IP-телефония - это система связи, обеспечивающая передачу речевого сигнала по сети Интернет или по любым другим IP-сетям. Технология IP-телефонии объединяет эти сети посредством шлюза (gateway). Шлюз представляет собой устройство, в которое с одной стороны включаются телефонные линии, а с другой стороны - IP-сеть (например, Интернет). Данная технология позволяет объединить множество рассредоточенных объектов организации, включая мобильных работников, в единую конвергентную сеть.
IP-телефония позволяет достигнуть экономии затрат путем объединения функций голосовой связи и передачи данных в одну сеть, техническая поддержка которой может осуществляться централизовано, а также путем ликвидации расходов на междугороднюю и международную связь при звонках на удалённые объекты.
Принцип действия IP-телефонии – это конвертация голосовой связи в пакеты данных. Телефонные аппараты подключены к портам передачи данных IP-сети. При этом телефонные функции могут с легкостью исполняться другим устройством, уже подключенным к сети. Такую функцию может выполнять ПК.
Телефония типа «клиент-сервер», LAN с функциями телефонии, чистая IP-телефония, конвергентная телефония и LAN-телефония – всё это термины, обозначающие одну и ту же базовую распределённую архитектуру IP-телефонии.
IP-телефония использует программное обеспечение, устанавливаемое на ПК и выполняющее функции «программируемого» телефона. В отличие от телефонного оборудования, программное обеспечение можно легко модернизировать и усовершенствовать. При этом не возникает необходимости прерывать рабочий процесс, тратить средства на приобретение оборудования и даже подходить к каждому рабочему месту.
Концепция передачи голоса поверх сети данных весьма многообещающа для компаний, которые поддерживают интранет-связь со всеми отделениями и одновременно платят за использование контуров голосовой связи АТС в таких отделениях. Экономия средств сама по себе является привлекательным фактором, а параметры безопасности, надежности и качества связи несомненно подвигнут менеджеров сетей сделать выбор в пользу IP-телефонии.
Наиболее распространенный вариант использования данной технологии - «Телефон-Телефон». Поскольку при IP-телефонном звонке никак не задействован международный (междугородний) телефонный оператор, стоимость этого звонка на порядок меньше стоимости традиционного телефонного соединения. Однако «Телефон-Телефон» является самым очевидным, но далеко не единственным сервисом, который может предоставлять оператор IP-телефонии.
Решения IP-телефонии комбинируют голос и данные в одной сети и предлагают не только дешевые международные и междугородные звонки, но и целый набор совершенно новых коммуникационных услуг любому пользователю.
Несмотря на все технические сложности и явное лидерство других мульти-сервисных решений, IP-телефония приобретает все большую популярность.
По сравнению с остальными технологиями пакетной передачи голоса, именно IP-телефония в наибольшей степени ориентирована на доставку голоса непосредственно абоненту, причем в решениях самого различного масштаба, с использованием не только глобальных каналов, но и локальных сетей. Собственно голос, как аналоговые колебания в системе IP-телефонии, существует только в телефонной трубке, или в том, что ее заменяет. На остальных участках канала передачи от абонента к абоненту оцифрованная речь передается в виде IP-пакетов. Практическая возможность реализации решения полностью на базе IP также дает основания выделять не просто передачу голоса по IP, а именно IP-телефонию как некоторую самодостаточную концепцию.
В отношении сервисов и технологий между IP-телефонией и VoIP нет никакой разницы. Различные производители могут предпочитать один или другой термин либо использовать их в равной степени. С точки же зрения решений "IP-телефония", безусловно - термин более содержательный, так как она реализуется не только на уровне каналов передачи, но и на уровне абонентского оборудования и, что немаловажно, УАТС. Последнее, действительно означает фактическую интеграцию телефонии в ее привычном понимании и сетей IP.
Internet-телефония - как уже было сказано ранее - это частный случай IP-телефонии, когда в качестве линий передачи телефонного трафика либо от абонента к оператору, либо на магистрали используются обычные каналы Internet.
