Телефония основана на коммутации соединений, когда для создания соединения между абонентами на все время разговора выделяются каналы для передачи звука. Кроме этого, телефонные соединения можно организовывать и в цифровых сетях, где для передачи данных используется принцип коммутации пакетов. Именно эту задачу и решает Интернет-телефония (IP-телефония, VoIP). Главное преимущество IP-телефонии – себестоимость: минута разговора в случае междугородной, и тем более, международной связи оказывается во много раз дешевле, чем при использовании традиционной связи по сетям с коммутацией соединения. Это в значительной степени оправдывает даже сравнительно низкое качество звука, присущее современной IP-телефонии.
Сеть IP-телефонии представляет собой совокупность оконечного оборудования, каналов связи и узлов коммутации. Сети IP-телефонии строятся по тому же принципу, что и сети Интернет. Однако в отличие от сетей Интернет, к сетям IP-телефонии предъявляются особые требования по обеспечению качества передачи речи. Одним из способов уменьшения времени задержки речевых пакетов в узлах коммутации является сокращение количества узлов коммутации, участвующих в соединении.
Существует несколько классификаций сетей IP-телефонии:
По способу связи оконечных устройств между собой: выделенные, интегрированные, смешанные.
В выделенных сетях связь между оконечными устройствами осуществляется по выделенным каналам, и пропускная способность этих каналов используется только для передачи речевых пакетов. Чаще всего провайдеры IP-телефонии не строят собственную сетевую инфраструктуру, а арендуют каналы у провайдеров первичной сети. Главное преимущество выделенной сети – это высокое качество передачи речи. Кроме этого, для обеспечения гарантированного качества предоставляемых услуг в этих сетях, кроме протокола IP, применяются и другие транспортные протоколы: АТМ и FrameRelay.
В интегрированных сетях IP-телефонии для связи между устройствами используется глобальная сеть Интернет. Это может быть уже существующая собственная сеть или доступ к сети Интернет через провайдеров.
В сетях смешанного типа для объединения устройств используются выделенные каналы и сеть Интернет. Вопрос о том, какие каналы использовать для связи устройств между собой, решается оператором индивидуально в зависимости от возможностей.
По масштабу: международные, региональные, местные.
Международная сеть IP-телефонии имеет точки своего присутствия в нескольких странах и обеспечивает терминацию трафика практически в любую точку мира при минимальном использовании телефонной сети общего пользования. Международные сети строятся с использованием выделенных каналов и на базе уже существующих сетей Интернет.
Национальная сеть имеет точки своего присутствия в одной или, в крайнем случае, в нескольких близлежащих странах и обслуживает абонентов и местных операторов только этого региона. С помощью заключения договоренности с международными сетями национальная сеть предоставляет своим абонентам и другим местным сетям возможность терминации вызовов в любую точку мира.
Местная сеть IP-телефонии предоставляет возможность абонентам местной телефонной сети и частным компаниям воспользоваться услугами IP-телефонии. В основном, операторы местных сетей являются провайдерами доступа к сети IP-телефонии. Чаще всего, их сети имеют всего один шлюз, подключенный к более крупным сетям через сеть Интернет или по выделенным каналам. Для большинства операторов местная сеть является лишь промежуточным этапом развития, и они стремятся выйти на международный или национальный уровень.
Международный союз электросвязи (IUT-T) предложил стандарт Н.323 для построения сетей IP-телефонии. Этот стандарт охватывает практически все аспекты создания таких сетей и в настоящее время является наиболее распространенным. Сети Н.323 ориентированы на интеграцию с обычными телефонными сетями и рассматриваются как сети ISDN, работающие поверх сетей передачи данных – TCP/IP (Интернет), сетей IPX, Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring и т.д. Стандарт Н.323 содержит большое количество протоколов, связанных с регистрацией оборудования, различными сценариями установления соединений, передачи речи, видео и данных, аутентификацией пользователей, тарификацией и многими другими задачами.
При использовании IP-телефонии необходимо учитывать, что адресация узлов в сети Интернет определяется не обычным числовым номером абонента, а IP-адресом компьютера, с которого (и на который) устанавливается соединение. Во многих случаях IP-адрес компьютера динамически меняется при очередном подключении, поэтому для соединения используют специальный узел сети – сервер каталогов (directory server). Этот сервер хранит списки зарегистрированных на нем пользователей, причем каждый из них имеет уникальное имя в виде строки символов (обычно в формате адреса электронной почты) или традиционный номер, состоящий из цифр.
Существует еще одна разновидность узлов сети IP-телефонии – шлюз (gateway). Это посредник между традиционной телефонной сетью и сетью передачи данных, преобразующий звонки одного типа в другой и обратно.
Передача телефонных переговоров по сети Интернет может осуществляться по нескольким сценариям.
Использование программы IP-телефонии. В этом случае на двух компьютерах, подключенных к Интернету, необходимо запустить специальную программу, которая на одном конце преобразует звук от микрофона в пакеты данных, а на другом конце выполняет обратное преобразование и проигрывает звук в динамик. Далее работа осуществляется по следующему алгоритму:
Пользователь А запускает программу при установленном подключении к Интернет.
Программа IP-телефонии автоматически сообщает серверу каталогов, что вызывающий пользователь (А) доступен для входящих звонков и имеет такой-то IP-адрес.
Программа IP-телефонии пользователя Б запросит сервер каталогов по символьному имени пользователя А соответствующий ему IP-адрес и начнет передачу пакетных данных.
Пользователь А получит уведомление о входящем Интернет-звонке от пользователя Б и, ответив на звонок, окончательно установит соединение.
Использование IP-телефона. Внешне это устройство выглядит как обычный телефон, но подключается непосредственно к сети передачи данных. В отличие от компьютера IP-телефон, как и обычный телефон, всегда готов к работе. IP-телефония помимо передачи звуковой информации между двумя собеседниками может быть использована в качестве организации конференцсвязи (большинство существующих программ IP-телефонии поддерживает эту возможность), и как средство для организации видеотелефонии, если с обеих сторон имеется соответствующее программное и аппаратное обеспечение.
