Voip звонок что это
VoIP-технология: свойства и применение
Voice over IP (VoIP) – технология, позволяющая передавать голосовые сообщения через интернет протоколы. Основное распространение она получила в облачной телефонии, посредством которой налаживается телефонная связь в локальной или глобальной интернет-сети. Главное назначение VoIP: сделать междугородние и международные звонки дешевыми, а для внутренней корпоративной сети – вообще бесплатными.
Как работает VoIP
Во время звонка сигнал преобразуется в цифровой пакет данных, кодируется и сжимается, чтобы удалить избыточную информацию, а также снизить нагрузку на передающую сеть. Такой подход гарантирует практически идеальный звук, отсутствие помех.
Пользоваться IP-телефонией легко. Это не требует закупки дорогого спецоборудования, затрат времени и средств на прокладку, подключение, обслуживание телефонных линий.
Посредством VoIP с абонентом можно связаться через:
VoIP позволяет связываться с абонентом при помощи компьютеров и всех видов телефонов
Воспользуйтесь услугами провайдера IP-телефонии и в течение одного дня у вас будет многофункциональная коммуникационная сеть нужного масштаба.
Выгоды VoIP для бизнеса
Главным преимуществом VoIP-технологии является создание эффективной структуры корпоративной коммуникации, которая включает широкий перечень голосовых сервисов.
Более дешевое, быстрое и простое внедрение по сравнению с традиционной телефонией
Бесплатную коммуникацию внутри компании, что особенно ценно для предприятий с разветвленной региональной структурой
Большое число функций, набор которых легко настраивается и меняется под текущие нужды и задачи
Доступ ко всем опциям корпоративной связи из любой географической точки (когда сотрудник дома, в командировке, в отпуске)
Интеграцию с CRM-системами, повышающую эффективность взаимодействия с клиентами и, как следствие, рост уровня продаж
Продвинутые возможности маршрутизации звонков, ведения статистики, записи разговоров
Создайте через VoIP эффективную систему бизнес-коммуникации
Недостатки использования VoIP
VoIP-технология высокоэффективна, но не идеальна. У нее есть несколько минусов, которые стоит принимать во внимание:
В некоторых случаях может понадобиться покупка дополнительного оборудования, такого как IP-телефоны, SIP-адаптеры, гарнитуры. Это разовые и не слишком большие, но все же расходы
Звонки через мобильные десктопы, софтфоны и компьютеры пока еще непривычная практика, которая может, как любая новая методика, вызывать определенные неудобства
IP-телефония напрямую зависит от скорости интернет-соединения (достаточно 100 кбит/сек).
Где еще применяется VoIP
Облачная телефония не единственная сфера применения Voice over IP. Данная технология используется также при передаче звука во время трансляции онлайн-семинаров, в системах оповещения, при просмотре видео в сети, IP-видеонаблюдения и т.д.
Voice over IP используется не только в облачной телефонии
Перспективы VoIP-технологии
Передача голоса через IP-протоколы – удобное и экономичное средство коммуникации. Низкие цены на междугородние и международные переговоры, стабильность соединения, безопасность, простота подключения позволили этой технологии стать лидером по динамике проникновения на рынке средств связи в мире.
В современном активно развивающемся бизнесе одно из важнейших преимуществ – телефонная система, способная быстро разворачиваться, меняться и масштабироваться. Она открывает перед предприятиями новые возможности для организации эффективных бизнес-процессов, коммуникации, а, самое главное, для увеличения доходности.
IP-телефония: от медных проводов до цифровой обработки сигнала
Если в один прекрасный день вам придется на скорую руку разобраться, что есть VoIP (voice over IP) и что значат все эти дикие аббревиатуры, надеюсь, эта методичка поможет. Сразу замечу, что вопросы конфигурирования дополнительных видов обслуживания телефонии (такие как перевод вызова, голосовая почта, конференц-связь и т.п.) здесь не рассматриваются.