Идея передачи телефонного трафика по IP привлекательна и с технической точки зрения. Будучи протоколом 3-го уровня, IP позволяет при передаче голоса полностью абстрагироваться от каналов передачи. Тем самым проблемы сопряжения при переходе с VoFR на VoАТМ и обратно полностью исключаются. С точки зрения управления телекоммуникационной инфраструктурой возможность использовать только один протокол между конечными точками облегчает работу.
Поскольку IP активно применяется и в локальных сетях, конвергенция голоса и данных становится возможной в рамках единой локальной инфраструктуры. Это означает, что в пределах одной организации настенную розетку - медную или оптическую - можно сделать по-настоящему универсальной. При наличии СКС эффективность проведения операций МАС при кадровых и организационных переменах в компании приближается к предельно возможной, при этом расходы на эксплуатацию системы существенно снижаются.
Вторым важным достоинством IP-телефонии является высокая степень совместимости решений различных поставщиков. В отличие от мультисервисных решений канального уровня, стандартизация которых в первом приближении только-только начинается, совместимость в VoIP очень хорошая. Здесь большим подспорьем оказывается то, что IP-протокол, используемый как в Internet, так и в локальных сетях. Благодаря этому разработка стандартов для проведения аудиоконференций по IP начались еще до того, как термин "мультисервисные сети" вошел в обиход. Разработки и стандарты для аудиоконференций были естественным образом перенесены на пакетную телефонию, а при наличии такого базиса решать проблемы совместимости и стандартизации в процессе дальнейшего развития VoIP (и IP-телефонии соответственно) отрасли было, естественно, легче. Разумеется, в том, что касается прозрачного предоставления продвинутых сервисов при стыке различных сетей, работы предстоит еще немало. Но основная задача - беспроблемное распознавание голоса и его передача из одной сети в другую - решается с помощью различных шлюзов H.232. Иными словами, если IP-адрес абонента известен, то голосовое соединение будет установлено.
Последнее условие является сегодня одним из основных сдерживающие факторов на пути масштабного внедрения IP-телефонии. Отсутствие в IP механизмов обеспечения гарантированного качества услуг делает его пока не самым надежным транспортом для передачи голосового трафика. IP не гарантирует доставку пакетов, а также время их доставки, что вызывает такие проблемы, как "рваный голос" и просто провалы в разговоре. Сегодня эти проблемы решаются: организации по стандартизации разрабатывают новые протоколы, производители выпускают новое оборудование, но на этом уровне дела с совместимостью и стандартизацией обстоят уже не так хорошо, как "упаковкой" речи в пакеты. Заметим что если в рамках частной корпоративной сети некоторая потеря качества голосовой связи при сильной загруженности ресурсов вполне терпима при условии, что средний показатель будет вполне удовлетворительным, то в случае сети общего пользования все на много серьезнее.
Поскольку оператор предоставляет некоторый сервис и берет за него деньги, он обязан гарантировать его качество. Даже если клиент согласен время от времени мириться с не очень высоким уровнем качества, он может предъявить претензии в случае серьезных или длительных проблем. Оператор вынужден следить за качеством предоставляемых услуг, для чего в случае их масштабного предоставления ему требуется соответствующая аппаратура и ПО, пока отсутствующие (первые прототипы только-только анонсируются производителями).
С точки зрения масштабируемости IP-телефония представляется вполне законченным решением. Во-первых, поскольку IP может начинаться (и заканчиваться) в любой точке сети от абонента до магистрали, устройство в этой точке может играть роль шлюза Н.232. Соответственно, IP-телефонию в сети можно вводить участок за участком, что, кстати, на руку и с точки зрения миграции, так как ее можно проводить "сверху вниз", "снизу вверх" или по любой другой схеме. Для решений IP-телефонии характерна определенная модульность (опять-таки, не в последнюю очередь в силу абстрагирования от канального уровня): количество и мощность различных узлов - шлюзов, "привратников" (так в терминологии VoIP именуются серверы обработки номерных планов) - можно наращивать практически независимо, в соответствии с текущими потребностями. Естественно, проблемы наращивания ресурсов собственно сетевой инфраструктуры мы сейчас не учитываем, точнее, не вдаемся в эти детали, поскольку узлы самой сети могут быть независимы от системы IP-телефонии, а могут и совмещать в себе их функции.
