IP telefonie

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 4. července 2022; kontroly vyžadují 4 úpravy .

IP-telefonie (vyslovováno „ ip-telefonie “) je telefonní komunikace využívající IP protokol . IP telefonie označuje soubor komunikačních protokolů , technologií a metod, které poskytují tradiční telefonní vytáčení , vytáčení a obousměrnou hlasovou komunikaci , stejně jako video komunikaci přes internet nebo jakékoli jiné IP sítě. Signál je přenášen digitálně komunikačním kanálem a před přenosem je zpravidla konvertován ( komprimován ), aby se odstranila informační redundance a snížilo se zatížení sítě pro přenos dat .

Typy IP telefonie

  1. Komunikace probíhá mezi počítači pomocí vhodného softwaru (například softphone ), které jsou připojeny přes internet nebo jinou počítačovou síť k serveru , který provádí přepojování hovorů . Možné jsou i hovory do veřejné telefonní sítě (PSTN) , v takovém případě server najde proxy server (s integrovanými bránami ) telefonní sítě, kde se požadovaný účastník nachází (například uživatel Skype ).
  2. Účastník, který má připojený telefonní přístroj k PSTN, zavolá na telefonní číslo poskytovatele IP telefonie, je autentizován PIN kódem a vytočí číslo, které potřebuje. Proxy server (s integrovanou bránou) poskytovatele vyhledá na internetu proxy server, připojený přes bránu k telefonní síti, kde se nachází požadovaný účastník, a připojí se k němu. Vzhledem k tomu, že konverzace na dlouhé vzdálenosti neprobíhá prostřednictvím telefonních kanálů, ale prostřednictvím přenosu internetového provozu , jsou náklady na takový hovor mnohem nižší.
  3. Účastník, který má IP telefon s integrovanou VoIP bránou , je připojen přes internet přímo k proxy serveru svého poskytovatele IP telefonie, který pomocí vytočeného telefonního čísla vyhledá na internetu odpovídající proxy server a připojí se k němu. To je zase přes bránu připojeno k PSTN, kde se nachází požadovaný účastník. Když zavoláte zpět , automatická pobočka určí, že číslo patří k IP telefonu a odešle ho na proxy server PSTN, který se připojí k proxy serveru příslušného poskytovatele IP telefonie a ten odešle hovor svému účastníkovi. Podle tohoto schématu jdou například hovory na čísla s DEF kódem 800 připojená přes IP telefonii. Počet účastníků IP telefonie je podobný jako u běžných. Místo IP telefonu můžete použít VoIP bránu , ke které je připojen běžný telefon.
  4. Telefonní síť podniku nebo telekomunikační společnosti ( telekomunikačního operátora ) je budována na bázi IP počítačové sítě pomocí softswitche , IP-PBX nebo virtuální PBX . V rámci této telefonní sítě uživatelé komunikují pomocí technologie IP telefonie, ovládání zajišťuje VoIP server. Připojení k PSTN znamená interakci přes VoIP bránu nebo přímo s jiným softswitchem nebo IP PBX přes datovou síť (včetně např. internetu).

IP telefonie nebo VoIP?

IP telefonie využívá obecnější technologii VoIP ( Voice over IP ) k organizaci obousměrné komunikace .  Technologie VoIP obecně zahrnuje všechny možnosti pro přenos hlasu přes IP, včetně těch, které nemají nic společného s telefonováním a lidskou komunikací. Technologie VoIP se například používá k přenosu zvuku v IP video monitorovacích systémech , v systémech veřejného ozvučení , při vysílání webinářů , při sledování filmů online atd.

Aplikace IP telefonie

Hlasová a video komunikace prostřednictvím počítačových sítí se stala populární po celém světě od konce 20. století (poslední dekáda) a je nyní široce používána jak soukromými uživateli, tak v podnikovém sektoru, stejně jako vládními agenturami. Využití systémů IP telefonie umožňuje společnostem - telekomunikačním operátorům výrazně snížit náklady na volání (zejména mezinárodní) a integrovat telefonii s internetovými službami , poskytovat inteligentní služby.

Funkčnost

IP-telefonie implementuje úkoly a řešení, které by byly buď dražší, nebo mnohem obtížněji realizovatelné pomocí technologie veřejné telefonní sítě .

Příklady:

jsou poskytovány mnohem snadněji (někdy přímo na terminálu uživatele), a proto často zdarma, zatímco v tradičních telekomunikačních společnostech tyto funkce vyžadují použití dalšího vybavení a technologií a jsou obvykle účtovány jako doplňková služba.

