Введение
Наверняка у каждого хотя бы раз появлялось желание отказаться от услуг обычной телефонной связи и перейти к использованию IP-телефонии через выделенную линию.
Технология, которая позволяет всё это реализовать, называется Voice over IP или VoIP, то есть передача голоса поверх сети IP. В нашем материале мы расскажем об этой технологии и объясним, что может и что не может VoIP предоставить вам, как пользователю. Мы также посоветуем, как выбрать правильное оборудование для вашего конкретного случая.
Основы VoIP
Под термином VoIP понимают интернет-телефонию или IP-телефонию. Этот термин стал достаточно популярным, и сегодня им охватываются множество технологий, в основе которых лежит передача речи по протоколу IP через Интернет. Но не нужно думать, что цифровая передача речи происходит только через VoIP. Телефонные компании могут использовать различные комбинации аналоговых и цифровых сетей и без VoIP.
Переход телефонных компаний к цифровым технологиям, в первую очередь, обусловлен ценовыми соображениями, поскольку при использовании цифрового оборудования достигается более высокая плотность абонентов. Оцифрованная речь передаётся операторами по собственным сетям, которые никак не соприкасаются с Интернетом.
Основное отличие VoIP заключается в том, что цифровое преобразование производится до того, как ваша речь покидает квартиру, и телефонная компания в этом процессе не участвует (конечно, не считая подключения DSL, если вы его используете). VoIP предусматривает передачу оцифрованной речи через Интернет, хотя это вовсе не является обязательным требованием. Многие компании до сих пор предоставляют услуги VoIP, используя при этом только свои собственные сети.
Интересно, что сегодняшний интерес к VoIP является, на самом деле, уже второй попыткой выйти на рынок. Первая волна VoIP прошла в начале 2001 года, когда компании Net2Phone и Linksys выпустили BEFN2PS4, первое решение от крупных сетевых компаний, которое позволяло выполнять звонки через Интернет с обычных аналоговых телефонных линий.
К сожалению, по ряду причин, VoIP не набрала того минимума пользователей, который был необходим для перехода в стадию массового развития. Net2Phone до сих пор работает в сфере VoIP, но “светится” уже не так активно, предоставив продвижение технологии (и соответствующие расходы на рекламу) другим компаниям, например Vonage.
Кстати, недавно Linksys объявила о прекращении производства BEFN2PS4, который был заменён новой моделью RT31P2.
Структура технологии VoIP
Для осуществления вызова VoIP важны два компонента:
- аналого-цифровое (и обратное) преобразование голоса;
- установка вызова.
Подобные технологии используются и в обычной телефонной сети, но реализация VoIP существенно отличается. В обычном звонке не происходит аналого-цифрового преобразования голоса (по крайней мере, на стороне абонента), и самое сложное здесь -установление соединения.
При вызове VoIP производится не только аналогово-цифровое и цифро-аналоговое преобразование, но и сжатие потока (для уменьшения требуемой полосы пропускания) и упаковка голоса в пакеты IP для передачи по сети. Для выполнения этих задач используется множество различных продуктов, которых становится всё больше, как программных, так и аппаратных. Ниже мы рассмотрим их подробнее. Устройства часто называются по-разному, но в статье мы будем упоминать их как “телефоны VoIP”.
В большинстве VoIP-телефонов для разбивки оцифрованного голоса на пакеты IP используется протокол RTP (Real-time Transport Protocol). На самом деле, пакеты RTP упаковываются в пакеты UDP, которые и передаются по сети. Выбор UDP обусловлен тем, что этот протокол менее перегружен служебными данными по сравнению с TCP и лучше подходит для передачи трафика в режиме реального времени.
Если вам интересны подробности, то RTP использует по два порта для каждого направления. Один служит для передачи данных RTP, то есть голоса, и один – для потока RTPC (Real-time Control Protocol), отвечающего за качество услуг (Quality of Service, QoS) и управление.
Кроме того, в любом случае, VoIP-телефон использует ряд кодеков (кодер/декодер). Кодеки VoIP работают по тому же принципу, что и кодеки DVD и аудио-плееров, то есть выполняют аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование. В то же время, кодеки VoIP оптимизированы для меньшей полосы пропускания. Как и в случае кодирования видео и аудио, различные кодеки имеют свои преимущества и свои недостатки.
При выборе кодека следует учитывать, поддерживается ли он вашим VoIP-провайдером или VoIP-телефоном, на который вы будете звонить. В большинстве случаев VoIP-телефоны поддерживают несколько кодеков и автоматически выбирают лучший из них, подобно тому, как модем выбирает лучший протокол соединения при подключении.
