14 лет назад 28 марта 2005 в 18:13 57

Технология IP-телефонии появилась в конце 80-х годов прошлого века. Наибольший вклад в ее разработку внесла израильская фирма VocalTec, которая использовала для этого все известные в то время достижения в области цифровой обработки сигналов. В 1995 году для передачи звукового сигнала стали применять два метода звукового сжатия – GSM и TrueSpeech.

Но одной компрессии оказалось мало: протоколы передачи данных весьма лояльно относились к задержке пакетов или даже их потере – ведь все могло быть восстановлено и правильно собрано в точке получения. Собственно говоря, именно решение проблемы задержек и сделало IP-телефонию тем, что она представляет собой сегодня.

ТЕРМИНОЛОГИЯ
Когда речь идет о голосовом общении через сеть (неважно какую – глобальную или локальную), чаще всего используются термины “IP-телефония” или VoIP (Voice over IP). А иногда просто говорят об интернет-телефонии, считая, что это название является исчерпывающим. На самом деле все обстоит несколько сложнее.

Под интернет-телефонией, как правило, понимают передачу голосового трафика через глобальную сеть. Следовательно, интернет-телефония является лишь частным случаем IP-телефонии.
Когда встречается термин VoIP, то чаще всего имеется в виду технология, при которой голосовая информация оцифровывается, сжимается и разделяется на пакеты, получаемые адресатом по цифровым каналам.

В пункте приема происходит преобразование набора пакетов в единый голосовой поток и получается полноценный разговор. При этом важно учитывать, что традиционная телефония требует прямого соединения посредством коммутации каналов, а технология VoIP позволяет использовать один канал для ведения нескольких разговоров. Кстати, именно поэтому иногда можно встретить еще одно название технологии VoIP – “телефония с коммутацией пакетов”.

Термин VoIP иногда используют в качестве синонима IP-телефонии, однако в ряде случаев под ней подразумевают технологию, способную пропускать трафик по традиционным каналам связи, тогда как интернет-телефонией называют передачу голосовых данных по сетям интернета, в которых больше потерь и искажений пакетов. Тем не менее с точки зрения технологии между IP-телефонией и VoIP никакой принципиальной разницы нет.

ТЕОРИЯ
Для того чтобы организовать такую связь, требуется специальное оборудование, называемое шлюзами. Этот шлюз соединяет две линии – телефонную и IP-сеть. Сначала шлюз принимает аналоговый или цифровой сигнал с телефонной линии, при необходимости оцифровывает и сжимает его. Кроме того, на этом этапе происходит подавление шумов, удаление ненужных пауз. Затем сигнал разбивается на пакеты, и в каждый из них добавляется необходимая информация – адрес получателя, номер пакета (поскольку они могут приходить к адресату в произвольном порядке) и некоторые необходимые данные для коррекции ошибок.

Потом набор пакетов отправляется через IP-сеть на другой шлюз, и он проделывает те же самые операции, только в обратном порядке – объединяет пакеты и доводит их до конкретного получателя. Поскольку передача пакетов по IP-сетям происходит практически мгновенно, вход сигнала в телефонную сеть и его выход из телефонной сети происходят одновременно, что делает возможным обеспечение дуплексного разговора.

Главное же отличие IP-телефонии от традиционной заключается в том, что в обычных сетях между абонентами создается электрическая сеть с фиксированной пропускной способностью, а в IP-сети никакого постоянного маршрута между точками связи нет.

Основное противоречие, которое потребовалось решить разработчикам технологии заключалось в том, что эти сети изначально создавались для надежной передачи неискаженной информации, причем время передачи не играло решающей роли. Для классической телефонии, напротив, прежде всего важна динамика передачи сигнала, а возникающие при этом искажения не играют большой роли, если не выходят за некоторые границы. Поэтому для IP-телефонии были созданы специальные стандарты – H.323, SIP и MGCP.

Принятый Международным союзом электросвязи стандарт H.323 (иногда его называют не стандартом, а протоколом), по сути, является набором рекомендаций и описывает способ, по которому чувствительный к задержке трафик получает приоритет при передаче в IP-сетях. Архитектура H.323 предполагает наличие четырех компонентов: терминала (любое абонентское устройство), шлюза, привратника (управляющий элемент системы) и устройства многопользовательских конференций.

