Увод

В днешно време телефонията е масово средство за информиране и

общуване. С развитието на технологиите тя също се развива и нуждите на

пазара я извисяват до много високо ниво на услугите. Традиционната

(аналогова) телефония вече не може да покрие нуждите на пазара и затова

вече говорим за телефония по Интернет (Voice over IP). Тази телефония е

много удобна за всякъкви нужди. Като започнем от домашен телефон и

достигнем до бизнес корпоративна среда с много телефони и институции.

VoIP от една страна намалява разходите от месечни разговори, а от друга

увеличава качеството на разговора като използва една и съща честотна

лената (стандартен телефонен канал).

Целта на тази дипломна работа е проектиране на мрежа за пренос на глас

по Интернет протокола. За целта е избран протоколът за начало на сесията

(SIP). Обяснени са начините за свързване между абонатите и етапите в

проектирането на мрежата за пренос на глас по интернет. Подробно са

обяснени протоколите свързани с обработката, преноса и доставянето на

гласа на базата на които е проектирана разработката представена в тази

дипломна работа. Избрани са технологични решения на утвърдени

производители в тази област като Cisco и Innovaphone.

Избраната VoIP мрежа може лесно да се приспособи за голям аспект на

бизнеса или за дома защото тя е лесно модифицираща и управляема. Такова

решение може безпроблемно да се администрира от малък брой хора.

1

Глава I

Обзор в областа на Интернет телефонията.

1.1. История на технологията

Първата технология за телефония през Интернет е представена през

февруари 1995 год. от VocalTec. Предложеният интернет телефон е

примитивен в сравнение с наличните технологии днес. Като софтуер е

оригинално замислен да работи на компютър 486 с 33 MHz процесор или по-

висок, чрез който потребител ще разговоря с друг потребител използвайки

модема на компютъра, звукова карта (говорители и микрофон). В процеса на

трансфер, софтуерът сгъстява (компресира) гласа, който е говорен в

микрофона. След това компресираният глас в данни се транспортира чрез IP

пакети. Под формат на стандартна трансмисия през интернет. С тази

технология обаче разговорът е ограничен само до два компютърни

потребителя (компютър към компютър).

Фиг. 1.1 Разговор компютър – компютър.

Около година по-късно, през март на 1996 год., отново компанията

VocalTec обявява, че ще работи с други фирми за производство на хардуер

наречен Voice Gateway, който да позволява аудио връзки между интернет

телефон и телефон от публичната комутируема телефонна мрежа (PSTN).

Все пак остава едно предизвикателство, а именно как да се адресира и

2

достигне до потребител на компютър, разположен където и да е по света. За

тази цел потребителят трябва да знае IP-адреса на отдалечения компютър, а

той не е лесно откриваем, ако не е имало предшествуващ контакт с него.

Voice Gateway (Voice Router) търси друг такъв, в който да е съхранен

телефонният номер на търсения потребител. Телефонен номер се намира по-

лесно от IP-адрес. По този начин функционалността на Voice Gateway се

справя едновременно с препятствията на свързването на мрежата и

адресирането. При получаване на аналогов глас (стандартен глас) от

телефон, Voice Gateway първо дигитализира сигнала и компресира новия

цифров сигнал в стандартните блокове за трансфер на данни известни като

IP пакети.

Те биват изпратени през Интернет към вход на Voice Gateway, където

процесът се обръща. С тази технология е възможно да се правят три

различни видове повиквания: компютър към компютър; компютър към

телефон; и телефон към телефон.

Фиг. 1.2 Разговор компютър – телефон.

3

1.2. Общи сведения

IP-телефонията е технология която, свързва два телефонни абоната,

независимо в коя точка на света са те, чрез световната Интернет мрежа. До

неотдавна мрежата с комуникационни канали (телефонната мрежа) и

мрежата с комуникационни пакети (IP-мрежата) съществуват практически

независими една от друга и се използуват за различни цели. Телефонната

мрежа се използва основно за пренос на гласова информация, а IP-мрежата

за пренос на данни. Технологията IP-телефония обединява тези две мрежи

посредством устройства, казващи се шлюзове или gateway. Шлюзът

представлява специалоизирано устройство, при което от едната страна се

включва телефонна линия, а от другата страна - IP-мрежа (например-

Интернет).

Осъществяването на телефония от конвенционален телефонен апарат

или конвенционална телефонна централа през IP мрежа за пренос на данни

се нарича в общия случай VoIP (Voice over IP).

Фиг.1.3 VoIP мрежа

4

Ако често провеждате междуградски разговори, има вероятност вече

да сте използвали IP телефония без дори да сте подозирали за това. IP

телефонията (Voice over IP) представлява предаване на телефонни разговори

през Интернет. Голяма част от стационарните телефонни компании

използват тази технология за връзка между регионалните офиси.

Основен проблем на стандартните телефонни мрежи е тяхната

зависимост от превключването. Верижното превключване е основният

принцип, използван при тях през миналия век. Когато бъде осъществена

връзка между два абоната тя остава непрекъсната, докато не настъпи краят

на разговора. Понеже тази връзка е двупосочна, тя се нарича верижна. Това е

основата на публичната релейна телефонна мрежа (PSTN).

При едно типично PSTN обаждане в слушалката се чува сигнал

“свободно”, който индицира, че е налице връзка с локалната телефонна

централа, след това набирате номера на абоната, с който желаете да се

свържете. Обаждането се маршрутизира към него и между телефонните

постове се осъществява връзка, т.е веригата се отваря. Едва след като

приключите разговора, линията се освобождава и веригата се затваря. При

десет минутен разговор веригата между двата телефона е отворена.

Стандартните публичната релейна телефонна мрежа (PSTN) телефонни

разговори се предават със скорост 64 Kbps във всяка посока, тоест тоталната

широчина на канала в двете посоки е 128 Kbps. Имайки в предвид, че в един

килобайт има 8 килобита това се равнява на 16 KB за всяка секунда, в който

веригата е отворена и на 960 KB, за всяка минута. Следователно за десет

минутен разговор общото количество на пренесени данни е 9600 KB, което

се равнява на 9.4 MB.

Технически погледнато при разговора двете страни се слушат взаимно,

а не говорят едновременно, което означава, че през цялото време се използва

пълноценно само половината от връзката. Според това можем да

предположим, че големината на файла ще намалее почти двойно, до около

5

4.7 MB, ако линията се използва нормално. Освен това в почти всеки

разговор има моменти, когато никой не говори за определено време (пълна

тишина). Ако можем да сумираме и премахнем и тези “дупки” , файлът ще

стане дори по-малък.

При информационните мрежи не се използва верижно превключване.