Совет. Здесь можно найти сравнительные характеристики различных аудио-кодеков, которые используются приложениями VoIP, а на странице VoIP Wiki можете узнать о них ещё подробнее. Информация предоставлена на английском.
Установление связи у VoIP отличается от обычных телефонных линий, причём, процедура зависит от конкретного протокола VoIP. Домашнее и офисное оборудование VoIP чаще всего использует протоколы H.323 и SIP (Session Initiation Protocol). H.323 является более древним протоколом, который был введён в мир телекоммуникаций организацией ITU (International Telecommunications Union). (Кстати, этот протокол используется такими приложениями, как Netmeeting). SIP – более новый протокол, который постепенно завоёвывает рынок. Он порождён Интернетом, а развивает этот протокол IETF (Internet Engineering Task Force).
Мы не будем спорить, какой стандарт лучше. (Если вам интересно, то можете обратиться к статье в Winnetmag, где указаны причины, по которым Microsoft перешла с протокола H.323 в NetMeeting на протокол SIP в Windows Messenger. Статья приведена на английском.) Судя по всему, рынок VoIP предпочитает SIP, а не H.323, хотя встречается оборудование, поддерживающее оба протокола.
Совет. Кроме H.323 и SIP существуют и другие протоколы, включая такие, как IAX / IAX2, использующиеся в Asterisk Open Source VoIP PBX.
Оба протокола, SIP и H.323, имеют схожую проблему при работе через маршрутизаторы NAT, которые раздают одно соединение с Интернетом на несколько компьютеров. Она состоит в том, что для передачи голосового потока протоколы открывают несколько случайных портов. Конечно, работа над решением проблемы ведётся, но пока единственным способом остаётся следовать инструкциям по установке и настройке оборудования.
Что касается телефонных аппаратов VoIP, то здесь можно использовать множество программных и аппаратных решений. Несмотря на то, что телефоны SIP могут работать в режиме точка-точка (то есть связываться напрямую друг с другом), более удобно использование серверов SIP, которые могут быть как выделенным устройством, так и программным решением на основе компьютера.
Для H.323 используется своя терминология, конечные устройства называют терминалами (terminal), а все остальные – привратниками (gatekeeper). Последние поддерживают различные службы терминалов, включая разрешение номеров, авторизацию и журналирование.
Вместе с H.323 могут работать шлюзы (gateway) и многоточечные узлы (Multipoint Control Units, MCU). Как вы можете догадаться по названию, шлюзы преобразуют данные в том случае, если терминал вызываемой стороны расположен в какой-либо другой сети (Internet, обычная телефонная сеть и другие) или другом сегменте одной сети. MCU – специализированные устройства, которые позволяют реализовывать конференц-связь трёх или более терминалов H.323.
Перед тем, как мы перейдём дальше, следует остановиться на двух интерфейсах (определения взяты отсюда), которые нужно знать для понимания VoIP.
FXO (Foreign Exchange Office) – интерфейс FXO подключается к стандартной телефонной розетке, как обычный телефон.
FXS (Foreign Exchange Station) – к интерфейсу FXS можно подключать обычный телефон. При этом FXS даёт необходимое напряжение, гудок и звонки, “прикидываясь” стандартной телефонной станцией.
Физически интерфейсы выглядят как обычные разъёмы RJ-11 с соответствующей маркировкой “Line” (FXO) и “Phone” (FXS).
Так ли полезна VoIP?
Поскольку о технологии VoIP уже достаточно много говорят, мы не будем останавливаться на преимуществах, – наверняка вы их уже знаете. Вместо этого мы перечислим недостатки VoIP.
- Это не единственный способ снизить стоимость междугородных и международных звонков.
Сегодня звонить по “межгороду” можно многими способами, причём, относительно дёшево. Например, можно с успехом пользоваться предложениями внутрисетевых звонков различных сотовых операторов. Некоторые операторы предлагают тарифы, в абонентскую плату которых включено определённое количество минут голосового трафика, однако следует уточнить, на какие звонки эти минуты распространяются. - Надёжность.
Неоспоримым преимуществом стандартной телефонной сети до сих пор остаётся возможность звонить даже при отсутствии электропитания. Конечно, мы не имеем в виду радиотелефоны, база которых не будет работать без электрической сети. Но для телефонов VoIP нужно не только электропитание, но и широкополосный доступ в Интернет. И вряд ли и то и другое есть у вас круглосуточно, 365 дней в году. А вдруг вам потребуется вызвать “скорую помощь” или другую службу? - Качество связи.
