Терминология в IP-телефонии

В последнее время можно много услышать об IP-телефонии и терминах связанных с ней. Некоторые люди, сталкиваясь с этой тематикой, могут вообще не понимать о чем идет речь. Данная статья, подготовленная специалистами компании «1ATS», поможет новичкам ознакомиться с основными понятиями IP-телефонии, узнать о назначении каждого компонента и его роли в технологии.

IP-телефония (VoIP-телефония)

Для начала необходимо понимать что же такое IP-телефония. Это голосовая связь, видеообщение и текстовые сообщения, прием и передача которых осуществляется посредством протокола IP по сетям передачи данных. Среда, в которой происходит такой обмен данными, может быть как Интернет, так и другие IP-сети. Часто в связи с этим можно услышать и другой термин – VoIP-телефония. Протокол VoIP (Voice over IP) обеспечивает передачу исключительно голосовых данных в IP-сетях. При этом следует понимать, что технология подразумевает варианты передачи звука через IP, не обязательно связанных с телефонией. К примеру, VoIP часто используют для передачи звука в системах видеонаблюдения и оповещения, при просмотре фильмов онлайн, трансляции вебинаров.

OSI (Open Systems Interconnection basic reference model)

Сетевая модель OSI (Open Systems Interconnection basic reference model) или базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (ЭМВОС) – это модель, описывающая взаимодействие сетевых устройств, таких как сетевые карты компьютеров, маршрутизаторы, IP-телефоны и т.д., на 7 протокольных уровнях: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления, приложений.

Используемые и интегрируемые сети

IP-телефония работает в различных IP-сетях, но может быть интегрирована и с другими сетями. Остановимся на каждой из них более подробно.

Сеть IP - это сеть, построенная на базе протоколов TCP/IP, с помощью которых можно создать как локальные, так и глобальные сети. К таким сетям относятся Интернет, любая локальная компьютерная сеть, локальная сеть с выделенной телефонной сетью. Именно по таким сетям происходит передача данных в IP-телефонии.

СПД ОП (сети передачи данных общего пользования) или PDN - это любая общедоступная сеть, создаваемая, эксплуатируемая и контролируемая крупными компаниями или администрациями сети в целях обеспечения своих служб инструментом передачи данных, в том числе и IP-телефонией.

ТфОП, ТСОП (телефонная сеть общего пользования) (PSTN) - это общедоступная телефонная сеть, для доступа к которой используются обычные телефонные аппараты. Может взаимодействовать с IP-сетями посредством VoIP-шлюзов.

ЦСИО (цифровая сеть интегрального обслуживания) (ISDN) – это сеть, обеспечивающая передачу данных на разных скоростях в едином физическом канале, то есть по абонентской проводной телефонной линии. В таких сетях может передаваться голосовая и текстовая информация, изображения и другие данные по одному и тому же соединению.

AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data. Cisco AVVID) – это архитектурная модель построения сети, которая соединяет различные приложения данных, голоса и видео в единую интеллектуальную сетевую инфраструктуру и состоит из 4 уровней: инфраструктурного, обработки вызовов, уровня приложений, клиентского.

FMC (Fixed Mobile Convergence) – это технология, позволяющая создать единую сеть мобильных и офисных телефонов с использованием коротких внутренних номеров.

CTI (Computer Telephony Integration) – другими словами, компьютерная телефония – технология, с помощью которой возможно взаимодействие компьютеров и обычной телефонной сети.

Протоколы и их элементы

Прием и передача данных в IP-телефонии происходит по следующим протоколам и их компонентам.

IP (Internet Protocol) – маршрутизируемый межсетевой протокол, обеспечивающий соединение с помощью коммутации каналов. Именно он объединяет все компьютеры в единую всемирную сеть Интернет. Находится на сетевом уровне модели OSI. Этот протокол осуществляет обмен пакетами данных между различными узлами сети, независимо от количества промежуточных узлов.

