Общие принципы IP-телефонии

Для передачи речи пытались приспособить многие современные пакетные технологии. Несколько лет назад обстоятельно и подробно обсуждались перспективы VoFR, но широкого распространения эта технология не получила. То же самое можно сказать в отношении VoATM и VoEthernet. Причина в том, что технологии передачи речи поверх протоколов второго уровня и не могли занять доминирующих позиций. В противном случае пришлось бы решать многочисленные проблемы при стыковке разнородных сетей. И тут очень кстати пришелся протокол IP, и доминирующей стала технология VoIP.

Терминология

На рисунке представлен один из вариантов терминологии в области IP-телефонии, предложенный форумом ITU-T в 2001 в Женеве.

Исторический экскурс

Развитие IP-телефонии в нашей стране условно можно разделить на две эпохи – до и после 1 июня 1999 г. Именно в этот день IP-телефония была фактически легализована как услуга пакетных голосовых сообщений в рамках телематической службы. Заметим, что речь идет об открытии возможности использовать пакетную передачу голоса для предоставления платных услуг. До этого дня решения по пакетной передаче голоса использовались либо в составе других решений, либо в чисто экспериментальных приложениях. Именно под этой легендой многие энтузиасты рынка предоставляли платные услуги IP-телефонии.
Как обычно, возможность заработка денег подтолкнула технологию к развитию, и это в свою очередь привело к появлению множества продуктов и новых игроков на рынке. Кроме операторского сегмента рынка стали появляться предложения для корпоративного сегмента. Так осенью 1999 г. Cisco представила на российском рынке свою архитектуру AVVID (Architecture for Voice, Video, Integrated Data) и первый продукт CCN (Cisco Communication Network). Эта система была разработана американской компанией Selsius, а затем приобретена Cisco Systems. Далее события стали развиваться стремительно, сегодня на российском рынке работает свыше 4 тыс. операторов IP-телефонии (число выданных лицензий) и свою продукцию предлагают десятки производителей.

Технологические основы

Любое решение в области IP-телефонии основывается на трех группах протоколов (кодеки, протоколы сигнализации, транспортные протоколы), которые разрабатывались в разное время. Причем большая их часть была разработана еще до начала эры IP-телефонии совсем под другие задачи.
Вся нормативная технологическая база это плод труда двух всемирных организаций, занимающихся стандартизацией – ITU-T и IETF.

Кодеки

Здесь приведена информация о различных кодеках, используемых для оцифровки голоса в решениях IP-телефонии. В последнее время чаще всего используются два из них – G.711 и G.729. Такой выбор вполне объясним, G.711 обеспечивает наилучшее качество, а G.729 дает оптимальное соотношение между качеством голоса, задержкой и требуемой полосой пропускания.

Протоколы сигнализации

По аналогии с традиционной телефонии, в IP-телефонии можно так же выделить два вида сигнализации – внутриполосной и по ОКС. К первому виду следует отнести H.323 и SIP, а ко второму - MGCP (Media Gateway Control Protocol, RFC 2705), Megaco/H.248. Протоколы Н.323 и SIP ориентированы на работу с абонентскими устройствами, хотя так же могут использоваться для управления шлюзами. MGCP и Megaco/H.248 предназначены в первую очередь для работы со шлюзами.

Транспортные протоколы

Данная категория протоколов полностью разработана IETF и, естественно, ориентирована на протокол IP.
Для передачи сигнализации используется протокол TCP, который способен обеспечить контроль доставки пакетов. При передаче сигнальной информации особенно важно обеспечить отсутствие потерь пакетов.
Передача собственно голоса происходит с помощью протокола UDP, смысл которого заключается в формуле – послал и молись. При использовании UDP вполне возможны потери пакетов, но в силу природы самого голоса небольшой процент потерь вполне допустим. Гораздо хуже, если изменяется порядок прихода пакетов, т.е. происходит своего рода скремблирование голоса. Поэтому для передачи голоса и видео поверх сети IP применяется связка протоколов RTP/RTCP, работающих поверх UDP.
Так же существует протокол RSVP, протокол резервирования ресурсов, с помощью которого можно создавать своеобразные виртуальные каналы в сетях IP. Однако, этот протокол не нашел широкого применения. Во-первых, такие же функции выполняет MPLS. Во-вторых, современные сети IP обладают достаточной пропускной способностью и при доставке голоса не требуется жесткая приоритизация, как несколько лет назад.

Качество

Качество связи в системах IP-телефонии является, наверное, самой обсуждаемой темой при решении вопроса о внедрении таких систем. Это вполне справедливо, впрочем, как справедливо обсуждение таких вопросов при внедрении любых телекоммуникационных систем.

Основными факторами, влияющими на качество IP-телефонии, являются:

• тип кодека, выбор которого напрямую связан с имеющейся в распоряжении полосой пропускания
• dремя задержки, складывающееся из времени преобразования аналог-цифра и цифра-аналог, времени передачи по сети
• потери пакетов
• джиттер

Качество голоса при использовании кодеков оценивается по пятибалльной шкале экспертных оценок MOS (Mean Opinion Score, рекомендация ITU-T P.800).

Направления IP-телефонии

Как и другие технологии в телекоммуникациях, IP-телефония развивается двух направлениях – решения для корпоративных применений и для операторов связи.

В рамках каждого из данных направлений можно выделить свои сегменты.
Операторы связи:

• "шунтирование" дальней связи
• Internet-телефония
• Centrex

Корпоративные клиенты:

• "Чистая" IP-PBX
• конвергентная IP-PBX
• Contact center