В основу протокола SIP легла идеология HTTP – это точно такой же клиент-серверный протокол. Архитектура SIP включает в себя несколько устройств. Клиентом SIP может быть не только физическое устройство, но и программа, причем, как правило, клиент содержит в себе серверную часть. Маршрутизацией вызовов и работой приложений занимается прокси-сервер, а перенаправляет звонки редирект-сервер. Для регистрации пользователей в сети SIP должен быть специальный сервер регистрации.

Согласно протоколу MGCP все управление сосредоточено в “одних руках” – для этой цели служит специальный контроллер. Поэтому архитектура сети, построенной на MGCP, подразумевает наличие всего двух элементов – шлюза (или самого телефонного аппарата) и контроллера, который этим шлюзом управляет.

ЭКОНОМИКА
Если о ценовых составляющих традиционной телефонии потребитель знает достаточно много, то подробной информацией о стоимости минуты разговора через оператора IP-телефонии пока владеют не все. Попытаемся внести некоторую ясность в этот вопрос на примере международного звонка.
У каждой страны есть некая базовая стоимость входа, которую платит любой оператор при отправке трафика в эту страну. Самыми дорогими в этом отношении странами являются Индия, Вьетнам и государства Южной Африки. Уменьшить эту составляющую практически невозможно, поскольку вопрос должен решаться на правительственном уровне.

Также следует учитывать, что цена канала растет с увеличением расстояния до точки вызова. Впрочем, это правило выполняется далеко не всегда – звонки в США иногда обходятся дешевле, чем в Армению или Грузию. Таким образом, многое зависит и от “толщины” канала. В условиях свободного рынка весьма важным фактором, влияющим на стоимость, является еще и уровень конкуренции между операторами за данное направление. Причем важно не только количество, но и качество этих операторов – весьма часто бывает, что мощная компания захватывает направление, устанавливая цену канала ниже себестоимости. Естественно, при этом сама компания должна компенсировать собственные убытки за счет других, уже раскрученных направлений.

Путь сигнала от одного абонента к другому можно разбить на три участка: от телефонного аппарата первого абонента до шлюза IP-телефонии, от одного шлюза до другого, от шлюза до второго абонента. При этом вызывающий абонент может полностью контролировать только первый участок – он наверняка знает, есть ли в его городе шлюз или нет. Однако если этот шлюз имеется, это вовсе не означает, что традиционные телефонисты не получат со звонящего ничего, кроме абонентской платы, поскольку формально вызывающий делает звонок на местный телефон (естественно, это не относится к местам, где уже введена временная тарификация местных звонков).

И остается третий участок, о котором вызывающий может ничего не знать. Если второй шлюз находится в той же номерной зоне, что и удаленный абонент, то тут все ясно. А если нет? Тогда шлюзу придется “дозваниваться” абоненту посредством междугородней связи, и никаких надежд на то, что традиционные телефонисты будут в данном случае альтруистами, нет. Поэтому не удивляйтесь, когда выясните, что звонок по IP-телефону из пункта А в пункт Б будет отличаться от стоимости звонка из пункта Б в пункт А, причем существенно.

Такое положение вещей в принципе преодолимо, для чего операторы IP-телефонии постоянно ищут пути, позволяющие обойти дорогие магистрали, принадлежащие монополистам. К сожалению, развитию этой технологии в нашей стране мешают не только объективные причины, но и поведение некоторых операторов. Дошло до того, что Министерство связи было вынуждено выпустить приказ “О взаимодействии операторов связи”, в котором сказано: “Операторами нарушаются принципы установления расчетных цен (такс) по единой методологии и выделения затрат на пропуск трафика из общих эксплуатационных затрат оператора связи пропорционально структуре трафика, не соблюдается установленная нормативными актами структура платежей.

