Telefonia IP, Voice-over-IP

    VoIP (Voice over IP) to technologia transmisji dźwięku przy wykorzystaniu używanego w Internecie protokołu IP. Pozwala na realizację połączeń głosowych z pominięciem tradycyjnych operatorów sieci telefonicznych, zapewniając dużą swobodę i znaczną redukcję kosztów - tym większą, im większe są odległości na które chce się rozmawiać. Brak opłat za minutę połączenia z drugą końcówką VoIP (oczywistym jest, że połączenia tego typu nie da się nawiązać w sposób bezpośredni z numerem stacjonarnym, który przecież nie ma własnego adresu IP) czyni to rozwiązanie na tyle atrakcyjnym, że obok typowego zastosowania przy wykorzystaniu głośników i mikrofonu wpiętych do komputera powstają dedykowane urządzenia do realizacji rozmów bez potrzeby korzystania z mało wygodnego i mobilnego peceta. Takimi urządzeniami są właśnie testowany przez nas telefon PhoneLink Internet IP Phone produkcji firmy Micronet i bramka IP Telephony Gateway pozwalająca wykorzystać w takiej roli zwykłe aparaty telefoniczne.

    Opis technologii

Jeszcze całkiem niedawno zakłócenia podczas przesyłania głosu za pośrednictwem Internetu były tak duże, że nikt nie traktował poważnie profesjonalnego wykorzystania tej metody. Telefonia IP wróciła na arenę zainteresowania wraz z upowszechnieniem się standardu algorytmu kompresji głosu LPC (Linear Predictive Code), który pozwala uzyskać jakość dźwięku akceptowalną przez klienta. LPC optymalizuje przesyłaną ilość informacji poprzez modelowanie i wykorzystywanie powtarzających się elementów w sposobie mówienia danej osoby. Drugim czynnikiem rozwojowym był duży spadek kosztów głównych elementów przetwarzających informację głosową na ciągi binarne, czyli procesorów sygnałowych DSP (Digital Signaling Processor).

W największym uproszczeniu usługa VoIP polega na przetworzeniu sygnału analogowego na ciąg zer i jedynek, skompresowaniu go i podzieleniu na niewielkie, dwudziestobajtowe pakiety. Procedura ta jest odwracana w punkcie odbiorczym. Wykorzystanie Internetu jako kanału transmisyjnego niesie za sobą problem zakłóceń, które powstają w wyniku nieciągłości transmisji. Jest to obecnie największa wada telefonii VoIP. Problem ten daje się łatwo rozwiązać w wewnętrznych sieciach firmowych przez zastosowanie na routerach protokołów RSVP (Resource Reservation Protocol) i WFQ (Weighted Fair Queuing), które rezerwują odpowiednie pasmo i utrzymują wysoki priorytet dla pakietów głosowych nawet w sytuacji chwilowego zatłoczenia sieci. Międzysieciowe wykorzystanie VoIP systematycznie poprawia się jednak wraz z rozbudową szkieletów zapewniających coraz bardziej komfortowe warunki pracy w sieci.

Praktyczne wykorzystanie VoIP sprowadza się do posiadania odpowiednich urządzeń. Zestawem umożliwiającym realizację połączeń VoIP przy pomocy komputera będzie zwykły mikrofon i głośniki. Urządzeniami potrafiącymi funkcjonować niezależnie od pecetów są telefony i bramki VoIP, które po wpięciu do sieci uzyskają swój własny adres IP i będą dostępne z każdego miejsca w Internecie. Największym mitem krążącym wokół tego tematu jest kwestia dzwonienia za darmo. Spieszymy zatem z wyjaśnieniem. Posiadanie zestawu umożliwiającego nawiązywanie połączeń VoIP (czyli np. komputer z NetMeetingiem czy komunikatorem ICQ lub testowany przez nas telefon albo bramka) pozwoli na swobodne komunikowanie się z innymi szczęśliwymi właścicielami podobnych zestawów. W takim wypadku jedynym ponoszonym systematycznie wydatkiem jest abonament Internetowy każdego z uczestników. Odpada jednak kwestia opłat za minutę połączenia, w stacjonarnej telefonii zależnych dodatkowo od odległości rozmówców. Istnieje możliwość nawiązywania połączeń zestawiających z jednej strony użytkownika VoIP (wpiętego do Internetu) i z drugiej posiadacza zwykłej telefonii abonenckiej, wiąże się jednak z koniecznością wykupienia odpowiedniej usługi u niezależnego operatora (spełnia on rolę bramki pomiędzy Internetem a siecią PSTN) i z ponoszeniem dodatkowych kosztów (które jednak w przypadku rozmów np. z USA mogą być i tak znacznie mniejsze niż oferowane przez TP S.A.). Przykład wykorzystania VoIP łączącego starą i nową technologię to wybranie potrójnego zera w komórkowej sieci Era GSM - wtedy zarówno stroną inicjującą jak i odbierającą są abonenci zwykłych sieci telefonicznych, ale połączenie transmitowane jest przy wykorzystaniu technologii VoIP przez Internet. My jednak zajmiemy się wykorzystaniem tego typu zabawek bez konieczności bratania się z jakimkolwiek dodatkowym operatorem ponad zwykłego dostawcę połączenia Internetowego.