Navíc: možnost připojení přímých čísel v jakékoli zemi na světě ( DID ).

Mobilní čísla

Přenositelnost telefonního čísla ( angl.  Mobile number portability , MNP nebo anglicky  Local Number Portability , LNP) je služba, která svým uživatelům umožňuje ponechat si stávající telefonní číslo při přechodu od jednoho mobilního operátora k druhému. Možnost přenesení telefonních čísel závisí na legislativě konkrétní země. Služba MNP/LNP má vliv na komerční využití IP telefonie tranzitními operátory. Hlasový hovor, který přišel přes kanál IP telefonie, je směrován na mobilní telefon tradičního mobilního operátora.

Minimální cena hovoru

Cena hovoru v IP telefonii je určována tzv. „ Least Cost Routing System“ (LCR), který je založen na tom, že cíl každého telefonního hovoru je kontrolován, jakmile je uskutečněn v rámci sítě, který poskytuje spotřebiteli nejnižší cenu.

Vzhledem ke kompatibilitě s čísly GSM , která je nyní rozšířená, se poskytovatelé systémů směrování hovorů LCR již nemohou spoléhat na použití předčíslí čísla k určení způsobu přesměrování (směrování) hovoru. Místo toho potřebují znát skutečný název sítě mobilního operátora pro každý hovor, aby jej mohli směrovat.

Proto je také vyžadována IP telefonie pro řízení kompatibility mobilních čísel MNP při směrování hlasového hovoru. V zemích bez centrální databáze, jako je Velká Británie, může být někdy nutné dotazovat se v síti GSM, ke které síti (operátorovi) daný mobilní telefon patří. Vzhledem k tomu, že se IP telefonie na podnikovém trhu začíná prosazovat pomocí funkcí systému minimálních nákladů pro směrování hovorů, je nutné zajistit určitou úroveň spolehlivosti při správě hovorů.

K zajištění toho, že kvalita služeb bude podle očekávání, jsou nutné kontroly kompatibility mobilních čísel MNP; Prováděním kontrol kompatibility mobilních čísel před směrováním hovoru, a tím zajištěním toho, že se hlasový hovor skutečně dostane do zamýšleného cíle, dávají VoIP společnosti svým zákaznickým společnostem (spotřebitelům) záruku, že najdou poskytovatele IP telefonie. Poskytovatel služeb internetového pageru Tyntec registrovaný ve Spojeném království poskytuje službu Voice Network Query, službu, která umožňuje tradičním hlasovým operátorům i operátorům VoIP odeslat dotaz do sítě GSM. , dotaz zaměřený na nalezení domovské sítě pro přenesené číslo.

Tísňová čísla

Kvůli přirozeným vlastnostem samotné IP technologie je obtížné najít uživatele. Volání na čísla tísňového volání nelze snadno přesměrovat (přesměrovat) do blízkého call centra (důležité pro první zasahující). Někdy mohou tyto systémy směrovat tísňová volání v síti na jiné než tísňové telefonní linky na správném místě.

ID volajícího

Podpora služby ID volajícího se může u jednotlivých poskytovatelů lišit, i když většina Poskytovatelé VoIP nabízejí službu "identifikace volajícího (Caller ID)" se jménem na odchozích hovorech. Když hovor směřuje na číslo místní sítě od některého poskytovatele VoIP, služba ID volajícího není podporována .

V některých případech mohou poskytovatelé VoIP povolit volajícímu vydávat se za cizí ID volajícího, což potenciálně umožňuje zobrazení ID, které ve skutečnosti není číslo volajícího. Komerční VoIP hardware a software obvykle usnadňuje změnu informací o ID volajícího. I když tato služba může poskytnout velkou volnost (viz také DID a DOD ), umožňuje také zneužití.

Případy úmyslného nahrazení Caller ID poskytovatelem jsou upraveny zákonem.

Doplňkové služby

Zařízení pro poskytování IP telefonie umožňuje implementovat další funkce, dostupné v konvenčních telefonních sítích i specifické, možné pouze pomocí softwaru a integrace s počítačovými sítěmi.

Patří mezi ně: nahrazení pípnutí pro ovládání vyzvánění , hlasové pošty , nahrávání konverzace a mnoho dalších, zaměřené jak na jednotlivce, tak na účastníky vnitřních telefonních sítí organizací, firemní komunikace.