Преносът на информация се осъществява чрез прехвърляне на пакети (packet

switching). VoIP технологията от своя страна се възползва от предимствата

на метода на превключването на пакетите, с които превъзхожда верижното

превключване при стандартните телефонни централи. При такава мрежа

базирана на прехвърляне на пакетите могат да бъдат проведени няколко

разговори за същото време за което се провежда един единствен разговор,

окупиращ линията изцяло. С публичната релейна телефонна мрежа (PSTN)

този десет минутен разговор изцяло използва наличните 128 Kbps докато при

VoIP технологията същият разговор ще отнеме реално три минути и

половина за предаване на цената на 64 Kbps свободен в рамките на този

времеви период от три минути и половина. Освен това остават 128 Kbps за

другите шест минути и половина. В това оставащо време могат да се вместят

още няколко кратки разговора докато при една конвенционална система се

провежда само един разговор.

В описания по-горе текст не се взима предвид компресията на

информацията, с която се постигат още по-добри резултати при преноса на

голям обем данни.

6

1.3. Изисквания към честотната лента.

В аналоговия свят, преноса на глас изисква от 0 до 3,4 kHz честотна

лента и обикновено се нарича 4 kHz гласов канал, за улеснение. За цифрови

телекомуникации, сигналът е дискретизиран с честота два пъти основната.

Минималната честота на дискретизация трябва да бъде не по малко от 8 kHz.

Ако всеки дискрет съдържа 8 бита, цифровата честотна лента изисква

трансфер 64 kbps.

Телефонните компании изискват 8 kHz за качествен глас. Честотната

лента тогава зависи от нивото на квантуване на сигнала. С линейно

квантуване до до 8 бита/дис. или до 16 бита/дис. трансферът е 64 kbps или

128 kbps. Квантуването (PCM - Pulse Code Modulation) по-нататък се

модифицира с законите за компресиране (А-law,µ-law) на глас и видео.

Компресирането и декомпресирането (CODEC) на цифрови сигнали има за

цел намаляване на необходимата честотна лента или предаваната

информация. Несъмнено източника на информация съдържа ненужна

информация, особено цифровизираните снимки и видео. Ако например

цифров сигнал съдържа поредица от нули, ще бъде икономично да предадем

код който показва, че поредицата от нули продължава с дължината на тази

поредица.Има много различни алгоритми за компресиране и декомпресиране

на цифрови кодове.

PCM (Цифрова модулация) и ADPCM (Адаптивно Диференциална

Цифрова Модулация) са примери за CODEC на синусоидални сигнали.

Кодеците за синусоидални сигнали са компресиращи/декомпресиращи

методи които използват излишните характеристики на тези синусоидални

сигнали. Има кодеци които компресират говор като изпращат само

опростена информация за преноса на говора. Тези кодеци изискват най-

малка честотна лента. Компресиращите техники за телефония са

стандартизирани от ITU-T в неговата G-серия.

7

Табл.1.1 Кодиращи алгоритми.

Входен обхват Степен на предаване СтандартLinear Predictive Coding Algorithm 64 kbps LPC-10

G.711Code Excided Linear Prediction (CELP) 8 kbps G.729

G.729A32 kbps Adaptive Differential Pulse Code

Modulation32 kbps G.721

1.4. Mean Opinion Score (MOS) - резултат на разбраност.

Всеки CODEC несъмнено осигурява качество на речта. Качеството на

предадената реч е субективен отговор на слушателя.

Съвместен тест използван да установи качеството на звука произведен от

определени CODEC-и е „резултатът на разбраност” (MOS). С MOS

определен кръг от слушатели съдят за качеството на гласовия отрязък по

скала от 1 (лошо) до 5 (отлично). Резултатът се осреднява за да даде MOS за

този отрязък. Таблицата по долу дава връзката между MOS резултатът и

CODEC.

Табл.1.2 MOS резултат за различни кодиращи алгоритми.

Метод на компресия Скорост на предаване (kbps)

Размер на дискретите (ms)

MOS резултат

G.711 PCM 64 1.25 4.1G.729. CS-ACELP 8 10 3.92G.729x2 Encoding 8 10 3.27G.729x3 Encoding 8 10 2.68G.729a CS-ACELP 8 10 3.7

Въпреки че , изглежда логично, преобразуването на всички разговори

чрез кодеци в ниско скоростни потоци за да се спестят инфраструктурни

разходи има спънки при комппенсирането на гласа. Една от главните спънки

е изкривяването на сигнала по време на множество кодирания.

8

1.5. Закъснение

Много важна идея в обсъждането на гласовите комуникации е

намаляването на закъснението. Гласовият поток е в реално време и ако има

твърде голямо закъснение в доставянето на гласовите пакети, говорът ще

бъде неразпознат. Допустимо закъснение е по-малко от 200 ms.

Закъснението е присъщо за гласовите комуникации и е причинено от

множество фактори.

Има два основни типа закъснение присъщи за днешните телефонни

мрежи:

1. Закъснение от разпространение – причинено е от характеристиките на

скоростта на светлината пътуваща през оптика или през меден

проводник в основните мрежи.

2. Закъснение от управление – причинено е от устройствва които

управляват гласовия поток и имат значително влияние върху

качеството на гласа в пакетно комутируеми мрежи. Това закъснение

включва времето за което е необходимо да се генерира гласовия пакет.

DSP-тата отнемат от 5 ms до 20 ms да генерират рамката (frame) и

обикновено една или повече рамки са разположени в пакета. Друга

част от това закъснение е времето необходимо да се придвижи пакетът

до изходът на маршрутизаторът (опашката) по-бързо. Истинското

закъснение в изхода, определено от изразходваното време в опашката

преди да бъде обслужено нормално, обхваща 10 ms.

9

Фиг. 1.4: Закъснение от разпространение и управление

Табл.1.3 Закъснения включени в CODEC.

CODEC Скорост на предаване(kbps)

Закъснение от компресиране (ms)

G.711 PCM 64 5G.729. CS-ACELP 8 15G.729a CS-ACELP 8 15

Частично закъснение

Частичното закъснение се равнява времето необходимо на

маршрутизатора да качи пакета по проводника за предаване. Раздробяването

на пакета помага да се премахне частичното закъснение, но раздробяването,

подобно на FPF.12 не помага без изчакващ механизъм в поставянето.

Например, ако 1000 байтов пакет влезе в „опашката” на маршрутизатора и е

раздробен на десет 100 байтови пакети, без изчакващ механизъм

маршрутизаторът все още ще изпраща всичките 1000В преди да започне да

изпраща друг пакет.Обратно ако има изчакващ механизъм за поставяне, но

няма раздробяване гласовият пренос може да одпадне. Ако маршрутизатор

получи 1000 В пакет в неговата „опашка” и започне изпращане на този

10

пакет, гласовият пакет ще трябва да изчака докато всички 1000 В са

изпратени по линията, преди да влезе в „опашката” , защото веднъш

маршрутизаторът като започне изпращане на пакет той ще продължи докато

не го изпрати напълно. По тази причина е карайно необходимо да има метод

по който маршрутизаторът да развива големите пакети информация на по-

малки и нареждаща стратегия (в опашката) да помогне на гласовите пакети

да преминат по-напрет в „опашката” пред информационните пакети.

Закъснение „Край-до-край”

Това закъснение зависи от пътя който изминава пакета от изпращача до

получателя.