     Cechy

    Korzyści

Własna centrala - Asterisk - the Open Source PBX!

System zarządzający połączeniami VoIP można uruchomić za darmo na zwykłym komputerze z Linuksem.Centrala telefoniczna oparta na Asterisku wymaga tylko zakupu komputera oraz kart PCI, które będą pośrednikiem w połączeniu zwykłego aparatu telefonicznego z centralą. Należy zapewnić tyle portów FXS dla użytkowników i FXO na linie miejskie, aby móc podłączyć potrzebną liczbę aparatów telefonicznych oraz linii. Po przeliczeniu i porównaniu kosztów zakupu takich kart z cenami niedużych tradycyjnych central telefonicznych, np. Panasonica, może okazać się, że korzystniejszy będzie wybór tradycyjnego sprzętu. Natomiast jeśli zdecydowaliśmy się na budowę średniej wielkości centrali, np. dwóch łączy 30B+D ISDN (60 numerów po stronie miejskiej), Asterisk jest zdecydowanie atrakcyjniejszy cenowo. Warto też pamiętać, że Asterisk nie wymaga kupowania dodatkowo specjalistycznych kart, by uzyskać np. funkcję DISA, niezbędnych w tradycyjnych centralach.
Telefonia IP po stronie użytkownika wymaga dodatkowej inwestycji w specjalne aparaty telefoniczne. Zamiennikiem takich urządzeń są odpowiednie adaptery FXS, dzięki którym uzyskamy możliwość podłączenia zwykłego analogowego telefonu do sieci IP.

(Prawie) wszystko za darmo
Samodzielne zbudowanie centrali podobnej do tej, jaką oferują firmy Siemens, Ericsson czy Alcatel, może się dla nas okazać zadaniem raczej trudnym do zrealizowania. Jednak możemy pokusić się o instalację na swoim komputerze specjalnego oprogramowania, które będzie realizowało te same funkcje. Głównym twórcą oraz inicjatorem stworzenia oprogramowania Asterisk jest Mark Spencer. Dzięki jego inicjatywie oraz pomocy wielu osób zaangażowanych w projekt powstał kompletny system centralowy, działający pod kontrolą Linuksa. Umożliwia on zastąpienie tradycyjnych central PBX, które pracują m.in. w biurach, urządzeniami programowymi (softPBX). Dzięki oprogramowaniu Asterisk możemy wykonywać, przyjmować lub przełączać rozmowy telefoniczne równie sprawnie jak w systemach tradycyjnych. Dodatkowo stworzymy własny system powitań DISA, interaktywnych odpowiedzi IVR, a także skrzynki głosowe, tzw. Voice-Maile. Oprogramowanie to łączy możliwości dwóch telefonii: tradycyjnej, czyli takiej, jaką używamy na co dzień w domu lub biurze, oraz systemu IP. Za pośrednictwem firmy Digium, sponsora projektu, możemy zakupić różnego rodzaju karty PCI pomocne w fizycznym podłączeniu systemu do sieci telekomunikacyjnej. Inni producenci markowych kart, oferujący sprzęt współpracujący z Asteriskiem, to m.in. Quicknet, Dialogic czy Sangoma.
Co jeszcze uzyskujemy za pomocą tego oprogramowania? Otrzymamy możliwość realizacji połączeń głosowych wychodzących od użytkownika do sieci PSTN. W tym celu niezbędne będzie nabycie odpowiedniej karty FXO, do której zostanie podłączona linia telefoniczna prowadząca do lokalnego operatora. Najprostszą kartą, którą możemy tu zastosować, jest model o symbolu X100P Digium (koszt tego podzespołu to ok. 150 złotych). Istnieje również możliwość podłączenia nieco większych kart, np. E100P, obsługujących 30 linii (tu cena wyniesie około 2000 złotych).

