IP-telefoni

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 4 juli 2022; kontroller kräver 4 redigeringar .

IP-telefoni (uttalas " ip-telefoni ") är telefonkommunikation som använder IP- protokollet . IP-telefoni hänvisar till en uppsättning kommunikationsprotokoll , teknologier och metoder som tillhandahåller traditionell telefoniuppringning , uppringning och tvåvägsröstkommunikation , såväl som videokommunikation över Internet eller andra IP-nätverk. Signalen sänds digitalt över en kommunikationskanal och konverteras ( komprimeras ) som regel före överföring för att ta bort informationsredundans och minska belastningen på dataöverföringsnätet.

Typer av IP-telefoni

  1. Kommunikation sker mellan datorer med lämplig programvara (till exempel softphones ), som är anslutna via Internet eller ett annat datornätverk till en server som utför samtalsväxling . Samtal till det allmänna telefonnätet (PSTN) är också möjligt , i vilket fall servern hittar en proxyserver (med integrerade gateways ) för telefonnätet där den önskade abonnenten finns (till exempel en Skype- användare).
  2. En abonnent som har en telefon ansluten till PSTN ringer IP-telefonileverantörens telefonnummer, autentiseras med en PIN-kod och slår det nummer han behöver. Proxyservern (med en integrerad gateway) hos leverantören hittar en proxyserver på Internet, ansluten via gatewayen till telefonnätet där den önskade abonnenten finns, och ansluter till den. På grund av det faktum att en långdistanskonversation inte sker via telefonkanaler, utan genom överföring av internettrafik , är kostnaden för ett sådant samtal mycket lägre.
  3. En abonnent som har en IP-telefon med en integrerad VoIP-gateway ansluts via Internet direkt till sin IP-telefonileverantörs proxyserver, som med hjälp av det slagna telefonnumret söker på Internet efter motsvarande proxyserver och ansluter till den. Som i sin tur, genom gatewayen, är ansluten till PSTN, där den önskade abonnenten finns. När du ringer tillbaka fastställer det automatiska filialkontoret att numret tillhör IP-telefonen och skickar det till PSTN-proxyservern, som ansluter till motsvarande IP-telefonileverantörs proxyserver och den senare skickar ett samtal till sin abonnent. Enligt detta schema går till exempel samtal till nummer med DEF-kod 800 anslutna via IP-telefoni. Antalet IP-telefoniabonnenter liknar de vanliga. Istället för en IP-telefon kan du använda en VoIP-gateway med en vanlig telefon ansluten till den.
  4. Ett företags eller ett telekommunikationsföretags ( teleoperatör ) telefonnät är byggt på ett IP-datanätverk med hjälp av en softswitch , IP-PBX eller virtuell PBX . Inom detta telefonnätverk kommunicerar användare med hjälp av IP-telefoniteknik, kontroll utförs av en VoIP-server. Att ansluta till PSTN innebär att interagera via en VoIP-gateway eller direkt med en annan softswitch eller IP PBX över ett datanätverk (inklusive till exempel via Internet).

IP-telefoni eller VoIP?

IP-telefoni använder den mer allmänna VoIP-tekniken ( Voice over IP ) för att organisera tvåvägskommunikation .  VoIP-teknik innebär i allmänhet alla alternativ för röstöverföring över IP, inklusive de som inte har något att göra med telefoni och mänsklig kommunikation. Till exempel används VoIP-teknik för att överföra ljud i IP -videoövervakningssystem , i högtalarsystem , när man sänder webbseminarier , när man tittar på filmer online, etc.

Tillämpning av IP-telefoni

Röst- och videokommunikation via datornät har blivit populärt över hela världen sedan slutet av 1900-talet (förra decenniet) och används nu flitigt av både privata användare och inom företagssektorn, såväl som statliga myndigheter. Användningen av IP-telefonisystem gör det möjligt för företag - teleoperatörer att avsevärt minska kostnaderna för samtal (särskilt internationella) och integrera telefoni med Internettjänster , tillhandahålla intelligenta tjänster.

