Telefonia internetowa VoIP

VoIP (Voice over Internet Protocol) jest technologią służącą do przesyłania dźwięku przy pomocy sieci opartej o protokół IP czyli przykładowo Internet. Pozwala ona na integrację telefonii i transmisji danych w jednej sieci dzięki potraktowaniu dźwięku jak zwykłego strumienia danych. Technologia ta jest coraz częściej postrzegana jako alternatywa dla zwykłych sieci telefonicznych z uwagi na jej liczne zalety. VoIP umożliwia wykonywanie połączeń telefonicznych także do abonentów nie posiadających Internetu a korzystających z tradycyjnej linii telefonicznej czy też telefonu komórkowego.

Podstawowa zasada działania technologii jest stosunkowo prosta, mianowicie sygnał mowy jest przetwarzany na reprezentację cyfrową, poddawany kompresji przy pomocy odpowiedniego kodeka a następnie dzielony na pakiety i przesyłany przy pomocy protokołu IP. Wykorzystuje się tutaj wiele nowych technologii sieciowych między innymi elementy logiczne czy specjalne protokoły. Elementy logiczne potrzebne są między innymi do zarządzania zgłoszeniami i przechowywania informacji o nich, rutowania pakietów itp. Nowe protokoły zaś są głównie protokołami sygnalizacyjnymi czyli używa się ich do ustanawiania połączeń i sesji multimedialnych, ustalania położenia użytkownika, translacji adresów, negocjacji parametrów łącza dla zgłoszenia, rozłączania i zarządzania zgłoszeniami, billingów i realizacji mechanizmów bezpieczeństwa. Obecnie używa się dwóch głównych protokołów dla VoIP a mianowicie H.323 i SIP.


Protokół H.323

Pierwszą wersję protokołu przyjęto już ponad 10 lat temu a mianowicie w 1996 roku, zaś drugą w roku 1998. Należy on do rodziny protokołów H.32x, które opisują połączenia multimedialne wewnątrz różnych sieci:

* H.320 - wąskopasmowe sieci cyfrowe ISDN
* H.321 - szerokopasmowe cyfrowe sieci ISDN i ATM
* H.322 - sieci pakietowe z gwarantowanym pasmem
* H.323 - sieci pakietowe z nie gwarantowanym pasmem
* H.324 - sieci analogowe POTS

Wszystkie te protokoły wspierają różne zestawy kodeków audio i wideo w zależności od pasma udostępnionego w sieci. Mają możliwość działania z potwierdzeniem transmisji (TCP) lub też bez (UDP) przy czym przy połączeniach VoIP nie stosuje sie potwierdzeń z uwagi na dodatkowe opóźnienia. H.323 nadzoruje proces przesyłania danych multimedialnych w sieciach pakietowych, wykonując to zadanie w czasie rzeczywistym. Elementy składowe H.323 definiują dokładnie, jak poszczególne elementy systemu pracujące zgodnie z tym protokołem inicjują sesje multimedialne i jak stanowiska pracy wymieniają między sobą skompresowane dane audio i wideo. H.323 nadzoruje proces przesyłania danych multimedialnych w sieciach pakietowych, wykonując to zadanie w czasie rzeczywistym. Architektura sieci telefonicznej IP opartej na standardzie H.323 składa się z czterech podstawowych elementów: terminali, strażników (gatekeepers), bramek (gateways) oraz MCU (Multipoint Control Units).

* Terminale, to klienci, którzy mają możliwość inicjacji i odbierania zgłoszeń. Służą one również do wysyłania i odbierania dwukierunkowego strumienia danych. Terminal może być zarówno oprogramowaniem pracującym na komputerze PC jak i specjalnym dedykowanym do tego celu urządzeniem. Wszystkie terminale powinny umożliwiać przeprowadzenie rozmowy telefonicznej, podczas gdy usługa danych czy wideo jest opcjonalna.

* Gatekeeper (strażnik) zarządzaja tzw. strefą (ang. zone) która jest zbiorem terminali, bramek i MCU. Standard H.323 dzieli sieć na takie właśnie strefy. Zgłoszenia wewnątrz strefy są zarządzane przez gatekeeper'a. Zgłoszenia międzystrefowe mogą angażować kilku "strażników". Gatekeeper, jeśli jest obecny w sieci nadzoruje przebieg wszystkich rozmów przeprowadzanych w strefie. Jego podstawowymi zadaniami są: kontrola dostępnego pasma, rutowanie zgłoszeń, przyjmowanie, odrzucanie zgłoszeń w strefie, translacja adresów i autoryzacja użytkowników. Gatekeeper stanowi także interfejs do innych sieci H.323. "Strażnik" to opcjonalny element sieci ale jeśli jest obecny w danej podsieci to terminale są zobowiązane go używać.

* Bramka (gateway) jest odpowiedzialna za połączenie telefonicznej sieci IP do innych typów sieci. Przykładowo bramka może łączyć sieć H.323 z siecią SIP, PSTN (Public Switched Telephone Network) czy ISDN. Bramka musi zapewnić interfejs czasu rzeczywistego pomiędzy różnymi formatami transmisji i procedur komunikacyjnych. Dodatkowo jest odpowiedzialna za ustanawianie i rozłączanie połączeń w obydwu łączonych sieciach. Brama musi więc dysponować mechanizmami konwertującymi różne formaty i obsługiwać sieci oparte na różnych technologiach.

* MCU obsługuje konferencje, w których udział biorą co najmniej trzy punkty końcowe. Jednostka MCU zarządza zasobami konferencji, prowadzi negocjacje między punktami końcowymi (uzgadniając na przykład metodę kodowania danych audio i wideo) i może sterować strumieniami pakietów zawierających dane multimedialne. MCU składa się z dwóch podstawowych elementów: Multipoint Controller (MC) i opcjonalnie kilku Multipoint Processors (MP).

- MC odpowiada za wymianę informacji, obsługuje sygnalizacje H.255.0 oraz odpowiada za negocjację parametrów komunikacji między punktami końcowymi
- MP odpowiada między innymi za miksowanie różnych danych multimedialnych, translacje formatów i ewentualną redystrybucje strumieni do użytkowników.

Często możliwa jest integracja różnych elementów sieci w jednym fizycznym urządzeniu. Przykładowo funkcjonalność gatekeeper'a może być połączona z funkcjonalnością bramki i MCU lub MCU może być wbudowane w terminal aby umożliwić połączenia konferencyjne, bez dodatkowych urządzeń.

1    2    3