IP-телефония в вопросах и ответах

Что такое IP-телефония

IP-телефония, также еще известная как VoIP (Voice over Internet Protocol)-телефония или интернет-телефония, представляет собой технологию, позволяющую проводить голосовые разговоры через сети передачи данных (например интернет) вместо традиционных телефонных сетей. Этот способ коммуникации использует IP-сети для кодирования, передачи и декодирования голосовых сигналов по средствам пакетов данных.

Отметим, что термины IP-телефония, VoIP и SIP-телефония связаны между собой, но они обозначают разные аспекты технологии голосовой связи через интернет. Разберемся в отличиях и взаимосвязях этих терминов:

1. IP-телефония — это общий термин, который описывает любой вид телефонной связи, использующий интернет-протоколы для передачи голоса вместо традиционных телефонных сетей. Это широкое определение включает в себя различные технологии, в том числе VoIP.
2. VoIP (Voice over Internet Protocol) — это конкретная методология или набор технологий, используемый для выполнения голосовой связи через IP-сети. VoIP преобразует аналоговые голосовые сигналы в цифровые данные, которые затем передаются через интернет. Это технология, которая стоит за большинством современных IP-телефонных решений.
3. SIP (Session Initiation Protocol) — это протокол сигнализации, используемый для установления, управления и разрыва голосовых, видео- и других интерактивных сессий связи. SIP является одним из ключевых компонентов многих систем VoIP, но это не единственный возможный протокол для этих целей (ранее был популярен такой протокол как H.323, сейчас активно развивается передача голоса по средствам WebRTC).. SIP отвечает за "настройку" связи между двумя или более участниками, являясь сигнальным протоколом для передачи медиаконтента-преимущественно голосовые или видеоданные.

Отличия IP-телефонии от аналоговой

Технология передачи

• Аналоговая телефония: Использует традиционные медные телефонные линии для передачи аналоговых сигналов. Сигнал напрямую передается по проводам, и его качество может ухудшаться с увеличением расстояния.
• IP-телефония: Преобразует голос в цифровые пакеты данных, которые передаются через интернет или другие IP-сети. Это позволяет использовать общедоступные сети и существенно увеличивает эффективность и качество передачи.

Инфраструктура

• Аналоговая телефония: Требует установки и обслуживания физической телефонной линии, что может быть затратным и требует регулярного обслуживания.
• IP-телефония: Использует существующую сетевую инфраструктуру для передачи данных, что уменьшает потребность в отдельной телефонной проводке и снижает инфраструктурные расходы.

Качество звука

• Аналоговая телефония: Качество звука ограничено физическими свойствами телефонной линии и может ухудшаться при длинных соединениях.
• IP-телефония: Позволяет использовать различные кодеки для улучшения качества звука, включая HD-голос, что обеспечивает более четкое и ясное звучание.
• Парадокс заключается в том, что аналоговый способ записи звука дает лучшее качество чем цифровой но это не применимо для телефонии. Так как для обеспечении передачи качества аналогового сигнала применяются провода большого сечения из драгоценных металлов.

Функциональные возможности

• Аналоговая телефония: Основные функции ограничены звонками и базовой сигнализацией.
• IP-телефония: Предлагает широкий спектр дополнительных функций, включая видеозвонки, голосовые конференции, передачу мультимедийных сообщений, интеграцию с другими приложениями и сервисами.

Масштабируемость и гибкость

• Аналоговая телефония: Масштабирование системы может быть дорогостоящим и сложным, так как требует физической установки дополнительных линий.
• IP-телефония: Легко масштабируется и модифицируется с минимальными затратами, так как добавление новых линий или изменение конфигурации системы может быть выполнено программно.

Стоимость

• Аналоговая телефония: Может влечь за собой значительные затраты на установку и обслуживание, особенно при международных звонках.
• IP-телефония: Снижает затраты на связь, особенно для длинных и международных звонков, благодаря использованию интернета для передачи данных.

Какие существуют протоколы IP-телефонии

Протоколы IP-телефонии могут быть разделены по уровням, каждый из которых выполняет свои специфические функции в процессе установления и поддержания голосовой связи через интернет. Основные категории протоколов, используемых в IP-телефонии:

Протоколы сигнализации

Эти протоколы отвечают за установление, управление и завершение сессий связи. Они не передают сам голос или мультимедиа, а координируют параметры сессии между участниками.