UDP (User Datagram Protocol) – протокол транспортного уровня OSI, базирующийся на IP-протоколе и позволяющий осуществлять передачу данных, не устанавливая при этом соединения. Он не потребляет много трафика, так как не способен обеспечить корректность или подтверждение передачи данных и не может отправить их повторно.

RTP (Real-time Transport Protocol) – еще один из протоколов транспортного уровня, работающий поверх UDP-протокола. Осуществляет передачу данных в режиме реального времени. С его помощью можно присваивать временные метки каждому исходящему пакету данных, благодаря чему можно контролировать их передачу, принимать их в правильном порядке, а также синхронизировать аудио и видео данные.

SIP - протокол, обеспечивающий установку связи между абонентами IP-сети для обмена мультимедийными данными. Может работать поверх других транспортных протоколов. Отвечает за процедуру регистрации, установление и завершение пользовательского сеанса связи с соответствующей сигнализацией. SIP-номер – это предоставляемый провайдером IP-телефонии номер в IP-сети, с помощью которого можно совершать звонки. SIP-адрес – адрес в формате SIP_ID@domain, благодаря которому можно звонить через внешние IP-сети. SIP-порт – порт, осуществляющий прием и передачу информации, которая описывает сеанс связи. Значение по умолчанию – 5060. SIP-сигнализация – осуществляет обмен данными, охватывающими настройки SIP-протокола, которые отвечают за способ передачи информации. Сигнализация передается по SIP-порту. SIP-сервер служит для корректного взаимодействия всего SIP-оборудования. Может принимать и передавать различные запросы пользователей. В зависимости от подключенного оборудования, его наименование в настройках отображается как SIP-сервер или Proxy.

H.323 – протокол, определяющий набор стандартов, необходимых для передачи мультимедийных данных в сетях с пакетной передачей. Находится на уровне данных модели OSI.

MGCP-протокол осуществляет управление медиашлюзами, соединяющими между собой традиционную телефонию и VoIP-системы.

Megaco/H.248 используется для взаимодействия между шлюзом и контроллером шлюза в телекоммуникационных сетях с коммутацией каналов. Представляет собой усовершенствованный MGCP-протокол.

SIGTRAN – группа протоколов, осуществляющих туннелирование PSTN-сигнализации на программный коммутатор. Служит для взаимодействия традиционных телефонных сетей и VoIP.

SCTP – протокол транспортного уровня, позволяющий организовать гарантированную доставку пакетов в IP-сетях.

SCCP – закрытый протокол, осуществляющий управление медиашлюзами и IP-телефонами, используемый в устройствах компании CISCO.

IAX2 – протокол, позволяющий осуществлять обмен VoIP-данными между IP-PBX Asterisk. Медиапоток и сигнализация передаются через один и тот же порт.

SRTP – используется для шифрования и защиты данных, обеспечивает целостность и подлинность передаваемого сообщения.

ZRTP – протокол, используемый для согласования ключей шифрования в VoIP-системах.

TCP – транспортный протокол управления передачи данных, который способствует установлению связи между двумя компьютерами в локальной сети и организации обмена данными между ними в дуплексном режиме.

ATM – сетевой протокол, использующий асинхронный способ передачи данных. Такая технология является одной из разновидностей быстрой коммутации пакетов.

NАТ (транслятор адреса сети) позволяет пересылать внутренние IP-адреса во внешние. Используется как гарантия безопасности внутренней сети с выходом в Интернет. Решает проблему нехватки реальных IP-адресов.

Кодеки (Codec) (кодеки используемые 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)) – программное обеспечение, применяемое для сжатия видео или звуковых данных для удобства дальнейшего их транспортирования по сети.

VAD (Voice Activity Detector) – детектор голосовой активности, применяющийся в кодеках для сжатия звукового сигнала. Используется для определения промежутков времени, в которые абонент говорит.

Системы и оборудование

Для взаимодействия сетей, посредством которых организовывается IP-телефония, используется определенное оборудование и различные системы. Рассмотрим более подробно некоторые виды оборудования и узнаем, как именно они используются в применении к IP-телефонии.