Наконец, следует разобраться, почему IP-телефония может оказываться как весьма недорогим решением, так и дорогостоящим. Все зависит от масштабов решения и целей его внедрения. Если речь идет об Internet-телефонии, то заявления о дешевизне имеют под собой основания, по крайней мере, пока. Когда речь заходит о передаче телефонных звонков, в первую очередь междугородных, через Internet - энтузиазму нет предела.
Действительно, Internet уже существует, стоимость канала по сравнению с frame relay или АТМ весьма низка, а дополнительное оборудование (шлюзы, в первую очередь) обходится недорого, поскольку может базироваться на платформе ПК. Сравнительно невысокие инвестиции в оборудование и каналы, а также "обход" телефонных операторов позволяют сделать стоимость междугородных разговоров весьма низкой. До поры до времени. К сожалению, таких результатов удается добиваться, только пока масштабы внедрения такой услуги невелики, а качество и другие характеристики услуги не имеют серьезного значения.
Утверждения о высокой стоимости внедрения IP-телефонии основываются на оценке стоимости оборудования для корпоративных сетей, точнее, на стоимости полного IP-решения для корпоративной телефонной сети. В первую очередь критике за свою высокую стоимость подвергаются IP-телефоны, т.е. телефонные аппараты, подключаемые непосредственно к компьютерной сети. Понятно, конечно, что пока выпуск этих аппаратов только осваивается, поэтому и стоимость их крайне высока, но в перспективе с ростом объема их производства и продаж цены должны снизиться, но не ясно, насколько.
С учетом стоимости остального оборудования, а также вероятных затрат на повышение производительности сети (или даже просто на увеличение количества портов сетевого оборудования) стоимость одного абонентского места оказывается весьма высокой, даже по сравнению с традиционной телефонией. Это также, хотя и в меньшей степени, относится и к стоимости массового оснащения компьютеров в организации платами компьютерной телефонии, гарнитурами и специальным ПО. Однако стоит помнить о том, что прямое сравнение стоимости корректно только в случае адекватных решений.
Если же абонента интересует только возможность получения входящего звонка и, соответственно, возможность звонка другому абоненту, то преимущество традиционной телефонии в цене становится неоспоримым. С этих позиций, чем проще телефонный аппарат, тем лучше. Но IP-телефония может предложить больше, чем просто возможность разговора двух абонентов. Очевидно, что на базе системы IP-телефонии (ядро которой составляет УАТС уровня предприятия, например) можно внедрять в телефонной сети организации самые различные сервисы, образно говоря, все, которые нужны в данный момент, а также те, что понадобятся потом.
При пересчете стоимости абонентского места с учетом предоставляемых сервисов даже сегодня ценовой отрыв IP-телефонии становится уже не таким пугающим. С этих позиций для организаций, потребности которых предполагают наличие в массовых количествах на рабочих местах сотрудников цифровых телефонных аппаратов с широкой функциональностью (это, прямо скажем, устройства не из дешевых), некоторый избыток начальных расходов должен окупиться впоследствии. Разумеется, в офисе из десяти человек тотальная IP-телефония еще достаточно долго (пока отрасль окончательно не перейдет на IP) будет оставаться ненужной роскошью, но всему свое место и время.
Первым очевидным приложением для IP-телефонии является компьютерная телефония - операторские центры аналогичные применения. Впрочем, помимо традиционных задач компьютерной телефонии в корпоративной среде есть еще ряд задач, которые внедрение IP-телефонии позволяет успешно решить.