• SIP (Session Initiation Protocol): Один из наиболее распространенных протоколов для установления сессий в IP-телефонии. SIP используется для инициации, модификации и завершения сессий мультимедиа.
• H.323: Старый стандарт от ITU (International Telecommunication Union, Международный союз электросвязи), который также поддерживает видео и данные помимо голоса. Он описывает компоненты и процедуры для мультимедийной коммуникации по сетям, которые не обеспечивают гарантированной качества обслуживания (QoS).
• MGCP (Media Gateway Control Protocol): Протокол управления шлюзами, который фокусируется на управлении голосовым трафиком между IP-сетями и традиционными телефонными сетями через голосовые шлюзы.
• SCCP (Skinny Client Control Protocol): Проприетарный протокол Cisco для сигнализации между конечными устройствами (например, IP-телефонами) и Cisco CallManager.

Протоколы передачи медиа

Эти протоколы отвечают за эффективную передачу голоса и видео в виде потоков данных.

• RTP (Real-time Transport Protocol): Протокол для передачи аудио и видео в режиме реального времени. RTP часто используется вместе с SIP или H.323 и обеспечивает информацию о временной маркировке и последовательности пакетов, что необходимо для восстановления порядка пакетов и синхронизации во время воспроизведения.
• RTCP (Real-time Transport Control Protocol): Работает в паре с RTP, собирая статистику о производительности потоков данных и предоставляя обратную связь о качестве сервиса, что помогает улучшить передачу данных в реальном времени.

Протоколы безопасности

Эти протоколы предназначены для обеспечения безопасности и конфиденциальности передаваемых данных.

• SRTP (Secure Real-time Transport Protocol): Расширение RTP, которое добавляет шифрование, аутентификацию и целостность к потоковым медиа-данным.
• TLS (Transport Layer Security) и SSL (Secure Sockets Layer): Протоколы, обеспечивающие защищенное взаимодействие между клиентом и сервером на транспортном уровне, часто используемые для защиты SIP-трафика.

Как происходит вызов в IP-телефонии

Звонки по IP-телефонии происходят благодаря нескольким ключевым технологическим процессам и компонентам. Рассмотрим техническую сторону этого процесса шаг за шагом:

Инициализация вызова

• Установление соединения: Когда пользователь набирает номер через IP-телефон или соответствующее приложение, система использует протокол сигнализации SIP, для установления сессии связи. SIP сообщает сети о желании начать вызов, идентифицирует получателя и запрашивает установление связи.
• Разрешение адреса: Если номер телефона ассоциирован с традиционной телефонной сетью, может потребоваться преобразование номера в IP-адрес через шлюзы или серверы, такие как серверы имен и прокси-серверы SIP.

Кодирование и передача голоса

• Кодирование голоса: Голосовой сигнал преобразуется в цифровой формат с помощью кодека (кодировщика-декодировщика). Кодек определяет качество и пропускную способность звука. Популярные кодеки включают G.711, G.729, и Opus, каждый из которых имеет свои особенности по качеству и необходимой пропускной способности.
• Пакетирование: Цифровые данные голоса упаковываются в пакеты данных для передачи через IP-сеть.

Транспортировка

• Передача пакетов: Пакеты данных отправляются по сети к получателю. В этом процессе могут использоваться различные транспортные протоколы, такие как UDP, который часто предпочитают за меньшую задержку, несмотря на отсутствие гарантий доставки пакетов.
• Маршрутизация: Пакеты данных проходят через различные сетевые устройства (маршрутизаторы, коммутаторы) и, возможно, через интернет, прежде чем достигнут конечного пользователя.

Прием и декодирование

• Прием пакетов: При получении пакеты обрабатываются и упорядочиваются.
• Декодирование: Цифровой сигнал преобразуется обратно в аналоговый голос с помощью кодека, чтобы его можно было воспринимать человеческим ухом.

Обработка задержек и потерь

• Буферизация и коррекция: Для минимизации влияния потерь пакетов и задержек, VoIP-системы используют буферы для сглаживания потока данных и методы коррекции ошибок для восстановления или компенсации потерянных или поврежденных пакетов.

Завершение вызова

• Закрытие сессии: По окончании разговора одна из сторон или обе могут отправить сигнал для завершения сессии, используя тот же протокол сигнализации, который сообщает сети о завершении вызова.

Кто такой провайдер IP-телефонии и в чем его роль

Провайдер IP-телефонии — это компания или организация, предоставляющая услуги голосовой связи через интернет, используя технологию VoIP. Эти провайдеры играют ключевую роль в предоставлении инфраструктуры и услуг, необходимых для реализации IP-телефонии как альтернативы традиционной телефонной связи.