Операторы связи продолжают устанавливать расчетные цены (таксы) на основании деления доходов, а не на основании учета трафика и компенсации затрат по его пропуску. В процессе присоединения и взаимодействия сетей связи имеют место факты нарушения сроков и порядка выдачи технических условий на присоединение ведомственных и выделенных сетей электросвязи к сети электросвязи общего пользования”.

Увы, существует достаточное количество способов, которые позволяют операторам получать прибыли вовсе не за счет качественного оказания услуг. Самый распространенная уловка – это использование для связи между шлюзами не выделенных для этой цели линий, а общедоступного интернета, который не может гарантировать быстрой доставки голосового пакета. Разумеется, себестоимость услуги в данном случае будет намного ниже. Если бы операторы IP-телефонии, использующие интернет, предупреждали об этом абонентов и оказывали услуги по более низким ценам, то этому можно было бы только радоваться – в конце концов, пользователь имеет право сам выбрать для себя оптимальное соотношение “цена/качество”. Впрочем, справедливости ради надо заметить, что при наличии хороших каналов и современного оборудования использование обычного интеренета на качестве услуг не сказывается.

КАЧЕСТВО
Несмотря ни на что, качество услуг IP-телефонии непрерывно повышается. Зависит это, прежде всего, от того, что операторы существенно повысили скорость прохождения пакетов через сеть. Эта скорость является определяющей для качества связи. Именно из-за задержек и потерь появляются искажения речи и даже обрывы связи. Что же влияет на эту задержку?

Прежде всего – процедура кодирования, сжатия и декодирования. Зависит это от используемого кодека. Например, кодек G.723.1 дает задержку в 30 мс, поскольку это время ему требуется для создания кадра оцифрованного аудиосигнала. Уменьшить это время невозможно – так устроен кодек. При декодировании происходит то же самое, так что уже имеющуюся задержку можно смело умножать на полтора (задержка декодирования в два раза меньше задержки кодирования).
Но эти задержки хотя бы поддаются предварительной оценке, а вот задержки, вносимые сетевой средой, в принципе нельзя определить заранее. Аналитики утверждают, что при определенных условиях подобные задержки могут колебаться в пределах от 75 мс до 300 мс.

Причем поскольку пакеты следуют к цели каждый сам по себе, то имеется еще одна причина ухудшения качества – нарушение порядка поступления пакетов. Шлюзу в любом случае приходится ждать получения последнего пакета – передача пакетов – “командный вид спорта” и финиш определяется по последнему. Но пакеты-“торопыги” мало того, что никак не ускоряют общее прохождение сигнала, так еще и заставляют шлюз тратить время на восстановление первоначального порядка. А это – еще 50-100 мс. Итог можете подвести самостоятельно.

Skype

Программное обеспечение Skype устанавливается на компьютеры с любой операционной системой.

Для того чтобы начать использовать технологии IP-телефонии прямо сейчас, вовсе не нужно покупать карточку оператора – достаточно стать участником глобальной телефонной P2P-сети Skype (web.skype.com), созданной основателями знаменитой KaZaA Никласом Зеннстремом и Янусом Фриисом. Это не будет вам стоить ровным счетом ничего, правда, бесплатно общаться вы сможете не со всеми абонентами телефонной сети, а только с точно такими же пользователями системы Skype.
Для того чтобы стать участником сети, следует установить программное обеспечение Skype (www.skype.com/download.ru.html); доступны версии под Windows, Linux и PDA, так что страдать от платформозависимости не придется. После установки программы регистрируетесь в сети, придумываете себе имя и пароль, и система готова к работе при условии, что на вашей машине имеются звуковая карта, динамики и микрофон.

Помимо обыкновенных звонков Skype позволяет организовывать конференции, в которых могут принимать участие до пяти человек. При этом участников можно добавлять прямо в течение разговора (но право на это имеет только тот абонент, который начал конференцию).

Система использует технологию P2P, поэтому выглядит привлекательно для “звонков” внутри локальной сети, тем более что все запросы системы Skype зашифрованы и это полностью защищает абонента от прослушивания. Однако надо обратить внимание на то, что внешний трафик при этом все равно может расходоваться, причем даже если вы не говорите, а всего лишь подключили Skype к интернету.