Balíček služeb poskytovaných telekomunikačními operátory pro telefonní sítě organizací se obvykle nazývá IP-Centrex nebo virtuální PBX .

Služba FMC umožňuje uživatelům stejné organizace poskytovat možnost používat mobilní telefony a pevné IP telefony, analogové telefony (přes VoIP bránu) a softwarové telefony jako telefonní zařízení s rozšířením telefonní sítě.

Služba virtuální fax umožňuje na jedné straně odeslat elektronický dokument nebo obrázek ve formě faxové zprávy a na druhé straně přijímat příchozí faxovou zprávu ve formě obrázku (včetně automatického odesílání na e-mail uživatele).

Hardware a software

Pro implementaci funkcí IP-telefonie se při navazování spojení používá heterogenní zařízení a software. Klientské zařízení nebo software používá koncový uživatel pro připojení k jinému klientskému zařízení (programu), nebo k serveru IP telefonie, IP PBX prostřednictvím libovolné počítačové sítě. V případě použití otevřených standardů a protokolů se mohou vzájemně ovlivňovat aplikace a zařízení od různých výrobců.

Klientský hardware

Technologie WebRTC umožnila použít jakýkoli moderní webový prohlížeč na libovolném počítači jako softwarový telefon. Používání softwarových telefonů na mobilních zařízeních s přístupem k internetu vedlo ke vzniku termínu „ mobilní IP telefonie “ (mobilní VoIP, mVoIP).


Nedávno[ kdy? ] existuje tendence používat funkce VoIP v systémech inteligentních domácností pro vzdálené monitorování zvuku a videa. V důsledku toho se objevily IP interkomy a různé monitorovací kamery s funkcemi VoIP, které majiteli umožnily automaticky přijmout příchozí hovor na předem určené číslo, když dojde k důležité události, nebo naopak umožnit majiteli zavolat na telefonní číslo. speciální číslo a ovládat systém pomocí tónové volby jako v hlasovém menu .

Serverová zařízení ( IP-PBX ) a přístupová zařízení

Pro práci ve složité síti s velkým počtem uživatelů je nutný centralizovaný switch - zařízení nebo program, který implementuje funkcionalitu automatické telefonní ústředny v IP síti, VoIP server . Servery IP telefonie zahrnují:

Existují také streamingové brány - zařízení, která umožňují připojit analogovou nebo digitální telefonní ústřednu k jiné IP-PBX prostřednictvím počítačové sítě a implementovat funkci konverze.

Protokoly

Protokoly zajišťují registraci klientského zařízení ( brány , terminálu nebo IP telefonu ) u serveru nebo tzv. poskytovatele gatekeepera , přesměrování hovorů a/nebo hovorů, navázání hlasového nebo video spojení, přenos jména a/nebo čísla účastníka. V současné době jsou široce používány následující protokoly:

Kódování řeči

Pro přenos hlasu přes IP síť je lidský hlas digitalizován pomocí pulzní kódové modulace , komprimován (zakódován) a rozdělen do paketů. Na přijímací straně dochází k opačnému postupu – data jsou z paketů extrahována, dekódována a převedena zpět na analogový signál .

Kódování zavádí další zpoždění v řádu 15-45 ms, ke kterému dochází z následujících důvodů:

Podobné zpoždění se objeví při dekódování řeči na druhé straně.

Při výpočtu end-to-end zpoždění je třeba vzít v úvahu zpoždění kodeku (viz výše ). Navíc složité kódovací/dekódovací algoritmy vyžadují serióznější výpočetní zdroje systému.

Analýza kvality přenosu dat řeči přes internet provedená různými výzkumnými skupinami ukazuje, že hlavním zdrojem zkreslení, snížení kvality a srozumitelnosti syntetizované řeči je přerušení toku dat řeči způsobené:

To vyžaduje vyřešení problému optimalizace zpoždění sítě a vytvoření algoritmů komprese řeči, které jsou odolné vůči ztrátě paketů (obnovení ztracených paketů).

Kodeky

Algoritmy používané pro kompresi hlasu během přenosu přes IP síť jsou velmi rozmanité. Některé prakticky nekomprimují hlas a ponechávají jej na úrovni modulace pulzního kódu (tj. 64 kilobitů / s), jiné kodeky umožňují komprimovat digitální hlasový tok 8krát nebo vícekrát díky efektivním kódovacím algoritmům. Existuje mnoho dobrých bezplatných kodeků, které k použití nevyžadují licenci. U ostatních je vyžadováno dosažení příslušné licenční certifikace mezi výrobcem hardwaru (softwaru) a autory kompresní metody.