Основные функции провайдера IP-телефонии:

• Предоставление номеров: Провайдеры могут предоставлять своим клиентам телефонные номера, включая международные и номера специальных сервисов.
• Маршрутизация звонков: Они отвечают за маршрутизацию звонков между IP-сетями и традиционными телефонными сетями, используя шлюзы для преобразования голосовых сигналов в пакеты данных и обратно.
• Управление звонками: Организация функций, таких как переадресация звонков, голосовая почта, конференц-связь и другие расширенные функции телефонии.
• Обеспечение качества связи: Провайдеры стараются гарантировать качество связи, минимизируя задержки, потери пакетов и другие сетевые проблемы, которые могут негативно сказаться на качестве звука.
• Безопасность: Провайдеры должны обеспечивать защиту передаваемых данных, используя современные методы шифрования и аутентификации.
• Соответствие нормативам: Во многих странах деятельность VoIP-провайдеров регулируется, и они должны соответствовать определенным законодательным и техническим требованиям.

Особенности работы IP-телефонии с применением шлюзов, аналоговых АТС, IP-АТС

В контексте IP-телефонии термин "шлюз" обозначает устройство или программное решение, которое служит мостом между различными типами телефонных сетей. Шлюзы позволяют связывать традиционные аналоговые и цифровые телефонные системы. Использование шлюзов в сочетании с аналоговыми УАТС (УПАТС) позволяет интегрировать традиционную телефонную инфраструктуру с современными IP-сетями, предоставляя следующие возможности:

1. Интеграция старой и новой технологий: Шлюзы позволяют подключать аналоговые телефоны к IP-сетям, что помогает компаниям сохранять инвестиции в существующее телефонное оборудование.
2. Преобразование сигналов: Шлюзы преобразуют аналоговые голосовые сигналы в цифровые данные для передачи по IP и обратно, что обеспечивает связь между аналоговыми и цифровыми устройствами.
3. Совместимость: Шлюзы обеспечивают совместимость между различными стандартами и протоколами, что критически важно при межсетевом взаимодействии.
4. Сохранение функциональности: Благодаря шлюзам, предприятия могут продолжать использовать функции аналоговой УАТС, такие как переадресация вызовов, удержание вызова и конференц-связь.

В свою очередь, IP-телефония, построенная на базе IP-АТС предоставляет более широкие возможности по сравнению с традиционными системами:

1. Цифровая интеграция: IP-АТС легко интегрируется с другими корпоративными системами и приложениями (CRM, ERP), что повышает эффективность работы и обслуживания клиентов.
2. Расширенные функции: IP-АТС предлагает такие функции, как голосовая почта, автоматические ответчики, вызов мобильных приложений, видеоконференцсвязь и интегрированное обменное сообщениями.
3. Масштабируемость и гибкость: Системы IP-АТС легко масштабируются для поддержки растущего числа пользователей и новых локаций без необходимости физической установки дополнительных линий.
4. Удаленная работа: IP-АТС позволяет сотрудникам использовать корпоративную телефонную систему из любой точки мира, где есть интернет, поддерживая удаленную работу и мобильность сотрудников.

Что такое NGN и роль технологии в IP-телефонии

NGN (Next Generation Network) — это концепция телекоммуникационных сетей, которая обеспечивает переход от традиционных сетей, ориентированных на конкретные услуги (например, телефония или передача данных), к универсальным сетям, способным предоставлять множество различных услуг, включая голос, данные и видео, на единой платформе. Основные аспекты важности развития NGN для IP-телефонии:

Конвергенция сетей

NGN обеспечивает конвергенцию различных видов сетей (телефонных, мобильных, кабельных и других типов сетей передачи данных) в единую мультисервисную сеть. Это позволяет провайдерам уменьшить затраты на обслуживание различных сетей и предлагать голосовые услуги, видео и другие виды данных через одну инфраструктуру.

Качество обслуживания (QoS, Quality Of Service)

NGN-сети используют технологии, обеспечивающие высокое качество обслуживания (QoS). В IP-телефонии это критически важно для поддержания качества голосовой связи, минимизации задержек, потерь пакетов и джиттера. Такая поддержка QoS позволяет гарантировать, что голосовые вызовы будут иметь приоритет перед другими типами трафика.

Универсальность и масштабируемость

С помощью NGN провайдеры могут легко масштабировать свои услуги, увеличивая или уменьшая предложения в зависимости от спроса. Это особенно важно для бизнес-клиентов, которым нужны гибкие и масштабируемые коммуникационные решения.

Поддержка различных устройств

NGN поддерживает широкий спектр устройств, от стационарных IP-телефонов до смартфонов и планшетов, что позволяет пользователям оставаться на связи независимо от их местоположения. Это поддерживает тренд мобильности и удаленной работы.