1.6. Jitter – трепкане

Трепкането е изменение в закъснението на пристигналите гласови пакети

от получените. Това причинява разместване на гласовия поток. Обикновено

се компенсира като се използва буфер за да се изпълни казаното гладко.

Фиг.1.5 Трепкане на импулса

11

Фиг.1.6 Разместване на пристигналите импулси от получените

1.7. Премахване на ехото (ехозатихватели)

Ехото е слушане на собствения ти глас в телефонния приемник докато

говориш. Ако ехото превишава приблизително 25 ms, може да бъде

объркващо и да причини прекъсвания в разговора. В традиционната

телефония ехото е нормално причинено от разсъгласуваното съпротивление

при преминаване от четирипроводната мрежа към двупроводните затворени

линии (телефонни апарати).

В IP-телефонията ехозатихвателите за изградени във всеки DSP модул.

Ехозатихвателите са ограничени по замисъл, по общото количество време

което те трябва да изчакат за отразеният говор да бъде приет, което е

известно като ехо-проследяване.

1.8. Надеждност

Традиционната комуникация с данни се стреми да осигури надеждна от

„край-до-край” комуникация между два потребителя. Тя използва

проверочни суми и редица номерирания за контрол на грешките.

Негативното потвърждение с последващо препредаване вкарва повече от

12

необходимото закъснение към препредаването. За време разделните данни,

препредаваното съобщение/пакет може да бъде напълно безполезно. Така,

VоIP мрежите би трябвало да позволяват подходящ контрол на грешките и

възстановяваща схема във вишшите комуникационни нива. По този начин

може да се погрижат за необходимите нива на надеждност, правейки отчет

на влиянието на закъснението. По тази причина UDP (User Datagram

Protocol) е протокол от транспортният слой избран за гласова комуникация.

Надеждността е изградена във висшите слоеве.

Аудио данните са чувствителни към закъснения и изискват от гласовите

пакети да достигнат предназначението си с минимално закъснение и

минимално трепкане. Въпреки, че TCP/IP осигурява надеждна връзка, тя се

взима от цената на закъснението и високата латентност на мрежата.

1.9. Съвместимост

В публичната мрежова среда, според установеният ред продуктите на

различни производители трябва да са съвместими един с друг, те трябва да

отговарят на определени стандарти. Тези стандарти са определени от ITU-T

(International Telecommunication Union – Telecommunication) и IETF.H.323 е

най известният стандарт. Както и да е, SIP/MGCP стандартите от IETF са

бързо развиващи се като по лесни за работа протоколи.

13

1.10. Типично повикване за глас във VOIP приложение.

Полезно е да се разбере какво се случва в приложният слой когато се

използва VOIP.

Фиг. 1.7 Типично повикване за глас във VOIP приложение

Използвайки горната фигура, процесът на Интернет телефония започва от

повикващата страна компютър (микрофон и слушалки), искаща да се свърже

с повикваната страна (телефон от обществената телефонна мрежа).

14

Доставчика на повикващата страна имайки нужният софтуер се свързва с

повикваната страна и предоставя телефонен номер на интернет доставчика,

който предоставя услуга (VоIP). Използвайки микрофон, обаждащата се

страна тогава говори в него и гласовият сигнал се прехвърля на Voice

Gateway, където се дигитализира (ако сигналът не е цифров). От тук IP

пакетите се прехвърлят през Интернет по път, който е определен от Voice

Gateway на доставчика, докато достигат отдалечения Voice Gateway. Той от

своя страна превръща IP пакетите в гласов сигнал и прехвърля гласът на

местния PSTN на повикваната страна. От тук, телефонът на повикваната

страна ще сигнализира постъпващо повикване. Двете страни могат да

проведат напълно двупосочен (дуплексен) разговор. От горния пример лесно

могат да бъдат получени връзки компютър към телефон и компютър към

компютър.

Стъпка 1. Потребителят вдига слушалката.

Стъпка 2. Приложната част на VоIP издава тон за набиране и изчаква

потребителят да набере телефонен номер.

Стъпка 3. Потребителят набира телефонния номер; Тези номера са

акомулирани и съхранени в приложната сесия.

Стъпка 4. След като се наберат достатъчно цифри за да съвпаднат с

крайния образец, телефонния номер се записва в IP хоста чрез избираща

система. IP хоста има директна връзка до телефонния номер на получателят

или до PBX (Private Branch Exchange) който е отговорен за завършване на

обаждането към така нареченият краен образец.

Стъпка 5. Приложната сесия тогава пуска сесииния протокол (H.323 или

SIP/MGCP) за да установи предаване и включване на канал за всяко

направление по IP мрежата.

Стъпка 6. Кодиращо-декодиращата компресираща система CODEC е

позволена в продължение на разговора между двата края на връзката

използвайки протоколите в реално време (RTCP/UDP/TCP/IP).

15

Стъпка 7. Всички признаци на разговора се прекарват през гласовата

пътека толкова скоро колкото по-бързо е установен аудио каналът от „край-

до-край”. Сигналите открити на гласовите портове се вземат от сесииното

приложение, разопаковат се от RTCP (чрез RTCP приложение) и се пренасят

по IP мрежата.

Стъпка 8. Когато единият край на обаждането затвори, RSVP

резервацията се разкъсва (ако е използвана) и сесията приключва. Всеки

край остава незает и чака следващото положение за закачване към друго

обаждане.

Както при методите за трансфер за данните и при VоIP се развиват

стандарти за постигане на еднородност на обработка и транспорт. Различни

фирми Deltathree, Net2Phone, Netspeak Corp и VocalTec inc. пускат на пазара

голям брой продукти. За постигане на софтуерна съвместимост създават се

стандарти, чрез които софтуерът на една компания, може да се свърже със

софтуер на друга компания. Н. 323 и G. 723 са стандарти за аудио

кодиране,чрез тях различни софтуерни продукти са способни да

комуникират през Интернет.

В допълнение към стандартите, които определят развитието на софтуера

за телефония през Интернет при каквато и да е връзка, компютър - към -

компютър или на компютър - към - телефон, хардуерът също трябва да се

придържа към минимални системни изисквания. Софтуерния телефон на

VocalTec inc. е изисквал процесор на 486 / 33 мегахерца а днес повечето

програмни продукти искат поне процесор на 166 MHz. Звуковия и мрежов

интерфейс за връзка през Интернет да притежават дуплексен режим на

работа. Като нарастват системните изисквания нараства и качеството на

гласа в разговора. Традиционните скорости на сигналите за пренос на глас са

приблизително 64 KB / S. Макар някои потребители все още да се свързват

със скорости под 56 KB / S то те също получават относително качество на

звука. Качеството на гласа намалява, когато скоростта на връзка намалява.

16

Глава II

Блок схема и описание на SIP

2.1. Стандартът SIP

SIP (Session Initiation Protocol - Протокол за начало на сесията) е

стандарт на IETF за гласово или мултимедиино установяване в Интернет.