1. Базовые понятия телефонии
В общем виде схема подключения локального абонента к телефонному провайдеру по обычной телефонной линии выглядит следующим образом:
На стороне провайдера (АТС) установлен телефонный модуль с портом FXS (Foreign eXchange Subscriber). Дома или в офисе установлен телефон или факс с портом FXO (Foreign eXchange Office) и модуль номеронабирателя.
По внешнему виду порты FXS и FXO никак не отличаются, это обычные 6-выводные RJ11-разъемы. Но с помощью вольтметра отличить их очень просто — на FXS-порте всегда будет какое-то напряжение: 48/60 В, когда трубка положена, или 6–15 В во время разговора. На FXO, если он не подключен к линии, напряжение всегда 0.
Для передачи данных по телефонной линии на стороне провайдера нужна дополнительная логика, которую можно реализовать на модуле SLIC (subscriber line interface circuit), а на стороне абонента — с помощью модуля DAA (Direct Access Arrangement).
Сейчас довольно популярны беспроводные DECT-телефоны (Digital European Cordless Telecommunications). По устройству они аналогичны обычным телефонным аппаратам: в них тоже есть FXO-порт и модуль номеронабирателя, но еще добавлен модуль беспроводной связи станции и трубки на частоте 1,9 ГГц.
Абоненты подключаются к PSTN-сети (Public Switched Telephone Network) — телефонной сети общего пользования, она же ТСОП, ТфОП. PSTN-сеть может быть организована с использованием разных технологий: ISDN, оптики, POTS, Ethernet. Частный случай PSTN, когда используется обычная аналоговая/медная линия — POTS (Plain Old Telephone Service) — простая старая телефонная система.
С развитием Интернета телефонная связь перешла на новый уровень. Стационарные телефонные аппараты все реже используются, в основном по служебным нуждам. DECT-телефоны немного удобнее, но ограничены периметром дома. GSM-телефоны еще удобнее, но ограничены пределами страны (роуминг — дело дорогое). А вот для IP-телефонов, они же cофтфоны (SoftPhone), никаких ограничений, кроме доступа к интернету, нет.
Skype — самый известный пример софтфона. Он может много чего, но имеет два важных недостатка: закрытая архитектура и прослушка известно какими органами. Из-за первого нет возможности создать свою телефонную микросеть. А из-за второго — не очень приятно, когда за вами подсматривают, особенно при личных и коммерческих разговорах.
К счастью есть открытые протоколы для создания своих коммуникационных сетей с плюшками — это SIP и H.323. Софтфонов на SIP-протоколе несколько больше чем на H.323, что можно объяснить его сравнительной простотой и гибкостью. Но иногда эта гибкость может вставлять большие палки в колёса. Оба протокола SIP и H.323 используют RTP-протокол для передачи медиаданных.
Рассмотрим базовые принципы протокола SIP, чтобы разобраться, как происходит соединения двух абонентов.
2. Описание связки SIP/SDP/RTP-протоколов
SIP (Session Initiation Protocol) — протокол установления сессии (не только телефонной) — это текстовый протокол поверх UDP. Также есть возможность использовать SIP поверх TCP, но это редкие случаи.
SDP (Session Description Protocol) — протокол согласования типа передаваемых данных (для звука и видео это кодеки и их форматы, для факсов — скорость передачи и коррекция ошибок) и адреса их назначения (IP и порт). Это также текстовый протокол. Параметры SDP передаются в теле SIP-пакетов.
RTP (Real-time Transport Protocol) — протокол передачи аудио/видеоданных. Это бинарный протокол поверх UDP.
Общая структура SIP-пакетов:
Вот пример двух SIP-пакетов для одной частой процедуры — установления вызова:
Слева изображено содержимое пакета SIP INVITE, справа — ответ на него — SIP 200 OK.
Основные поля выделены рамками:
SDP-сообщение состоит из строк, содержащих пары ПОЛЕ=ЗНАЧЕНИЕ. Из основных полей можно отметить:
RTP-пакеты содержат аудио/видеоданные, закодированные в определенном формате. Данный формат указывается в поле PT (payload type). Таблица соответствия значения данного поля конкретному формату приведена в https://en.wikipedia.org/wiki/RTP_audio_video_profile.