OTEVŘENO:

Proprietární:

Srovnávací charakteristiky VoIP kodeků: [1]

kodek Užitná zátěž paketu
, bajty		 Přenosová rychlost,
kbps		 Algoritmické
zpoždění, milisekundy		 Obsazený tok, kb/s
IP pakety Ethernetové rámce
G.711 160 64 dvacet 78 80
G.723.1 (6.3) 24 6.3 37,5 6.9 17.1
G.723.1(5.3) dvacet 5.3 37,5 5.9 16
G.726-32 160 32 dvacet 32.8 42.7
G.726-24 160 24 dvacet 24.8 34.7
G.726-16 160 16 dvacet 16.8 26.7
G.729(8) dvacet osm 25 8.8 18.7
G.729 (6.4) 16 6.4 25 7.2 17.1

Optimalizace latence sítě a snížení zátěže

Hlavními výhodami IP telefonie je snížení požadavků na šířku pásma, což je zajištěno zohledněním statistických charakteristik hlasového provozu:

Současně jsou pro IP telefonii kritická zpoždění paketů v síti, ačkoli tato technologie má určitou toleranci (stabilitu) vůči ztrátě jednotlivých paketů. Ztráta až 5 % paketů tedy nevede ke zhoršení srozumitelnosti řeči.

Při přenosu telefonního provozu pomocí technologie IP platí přísné požadavky normy TL9000 na kvalitu služeb, které charakterizují:

  1. kvalita zřízení připojení, daná zejména rychlostí zřízení připojení,
  2. kvalita připojení, měřená zpožděním mezi koncovými body (uživateli vnímanými) a vnímanou kvalitou řeči.

Celkové přijatelné zpoždění dle normy není větší než 250 ms [2] . Příčiny zpoždění při přenosu hlasových dat přes IP síť do značné míry souvisí se zvláštnostmi paketového přenosu. Protokol TCP poskytuje kontrolu nad doručováním paketů, je však dostatečně pomalý, a proto se nepoužívá pro přenos hlasu. UDP odesílá pakety rychle, není však zaručena obnova ztracených dat, což má za následek ztrátu částí konverzace, když je zvuk obnoven (re-transformován). Značné problémy přináší jitter (odchylky v periodě příchod-příjem paketů), který se objevuje při přenosu přes velké množství uzlů v zatížené IP síti. Nedostatečně velká šířka pásma sítě (například při současném zatížení několika uživateli) vážně ovlivňuje nejen zpoždění (tj. nárůst jitteru), ale také vede k velkým ztrátám paketů.

K vyřešení těchto problémů je navržen soubor opatření [2] :

Zabezpečení připojení

Mnoho spotřebitelských implementací IP telefonie nepodporuje kryptografické šifrování, a to navzdory skutečnosti, že bezpečné telefonní spojení je mnohem snazší implementovat pomocí technologie IP než pomocí tradičních telefonních linek. Výsledkem je, že pomocí analyzátoru provozu je poměrně snadné navázat naslouchání IP hovorů a pomocí některých triků dokonce změnit jejich obsah [3] [4] .

Narušitel využívající sniffer síťových paketů má schopnost zachytit IP volání, pokud se uživatel nenachází v zabezpečené virtuální síti VPN [5] . Tato chyba zabezpečení by mohla vést k útokům zhroucení (odepření služby) na uživatele nebo někoho, jehož číslo patří do stejné sítě. Tato odmítnutí služby mohou zcela zničit telefonní síť, zatížit ji odpadkovým provozem a vytvořit konstantní obsazený signál a zvýšit počet odpojení účastníků [6] .

Tento problém se však týká i klasické telefonie, jelikož absolutně bezpečné způsoby komunikace neexistují [3] [6] [7] .

Spotřebitelé mohou zabezpečit svou síť omezením přístupu k datové VLAN a skrytím své hlasové sítě před uživateli. Pokud spotřebitel udržuje zabezpečenou a správně nakonfigurovanou bránu Access Controlled Gateway, bude v bezpečí před většinou útoků hackerů. Existuje bezplatný software , jako je Wireshark , který usnadňuje analýzu provozu IP konverzací [8] .