Той е предложен като стандарт (RFC 2543) през февруари 1999 г. Негов

автор е Henning Schulzrinne. SIP е протокол от приложното ниво използван

за установяване на разговорите и за прекъсване. SIP се използва съвместно с

дъщерните протоколи на IETF като SAP, SPD и MGCP (MEGACO) за да

осъществи широкообхватни VоIP услуги. SIP архитектурата е подобна на

HTTP (клиент-сървърски протокол). Тя съдържа заявките които са изпратени

от SIP потребителските клиенти до SIP сървъра.

Сървърът анализира заявките и отговаря на клиента. Съобщение за

заявка, заедно със съобщение за отговор прави SIP транзакцията (сделка).

SIP образува минимална предпоставка за основните транспортни протоколи

и от самосебе си осигурява надеждност и не зависи от характеристиките на

основните протоколи. SIP зависи от протоколът за описание на сесията (SPD

– Session Description Protocol) като обсъжда параметрите на сесията като

идентификация на „CODEC” и медия. Той поддържа мобилност на

абонатите през прокси сървъри и пренасочва заявките до понастоящем

регистрираното местоположение на абонатите. SIP спецификациите са

доставени в RFC 2543 на IETF.

17

Някой важни черти на SIP са дадени в табл.2.1.

Табл.2.1. Важни черти на SIP.Черта ОписаниеУстановяване на разговора Установяване на сесия с уговорени параметри между две

крайни точкиПреуговаряне параметрите на разговора

Преуговаря сесиините параметри докато обаждането е в ход

Местоположение на абонат

Определянето на крайната система да бъде използвано за комуникация от дадения на потребителя адрес

Наличие на клиент Определяне на готовността на тярсената страна да се включи в разговора

Способности на клиента Определяне и уговаряне на медиините и разговорните параметри да бъдат използвани в сесията

Управление на разговора Предаване и завършване на разговора

2.1. Компоненти на SIP

SIP архитектурата определя 2 компонента дадени по-долу.

Потребителски агенти (User Agents)

Потребителският агент на SIP е крайната система (крайната точка)

испълняваща длъжността от името на клиента. Той се състои от две части:

Клиент на потребителският агент (User Agent Client) UAC

Това е част от потребителският клиент,(приложението) което се

използва за изпълнение на SIP заявки към SIP сярвърите или UAS.

Сървърски потрбителски агент (User Agent Server) UAS

Това е част от потребителският сървър която слуша и отговаря на SIP

заявките.

Бележка: Потребител = UAC + UAS

18

2.2. SIP сървъри

SIP архитектурата описва следните видове мрежови сървъри, като

помага в устройването на разговорите и услугите.

Вписващ (регистриращ) сървър

Този сървър получава заявки за вписване от SIP потребителите и

обновява тяхното текущо местоположение.

Прокси сървър

Този сървър получава SIP заявки и ги направлява към следващ сървър,

който има повече информация за търсената страна.

Пренасочващи сървъри

Този сървър при получаване на SIP заявка, определя следващият

сървър и връща адреса на този сървър към клиента, взамяна на

направляване на заявките към следващите сървъри (както е в

случая с прокси сървърът).

2.3. SIP съобщения.

SIP формира следните важни съобщения между клиент и сървър.

Табл.2.2. SIP съобщения между клиент и сървър.Покана – INVITE Заявка за покана на потребител за обажданеПотвърждение – ACK Потвърждение за започване на надеждно обменяне на

съобщения за поканаКрай – BYE При прекратяване на обаждането между две крайни точкиСвойства - OPTIONS Заявка за набавяне на информация за възможностите на

обажданетоВписване – REGISTER За регистриране на текущото местоположение със SIP

вписващия сървърОтмяна – CANCEL Заявка за прекратявване на търсенето на потребители или

за прекъсване при звъненеИнфо – INFO Дава информация по време на разговораPRACK Временно потвърждениеCOMET Предусловието отговаряПрисъединяване – SUBSCRIBE

Заявка за присъединяване към събитие

Известяване - NOTIFY Известява за присъединените

19

Фиг.2.1 SIP установяване на сесия и прекратяване на обаждането

2.4 Типично SIP устройство на разговора.

Фиг.2.2 описва начина на разговора през Интернет.

Фиг.2.2 – Блок схема на SIP

20

На тази фигура SIP клиент “userA @ tcs . com ”създава съобщение

„Покана” към “userB @ iit . delhi . edu ” за да го покани за разговор. По-долу е

дадено стъпка по стъпка начина на свързване.

1. Потребител А (userA @ tcs . com ) изпраща съобщение „Покана”

предназначено за потребите В (userB @ iit . delhi . edu ) към SIP прокси сървърът

„iit.delhi.edu”. Обратно, това съобщение може да бъде изпратено до SIP

прокси сървърът „tcs.com”, който при обрат може да направлява това до SIP

прокси сървърът „iit.delhi.edu”. Прокси сървърът пробва да получи IP адреса

на SIP сървърът който ще ръководи заявките на заявеният домейн.

2. Прокси сървърът „iit.delhi.edu” съветва локализационният сървър да

определи настоящият адрес на потребител В.

3. Локализационният сървър връща настоящият адрес на потребител В,

който е “uB@work”.

4. Прокси сървърът тогава изпраща съобщение „Покана”до

“uB@work”. Прокси сървърът вкарва неговия адрес в посредственото поле

на съобщението за покана.

5. UAS на потребител В отговаря на прокси сървърът със съобщение

200 ОК.

6. Прокси сървърът пък изпраща 200 ОК отговора обратно до

„userA @ tcs . com ”.

7.„UserA @ tcs . com ” тогава изпраща съобщение „Потвърждение” (АСК)

предназначено за потребител В през прокси сървърът.

8. Прокси сървърът направлява „Потвърждението” до “uB@work”.

9. След като двете страни са съгласни да участват в обаждането,

RTP/RTCP каналът (медииният поток) е отворен имежду двете крайни

точки за да транспортира глас.

10. След като предаването завърши, сесията се закрива използвайки

съобщенията „Край” (BYE) и „Потвърждение” (ACK) между двете крайни

точки.

21

2.5. SIP изпълнение

Въпреки че, SIP е относоително нов протокол, той вече се изпълнява от

няколко компании. Изпълнението включва:

SIP Прокси и пренасочващи сървъри;

Потребителски агенти за MS Windows, Linux и др.;

Интернет телефони;

Softswitches;

Защитни стени;

SIP – H.323 преводачи и обединяващи съобщителни системи.

Някой от сегашните решения са създадени от компании като:

Dynamicsoft, Hudge Software Systems, Cisco, Ericsson, Hewlett Packard,

Lucent, Nokia, Nortel, Siemens, Telogy, Iwatsu Electric и Vovida. Университети

като Carnegie – Melon и Columbia са активно разработващи стандарти според

техните испълнения. SIP пакетът може също да бъде намерен като Open

Source Software. Компании като Vovida или Dynamicsoft имат SIP пакети на

Open Source.

22

2.6. Свързани VOIP протоколи

Фиг.2.3 изобразява връзката на SIP, H.323 и другите свързани

протоколи.