Также в RTP-пакетах указывается уникальный SSRC-идентификатор (определяет источник RTP-потока) и метка времени (timestamp, используется для равномерного проигрывания звука или видео).
Пример взаимодействия двух SIP-абонентов через SIP-сервер (Asterisk):
Как только запускается SIP-телефон, первым делом он регистрируется на удаленном сервере (SIP Registar), отправляет ему сообщение SIP REGISTER.
При вызове абонента отправляется сообщение SIP INVITE, в теле которого вложено SDP-сообщение, в котором указываются параметры передачи звука/видео (какие кодеки поддерживаются, на какой IP и порт отправлять звук и др.).
Когда удаленный абонент поднимает трубку, нам приходит сообщение SIP 200 OK также с параметрами SDP, только удаленного абонента. Используя отправленные и полученные SDP-параметры можно устанавливать RTP-сессию передачи звука/видео или T.38-сессию передачи факсов.
Если полученные параметры SDP нас не устроили, или промежуточный SIP-сервер решил не пропускать через себя RTP-трафик, то выполняется процедура повторного согласования SDP, так называемый REINVITE. Кстати, именно из-за этой процедуры у бесплатных SIP-прокси-серверов есть один недостаток — если оба абонента находятся в одной локальной сети, а прокси-сервер находится за NAT’ом, то после перенаправления RTP-трафика ни один из абонентов не будет слышать другого.
После окончания разговора, абонент положивший трубку, отправляет сообщение SIP BYE.
3. Передача информации о нажатых кнопках
Иногда после установления сессии, во время разговора, требуется доступ к дополнительным видам обслуживания (ДВО) — удержание вызова, перевод, голосовая почта и т.п. — которые реагируют на определенные сочетания нажатых кнопок.
Так, в обычной телефонной линии есть два способа набора номера:
Во время разговора импульсный способ неудобен для передачи нажатой кнопки. Так, на передачу «0» требуется приблизительно 1 секунда (10 импульсов по 100 мс: 60 мс — разрыв линии, 40 мс — замыкание линии) плюс 200 мс на паузу между цифрами. К тому же во время импульсного набора будут часто слышны характерные щелчки. Поэтому в обычной телефонии используется только тоновый режим доступа к ДВО.
В VoIP-телефонии информация о нажатых кнопках может передаваться тремя способами:
Передача DTMF внутри аудиоданных(Inband) имеет несколько недостатков — это накладные ресурсы при генерации/встраивании тонов и при их детектировании, ограничения некоторых кодеков, которые могут исказить DTMF-коды, и слабая надежность при передаче (если потеряется часть пакетов, то может произойти детектирование двойного нажатия одной и той же клавиши).
Главное различие между DTMF RFC2833 и SIP INFO: если на SIP-прокси-сервере включена возможность передачи RTP непосредственно между абонентами минуя сам сервер (например, canreinvite=yes в asterisk), то сервер не заметит RFC2833-пакеты, вследствие чего становятся недоступными сервисы ДВО. Передача SIP-пакетов всегда осуществляется через SIP-прокси-серверы, поэтому ДВО всегда будут работать.
4. Передача голоса и факсов
Как уже упоминалось, для передачи медиаданных используются RTP-протокол. В RTP-пакетах всегда указывается формат передаваемых данных (кодек).
Для передачи голоса существует много разнообразных кодеков, с разными соотношениями битрейт/качество/сложность, есть открытые и закрытые. В любом софтфоне обязательно есть поддержка G.711 alaw/ulaw-кодеков, их реализация очень простая, качество звука неплохое, но они требуют пропускной способности в 64 кбит/с. Например, G.729-кодек требует только 8 кбит/с, но очень сильно загружает процессор, к тому же он не бесплатный.
