dіalogіc як інтерфейс зі звичайними телефонними лініями.

до восьми незалежних телефонних розмов через мережу,
вирішили проблему адресації,

взявши на себе перетворення звичайних телефонних номерів у ІP-адреси (і назад).
Для розмови одного користувача досить було ширини смуги каналу порядку 11 кбіт/с (у сучасних продуктів вона буває іншою).

вартість зв'язку створили передумови для корінних змін у телекомунікаціях.
1997 -

стали цілком звичайними з'єднання через Інтернет двох звичайних телефонних абонентів, що перебувають у зовсім різних місцях планети.
Протоколи для передачі голосового трафіку: Н.323, SIP, MGCP, MEGACO

розвитку рішень IP-телефонії обумовлена ​​не тільки можливістю зниження витрат на

телефонні переговори і технічне обслуговування інфраструктури .
У стратегічному плані IP-телефонія може стати єдиною технічною платформою, яка дозволить об'єднати рішення для передачі даних і голосу, а також для обробки і подальшого використання цієї інформації в усіх бізнес-процесах. Таким чином, розвиток IP-телефонії в певному сенсі є засобом підвищення продуктивності праці і розвитку бізнесу

яка використовує мережу з пакетною комутацією повідомлень на базі протоколу

IP для передачі голосу в режимі реального часу.
При розмові наші голосові сигнали перетворюються в пакети даних, які потім стискаються. Далі ці пакети даних посилаються через Інтернет приймальній стороні. Коли пакети даних досягають пункту призначення, вони декодуються в аналоговий голосовий сигнал.
IP-телефонія в чистому вигляді може застосовуватися в якості ліній передачі голосу, для чого можуть використовуватися спеціально виділені цифрові канали

міжнародні дзвінки). Також набагато менші витрати на інвестиції в обладнання.

Високі витрати телефонних компаній призводять до дорогих міжміських розмов. Виділене підключення, тобто можливість постійного доступу до телефонного зв'язку з телефонної станції вимагає надмірної продуктивності за рахунок часу простою протягом голосового сеансу. У таких випадках доводиться оплачувати і той час, коли телефонна лінія не використовується.
На відміну від аналогової телефонії, IP-телефонія створює "підключення за запитом" і не має зарезервованих ліній зв'язку, що зменшує витрати на телефонні розмови

ліній. Але в них вона додатково застосовує прогресивну технологію стиснення

переданих сигналів, яка більш повно використовує ємність телефонних ліній.
При звичайному способі передачі мови (аналогова телефонія) використовується канал пропускною здатністю 64 кбіт/с незалежно від того, розмовляє абонент чи мовчить під час з'єднання. У разі передачі мови IP-мережею, за рахунок оцифровки і компресії, мова передається у вигляді цифрової інформації, причому якщо абонент мовчить або робить паузи під час розмови, цифрова інформація в канал не передається і канал не заповнюється. Це дозволяє в одному каналі 64 кбіт/с передавати від 8 і більше з'єднань одночасно, що в свою чергу забезпечує зниження тарифів, і, відповідно, оплата зменшується

дані, факсимільні повідомлення передаються вже з набором IP-протоколів Інтернету, що

використовуються. Таким чином, голосова інформація і звичайні дані можуть передаватися однією мережею.
Це означає, що клієнти отримують додаткову корисну функцію від використовуваної мережі, яка поєднує в собі властивості мережі передачі звичайних даних і телефонної мережі.
Таким чином, маючи комп'ютерну мережу, можна "накласти" на неї телефонію, і голосовий трафік цієї мережі буде передаватися по тих же каналах, що і дані .
Доступ в Інтернет стає більш універсальним

протоколів IP-телефонії: H.323, MGCP, SIP та інших

абонента, що викликається, після чого відбувається з'єднання з мережевим шлюзом

в електричний аналоговий сигнал, який зазнає ряд перетворень (кодується).
Усередині

шлюзу відбувається оцифровка голосового сигналу:

канал 64 кбіт/с, стискається і розбивається на пакети відповідно до

обраного кодеку. У перетворенні беруть участь як апаратні, так і програмні засоби з боку абонента А

приймальній стороні є аналогічний набір пристроїв абонента В, які виконують

перетворення в зворотному порядку.
Пакети з мережі надходять в телефонний шлюз, підключений до телефонної лінії.
Всі операції повторюються в зворотному порядку, тобто здійснюється декодування цифрового сигналу і перетворення його в аналогову форму, яка приводить в дію звуковий динамік

за малі частки секунди, практично в реальному масштабі часу, що

дозволяє забезпечити дуплексну розмову.