Фиг.2.3 SIP, H.323 и другите свързани протоколи.

SDP (Session Description Protocol) Протокол за описание на

сесията.

SDP е определен от IETF (RFC 2327), той помага в описанието на

мултимедиината сесия. Използва се за известяване на сесията, покана за

сесия и др. Например, полезният товар на SDP е включен в SIP „NVITE”

пакетът за да пренася информация за изпращачът към получателя, преди

участието им в сесията. Това позволява информацията да бъде споделена

между страните.

Полезният товар на SDP включва следната информация:

Име и цел на сесията.

Адрес и номер на порта.

Начало и край.

23

Медиина информация.

Изискване на трафик.

Информация за връзка.

Горната информация се пренася в текстов формат. Главно, SDP трябва

да пренася достатъчно информация за да позволи на даден участник да се

присъедини към сесията и също да съобщи ресурсите използвани в

многостранна комференция. Медиината информация която SDP изпраща е:

типът медия (аудио или видео), транспортният протокол (RTP, UDP и т.н.) и

медииния формат (MPEG, H.263 и т.н.)

SAP (Session Announcement Protocol) Протокол за

известяване сесията.

SAP е използван за „рекламиране” на многоизлъчваща конференция и

многоизлъчваща сесия. SAP известителят периодично излъчва известяващи

пакети до добре познат многоизлъчващ адрес и порт (порт номер: 9875). SAP

слушателят слуша добре познатият SAP адрес и порт и научава за

излъчващата възможност използвайки Multicast Scope Zone Protocol. SAP

известителят не е запознат с присъствието или отсъствието на слушателите.

SAP известието е многоизлъчващо в същата сфера каквато сесията

известява, така се осигурява получателят на известието да може да бъде

потенциален получател на сесията за „рекламиране”. Ако сесията използва

адреси в многобройни административни области, наложително е

известителят да изпраща еднакви копия на известието до всяка

административна област. Лесно е на многократните известия да известяват

единична сесия, това осигурява здравина на протокола. Времето за участие

между известяванията е взето като общия трафик използван от всички

известия в единствена SAP група и е по-малко от преоформения лимит.

Всеки известител е задължен да слуша всички известия в неговата си група

по-ред за да открие общия брой сесии които са известни в групата. Една от

24

целите на протокола е да извести съществуването на многоизлъчващи сесии

и включва голямо стартиращо закъснение преди пълният набор известия да е

чут от слушател. SAP прокси (пълномощник) кеша може също да бъде

използван за да намали присъщите закъснения в SAP. Очаква се SAP прокси

да слуша във всички SAP групи в неговата област и да поддържа

осъвременен списък на всички известни сесии.

SAP също съдържа механизъм който осигурява непокътнатост на

известяващата сесия, криптиране на известията и също да удостовери

произхода на известяването.

MGCP (Media Gateway Control Protocol) Контролен

протокол на медиините „врати”.

MGCP определя комуникацията между “Call Agent” (Агента на

обаждането) и „вратите”. Той е определен от IETF. “Call Agent” също може

да се нарече медиен контролер на „вратата”. Той е контролен протокол който

наставлява сесията в IP телефоните и „вратите” и ги инструктира да

изпращат медия до определени адреси. MGCP се разви от два по-ранни

протокола – Simple Gateway Control Protocol и Internet Protocol Device

Control.

Съгласно препоръките, сведенията за контрола на обаждането се

намират извън „вратите” в „Call Agent”. Тези „Call Agent” се предполага че

са синхронизирани един с друг и техният резултат е тясно свързан с

управлението на „вратите”. Следствените команди се изпълняват от

„вратите” по начина master/slave. MGCP определя понятието „крайна точка”

и „връзка” за да опише и установи гласова пътека между двама участници.

Също така определя „събитие” и „сигнали” за да опише устройството на

разпадане на сесията. MGCP е замислен да бъде прост протокол който

позволява разработка на надеждни и евтини системи за локален достъп.

Сложността е концентрирана в Call Agent.

25

Създаване на връзки

Агента на обаждането (Call Agent) създава връзки до всяка крайна

точка която ще участва в обаждането. Ако крайните точки се намират на

различни „врати” управлявани от същия Call Agent, тогава създаването на

връзка се извършва по следния начин.

1. Call Agent-ът изисква от първата врата да създаде връзка към

първата крайна точка. Отговоеът изпратен от вратата включва описанието на

сесията която съдържа информация от практическо значение, изисквана от

другите страни за да са способни да изпращат пакети до новосъздадените

връзки.

2. Call Agent-ът тогава изпраща описание на сесията на първата връзка

до втората врата и изисква от нея да създаде връзка с втората крайна точка.

Втората крайна точка и последствие втората врата отговарят и включват

своите собствени описания на сесията.

3. След това Call Agent-ът използва модифицирани връзкови команди

за да осигури тази втора описателна сесия към първата крайна точка.

Комуникацията сега може да се осъществи между двете крайни

точки.

От друга страна, ако две врати са контролирани от различни Call

Agent, тогава MGCP изисква двата Call Agent да се синхронизират като си

разменят информация помежду си, използвайки Agent Signaling Protocol.

Това ще даде възможност на Call Agent да издава синхронизиращи команди

към различни врати.

Команди

Контролният интерфейс на медиините врати е изпълнен като набор от

транзакции. Тези транзакции са съставени от двойки команди и свързани

задължителни отговори.

На лице са 8 вида MGCP команди. Тези команди се използват за създаване,

изменяне, изменяне и изтриване на връзки, проверяват крайни точки и

26

връзки, изпращат искане за известие и накрая пренастройват или

рестартират връзка.

Real-time Transport Protocol (RTP) – Транспортен протокол

в реално време.

RTP се използва да пренася медията в реално време през пакетно

комутируеми мрежи. Той се използва и от двата SIP и H.323 протоколи. Този

протокол осигурява синхронизираща информация за получателя така, че той

да може коректно да компенсира закъсненията и трепканията (Jitter). RTP

също позволява на получателя да открива загуба на пакети и да взема

необходимите мерки. Хедърът на RTP съдържа информация която помага на

получателя да възстанови медията а също и информация относно как

CODEC потокът е разпарчетосан на пакети. RTP осигурява достатъчно

информация за получателя така че той да може да възстанови в събитието

загуба на пакети или трепкане. RTP е уточнен от IETF в RFC 1889 и

осигурява функции като редуване, идентификация на източника, означаване

на рамка и синхронизация на вътрешната медия. Синхронизацията на

вътрешната медия обикновено се изпълнява като буфер за да компенсира

закъсняващото трепкане.

Фиг.2.4 RTP хедър

27

Real-time Transport Control Protocol (RTCP) Транспортен

контролен протокол в релано време.

RTCP е контролен протокол който работи заедно с RTP. В RTP сесия,

крайните точки периодично изпращат RTСP пакети за да разпространят

полезната информация относно QoS (качеството на услугите). Крайните

точки могат тогава вземат необходимите мерки за ефективно

транспортиране на медията по RTP сесията.