Для передачи факсов обычно используется либо G.711-кодек, либо T.38-протокол. Передача факсов по G.711-кодеку соответствует передаче факса по T.30-протоколу, как будто факс передается по обычной телефонной линии, но при этом аналоговый сигнал с линии оцифровывается по alaw/ulaw-закону. Это также называется передачей факса Inband T.30.
Факсы по T.30-протоколу выполняют согласование своих параметров: скорости передачи, размера дейтаграмм, тип коррекции ошибок. T.38-протокол базируется на протоколе T.30, но в отличие от Inband-передачи, происходит анализ генерируемых и принятых T.30-команд. Таким образом передаются не сырые данные, а распознанные команды управления факсом.
Для передачи команд T.38 используется UDPTL-протокол, это протокол на базе UDP, он используется только для T.38. Для передачи комманд T.38 можно ещё использовать протоколы TCP и RTP, но они используются гораздо реже.
Основные достоинства T.38 — снижение нагрузки на сеть и большая надежность по сравнению с Inband-передачей факса.
Процедура передачи факса в режиме T.38 выглядит следующим образом:
Передавать факсы по интернету желательно в T.38. Если же факс нужно передать внутри офиса или между объектами, имеющими стабильное соединение, то можно использовать передачу факса Inband T.30. При этом перед передачей факса обязательно должна быть отключена процедура эхоподавления, чтобы не вносить дополнительные искажения.
Очень подробно про передачу факсов написано в книге «Fax, Modem, and Text for IP Telephony», авторы — David Hanes и Gonzalo Salgueiro.
5. Цифровая обработка сигналов (ЦОС). Обеспечение качества звука в IP-телефонии, примеры тестирования
С протоколами установления сеанса разговора (SIP/SDP) и методе передачи звука по RTP-каналу мы разобрались. Остался один немаловажный вопрос — качество звука. С одной стороны, качество звука определяется выбранным кодеком. Но с другой, необходимы еще дополнительные процедуры DSP (ЦОС — цифровой обработки сигналов). Данные процедуры учитывают особенности работы VoIP-телефонии: не всегда используется качественная гарнитура, в интернете бывают пропадания пакетов, иногда пакеты приходят неравномерно, пропускная способность сети тоже не резиновая.
Основные процедуры, улучшающие качество звука:
VAD (Voice activity detector) — процедура определения фреймов, которые содержат голос (активный голосовой фрейм) или тишину (неактивный голосовой фрейм). Такое разделение позволяет заметно снизить загрузку сети, поскольку передача информации о тишине требует гораздо меньше данных (достаточно лишь передать уровень шума или вообще ничего не передавать).
Некоторые кодеки уже содержат внутри себя процедуры VAD (GSM, G.729), для других же (G.711, G.722, G.726) нужно их реализовывать.
Если VAD настроен на передачу информации об уровне шума, то передаются специальные SID-пакеты (Silence Insertion Descriptor) в 13м RTP-формате CN (Comfort Noise).
Стоит заметить, что SID-пакеты могут быть отброшены SIP-прокси-серверами, поэтому для проверки желательно настраивать передачу RTP-трафика мимо SIP-серверов.
CNG (сomfort noise generation) — процедура генерации комфортного шума на базе сведений из SID-пакетов. Таким образом, VAD и CNG работают в связке, но CNG-процедура гораздо менее востребована, поскольку заметить работу CNG-можно не всегда, особенно при малой громкости.
PLC (packet loss concealment) — процедура восстановления звукового потока при потере пакетов. Даже при 50% потере пакетов хороший алгоритм PLC позволяет добиться приемлемого качества речи. Искажения, конечно, будут, но слова разобрать можно.
Простейший способ эмуляции потери пакетов (в Linux) — воспользоваться утилитой tc из пакета iproute с модулем netem. Она выполняет шейпинг только исходящего трафика.
Пример запуска эмуляции сети с потерей 50% пакетов:
Jitter buffer — процедура избавления от jitter-эффекта, когда интервал между принятыми пакетами очень сильно меняется, и что в худшем случае ведет к неверному порядку принимаемых пакетов. Также данный эффект приводит к прерываниям речи. Для устранения jitter-эффекта необходимо на принимаемой стороне реализовать буфер пакетов с размером, достаточным для восстановления исходного порядка отправления пакетов с заданным интервалом.