Tanie pogaduszki
Bezpośrednia konfiguracja programu Asterisk dla połączeń wychodzących umożliwia ustawienie systemu w taki sposób, aby połączenia były realizowane zawsze przez najtańszego w danym dniu tygodnia czy godzinie operatora. Wskazane jest wówczas nawiązanie współpracy z jak największą liczbą operatorów i porównanie wszystkich stawek za połączenia. Odpowiednio ustawiony system Asterisk automatycznie wybierze najtańszą drogę połączenia np. międzymiastowego lub do sieci telefonii komórkowej, niezależnie od pory dnia. Użytkownik wybiera numer, pod który chce dzwonić, zawsze tak samo - bez stosowania dodatkowych prefiksów czy też innych skrótów.
W wypadku odbierania rozmów z publicznej sieci telefonicznej Asterisk oferuje udogodnienia zwiększające komfort użytkowania. Jednym z takich elementów jest wspomniane wcześniej automatyczne powitanie osoby dzwoniącej - DISA. System w wypadku wykrycia nadchodzącego połączenia potrafi automatycznie odebrać taką rozmowę i powitać dowolnym, uprzednio nagranym firmowym komunikatem. Funkcja ta pozwala również dzwoniącemu na samoczynne połączenie się z wybranym numerem wewnętrznym, bez odwoływania się do pomocy np. recepcjonisty. Podczas naszej nieobecności skorzystamy chętnie z możliwości uruchomienia własnych skrzynek głosowych (Voice-Maili), gdzie dzwoniący pozostawią wiadomości. Odsłuchujemy je bezpośrednio przy stanowisku telefonicznym albo zdalnie, po poprawnym uwierzytelnieniu w systemie.
Asterisk stanowi również ciekawą propozycję dla sieci osiedlowych, które oprócz połączenia internetowego mogłyby współdzielić jedną czy nawet kilka linii telefonicznych! Taką przykładową możliwością jest przydzielenie każdemu użytkownikowi blokowego Ethernetu wewnętrznego, wybieranego tonowo numeru. W ten sposób uzyskamy osiedlową darmową sieć telefoniczną. Oprócz aplikacji do odbierania i wykonywania rozmów można oczywiście użyć innych urządzeń IP lub specjalnych przejściówek, pozwalających na podłączenie do sieci komputerowej zwykłych analogowych aparatów.

Wymarzona centralka
Pozostałe opcje zaimplementowane w Asterisku, takie jak m.in. zawieszanie rozmów czy interaktywne odpowiedzi systemu (IVR), także w najmniejszym stopniu nie odbiegają od funkcjonalności oferowanej przez tradycyjne centrale telefoniczne. Głównym i najistotniejszym autem przemawiającym za wdrożeniem Asteriska jest możliwość indywidualnego dopasowania systemu do potrzeb użytkownika. Jeśli administrator ma wiedzę na temat programowania, sam jest w stanie dokonać odpowiednich modyfikacji w systemie, tak aby uzyskać potrzebne funkcje. Ponadto można liczyć na pomoc innych użytkowników - nie tylko w Polsce, ale też praktycznie na całym świecie.
Asterisk potrafi współpracować zarówno ze zwykłymi aparatami telefonicznymi, jak i specjalnymi telefonami IP, także programowymi. Wdrażając go można się zdecydować na dowolną z tych technologii, kierując się względami ekonomicznymi, bo Asterisk jest wprawdzie darmowy, ale za sprzęt trzeba płacić.

Połączenia poprzez Asteriska realizowane są z udziałem tradycyjnych linii telefonicznych oraz alternatywnych usługodawców - VoIP

Głos z Sieci
Łatwość przesyłania głosu przez sieć IP to kolejny argument na rzecz Asteriska. Samo oprogramowanie dysponuje własnym protokołem nazwanym IAX. Dodatkowo po odpowiedniej konfiguracji i załadowaniu sterowników można również realizować połączenia w protokołach bardziej standardowych, tj. H.323 lub SIP. Możliwość wykonywania połączeń głosowych poprzez sieć IP zachęca do uruchomienia systemu pozwalającego na rozmowy ze stacjonarnymi sieciami telefonicznymi. Usługi takie uruchomili i świadczą m.in. Wirtualna Polska z Nawijką, pokrewny easyCall firmy Neutron-IT czy Tlenofon. VoIP jest atrakcyjny finansowo: wymienieni operatorzy oferują połączenia z sieciami stacjonarnymi w Polsce i poza nią o około 80% tańsze niż Telekomunikacja Polska. Warto pamiętać, iż realizowanie połączeń wyłącznie przez VoIP w sieciach WAN może powodować pogorszenie jakości rozmowy. Zależy ona od m.in. odpowiedniej wydajności łącza internetowego i małych opóźnień propagacji pakietów. Zasadniczym problemem, o którym mało kto mówi, są ataki typu DoS. Ich skutkiem bywają całkowicie unieruchomione systemy telefoniczne firm, które połączeń wychodzących nie realizowały poprzez karty FXO czy ISDN.