Виртуальная АТС – комплекс программ, с помощью которого можно реализовать функции АТС и организовать удобную корпоративную офисную связь. Такое программное обеспечение устанавливается на любой компьютер, ноутбук или удаленный сервер, а связь осуществляется через интернет.

IP-PBX (Private Branch eXchange) – офисная IP-АТС, ориентированная на использование внутри компании и работает на основе IP-протокола. Такие АТС бывают трех типов: аппаратные, программные и виртуальные. IP-PBX может объединять в единую интеллектуальную сеть офисные телефоны, либо сочетать локальную сеть и телефонную сеть общего пользования.

Прокси-сервер – сервер, который выступает посредником между основным сервером и пользователями. Он позволяет им выполнять непрямые запросы к другим сетевым службам и получать ответы. Такие сервера применяются для обеспечения доступа локальных компьютеров к сети интернет, для кэширования и сжатия данных, для защиты локальной сети, а также для ограничения ее доступа во внешнюю сеть.

IP-телефон, VoIP-телефон, SIP-телефон – это телефонный аппарат, с помощью которого можно организовать голосовое общение пользователей по IP-сетям.

VoIP-шлюз – устройство, благодаря которому к сетям IP-телефонии можно подключить офисные мини-АТС и обычные телефонные аппараты.

Маршрутизатор (Router) – специализированное устройство, которое пересылает пакеты данных между различными сетевыми точками. Как правило, на всем пути передачи пакетов встречается несколько таких точек, где также установлены роутеры.

Коммутатор (свитч) – устройство, соединяющее несколько сетевых узлов в одном или нескольких сетевых сегментах.

Gatekeeper диспетчер (гейткипер) – дополнительное устройство, подключаемое исключительно к IP-сети и позволяющее выполнять различные базовые функции сети IP-телефонии: аутентификацию и авторизацию пользователей, распределение вызовов между шлюзами, регистрацию оборудования, взаимодействие с другими гейткиперами и другое.

Порты: FXO, FXS, E&M, BRI, PRI. Порт FXO используется для подключения аналоговых телефонов к IP-АТС. Шлюз FXO эмулирует работу телефонного аппарата. Порт FXS – это голосовой интерфейс, который эмулирует работу АТС, позволяющий подключить обычный телефонный аппарат или шлюз FXO. E&M представляет собой двухпроводной или четырехпроводной интерфейс, аналогичный по функционалу порту FXS. BRI – базовый интерфейс доступа к сети, состоящий из 3 каналов, чаще всего используется для домашнего пользования или небольших компаний. PRI – первичный или основной интерфейс доступа к сети. Состоит из 31 канала и используется в основном для подключения к телефонии крупных предприятий.

Программы и приложения

В работе IP-телефонии используется различный софт. Остановимся подробно на наиболее распространенном.

CRM (система управления взаимоотношениями с клиентами) – прикладное программное обеспечение, предназначенное для повышения результативности взаимодействия с клиентами и улучшения их обслуживания. Интеграция СRM-систем и IP-телефонии на сегодняшний день – один из основных инструментов для бизнеса.

Биллинговая система (Billing System) – программное обеспечение, предназначенное для учета, аналитики, тарификации расходов за телефонные переговоры и выставление счетов. Чаще всего идет в связке с IP-телефонией.

Софтфон – программный продукт, предназначенный для совершения видео- и голосовых звонков посредством Интернета. Для полноценной работы программного телефона необходима гарнитура, веб-камера, если планируется видеосвязь, колонки и микрофон.

Softswitch – программный коммутатор, использующийся для обеспечения полноценной работы услуг аналоговой и IP-телефонии. Поддерживает работу всех протоколов, необходимых в работе IP-телефонии.

TAPI (Telephony Applications Programming Interface) – стандартный интерфейс для разработки программных приложений для телефонии. Разработан на базе Microsoft Windows. Позволяет подключать персональные компьютеры к аналоговым телефонным аппаратам и офисным АТС.