Эмулировать jitter-эффект также можно с помощью утилиты tc (интервал между ожидаемым моментом прихода пакета и фактическим может достигать 500 мс):
LEC (Line Echo Canceller) — процедура устранения локального эха, когда удаленный абонент начинает слышать собственный голос. Ее суть заключается в том, чтобы вычесть из передаваемого сигнала принимаемый сигнал с некоторым коэффициентом.
Эхо может возникать по нескольким причинам:
Выяснить причину (акустическое или электрическое эхо) несложно: абоненту, на чьей стороне создается эхо, необходимо отключить микрофон. Если эхо все равно возникает — значит оно электрическое.
Более подробно о VoIP и процедурах ЦОС написано в книге VoIP Voice and Fax Signal Processing. Предпросмотр доступен на Google Books.
На этом поверхностный теоретический обзор VoIP завершен. Если интересно, то пример практической реализации мини-АТС на реальной аппаратной платформе можно будет рассмотреть в следующей статье.
[!?] Вопросы и комментарии приветствуются. На них будет отвечать автор статьи Дмитрий Валенто, инженер-программист дизайн-центра электроники Promwad.
VoIP и VoIP-телефония — руководство для начинающих
Опубликовано admin в 26 декабря, 2019 26 декабря, 2019
Забудьте о медных проводах и телефонных трубках. Сегодня вы можете совершать телефонные звонки в любое время и в любом месте с помощью компьютера, подключенного к Интернету, гарнитуры и голосовой связи с помощью VoIP (IP) телефонии.
Бесперебойная внутренняя и внешняя коммуникация — один из краеугольных камней повседневной деловой деятельности. В настоящее время передача голоса по Интернет-протоколу все больше становится золотым правилом современного общения. Проще говоря, это проверенная технология, которая позволяет людям делать телефонные звонки через всемирную сеть. Разработанный в 1995 году стандарт стал более стабильным и надежным благодаря развитию широкополосной связи и превратился в универсальное решение для все большего числа предприятий и обычных пользователей.
Это подробное руководство для начинающих расскажет вам практически обо всем, что касается VoIP, и поможет извлечь из него максимум пользы. Итак, что это и как работает?
Что такое VoIP?
VoIP — это технология, которая преобразует ваш голос в цифровой сигнал, позволяя совершать вызовы непосредственно с компьютера, VoIP-телефона или других устройств, управляемых данными. Иными словами, это телефонная связь, предоставляемая через Интернет. Вы также можете услышать, что это называется VoIP-телефонией, интернет (IP) телефонией, широкополосной телефонией или услугами широкополосной телефонной связи.
VoIP-телефония — это легкий способ осуществить беседу без использования телефонной линии.
Как работает VoIP-телефония
VoIP (Voice over IP) в переводе означает «передачу голоса с помощью IP» или «передача голоса по интернет протоколу» — это цифровая технология, преобразующая голос вызывающего абонента в набор цифровых данных (единицы и нули) и отправляющая его по целевому адресу, используя для этого Интернет-соединение. Ресивер получает голос и декодирует его обратно в звук для воспроизведения.
Даже если вы не совсем понимаете, что такое IP-телефония, вполне вероятно, что уже работали с ней. Наиболее известными компаниями-брендами, использующими данную технологию, являются: Skype, Viber и Google Voice.
Многие корпорации используют VoIP для своих центров обработки вызовов, обеспечения бесперебойной работы удаленных сотрудников или для разговоров с международными клиентами. И рядовые граждане общаются со своими друзьями и знакомыми по всему земному шару.
Для работы с VoIP ваша система может быть:
С телефоном и адаптером — применяя специальный адаптер, вы совершаете VoIP вызовы со старого стационарного устройства. Эти адаптеры подключаются либо к телефонной розетке в стене, либо к маршрутизатору (можно использовать, например, оптический модем Huawei HG8245H).