Някои от функциите които осигурява RTСP са QoS, обратна връзка,

контрол на сесияята, идентификация на потребители и синхронизация на

вътрешната медия, за синхронизация на аудио и видео потоците. Например,

за синхронизиране на движението на устните (във видеото) с говора (в

аудиото).

Фиг.2.5 RTСP хедър

Real-time Streaming Protocol (RTSP) – Протокол за поток в

реално време.

IETF дефинира RTSP в RFC 2326 като клиент сървърски протокол

който осигурява контрол върху доставката на потокут медия в реално време.

Той е близък до „VCR-стилът” отдалечен контрол за аудио и видео потоци.

Функции като пауза, превъртане напред, превъртане назад и пълно

позициониране са осигурени за потребителя. Той също позволява на

28

потребителя да избира RTP-базирана доставка и също доставящ канал като

UDP, многоизлъчващ UDP и TCP през IP.

RTSP работи между медииния сървър и неговите клиенти и изгражда и

контролира свързаните аудио и видео потоци. Медииният сървър осигурява

възпроизвеждане и запис на медиините потоци към клиента, от друга страна

клиента може да изиска подобни услуги от медииния сървър.

RTSP е протокол от приложния слой подобен на HTTP но е замислен

за аудио и видео. Той изисква поддръжка и позволява двупосочни заявки

между клиент и сървър. По-нататък, RTSP заявките се използват от клиентът

за обработка на медията, или за покана на сървър към конференция или

прибаване на нова медия към съществуваща сесия на сървъра.

29

Глава III

Проектиране на мрежа за предаване на глас през интернет

Гласовите маршрутизатори 2851 на клоновите офиси комуникират

помежду си и с маршрутизатора 7201 чрез Глобалната мрежа на порт eth0.

Те са конфигурирани със статични IP-та. На SIP терминалите и IP

телефоните се присвояват IP-та, вече на подмрежата (напр. ID 84.41.120.0/28

за Централният офис) и се свързват директно с комутатора който ги извежда

до маршрутизатора, на един от неговите портове (eth1 - напр. 84.41.120.1/28).

Частната телефонна централа (PBX) се използва за да преобразува

аналоговата телефония в цифрова и обратно.Това се прави с цел

съществуващи телефонни апарати да се използват в Интернет телефонията

(IP202 на INNOVAPHONE например струва около 500 лв.). Тя се свързва с

гласовия маршрутизатор (eth2 напр. 84.41.120.2/28), който от своя страна е

свъзан с публичната комутируема телефонна мрежа (PSTN). По този начин

се обединява VoIP и PSTN, така става възможно SIP терминал и IP телефон

да избират наземни и мобилни телефони. Поради необходимоста от гласова

поща се добавя сървър за гласова поща (Voice Mail Server) свързан с PBX.

Един отделен офис се разглежда като една локална мрежа и задаването на IP-

та става както в LAN. Всичко това може да се избегне чрез конфигуриране

на DHCP сървър за раздаване на IP-та.

30

Фиг.3.1 Схема на мрежа за предаване на глас по Интернет

31

3.1. Използвани устройства

Частна телефонна централа (PBX)

Използваните частни телефонни централи (PBX) са на

INNOVAPHONE. Конфигурирането на един PBX става доста трудно но те

могат да се конфигурират отдалечено, стига отдалечения хост да знае IP

адрес, потребителско име и парола. Стандартна настройка за Username –

Admin и парола IP800 за това устройство.

Конфигурирането на PBX е достатъчно условие телефонията през

Интернет да протече. Конфигурирациите на другите устройства в мрежата не

са толкова специфични и не са толкова важни, при една съществуваща

мрежа.

Фиг.3.2 Портове на PBX IP800 на INNOVAPHONE

В конфигурационното меню се влиза чрез HTML/Web Browser. В

лентата за адреса се изписва адреса на PBX-а (напр. http://84.41.120.2). При

дълъг рестарт на устройството стандартен IP адрес е 192.168.0.1 маска

32

255.255.255.0 за eth1 интерфейс и 192.168.1.1 маска 255.255.255.0 за eth2

интерфейс.

Към портовете TEL1, TEL2, TEL3, TEL4 се свързват традиционните

аналогови телефони или ISDN телефони. Аналоговия телефон се активира

чрез инсталирането на „a /b LIC”. ISDN се активира чрез BRI LIC, който е за

BRI канал (два B канала по 64kbps и един D канал от 16 kbps) или чрез PRI

LIC, който е за PRI канал (23В канала по 64kbps и един D канал от 64 kbps).

Свързването с гласовия маршрутизатор става чрез един от Ethernet

портовете.

Менюто е разделено на две части:

Фиг.3.3 Конфигурационно меню на IP800 на INNOVAPHONE

В менюто General/License се инсталират различни по вид лицензии за

телефония. Те се купуват от фирмата производител и могат да бъдат

инсталирани отдалечено.

Видове лицензии:

• BRI LIC - Дава възможност за активиране на BRI ISDN канал.

• PRI LIC - Дава възможност за активиране на PRI ISDN канал.

33

• DSP LIC - Позволява активирането на гласов канал в цифровия сигнален процесор (DSP). Това е винаги e необходимо ако се създава преход от традиционния телекомуникационен свят (аналогов или цифров) до IP.

• a /b LIC - Позволява активиране на аналогов канал.• Basic LIC - Позволява инсталирането на PBX и

Voicemail LIC. Това е предпоставка за оперирането на INNOVAPHONE Media Gateway като PBX .

• PBX LIC - Позволява връзка/регистрация на терминал с PBX. Поръчваната единица винаги е 10 LIC.

• Voicemail LIC - Позволява активирането на INNOVAPHONE Voicemail. Поръчаната единица трябва да бъде идентична на номера на Basic LIC инсталирани на устройството.

IP Телефони

Фиг.3.4 IP телефон на INNOVAPHONE IP200

34

Фиг.3.5 IP телефон на INNOVAPHONE IP110

Фиг.3.6 IP телефон на INNOVAPHONE IP230

Най важното при IP телефоните е да им се зададат правилни IP адреси на

подмрежата. Това става в Администраторското меню на устройството. Тези

телефони се свързват чрез Ethernet интерфейс (RJ 45) към комутатор (switch)

или към хъб и представляват една „крайна точка”.

35

Софтфон (Softphone)

Софтфонът представлява компютърна програма която е инсталирана на

компютъра (UAC). Софтуерният телефон изпозва вече зададеният IP адрес

на компютъра за да се свързва с Voice Router. Този SIP терминал не се

различава по качество с IP телефоните, разликите се допълват от

предимствата, а те са:

Нужно е едно IP за двете „устройства”.

Няма излишни окабелявания с изключение на слушалки с

микрофон.

Много по-ниска цена от IP телефона.

По-голяма възможност за управление на разговорите

Фиг.3.7 Софтуерен телефон

Софтуерният телефон може да се инсталира и на PDA (Personal Data

Assistant), Pocket PC, мобилни телефони със Symbian OS като за тази цел е

необходимо добавяне на модул в някой от гласовите маршрутизатори за

WiFi. По-този начин тези устроиства се превръщат автоматично в SIP

терминали .