ПРОБА
Для того чтобы разобраться что к чему, есть самый простой и экономически неэффективный способ – купить все имеющиеся в продаже карточки, попробовать все самому и проанализировать результат. С другой стороны, каждый уважающий себя продавец должен давать товар “на пробу”. Операторы IP-телефонии исключением не являются – на сайтах многих из них имеются сведения о том, как сделать пробный звонок.

Компания ОСС (www.oss.ru) предлагает воспользоваться так называемым тестовым доступом. PIN-кодом этого доступа, который работает без каких-либо временных ограничений, является 0*0*. Одновременно могут разговаривать несколько человек, но доступными являются только номера 7-095-100, 7-095-7969360, 7-095-7969361 и 7-095-9747174. Компания TimePhone (www.timephone.ru) скромнее – там тестовый режим работает только для звонков с компьютера на телефон. По реквизитам UserName: 830253 и Password: 8116 доступна только московская служба точного времени 7-095-100. ЗАО “ТелекомБюро” (voip.tb.ru) тоже предпочитает иметь дело с теми, кто звонит с компьютера на телефон. Зато тестовый вход позволяет звонить куда угодно – для этого на странице voip.tb.ru/demo.shtml нужно “сгенерить” тестовую пару логин-пароль.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Для того чтобы сравнить качество связи, мы попробовали составить таблицу, в которой собрали все важные для абонента характеристики некоторых операторов IP-телефонии. Эти данные не следует воспринимать как полноценный объективный тест, провести который редакция не имеет технической возможности. Но некоторые выводы на основании этой информации сделать можно.

Первое, что следует из этих тестов, – IP-телефония ничуть не хуже своего традиционного аналога. Ни один из операторов IP телефонии не уступил по качеству традиционному поставщику услуг, к которому мы уже привыкли. Правда, говорит это не столько о высоком качестве IP-телефонии, сколько о низком качестве телефонии традиционной. Как и следовало ожидать, лучшее качество достигается при связи с абонентом, который находится либо близко, либо проживает в развитой стране с хорошими линиями коммуникаций.

Дозвон до каждого оператора происходил с первого раза. Тесты показали, что все операторы IP-телефонии практически равноценны для потребителя – откровенных провалов не было ни у кого. Тем не менее, если вы собираетесь пользоваться IP-телефонией как основным способом телефонного общения, то сначала следует взять несколько карточек разных операторов и выбрать того, кто покажет наилучший результат именно на вашем телефоне.

Какой из протоколов IP-телефонии вы считаете наиболее перспективным и почему?
Говоря об IP-телефонии, необходимо уточнять, о чем именно идет речь – о корпоративных сетях связи, о карточных услугах для частных клиентов, об услугах для корпоративных клиентов, об услугах PC2Phone, о звонках между пользователями интернета, о транзитных межоператорских соединениях и т. п.

Большое количество вариантов применения технологий VoIP обуславливает большое количество протоколов, применяемых для передачи голоса поверх сетей передачи данных. Среди них есть и протоколы, описанные в международных стандартах, и проприетарные протоколы конкретных операторов, провайдеров услуг и производителей оборудования. H.323, SIP, MGCP, Megaco, IAX…
Если говорить об IP-телефонии на “бытовом” уровне, то в настоящее время основными конкурентами являются протоколы H.323 и SIP.

Тяжело судить о перспективности или бесперспективности одного или другого протокола, но, скорее всего, ситуация будет развиваться следующим образом – H.323 еще очень долгое время останется основным протоколом для шлюзов, взаимодействующих с ТфОП, для межоператорских соединений, то есть там, где требуется наиболее прозрачная передача телефонной сигнализации по сетям передачи данных. SIP же, вероятнее всего, получит наибольшее развитие в решениях для конечных пользователей – в программных клиентах IP-телефонии, в том числе и во всевозможных мессенджерах, поддерживающих передачу голоса, в абонентских устройствах и т. п.

SIP проще в реализации для программистов, особенно знакомых с протоколом HTTP. Кроме того, он изначально создавался не как протокол для телефонии, а как протокол, на базе которого можно предоставлять большое количество услуг – instant messaging, голосовые вызовы, SMS и т. п. Хорошим примером этому служит появление SIP-продуктов у разработчиков, не делавших продуктов для IP-телефонии. Посмотрите хотя бы на продукты компании Microsoft (Exchange Server, Live Communication Server), Stalker (CommuniGate Pro).