API – интерфейс прикладного программирования, представляющий собой описание различных способов, с помощью которых возможно взаимодействие двух компьютерных программ. Используется разработчиками софта для написания приложений.

Least Cost Routing System (LCR) – функция, отслеживающая в режиме реального времени изменения тарифов, что позволяет проложить маршрут между двумя абонентами по пути наименьшей стоимости телефонного соединения.

Сервисы

При подключении IP-телефонии пользователям становятся доступны различные сервисы. Вот некоторые из них.

IVR (Interactive Voice Response) – интерактивная система голосового меню, использующая предварительно записанные голосовые сообщения для маршрутизации при звонке: выбора опций путем ввода абонентом цифр или их комбинаций на клавиатуре телефонного аппарата при помощи DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency) – тонального набора.

Direct Dial-In (DDI) – технология, позволяющая совершать вызовы из телефонной сети общего пользования сразу на внутренний номер абонента, минуя соединение с оператором или голосовое меню.

Call Detail Record – CDR данные о звонке. Чаще всего используются в биллинговой программе для формирования телефонных счетов и оценки использования трафика.

Callback – услуга, которая позволяет совершать международные звонки по тарифам IP-телефонии. Использование данной функции дает возможность клиенту соединиться с нужным абонентом так, что звонок для обоих будет квалифицироваться как входящий.

Call-tracking – технология отслеживания звонков, с помощью которой можно выявить наиболее эффективный канал рекламы.

Номера Toll Free – телефонные номера с кодом 8800, звонки на которые будет оплачивать принимающий абонент. Такие номера часто используются при звонках в техподдержку компании.

Номера DEF – телефонные номера с кодами не географической нумерации, например мобильные номера: 8926…, 8958... и т.п.

WebRTC – благодаря такой технологии можно совершать видеозвонки через браузер. Для того, чтобы присоединиться к звонку, пользователю следует лишь перейти по ссылке на нужную страницу.

DNIS (Dialed Number Identification System) – система определения номера при входящем звонке.

Монитор (Administration manager) – один из дополнительных модулей IP-телефонии, использующийся для удаленного администрирования различных сетевых устройств: шлюзов, диспетчеров.

Процессы и явления

В основе работы IP-телефонии лежат определенные процессы и возникают некоторые явления.

Импульсно-кодовая модуляция преобразует аналоговый сигнал в цифровой, для чего используется аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) – устройство, благодаря которому можно цифровой двоичный сигнал преобразовать в аналоговый.

Коммутация пакетов (Packet Switching) – позволяет организовать соединение при помощи дробления информации на пакеты, последующей их передачи и восстановления информации на приеме. Недостатком такой услуги является невозможность гарантирования качества обслуживания. К преимуществам можно отнести большую эффективность каналов с фиксированной полосой.

Передача данных – это физический перенос цифровых данных от одной точки к другой или между несколькими точками в виде сигнала по каналам передачи данных для последующей обработки их средствами вычислительной техники.

Джиттер – изменение (скачки) времени задержки при передаче пакетных данных. Это может произойти вследствие загруженности сети, нестабильной работы оборудования или ограниченной полосы пропускания.

Джиттер буфер – временное хранилище пакетов данных, созданное на приемной стороне. Используется для борьбы с джиттером.

Параметры и показатели

В работе IP-телефонии используются различные параметры и показатели. Например:

• ASR/ABR – статические параметры, определяющие отношение количества принятых звонков к общему числу попыток совершения звонка. Данная величина выражается в процентах и характеризует уровень дозвона.
• ACD – статическая величина, показывающая среднюю продолжительность вызова в различных направлениях.

В данной статье были рассмотрены основные термины и обозначения, использующиеся в IP-телефонии. Чтобы ознакомиться с терминологией и определенными моментам в работе IP-телефонии более детально, можно обратить внимание на другие узкоспециализированные статьи нашего блога.