36

Гласов маршрутизатор (Voice Router , Voice Gateway)

CISCO Voice Router 2851

Фиг.3.8 Voice Gateway на CISCO 2851

2851 (на фиг.3.8) е многофункционален маршрутизатор който може да

се използва за връзка между IP/TCP - ATM - Frame Relay, това става чрез

опция за добавяне на различни по вид модули. Тези модули са за глас и

факс (EVM-HD) и добавят допълнителни услуги към 2851, тези услуги са:

EVM-HD-8FXS/DID – 8 портово разширение за глас и факс .

EM-4BRI-NT/TE – 4 портово разширение за BRI канал на ISDN.

EM-HDA-8FXS – 8 портово разширение за FXS (Foreign

Exchange Subscriber) интерфейс за свързване с аналогов телефон.

EM-HDA-6FXO – 6 портово разширение поддържащо FXO

(Foreign Exchange Office) интерфейс за свързване с PSTN.

EM-HDA-3FXS/4FXO – 7 портен разширителен модул с 3 FXS и

4 FXO порта.

Чрез добавянето на тези модули се разширява капацитета на

гласовата сесия, която може да обхване нуждите на големия бизнес.

2851 има също 2 Ethernet интерфейса за свързване към Глобалната

мрежа, на които се задават външен и вътрешен IP адрес (напр. 84.41.122.1

за външен и 84.41.122.1/29 за вътрешен).

CISCO Voice Router 7201

37

Фиг.3.9. Voice Gateway на CISCO 7201

Този маршрутизатор има много висока производителност обусловена

от 1GB оперативна памет и процесор 1.67-GHz Motorola. Трансферът на

данни надминава 2 милиона пакета за секунда (2Mpps) на гигабитовите

портове, които са 4 (Gigabit Ethernet). Първите два порта осигуряват RJ45

медна или SFP (Small Form Factor) оптична свързаност, другите два

осигуряват само SFP оптична свързаност заради липса на място. Първите

два порта могат да се използват и като 10/100Mbps (Ethernet/FE) когато

RJ45 интерфейса е използван. Четирите гигабитови порта поддържат

стандарта IEEE 802.1Q. SFP оптичните портовете са 3 вида:

SX – Стандарт за Gigabit Ethernet 1000BASE-SX. Рабори с Multi-

mode влакно използвайки 850 nm дължина на вилната. Влакно с размер

50/125 µm може да покрие разстояние от 500 m.

LX - Стандарти за Gigabit Ethernet 1000BASE-LX с лазер за

голяма дължина на вълната (1270 - 1355 nm). Влакно с размер 9µm може да

покрие разстояние от 10-20 km.

LH/LZ - 1000BASE-ZX и 1000BASE-LH не са стандарти но

индустрията предлага Gigabit Ethernet предавания използвайки 1550 nm за

да покрие разстояния поне до 70 km по single-mode оптично влакно.

Задаването на адреси става по същия начин както при 2851.

Комутатор D-LINK

38

Използваните комутатори са дадени на следващите две фигури. Те са

относително евтини в сравнение с качеството което осигуряват.

DES-1005D – Този комутатор се използва в мрежата на единия

клонов офис където не е нужно голям брой компютри и няма IP телефони.

Фиг.3.10 5-портов 10/100Mbps комутатор

DES-1018DG – При наличието наличието на няколко

компютъра и IP телефона е необходимо използването на

.комутатор с повече портове

Фиг.3.11 16-портов 10/100Mbps комутатор

39

3.2. Модел на SIP мрежата

На фиг.3.10 е показан моделът на взаимодействие между отделните

протоколи и устройства.

Фиг.3.10 OSI – SIP модел на взаимодействие

При начало на сесия за разговор от UAC, заявките се поемат от RTP,

който се стреми да ги предаде в реално време към следващият слой. В

представителният слой медиините кодеци компресират и кодират гласа и

видеото (ако има) чрез различните техники (LPC-10/G.711, G.729, G.729A,

G.721). В сесииният слой SAP съобщава за сесията, SDP дава описание за

нея и накрая SIP дава началото на пълната сесия. От тук нататък тъй като е

RTP сесия транспортиращият протокол трябва да бъде UDP, защото тои е

бърз протокол. Следва предаване към IP протококла които да предаде

сесията по IP Глобалната мрежа, чрез оптично влакно, усукана двойка или

безжична връзка.

Маршрутизаторите, частните телефонни централи, IP телефоните и

комутаторите като интелигентни устройства участват на мрежово ниво. На

40

канално ниво участват както мрежовите идентификационни карти така и

модулите за гласовите маршрутизатори (2851, 7201).

На фиг.3.11 е показан гласовият пакет и информацията която се добавя

във всеки слой и от всеки протокол към него.

Фиг.3.11 VoIP пакет

RTP дейтадрам - съдържа следната информация:

Версия и флагове – весрията на RTP протокола.

Тип на товара – вида на пренасяната информация (глас, видео

или данни).

Номер по ред – номера на пакета по ред (важно е да пристигнат

един след друг за да се избегне трепкането).

Времеинтервал – дължина на дейтаграма.

ID на синхронизацията - име на синхронизацията.

Данни

UDP дейтаграм - съдържа RTP дейтадрам плюс допълнителна

информация за него.

Порт номер на източника – от кой порт излъчва източника.

41

Порт номер на приемника – от кой порт излъчва приемника.

UDP дължина – дължината на целия UDP дейтаграм.

UDP проверка – проверка по четност

Данни – те съдържат и целия RTP дейтадрам.

IP пакетът съдържа UDP дейтаграм който пък съдържа RTP

дейтадрам.

TOS (Type of Service) – типът услуга която пренася IP.

Обща дължина – цялата дължина на IP пакета.

Име на пакета

Флагове

TTL (Time To Live) – време на живот на пакета.

Протокол – използваният протокол.

Контролна сума на хедъра – метод за отстраняване на грешките.

Адрес на източника – IP адреса на източника на пакета.

Адрес на получателя – IP адреса на получателя на пакета.

Данни – съдържат целия UDP дейтаграм.

Ethernet рамка – в нея влизат и предишните 3.

Interframe gap - минималното време необходимо устройство да

обработи следващата рамка след тази.

Възстанивяване – информация използвана от устройства.

обработващи данните да възстановят рамката.

Адрес на получателя – IP адреса на получателя на рамката.

Адрес на източника – IP адреса на източника на рамката.

802.1q притурка – ако има VLAN съдържа информация за него.

Тип Ethernet – 10/100/1000Mbps.

Данни – съдържа целия IP пакет.

Път – пътят на рамката до получателя.

Контролна сума – метод за отстраняване на грешките.

42

В разглеждания клонов офис на фиг.3.12, SIP терминал (със SoftPhone)

набира един от аналоговите телефони (които са с общ IP адрес на PBX

84.41.122.4/29) .