Интеграция услуг

NGN позволяет интегрировать различные виды сервисов, включая VoIP, видеоконференцсвязь, передачу данных и мультимедиа. Такая интеграция способствует созданию единой платформы для всех коммуникационных потребностей пользователя.

Повышение безопасности

NGN предоставляет улучшенные средства безопасности для своих сетей, что особенно важно для IP-телефонии, где вопросы конфиденциальности и защиты данных являются приоритетными.

Отличия IP-телефонии от сервисов ВКС

IP-телефония фокусируется на замене традиционной телефонии и предоставляет услуги, схожие с обычным телефоном, но через интернет. Сервисы видеоконференцсвязи такие как (Zoom, MS Teams, VideoMost и др.) сосредоточены на видеосвязи и групповом общении.

• Инфраструктура и интеграция: IP-телефония может быть интегрирована с традиционными телефонными системами и другими бизнес-процессами. Платформы для видеоконференций, как правило, используются отдельно.
• Использование номеров: IP-телефония позволяет использовать настоящие телефонные номера, в то время как ВКС-сервисы обычно не предоставляют такую возможность, за исключением дозвона на конференции. Также через ВКС-сервисы нельзя позвонить на обычные телефонные номера.

Преимущества и недостатки IP-телефонии

Рассмотрим какие в итоге преимущества предоставляет технология IP-телефонии и какими недостатками обладает.

Преимущества IP-телефонии

1. Снижение затрат:
   • Экономия на междугородних и международных звонках благодаря использованию интернет-соединения вместо традиционных телефонных линий.
   • Возможность использовать одну сеть для передачи данных и голоса, что уменьшает общие расходы на инфраструктуру.
2. Гибкость и масштабируемость:
   • Легкость добавления и удаления линий или услуг без значительных изменений в инфраструктуре.
   • Возможность интегрировать телефонные системы с другими бизнес-приложениями, такими как клиентские базы данных, электронная почта и видеоконференции.
3. Улучшенные функциональные возможности:
   • Включение дополнительных сервисов, таких как автоответчики, переадресация вызовов, видеозвонки и передача файлов.
   • Возможность использовать виртуальные номера, что позволяет иметь номера, зарегистрированные в различных географических регионах, независимо от физического местоположения.
4. Поддержка мобильности:
   • Возможность использовать корпоративную телефонную систему через любой интернет-подключенный девайс, обеспечивая работу сотрудников из любой точки мира.
   • Удобство ведения деловых переговоров в дороге благодаря мобильным приложениям VoIP.

Недостатки IP-телефонии

1. Зависимость от интернет-соединения:
   • Требуется стабильное и достаточно быстрое интернет-соединение для качественной передачи голоса.
   • Возможность потери связи в случае отключения интернета или его нестабильной работы.
2. Проблемы с качеством звука:
   • Возможные задержки, эхо, потери пакетов данных, что может ухудшать качество звука.
   • Необходимость использования качественного оборудования и настройки сетевого оборудования для минимизации этих проблем.
3. Безопасность:
   • Потенциальные риски безопасности из-за передачи голоса через интернет.
   • Необходимость комплексных мер безопасности, таких как шифрование и аутентификация.
4. Комплексность управления:
   • Возможные сложности в интеграции с существующей ИТ-инфраструктурой и потенциальные проблемы с совместимостью.

Каким компаниям подходит IP-телефония

Из преимуществ IP-телефонии следует, что технология подходит компаниям различных размеров, но важно учитывать специфические потребности и ресурсы каждой организации.

Малые и средние предприятия

Для малых и средних компаний IP-телефония особенно привлекательна из-за следующих причин:

• Масштабируемость: Малые и средние компании, которые активно растут, могут легко добавлять новые рабочие места и расширяться без значительных инвестиций в телефонную инфраструктуру.
• Гибкость: IP-телефония позволяет сотрудникам работать удаленно, обеспечивая доступ к корпоративной телефонной сети из любой точки мира.

Крупные предприятия

Крупные компании также могут извлекать значительные выгоды из использования IP-телефонии:

• Интеграция и автоматизация: IP-телефония может быть интегрирована с другими корпоративными системами (CRM, ERP) для улучшения взаимодействия с клиентами и автоматизации бизнес-процессов.
• Улучшенное управление: Крупные компании могут лучше управлять и контролировать свои телефонные системы, используя продвинутые функции IP-телефонии, такие как вызовы по графику, управление пропускной способностью и т.д..
• Поддержка множества офисов: Компании с несколькими офисами могут использовать единую IP-телефонную систему, которая объединяет всех сотрудников в единую сеть, что упрощает внутреннее и международное общение.