IP telefonie

Obsah 1 Definice: IP telefonie 2 Pojmy 3 Telefonní síť 4 Přenos hlasu 5 Technologie 6 Výhody a nevýhody 6.1 Skype 7 Zákaznické informace 8 Vybavení 9 Zdroje

Definice: IP telefonie

• Internet Protocol Telephony, IP telephony
• Obecné označení technologií, využívajících sítě založené na protokolu IP a technologii přepínání paketů k přenosu hlasu, faxu a dalších dat, tradičně přenášených přes sítě PSTN.

Pojmy

• telephony: věda, zabývající se přenosem hlasu pomocí elektrických signálů
• VoIP (Voice over Internet Protocol)
• Unified Communications (UC)
  • Spojení služeb přenosu informací na jedné infrastruktuře.
  • služby: hlas, video, televize, SMS, e-mail
• PoE (Power over Ethernet)
  • Napájení telefonu přes síťové kabely z routeru.
  • Některé switche umí pomocí datových kabelů poskytovat i napájení zařízení.
  • Podmínky: podpora switche i zařízení
• PBX (Private Branch Exchange)
  • firemní telefonní ústředna
• Konektory
  • RJ11: standardní čtyřdrátový telefonní konektor používaný v analogových telekomunikacích.
  • RJ45: Vypadá podobně jako RJ-11, ale je dvakrát tak široký (osm vodičů). Používá se ve strukturovaných kabelážích pro počítačové sítě, ISDN a telefony

Telefonní síť

Struktura

• telephone exchange (telefonní ústředna)
• trunk line
  • propojení sousedních ústředen
• local loop (místní smyčka)
  • linka z ústředny k telefonu

PSTN (Public Switched Telephone Network)

• Veřejná telefonní síť založená na telefonních ústřednách ze 70. a 80. let.
• Založena na technologie přepínání okruhů (circuit-switching × packet switching).
• Propojení většiny telefonních ústředen po celém světě

Dnešní sítě

• digitalizace mezi ústřednami
• mezi ústřednami packet switching (technologie ATM,...)
• přidány DSL služby: využívají kvalitních místních smyček

Přenos hlasu

Klasicky (PSTN)

• mikrofon ve sluchátko odesilatele: převádí hlas na analogový elektrický signál
• telefonní ústředny naváží okruh
  • vodivě propojují komunikující telefony
• reproduktor ve sluchátku příjemce

VoIP

• mikrofon
• snímkování
• digitalizace
• komprese
• conversion device (packetizer, vytvoří IP pakety délky 20 -- 40 oktetů)
• digital data transport circuit: odeslání dat datagramovou sítí
• IP network
• conversion device
• decoder
• reproductor

Technologie

Problémy IP sítí

• včasné doručení datových paketů
  • latency: zpoždění
  • jitter
    • ~ packet delay variation
    • rozdíl ve zpoždění jednotlivých paketů
  • QoS (Quality of Services): řešení
• NAT: nelze jednoduše procházet

Protokoly

• Signalizace
  • H.323
    • jeden z nejstarších
    • vyvinut organizací ITU-T
    • široce rozšířený
    • poměrně složitý
  • Session Initiation Protocol (SIP)
    • velmi rozšířený v současnosti
      • navržen, aby byl jednoduchý
      • založen na principu HTTP
      • podobné položky jako SMTP
    • přenos hovoru pomocí RTP
      • detaily o vlastnostech zahajovanéh přenosu SDP
• Přenos dat
  • Real-time Transport Protocol (RTP)
• Media Gateway Control Protocol
• Inter-Asterisk eXchange (IAX)
  • RFC 5456
  • komunikace mezi ústřednami Asterisk
  • umí tunelovat hovory přes port 80???
  • aktuálně IAX verze 2
  • Podpora autentizace PKI
• Skype
  • založený na principu peer-to-peer
  • uzavřený protokol ve vlastnictví firmy Microsoft
  • komunikace mezi stanicemi zdarma
  • za poplatek možnost komunikace do běžné sítě

Protokol SIP

• Cíl:
  • • navazování interaktivních komunikačních relací mezi dvěma či více koncovými zařízeními v Internetu
    • protokol je schopen si zařízení vyhledat.
• Historie, normy
  • ve verzi 1: RFC 2543: přijat 1999
  • ve verzi 2: RFC 3261
• Vývoj
  • IETF
  • SIP forum
• Protokol relační vrstvy.
• Poskytuje služby:
  • Lokalizace účastníka
  • Vlastní navázání spojení
  • Zjištění stavu účastníka
  • Zjištění možností účastníka
  • Řízení probíhajícího spojení
  • Ukončení spojení
  • Podpůrné služby (zabezpečení komunikace, komunikace s NAT, firewally,...)
• Adresy: sip:user@domain
• Registrátoři (registrar)
  • sledují momentální umístění klientů.

Výhody a nevýhody

Výhody

• Standardizovaná řešení (protokoly,...) otevírají konkurenci
• Provoz na běžném počítačovém HW
• Snížení nákladů
  • Není třeba budovat samostatnou infrastrukturu
  • Levnější volání do veřejné sítě
  • Volání zdarma v rámci datového tarifu
  • Volání uvnitř firmy zdarma
• Možnost šifrování hovorů
  • Stávající čísla mohou zůstat
  • Zjednodušení infrastruktury
  • Bonusy
    • videohovory
    • konference

Nevýhody

• Složité použití přes NAT (SIP)
• Single-point-of-failure
  • Výpadek připojení k Internetu způsobí kompletní ztrátu spojení.
  • Je závislé na dostupnosti elektrického napětí (klasická telefonní síť je napájena nezávisle)
• Bezpečnost
  • Riziko útoku (stejně jako u dalších internetových služeb)
  • Problematická identifikace volajícího (riziko podvržení identity)
  • Omezení nouzových volání
  • Nároky na šířku pásma
    • Přípojka k Internetu: lze posílit po dohodě s poskytovatelem
    • Uvnitř firmy: pokrytí výrobních prostor sítí Wi-Fi,...
  • Nelze realizovat připojení přes klasický modem.