Возможность осуществлять все служебные контакты из одной точки, из единой адресной книги, очевидно, должна повысит продуктивность работы сотрудника, когда по долгу службы ему приходится контактировать с большим количеством людей. Например, сотрудник получает по электронной почте письмо, прочитав которое, он решает, что необходимо немедленно связаться с автором. Если имя корреспондента занесено в адресную книгу со всеми необходимыми атрибутами, то с такой же легкостью, как обычно, инициируется ответ на письмо, ему можно перезвонить в ответ нажатием одной кнопки в окне письма.
В IP-телефонии понятие "линия занята" теряет свой смысл. Если абонент говорит по телефону (точнее, осуществляет звонок, так как в качестве аппарата он использует ПК), то в отличие от обычного телефонного разговора технически он имеет возможность отслеживать и попытки до него дозвониться. По исходящему номеру ПО может автоматически определить, кто звонит, если этот номер фигурирует в адресной книге. (Впрочем, если звонящий абонент сам использует такое же рабочее место, то в запросе на звонок он может явным образом указать свое имя.) Если сотрудник видит, что кто-то дозванивается до него с завидным упорством, или же сам ждет звонка, то он может прервать текущий разговор (или временно его приостановить) и ответить другому собеседнику.
Концепция универсальной адресной книги и универсального коммуникатора также позволяет вести учет практически всех контактов сотрудника с каждым конкретным адресатом. При необходимости всю историю общения сотрудника с адресатом, включая письма, звонки и факсы по тому или иному вопросу с датами и временем, можно будет восстановить.
Немаловажную роль IP-телефония играет в обеспечении доступа мобильных и удаленных пользователей к корпоративным информационным и телекоммуникационным ресурсам. Удаленный пользователь имеет возможность совершать телефонные звонки в своей корпоративной сети (и через нее), где бы он ни находился (при условии, что он имеет подключение к Internet), он сам полностью доступен по стандартному корпоративному телефонному номеру.
Вторая ниша IP-телефонии на нашем рынке - дополнительные услуги провайдеров Internet. Это позволяет реализовать естественное стремление пользователей рынка SOHO одновременно иметь доступ в Internet и возможность говорить по телефону. Это очевидное желание не терять возможность получения звонка извне при интенсивной работе в Internet.
На Западе проблема параллельного Подключения жилых помещений к Internet и телефонной сети решается при помощи ISDN, ADSL или дополнительных каналов.
Хорошие перспективы IP-телефония имеет на рынке так называемого "кабельного" Internet, т. е. при подключении пользователей по сетям кабельного телевидения. Наилучшие перспективы такие сети имеют в населенных пунктах типа районных центров или городов-сателлитов областных центров. В таких населенных пунктах нередко очень хорошо развито кабельное телевидение.
Операторы КТВ получают возможность предложить при помощи IP-телефонии своим подписчикам услуг Internet стандартный набор телефонных сервисов (возможность быстро вызвать пожарных, милицию или "скорую помощь" - уже благо). Развитие IP-телефонии на этом сегменте рынка представляется естественным и, в какой-то мере, неизбежным. Разумеется, многое зависит от того, насколько успешно IP-телефония будет формализована как сервис связи.
В нашей стране интерес к IP-телефонии не просто как средству расширения и оптимизации существующих телефонных сервисов, а как к их реальной альтернативе, очень велик. Энтузиасты IP-телефонии очень надеются на нее как на средство несколько поколебать фактическую телефонную монополию государства, а также как на способ обеспечить телефонными услугами небольшие населенные пункты типа поселков и деревень или просто отдельных абонентов, лишенных возможности централизованно получить телефонный номер.
В данном случае IP-телефония выступает в комплексе с беспроводными сетями. Вполне удачно для нашего рынка функции IP-телефонии в настоящее время активно реализуются производителями беспроводного оборудования непосредственно в их устройствах.
В том, что касается телефонизации поселков и деревень, особенно если речь идет не об одном коллективном телефонном номере, а о подключении нескольких абонентов, пока главной проблемой является отсутствие недорогих узлов IP-телефонии. Подобный узел должен состоять из шлюза H.232, и иметь порты для подключения аналоговых телефонных аппаратов. В силу того, что далеко не все потенциально нуждающиеся в такой услуге поселки обладают должной платежеспособностью вопрос ценовой политики стоит достаточно остро. Оптимизм внушает то, что данная проблема волнует многих специалистов и многие компании, а коллективными усилиями ее очевидно - легче решить.