Пока что передача голоса через VoIP отличается качеством, сравнимым с обычными телефонами. В то же время, качество зависит от множества факторов, часть из которых вы можете контролировать (в вашей локальной сети), а другие – нет (передача данных по Интернету и качество услуг VoIP-провайдера). - Большое число вовлечённых компаний.
При связи VoIP вы пользуетесь услугами большего числа компаний, чем в случае традиционной сети. К примеру, это могут быть оператор VoIP, провайдер Интернета и телефонная компания. Вам, наверное, знакома ситуация, когда при возникновении любой проблемы одна компания отсылает к другой. Чем больше участников вовлечено в процесс, тем сложнее исправить ту или иную проблему. - Номер в другом регионе.
Любой VoIP-оператор, обеспечивающий выход на традиционные телефонные сети, сможет предложить номера с несколькими региональными кодами. Вполне возможно, что кода вашего региона в списке не окажется. Таким образом, вполне вероятно, что звонки к вам даже с соседского телефона превратятся в междугородные. Также нельзя не отметить, что в таком случае ваш номер не появится в местном телефонном справочнике (впрочем, это иногда бывает на руку).
VoIP для потребителя – качество услуг
Итак, вы всё же решились попробовать VoIP. Следующий шаг зависит от того, насколько хорошо вы знакомы с сетевым оборудованием и сколько вам нужно линий. Чтобы облегчить задачу мы рассмотрим оборудование VoIP для пользователей, не особо подкованных технически. Назовём такое оборудование “потребительским VoIP”.
Когда интернет-телефония только зарождалась, она привлекала лишь энтузиастов. Для них было верхом блаженства общаться с другими такими же энтузиастами через Интернет (Рис. 1), используя компьютер со звуковой картой и наушники с микрофоном, – так называемый “программный телефон”. Качество голоса было невысоким, но поскольку оплачивать приходилось только подключение к Интернету, то можно было продолжать разговор практически сколько угодно (и терпеть качество).
VoIP-соединение между компьютерами.
Такое бесплатное общение по VoIP (между двумя компьютерами) используется и сегодня, но оно перешло в разряд дополнительной функции интернет-пейджера, а не полноценной замены телефона. Кроме того, такой способ используется и в компьютерных играх, позволяя игрокам общаться голосом во время игры. Впрочем, есть пара сетей, которые завоевали наибольшую популярность и претендуют на полноценную замену телефону. Это Skype (от создателей KaZaA) и Earthlink. Обе они нацелены на бесплатную голосовую связь. Но даже Skype сегодня предлагает платную службу SkypeOut, которая позволяет звонить на обычные телефоны. Earthlink пока не предлагает такой услуги, но позволяет общаться с любым клиентом, поддерживающим SIP.
Пока большинство населения использует обычные телефоны, клиентам VoIP необходима возможность звонить на них и, соответственно, наоборот. Поэтому все потребительские операторы VoIP (Vonage, VoicePulse, Packet8) и потребительское оборудование VoIP (AT&T CallVantage, Verizon VoiceWing) позволяют звонить на обычные телефоны и принимать звонки с них (служба VoIP/PSTN).
Совет. Хотя терминология ещё не устоялась, компании, предлагающие услуги VoIP, чаще всего называются провайдерами интернет-телефонии (Internet Telephony Service Providers – ITSP).
Для работы с большинством VoIP-провайдеров потребуется наличие широкополосного подключения к сети. Это вовсе не означает, что VoIP полностью использует доступную полосу пропускания. Просто канал в Интернет может нагружаться другими службами: потоковое видео, передача файлов и т.д., которые могут повлиять на качество передачи голоса. Некоторые операторы, например Voiceglo (использует H.323) и Packet8 (использует SIP), допускают использование коммутируемого подключения, но для достижения лучшего результата всё же рекомендуют широкополосное.
VoIP для потребителя – варианты подключения
Все крупные производители потребительского оборудования VoIP предлагают готовые комплекты для подключения. Они предназначены для самостоятельной установки пользователем, даже не особо подкованным в технике, и часто уже полностью настроены. Конечно, если принимать во внимание типичные сценарии подключения без каких-либо шлюзов или маршрутизаторов.
Чаще всего оборудование содержит интерфейс FXS, поэтому его также называют “адаптер для подключения аналогового телефона” (Analog Telephone Adapter, ATA).
Оборудование VoIP: адаптер для подключения аналогового телефона.
Адаптер позволяет использовать для VoIP обычные телефонные аппараты. Для их подключения адаптер предлагает один или больше портов RJ-11 (4-контактный). Для подсоединения локальной сети или широкополосного модема используется разъём RJ-45 (8-контактный). Адаптер позволяет использовать для VoIP любые аналоговые телефоны, включая факсы, автоответчики и радиотелефоны. Адаптер полностью отвечает за протоколы передачи голоса, поэтому убедитесь, что они поддерживаются VoIP-провайдером.