площина - це базова мережа з маршрутизацією пакетів IP
Верхня площина

- програмні засоби управління обслуговуванням викликів.
Нижня площина є комбінацією взаємопов'язаних протоколів Інтернету: це RTP (Real Time Transport Protocol), який функціонує поверх протоколу UDP (User Datagram Protocol), розташованого, в свою чергу, в стеку протоколів TCP / IP над протоколом IP.
Таким чином, ієрархія протоколів RTP / UDP / IP представляє такий собі транспортний механізм для мовного трафіку.

даних завжди передбачаються механізми повторної передачі пакетів в разі їх

втрати.
При передачі голосової інформації в реальному масштабі часу цей прийом непридатний, тому що мовна інформація дуже чутлива до затримок, але менш чутлива до втрат
Тому для передачі мови (як і відеоінформації) використовується механізм негарантованої доставки інформації RTP / UDP / IP.
Рекомендації ITU-Т допускають затримки в одному напрямку, що не перевищують 150 мс

управляє обслуговуванням запитів зв'язку,
тобто адресацією, куди виклик повинен бути

направлений, і
способом, яким має бути встановлено з'єднання між абонентами.
Інструмент такого управління - телефонні системи сигналізації

що часто використовуються :
комп'ютер-комп'ютер;
телефон-комп'ютер;
телефон-телефон.
Сценарій "комп'ютер-комп'ютер" реалізується на базі

стандартних комп'ютерів, оснащених засобами мультимедіа і підключених до мережі Інтернет.

або корпоративна мережа підприємства Intranet

А перетворюються в цифрову форму за допомогою аналого-цифрового перетворювача (АЦП).

Відліки мовних даних в цифровій формі стискаються кодуючим пристроєм для скорочення потрібної для їх передачі смуги у співвідношенні 4: 1, 8: 1 або 10: 1.
Вихідні дані після стиснення формуються в пакети, до яких додаються заголовки протоколів, і потім пакети передаються через IP-мережу в систему IP-телефонії, яка обслуговує абонента Б.

а стислі мовні дані надходять в пристрій , який перетворює

їх в первинну форму.
Далі мовні дані перетворюються в аналогову форму за допомогою цифро-аналогового перетворювача (ЦАП) і потрапляють в динамік телефону абонента Б.
Для звичайного з'єднання між двома абонентами системи IP-телефонії на кожному кінці одночасно реалізують як функції передачі, так і функції прийому.

послуг Інтернет повинен мати окремий сервер (GateKeeper), що перетворює імена

користувачів в динамічні адреси IP.
Сам сценарій орієнтований на користувача, якому мережа потрібна в основному для передачі даних, а програмне забезпечення IP-телефонії потрібно лише іноді для розмов з колегами.
Ефективне використання телефонного зв'язку за сценарієм "комп'ютер-комп'ютер" зазвичай пов'язане з підвищенням продуктивності роботи великих компаній, наприклад, при організації віртуальної презентації в корпоративній мережі з можливістю не тільки бачити документи на веб-сервері, а й обговорювати їх зміст за допомогою IP-телефону .

встановленні з'єднання "комп'ютер-комп'ютер"
Для проведення телефонних розмов абоненти А і Б

повинні мати доступ до Інтернету або до іншої мережі з протоколом IP.
Абонент А запускає свій додаток IP-телефонії, що підтримує протокол Н.323.
Абонент Б також заздалегідь запускає свій додаток IP-телефонії, що підтримує протокол Н.323.
Абонент А знає доменне ім'я абонента Б - Domain Name System (DNS) і вводить це ім'я в розділ "кому зателефонувати" в своєму додатку IP-телефонії та натискає кнопку Return.

безпосередньо в персональному комп'ютері абонента А) для того, щоб перетворити

доменне ім'я абонента Б в IP-адресу.
Сервер DNS повертає IP-адресу абонента Б.
Додаток IP-телефонії абонента А отримує IP-адресу абонента Б і відправляє за цією адресою сигнальне повідомлення Н.225 Setup.
При отриманні повідомлення Н.225 Setup додаток Б сигналізує абоненту Б про вхідний дзвінок.
Абонент Б приймає виклик і додаток IP-телефонії відправляє у відповідь повідомлення Н.225 Connect.
Додаток IP-телефонії у абонента А починає взаємодію з додатком у абонента Б, відповідно до Рекомендації Н.245.
Після закінчення взаємодії згідно Н.245 і відкриття логічних каналів абоненти А і Б можуть розмовляти один з одним через IP-мережу