При единой технической базе IP-телефония сегодня разделяется в соответствии с приложениями на разные направления, поэтому данный термин может иметь различный подтекст в зависимости от того, к какому сегменту рынка он относится.
Cегодня IP-телефония еще не выделилась окончательно в самостоятельное направление, способное потеснить более актуальные на текущий момент мультисервисные решения, но это неизбежно произойдет.
Оборудование для IP-телефонии
Для организации телефонной связи по IP-сетям используется специальное оборудование - шлюзы IP-телефонии. Общий принцип действия телефонных шлюзов IP-телефонии таков: с одной стороны шлюз подключается к телефонным линиям - и может соединиться с любым телефоном мира. С другой стороны шлюз подключен к IP-сети - и может связаться с любым компьютером в мире. Шлюз принимает телефонный сигнал, оцифровывает его (если он исходно не цифровой), значительно сжимает, разбивает на пакеты и отправляет через IP-сеть по назначению с использованием протокола IP. Для пакетов, приходящих из IP-сети на шлюз и направляемых в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке. Обе составляющие процесса связи происходят практически одновременно, что позволяет обеспечить полнодуплексный разговор. На основе этих базовых операций можно построить много различных конфигураций.
В настоящее время, все большую популярность приобретают IP-АТС, которые кроме функций шлюза IP-телефонии выполняют также традиционные функции обычных офисных АТС. Таким образом, при организации телефонной связи через IP-сети с использованием IP-АТС можно вполне обойтись без офисной АТС, т.е. значительно сэкономить на дополнительном оборудовании.
Как работает IP-телефония
IP-телефония опирается на две основных операции: преобразование двунаправленной аналоговой речи в цифровую форму внутри кодирующего/декодирующего устройства (кодека) и упаковку в пакеты для передачи по IP-сети. В IP-телефонии используется особая система передачи пакетов со звуковой информацией, что обусловлено спецификой передачи данных по IP-сетям.
В традиционных телефонных линиях между абонентами во время разговора создается электрическая цепь, и этим обеспечивается фиксированная пропускная способность для передачи сигнала. В то время как IP-сеть представляет собой систему, реализующую принцип коммутации и маршрутизации пакетов, и не предоставляет гарантированного пути между точками связи. Вся информация, передаваемая через IP, разделяется на пакеты данных, имеющие в своем составе адреса точек назначения и порядковый номер. Узлы IP направляют эти пакеты по сети до окончания маршрута доставки.
После прибытия пакетов к точке назначения, для восстановления исходного объема упорядоченных данных используются порядковые номера пакетов. Для приложений, где не важен порядок и интервал прихода пакетов, таких как e-mail, время задержек между отдельными пакетами не имеет решающего значения. IP-телефония является одной из областей передачи данных, где важна динамика передачи сигнала, которая обеспечивается современными методами кодирования и передачи информации. Для обеспечения стабильной телефонной связи по IP-сетям введены специальные протоколы передачи данных, например, H.323 и SIP.
Основные протоколы IP-телефонии
H.323 - основополагающий стандарт, принятый ITU-T, где описывается, каким образом чувствительный к задержке трафик, в частности голос и видео, получает приоритет в локальных и глобальных сетях. Он состоит из ряда рекомендаций (стека протоколов) по смежным техническим вопросам, таким, как качество речи, стандарты кодирования звуковой и видеоинформации и пр. Протокол SIP (Session Initiation Protocol) принят в марте 2000 года организацией IETF в качестве стандарта RFC 2543. SIP в большей степени соответствует идеологии TCP/IP, чем стек протоколов H.323. О поддержке этого протокола заявили такие производители как 3Com, Cisco, Ericsson, Siemens и др. Однозначность стандарта SIP позволяет с уверенностью говорить о совместимости IP-шлюзов разных производителей.