Někteří prodejci používají kompresi ke ztížení odposlechu. Předpokládá se, že skutečná síťová bezpečnost vyžaduje plné kryptografické šifrování a kryptografickou autentizaci. IP-telefonie však podle některých parametrů předčí tu tradiční z hlediska bezpečnosti [6] .

Aktuální bezpečnostní standard SRTP a nový protokol ZRTP jsou dostupné na některých modelech IP telefonů ( Cisco , Yealink SNOM atd.), analogových telefonních adaptérech (Analog Telephone Adapters, ATA), branách a také na různých softwarových telefonech . IPsec můžete použít k zabezpečení P2P VoIP pomocí příležitostného šifrování. Skype nepoužívá SRTP, ale používá šifrovací systém, který je transparentní pro poskytovatele Skype [3] .

Řešení Voice VPN (které je kombinací technologie VoIP a VPN) poskytuje možnost vytvořit bezpečné hlasové spojení pro sítě VoIP v rámci společnosti použitím šifrování IPSec na tok digitalizovaných hlasových dat.

Pomocí sítě I2P je také možné provádět víceúrovňové šifrování a anonymizaci veškerého VoIP provozu (hlas, video, servisní informace atd.) .

Statistiky provozu

Každé VoIP připojení má řadu parametrů, které jsou obecně přijímány jako přesné ukazatele kvality připojení. Většina stávajících operátorů IP telefonie navíc při poskytování služeb dokonce umožňuje vybrat si uzel, přes který bude hovor procházet, a to nejen podle ceny, ale také podle dalších statistických parametrů charakterizujících kvalitu komunikace:

Telekomunikační operátoři někdy používají k odhadu směru i další statistické parametry: zatížení v erlangech , zpoždění po vytáčení (PDD), procento ztráty paketů ( QoS ), maximální nárůst hovorů za sekundu (Calls per seconds, CPS).

Stanice/server IP-telefonie zaznamenává podrobné informace o každém konkrétním hovoru ve formě CDR záznamů (detailní záznamy hovorů). Každý záznam obsahuje číslo volajícího (číslo A) a volaného (číslo B), účastníky, IP adresy (nebo názvy domén), čas a délku hovoru, jakož i iniciátor a důvod ukončení . Detailní záznamy o hovorech ( Call Detail Record ) se často nahrávají do fakturačního systému pro analýzu a následné zablokování účtu volajícího v případě potřeby autorizace hovorů ( RADIUS ). Tato metoda ověření je obvykle typická pro následné platební systémy.

Online účtování se využívá i při účtování prostřednictvím účetního postupu v protokolu RADIUS , což je výhodné u předplacených platebních systémů.

Viz také

Porty jiný

Poznámky

  1. ↑ Viz: Kapitola 2. Hlasové aplikace multiservisních sítí // Alexander Filimonov. Výstavba multiservisních ethernetových sítí. BHV-Petersburg , 2007. ISBN 978-5-9775-0007-4
  2. ↑ 1 2 Skusnov Alexandr. "Chronické nemoci" VoIP (Adobe Flash). Rozhodovací dny. Archivováno z originálu 19. ledna 2012. (prezentace, 16 min.)
  3. ↑ 1 2 3 Berndt Butner. Zabezpečení VoIP: nové výzvy (mrtvý odkaz) (17. listopadu 2005). Datum přístupu: 27. ledna 2013. Archivováno z originálu 8. září 2011. 
  4. ↑ Útok na VoIP: Odposlech (downlink) . Archivováno z originálu 30. března 2012. 
  5. ↑ Útok na VoIP: Zachycování (downlink) . Získáno 7. září 2006. Archivováno z originálu 3. dubna 2008. 
  6. ↑ 1 2 3 VoIP je bezpečnější než konvenční telefonování . NAG LLC (1. dubna 2006). Archivováno z originálu 1. února 2013.
  7. ↑ ‌ . MFI Soft. Archivováno z originálu 1. února 2013.  — Garda – podnikový systém řízení dopravy
  8. ↑ Monitorování VoIP  (anglicky)  (nepřístupný odkaz) . infosvět . Síť IDG (31. července 2008). Datum přístupu: 27. ledna 2013. Archivováno z originálu 22. dubna 2009.
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
 software pro IP telefonii
Protokoly
Klientský software
Serverový software
webové služby
srovnání
 Počítačově zprostředkovaná komunikace
Asynchronní konference
Synchronní konference
Publikace