На заре VoIP наиболее популярны были адаптеры Cisco ATA-186, поскольку менее дорогие решения были слишком сложными. Однако по мере того, как другие производители потребительского сетевого оборудования осознавали всю привлекательность VoIP, они принялись за создание менее дорогих, но не менее качественных адаптеров.
Linksys PAP2.
Сегодня большую популярность снискал адаптер Linksys PAP2, показанный на иллюстрации. Он позволяет подключать до двух телефонных аппаратов или других устройств.
Судя по информации Voxilla, Linksys PAP2 построен на OEM-модели Sipura SPA-2000, только использует другой корпус (подробнее об этом здесь). Несмотря на то, что Linksys никак это не комментирует, в пресс-релизе Sipura (PDF) сообщается о том, что технология была лицензирована Linksys для PAP2, маршрутизатора RT31P2 со встроенным двухпортовым телефонным адаптером, и маршрутизатора WRT54GP2, отличающегося от RT31P2 добавлением 802.11g.
X-Lite.
Конечно же, для IP-телефонии необязательно использовать аналоговый телефон и адаптер. Многие операторы поддерживают программные решения, например, XTen X-PRO и X-Lite (на иллюстрации), но за них, чаще всего, придётся дополнительно платить. Программные решения требуют лишь наличия компьютера (и наушников с микрофоном) и прекрасно подходят для тех пользователей, которым приходится много путешествовать. Сегодня существуют не только решения для ПК, но и для PocketPC, так что проблем с мобильностью быть не должно. Кстати, мы рекомендуем обратиться к нашей статье: Skype for Pocket PC: любой КПК может стать телефоном.
Однако намного сложнее найти адаптер с интерфейсом FXO. Он нужен для подключения к линии телефонной станции и позволяет использовать телефон “традиционным” образом. FXO будет полезен для тех пользователей, кто пока не готов полностью отказываться от традиционной телефонии. Тогда, если услуга VoIP будет недоступна или просто вы хотите совершить звонок по обычной линии, будет задействован интерфейс FXS-FXO. Впрочем, недорогие адаптеры с поддержкой FXO найти достаточно трудно, кроме того, чаще всего их придётся настраивать самостоятельно.
Интересным решением станет ZyXEL P-2002L VoIP ATA PSTN Lifeline. Этот адаптер автоматически переключает телефоны в обычный режим работы при отключении питания или при недоступности услуг VoIP. Кроме всего прочего, он позволяет звонить по обычной телефонной линии (с помощью кода) даже при работающем соединении VoIP.
Маленькие секреты VoIP
Хотя сегодня существуют сотни VoIP-операторов (и даже тысячи с учётом филиалов), работа с наиболее популярными из них может напомнить всеми любимых операторов сотовых сетей. Такие компании, как Vonage, AT&T и Verizon, тратят огромные средства на рекламу VoIP и хотят привлечь и удержать как можно больше клиентов (вернее, их деньги). Для этого они, как и операторы сотовых сетей, идут на любые методы, вплоть до блокирования адаптеров на работу только с ними! Конкурент SIPphone посчитал такую тактику некорректной и подал в суд на Vonage, поскольку она вводит конечного пользователя в заблуждение. В итоге Vonage смягчила условия – ввела плату в $15 за разблокировку Cisco ATA-186. Кроме того, вам придётся разорвать договор, и тогда, чтобы оставить адаптер себе, придётся выложить ещё $40.
Совет. В Интернете можно найти множество ссылок на то, как сбросить настройки Vonage ATA-186. Однако с недавнего времени Vonage стала защищать сброс паролем. Здесь можно узнать о текущем положении дел с разблокировкой ATA-186.
Поскольку AT&T CallVantage и Verizon VoiceWing появились сравнительно недавно, мы не можем ничего сказать о подобном блокировании устройств с их стороны. Однако при расторжении договора придётся либо вернуть адаптер, либо заплатить определённую сумму.
Отметим, что крупные операторы VoIP обычно не позволяют использовать оборудование третьих сторон. Однако, встречаются тарифные планы, например BroadVoice Bring Your Own Device, которые допускают использование любого совместимого оборудования (в данном случае SIP). План VoicePulse Connect позволяет работать с SIP и IAX, используя любое совместимое оборудование.
Итог
Как мы надеемся, наша статья позволит лучше вникнуть в суть IP-телефонии и понять эту технологию на начальном уровне. Однако мы не претендуем на полноту – за рамками статьи осталось много интересных особенностей мира VoIP.