С компьютером — существуют десятки программ, позволяющих совершать голосовые звонки всем, у кого также установлено соответствующее приложение, включая Google Talk и Apple FaceTime. Некоторые из них, такие, как Skype, используются для звонков на обычные или мобильные номера.
Со смартфоном — вы используете свой гаджет для голосовых вызовов с использованием определенных программ.
Провайдеры домашней широкополосной связи предлагают IP-телефонию как часть своих услуг. Например, это входит в базовый состав любого пакета широкополосной системы передачи.
В любом случае ваш поставщик интернет-услуг предоставит всю необходимую информацию.
Какое оборудование нужно
Точное оборудование для подключения такой телефонии, зависит от того, какому методу вы отдадите приоритет.
Первое, что понадобится, — это широкополосное соединение — предпочтительно волоконно-оптическое, так как оно более надежное. И желательно безлимитное, чтобы вы разговаривали столько, сколько посчитаете нужным.
Для IP-телефонии с адаптером понадобится сам адаптер и совместимый VoIP-телефон. Если он подключается к маршрутизатору, также потребуется совместимый роутер.
Для VoIP с компьютером понадобится:
Гарнитуры лучше для разборчивости и качества звука, чем динамики. Они имеют дополнительный бонус — избавляют вас от прослушивания разговора. Но можно обойтись и без них.
Для VoIP со смартфоном понадобится, естественно, сам мобильный телефон, подключенный к беспроводной сети Wi-Fi и установленное приложение.
Некоторые провайдеры действуют по-другому и могут потребовать специальное оборудование. Свяжитесь с ними для получения дополнительной информации.
Преимущества и недостатки технологии
Плюсы: основное преимущество услуги IP-телефонии заключается в том, что она намного дешевле, чем обычные звонки со стационарных телефонов, особенно для звонков за границу. На самом деле, с некоторыми настройками — например, с использованием FaceTime — это абсолютно бесплатно.
VoIP дает более чистый звук, особенно на оптике. И, если группа людей в доме или офисе должна одновременно совершить вызов — это лучший вариант, чем выделение нескольких линий.
Минусы: с другой стороны, качество связи по IP будет зависеть от скорости соединения с глобальной паутиной — медленный трафик означает телефонные звонки очень плохого качества. Тем не менее, если вы используете оптоволоконную линию, все должно быть в порядке.
Есть также ряд вещей, доступных со стационарного телефона, которые отсутствуют в IP-телефонии. Многие операторы фиксированной связи предлагают дополнительные функции — например, голосовую почту или ожидание вызова.
Отдельные номера не всегда могут быть вызваны посредством Интернета, например, запросы к аварийным или спасательным службам.
Некоторые часто встречающиеся вопросы
Ниже приведены неоднократно повторяющиеся вопросы по VoIP-телефонии.
Можно ли сохранить свой старый номер телефона?
Это зависит от вашей настройки VoIP. Большинство провайдеров позволяют перенести старый номер. Некоторым, однако, потребуется новый.
Для большинства приложений и программного обеспечения необходимо зарегистрироваться и войти в свою учетную запись, поэтому обычный номер не всегда необходим.
Сколько стоит VoIP-телефония?
Опять же, это зависит от настроек. Звонки из приложения в приложение почти всегда бесплатны. На стационарный или мобильный номер может стоить недорого. Другие услуги VoIP требуют ежемесячной платы.
Должен ли я избавиться от своего стационарного телефона?
Вам в любом случае потребуется аренда линии для получения широкополосного доступа, поэтому не будет иного выбора, кроме как оставить его.
Если вы полагаетесь на возможность совершать звонки, которые недоступны через VoIP-телефон, или использовать функции, присущие только на стационарных устройствах, стоит сохранить телефонную линию в качестве резервной. Однако, если вы звоните только изредка — можно обойтись вообще без нее.
Пишите в комментариях ниже, какую информацию добавить или убрать по теме: VoIP-телефония — руководство для начинающих. Открыт для предложений по оформлению и наполнению страницы.