фрагментів, а також здійснює контроль за їх передачею.
У цьому прикладі

не показані деякі службові деталі, які необхідні постачальнику послуг для розгортання мережі IP-телефонії.
У всіх сценаріях під назвою "комп'ютер" мається на увазі термінал користувача, включений в IP-мережу, а під назвою "телефон" - термінал користувача, включений в мережу комутації каналів будь-якого типу: ТМЗК, ISDN або GSM

в службах збуту товарів або в службах технічної підтримки.
Користувач,

який підключився до cepвepy WWW будь-якої компанії, має можливість звернутися до оператора довідкової служби. Це цілком відповідає стилю життя сучасних споживачів, пов'язаного з потребою в додаткових зручностях і економії часу.
У сценарії "телефон-комп'ютер" з'єднання встановлюється між користувачем ТМЗК і користувачем IP-мережі . Передбачається, що встановлення з'єднання ініціює користувач мережі з комутацією каналів

реалізований як окремим пристроєм, так і інтегрованим в існуюче обладнання

ТМЗК або IP-мережі. Показана на рисунку мережа комутації каналів може бути корпоративною мережею або мережею загального користування.
Можливий й інший різновид цього сценарію, коли з'єднання встановлюється між користувачем IP-мережі і абонентом ТМЗК, але ініціює його створення абонент ТМЗК.

використовуючи послуги пакетної телефонії і звичайний телефон, на початковій фазі

абонент А викликає найближчий шлюз IP-телефонії для мінімізації витрат на послуги зв'язку.
Від шлюзу до абонента А надходить запит ввести номер, до якого повинен бути направлений виклик (наприклад, номер служби), і особистий ідентифікаційний номер (PIN) для аутентифікації і подальшого нарахування плати, якщо ця служба платна.
Грунтуючись на номері, що викликається, шлюз визначає найбільш доступний шлях до даної служби. Крім того, шлюз активізує свої функції.
Роз'єднання з будь-якої сторони передається протилежній стороні по протоколу сигналізації і викликає завершення встановлених з'єднань і звільнення ресурсів шлюзу для обслуговування наступного виклику

стимулом використання IP-телефонії за сценаріями "комп'ютер-комп'ютер" і "телефон-комп'ютер", не завдаючи

при цьому шкоди інтересам операторів традиційних телефонних мереж.

сценаріїв IP-телефонії своєю соціальною значимістю, оскільки метою його застосування є

надання звичайним абонентам ТМЗК альтернативної можливості міжміського і міжнародного телефонного зв'язку.
Як правило, обслуговування викликів за таким сценарієм IP-телефонії виглядає наступним чином. Постачальник послуг IP-телефонії підключає свій шлюз до комутаційного вузлу або станції ТМЗК по мережі Інтернет або по виділеному каналу до аналогічного шлюзу, що знаходиться в іншому місті або іншій країні

а замість міжміського компонента ТМЗК використовує або приватну IP-мережу, або

мережу Інтернет.
Завдяки маршрутизації телефонного трафіку IP-мережею стало можливим обходити мережі загального користування і, відповідно, не платити за міжміський / міжнародний зв'язок операторам цих мереж.

IP-телефонії на вході і виході IP-мереж.
Абоненти підключаються до шлюзу

постачальника послуг IP-телефонії через ТМЗК, набираючи спеціальний номер доступу.
Абонент отримує доступ до шлюзу, використовуючи персональний ідентифікаційний номер (PIN) або послугу ідентифікації номера абонента (Calling Line Identification).
Після цього шлюз просить ввести телефонний номер абонента, що викликається, аналізує цей номер і визначає, який шлюз має кращий доступ до потрібного телефону.
Як тільки між вхідним і вихідним шлюзами встановлюється контакт, подальше встановлення з'єднання до абонента, що викликається, виконується вихідним шлюзом через його місцеву телефонну мережу.

розцінок ТМЗК на зв'язок з вхідним шлюзом, розцінок інтернет-провайдера на

транспортування даних і розцінок віддаленої ТМЗК на зв'язок вихідного шлюзу з абонентом, що викликається
Одним з алгоритмів організації зв'язку за сценарієм "телефон-телефон" є випуск постачальником послуги своїх телефонних карток. Маючи таку картку, користувач, який бажає подзвонити в інше місто, набирає номер постачальника даної послуги, потім в режимі донабора вводить свій ідентифікаційний номер і PIN-код, вказаний на картці. Після процедури аутентифікації він набирає телефонний номер адресата

транспорту в мережах IP