Чем обусловлена относительная дешевизна звонков через оператора IP-телефонии? Только ли монополизмом ГТС? Или на это есть объективные причины?
Начнем с того, что в Москве, например, МГТС является оператором IP-телефонии. В конце 2004 года было объявлено о начале предоставления МГТС услуги “телематической службы передачи речевой информации для предоставления услуг междугородней и международной связи”, или IP-телефонии, если говорить в привычных терминах.

Так что противопоставлять оператора традиционной телефонии и оператора IP-телефонии в настоящее время не совсем правильно. Кроме того, необходимо говорить о монополизме “Ростелекома”, а не о монополизме ГТС, поскольку услуги международной и междугородней связи предоставляются именно “Ростелекомом”. Если же не принимать во внимание наши национальные особенности, то у оператора IP-телефонии в любом случае есть объективные предпосылки для предоставления услуг по более низким ценам.

Во-первых, VoIP-оператору, вообще говоря, нет необходимости содержать кабельную инфраструктуру. По сути, для предоставления своих услуг оператор использует чужие мощности – оператора традиционной телефонии (“последняя миля” до абонента в случае карточных платформ), провайдера интернета (в случае услуг PC2Phone и подключения абонентских устройств и для маршрутизации звонков в сети партнеров).

Во-вторых, оборудование для VoIP стоит на порядок меньше, чем оборудование традиционной телефонии. В простейшем случае для предоставления услуг достаточно просто купить сервер и один из программных коммутаторов (в том числе и российского производства) и разместить его на одной из хостинговых площадок. Стоимость подобных решений вместе с биллинговой системой начинается с нескольких тысяч долларов. Причем относительная дешевизна таких решений отнюдь не означает предоставления менее качественных или менее функциональных услуг. Как правило, даже наоборот.

Оператору же традиционной телефонии для предоставления услуг требуется вкладывать в оборудование значительно большие суммы. Вообще список причин, по которым операторы IP-телефонии могут и предоставляют услуги дешевле операторов традиционной телефонии, можно продолжать до бесконечности. Это тема для отдельного разговора, интересного, скорее, специалистам, работающим в этой области.

В настоящее время IP-телефон является альтернативой общепринятому методу. Что изменится, если IP-телефония начет реально вытеснять традиционную?
В данном случае уместнее союз “когда”, а не “если”. Уже сейчас можно говорить от том что IP-телефония вошла в нашу жизнь и является уже не экзотикой, а повседневной вещью, даже если мы этого и не замечаем. И речь нужно вести не о вытеснении традиционной телефонии, а о слиянии этих видов связи. Многие крупные зарубежные операторы, в т. ч. и национальные, уже используют технологии IP-телефонии при передаче своего международного трафика, не разделяя услуги на “традиционные” и “альтернативные”.

Для пользователя, по большому счету, нет разницы, какая транспортная среда используется для передачи голоса, ему важнее качество получаемых услуг. Реальные изменения пользователи увидят, когда IP-телефония появится у них “на столе”. А изменения в первую очередь коснутся набора услуг, предоставляемых вместе с обычной телефонной связью, и стоимости междугородней и международной связи. IP-телефония – это ведь не только звонки по карточкам. Это и сallback (звонок с обратным вызовом) – незаслуженно обойденная вниманием российских операторов и пользователей услуга, которая позволяет существенно экономить на мобильной связи при использовании тарифов с бесплатными входящими звонками или с фиксированной платой за соединение.

Это не только звонки с компьютера, но и возможность отправки факсов с компьютера, столь успешно реализованная, например, российскими разработчиками в программном телефоне Alterphone. Это и дополнительные услуги связи – конференции, автосекретаря, сервис коротких сообщений, видеосвязь и многие другие. Решения IP-телефонии, кроме удешевления услуг, позволяют операторам начать предоставление этих и других дополнительных услуг без значительных финансовых затрат.