Телефонията от терминала (PC с IP 84.41.122.2/29) преминава през

комутатора към локалната мрежа. Изходната точка на локалната мрежа е

маршрутизатора (84.41.122.1/29). Като влезе гласовия пакет в него, той го

разопакова (сваля рамката) за да види IP адреса на получателя.

Маршрутизатора разпознава че това е адрес от тази подмрежа и препраща на

другия порт към PBX. PBX разпознава в кой лиценз се намира търсения

абонат и го праща на определения му порт към телефонния апарат.

Раздаването на номера (ENUM E.164) се осъществява едновременно с

DNS и е тясно свързан с лицензите. На определен IP адрес съответства

определен E.164 номер. Те са ункални като IP адресите.

Фиг.3.12 VoIP мрежа на клонови офис.

Глава IV

Анализ и изводи

43

Класическият тип връзка компютър – компютър не изисква почти

никакви допълнителни вложения, тъй като повечето потребители

разполагат с компютър и Интернет връзка (разбира се, нужни са и тон

колони или слушалки и микрофон, но това едва ли може да се нарече

"инвестиция"). Както споменахме, този тип връзка е напълно безплатен.

Връзките от вида компютър – телефон, телефон – компютър и телефон –

телефон (по компютърна мрежа) също могат да осигурят спестявания при

минимални вложения, но следва да се отбележат няколко факта:

• разговори към същите населени места не реализират икономии, а в

някои случаи са и по-скъпи от стандартната телефонна услуга;

• разговорите към други населени места реализират минимални до

средни икономии;

• най-съществените икономии се реализират при разговори с чужбина и

разговори в локалната мрежа (между офисите);

Изложената VoIP мрежа в тази дипломна работа е доста скъпа като за

първоначален разход, но с изграждането разходиде имат бърза

възвращаемост от телефонните сметки.

Ориентировъчни цени на устройствата:

SoftPhone…………………………………………………безплатен

PBX IP800…………………………………………………...1000 лв.

Switch 5-ports.........................................................................30 лв.

Switch 16-ports.......................................................................50 лв.

Voice Router 2851...............................................................12000 лв.

Voice Router 7201............................................................10000 лв.

IP Telephone IP202..............................................................500 лв.

По статистически данни VoIP услугите намалят разходите на фирми и

институции с 30-40 %. По-тази причина масово се преминава на телефония

от такъв род.

44

Смятам че, в близко бъдеще Интернет телефонията ще измести

напълно традиционните телефонни компании от пазара на комуникации.

Възможен сценарий при незащитени VoIP мрежи.

Телефонните услуги на Уолстрийт внезапно спират да работят в разгара

на борсовата сесия, след като е осъществена атака от тип “отказ на

услугите” (Denial-of-service), задръстваща с искания за регистрация

корпоративните VoIP – сървъри. Интернет червей прониква в мрежата за

пренос на данни на водеща търговска компания и достига до нейната IP –

инфраструктура за гласови комуникации, изваждайки от строя нейните

кол–центрове и генерирайки пропуснати приходи за милиони долари.

Хакер успява да проникне в телефонната мрежа на голяма правителствена

институция и да се добере до класифицирана информация, използвайки

нейните caller ID.

Изводът е, че приложението на класическите подходи при VoIP

реализира икономически ползи предимно при организации с голям

междуградски и международен телефонен обмен.

В същото време, развитието на VoIP създава и редица допълнителни

предимства (както финансови, така и от гледна точка на удобствата), тясно

свързани с новите тенденции.

Съдържание

Увод.........................................................................................................1

45

Глава I. Обзор в областа на Интернет телефонията...................................2

1.1.История на технологията..........................................................21.2. Общи сведения..........................................................................41.2. Изисквания към честотната лента.............................................71.4. Mean Opinion Score (MOS) - резултат на разбраност.............81.5. Закъснение.................................................................................9

Частично закъснение.............................................................10Закъснение „Край-до-край”...................................................11

1.6. Jitter – трепкане........................................................................111.7. Премахване на ехото (ехозатихватели)...................................121.8. Надеждност...............................................................................121.9. Съвместимост…………………………………………………...131.10.Типично повикване за глас във VOIP приложение………….14

Глава II. Блок схема и описание на SIP…………………………………..172.1. Стандартът SIP………………………………………………….172.1. Компоненти на SIP……………………………………………...18

Потребителски агенти (User Agents)………………………..182.3. SIP сървъри……………………………………………………...192.4. SIP съобщения…………………………………………………...192.4 Типично SIP устройство на разговора………………………..202.5. SIP изпълнение…………………………………………………..222.7. Свързани VOIP протоколи……………………………………..23

SDP - Протокол за описание на сесията.……………………..23SAP - Протокол за известяване сесията……………………. .24MGCP - Контролен протокол на медиините „врати”……..25Създаване на връзки…………………………………………....26Команди……………………………………………………..…..26RTP – Транспортен протокол в реално време……………….27RTCP - Транспортен контролен протокол в релано време…28RTSP – Протокол за поток в реално време……………….….28

Глава III. Проектиране на мрежа за предаване на глас през интернет…...303.3. Използвани устройства………………………………………....32

Частна телефонна централа (PBX)…………………………..32 IP Телефони……………………………………………………...34 Софтфон (Softphone)…………………………………………..36 Гласов маршрутизатор (Voice Router , Voice Gateway)……..37

CISCO Voice Router 2851………………………………..37 CISCO Voice Router 7201………………………………..38

Комутатор D-LINK…………………………………………….393.4. Модел на SIP мрежата…………………………………………..40

RTP дейтадрам…………………………………………………..41 UDP дейтаграм……………………………………………..…...42

46

IP пакет…………………………………………………………..42 Ethernet рамка…………………………………………………….42

Глава IV. Анализ и изводи……………………………………………..……..44Съдържание..............................................................................................46Приложение 1. Мрежа за предаване на глас по Интернет..................48Приложение 2. Технически характеристики на устроиствата............49

CISCO Voice Router 2851…………………………………………49CISCO 7201 Router………………………………………………...56IP800 Частна телефонна централа………………………………. 62

Използвана литература...........................................................................64

Приложение 1

47

Мрежа за предаване на глас по Интернет

Приложение 2

48

Технически характеристики на устроиствата

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

IP800 Частна телефонна централа

61

62

Използвана литература

1. Уиндър С. Телекомуникации принципи технологии стандарти, Техника, 1999.

2. Шиндлер Д.Л. Компютърни мрежи, CiscoPress3. Ms Fiona ALEXANDER, Department of Commerce (USA) and

Mr Andjai Fulbert ANDZADZI, Gabon Telecom, The Essential Report on IP Telephony, CiscoPress

4. Wendell Odom and Michael J. Cavanaugh, IP Telephony Self-Study Cisco DQOS Exam Certification Guide, CiscoPress

5. Интернет страници

- http://www.cisco.netacad.net- http://www.cse.ohio-state.edu- http://www.ietf.org- http :// www.peribit.com  - http ://www.tmcnet.com - http://www.wikipedia.org - http://www.innovaphone.com

63