Přechod na VoIP

• Náklady na přestavbu sítě
  • zaškolit správce sítě
  • zaškolení uživatelů
  • volba zařízení
  • nákup zařízení (lze koupit adaptéry pro klasický telefon)
  • posílení infrastruktury
  • napájení HW telefonů (nutnost natažení dalších rozvodů elektřiny nebo switche s PoE)

Další

• Z volání nelze určit geografickou polohu volajícího (problém s nouzovými hovory)
  • nouzové hovory jsou povoleny pouze z lokality, na které je číslo realizováno (geografické číslo)
  • lze se připojit přes VPN
  • Menší kontrola státu.

Skype

Nevýhody

• Smlouva se zahraničným subjektem
  • platby do zahraničí
  • není trvalá smlouva
  • nelze individuální smlouvu
• Žádné garance
• Bezpečnost
  • peer-to-peer
  • uzavřený protokol
  • Nelze kontrolovat zaměstnance/spojení.

Klady

• Lze přenášet soubory
• Šifrovaný přenos

Zákaznické informace

Operátoři

• ISP's
• poskytovatelé připojení k Internetu
  • jako službu navíc
  • není vázáno na připojení k Internetu
  • vlastní zákazníci mohou mít výhodnější podmínky
• Stávající telefonní operátoři
• Operátoři kabelové televize
• Vyzkoušení zdarma:
  • iptel.org -> Free Service <http://www.iptel.org/service>
  • Ekiga.net

Zřízení služby VoIP

• Nutné existující připojení k Internetu.
• Doporučení/podmínky:
  • připojení 128/128 kb/s
  • maximální zpoždění na server poskytovatele do cca 100 ms
  • ztrátovost rámců (packet loss) menší než 2%
  • při volání nezatěžovat datovou linku jiným provozem na více než 50% její nominální rychlosti
  • při použití technologie Network Address Translation (NAT) na hraničních prvcích LAN sítě zákazníka je nutné zajistit průchodnost provozu na port 5060
  • v případě ADSL připojení musí modem podporovat NAT bez zvláštních nastavení
• Nevhodné typy připojení
  • satelitní
  • GPRS
  • EDGE

Telefonní číslo

• Geografické (veřejné) telefonní číslo
  • Lze na ně volat ze všech sítí.
  • Využívání je vázáno k místu, kde je registrováno.
  • Předvolba podle kraje.
  • Adresu pro tísňové volání lze změnit v nastavení (v rámci stejného kraje).
• Negeografické číslo
  • Předvolba 910.
  • Ideální pro VoIP pomocí notebooku nebo mobilu na cestách.
  • Lze na ně volat jen z některých sítí (u nás O2) a ze sítě VoIP operátora.
• Faxová čísla
  • Registrována na vlastním faxovém serveru (ústředně).
  • Určena pro webovou aplikaci, ne pro klasický fax.
  • Na klasický fax je třeba geografické číslo.
• Trunk
  • Má-li uživatel vlastní ústřednu, může zažádat o více čísel.
  • Obvykle dán minimální počet, např. 100 čísel.
• Lze převést stávající číslo pevné linky k novému operátorovi.

Vybavení

Implementace ústředny

• Asterisk
  • svobodné řešení „telefonní ústředny“
  • podpora SIP
    • lze propojit s Ekiga.net
  • vlastní protokol IAX
• FreeSWITCH
• ...

SW klienti

• Ekiga
  • podpora více platforem
  • Protokoly
    • SIP
    • H.323
    • Lze i ústředna Asterisk přes SIP???
      • wiki.ekiga.org > Index.php > Ekiga as an Asterisk client <http://wiki.ekiga.org/index.phpEkiga_as_an_Asterisk_client>
• ZoIPer 2.0 Free
  • klientský program
  • až 3 SIP účty
  • Podpora:
    • SIP
    • Asterisk

Chytrý mobilní telefon

• Spouští se SW klient.

VoIP telefon

• Parametry
  • VoIP standard:
    • SIP
    • SIP v 2
  • kodeky pro telefon
    • G.711, G.722, G.726,...
  • kodeky pro audio a video
    • MP3, WMA, AAC
    • H.264, H.263
  • rozlišení displaye
  • parametry kamery
  • funkce jako switch
    • může omezit kapacitu pro přenos v době hovoru, aby nedošlo k narušení.
• Princip
  • HW jako klasický telefon.
  • (Telefonní) číslo na něm lze nastavit.
  • Připojuje se k IP síti pomocí konktoru RJ45
    • k routeru
    • nebo na vlastní IP adresu.
• Běžné protokoly
  • SIP
  • Skype

VoIP brána (+ klasický telefon)

• Připojuje se k ní klasický telefon.
• Brána se připojuje do sítě a převádí telefonní data na IP.

Router s integrovanou VoIP bránou

Zdroje

• Kvíz o SIP za bezplatnou registraci <http://searchunifiedcommunications.techtarget.com/news/1098066/Hip-to-SIP-quiz>
• IP Telephony <http://searchunifiedcommunications.techtarget.com/definition/IP-telephony>
• sbohempevnalinko.cz > Zakladni-informace <http://www.sbohempevnalinko.cz/zakladni-informace/>
• voip-info.org