Funktionalitet

IP-telefoni implementerar uppgifter och lösningar som antingen skulle bli dyrare eller mycket svårare att implementera med teknik för det allmänna telefonnätet .

Exempel:

tillhandahålls mycket enklare (ibland direkt på användarens terminal) och därför ofta gratis, medan i traditionella telekommunikationsföretag dessa funktioner kräver användning av ytterligare utrustning och teknik och de faktureras vanligtvis som en tilläggstjänst.

Dessutom: möjligheten att ansluta direktnummer i alla länder i världen ( DID ).

Mobilnummer

Telefonnummerportabilitet ( eng.  Mobile number portability , MNP eller engelska  Local Number Portability , LNP) är en tjänst som låter sina användare behålla ett befintligt telefonnummer när de flyttar från en mobiloperatör till en annan. Möjligheten att portera telefonnummer beror på lagstiftningen i ett visst land. MNP/LNP-tjänsten har sin inverkan på transitoperatörers kommersiella användning av IP-telefoni. Röstsamtalet som kom via IP-telefonikanalen dirigeras till den traditionella mobiloperatörens mobiltelefon.

Minsta kostnad för ett samtal

Kostnaden för ett samtal i IP-telefoni bestäms av det så kallade " Least Cost Routing System" (LCR), som bygger på att destinationen för varje telefonsamtal kontrolleras så snart det görs inom nätet, vilket ger konsumenten det lägsta priset.

Med tanke på kompatibiliteten med GSM - nummer som nu är utbredd, kan leverantörer av LCR-samtalsdirigeringssystem inte längre förlita sig på användningen av ett nummerprefix för att avgöra hur man omdirigerar (dirigerar) ett samtal. Istället måste de känna till det faktiska mobiloperatörens nätverksnamn för varje samtal för att kunna dirigera det.

Därför krävs även IP-telefoni för att hantera MNP-mobilnummerkompatibilitet vid dirigering av ett röstsamtal. I länder utan central databas, såsom Storbritannien, kan det ibland vara nödvändigt att fråga GSM-nätet om vilket nät (operatör) en viss mobiltelefon tillhör. När IP-telefoni börjar ta fart på företagsmarknaden genom att använda funktionerna i systemet för samtalsdirigering, är det nödvändigt att tillhandahålla en viss nivå av tillförlitlighet när du hanterar samtal.

MNP-mobilnummerkompatibilitetskontroller behövs för att säkerställa att kvaliteten på tjänsten blir som förväntat; Genom att utföra kontroller av mobilnummerkompatibilitet innan samtalet dirigeras, och därigenom säkerställa att röstsamtalet faktiskt når sin avsedda destination, ger VoIP-företag sina kundföretag (konsumenter) en garanti att de hittar en leverantör av IP-telefonitjänster. Tyntec, som är registrerad i Storbritannien, tillhandahåller tjänsten Voice Network Query, en tjänst som gör det möjligt för både traditionella röstoperatörer och VoIP-operatörer att skicka en förfrågan till GSM-nätverket. , en fråga som syftar till att hitta hemnätverket för det porterade numret.

Nödnummer

På grund av IP-teknikens inneboende egenskaper är det svårt att hitta en användare. Samtal till nödnummer kan inte enkelt dirigeras (omdirigeras) till ett närliggande callcenter (viktigt för första responders). Ibland kan dessa system dirigera nödsamtal på nätet till icke-nödtelefonlinjer på rätt plats.

Nummerpresentation

Support för nummerpresentation kan variera mellan leverantörer, även om de flesta VoIP-leverantörer erbjuder en "nummerpresentation (Caller ID)"-tjänst med ett namn på utgående samtal. När ett samtal går till ett lokalt nätverksnummer från någon VoIP-leverantör, stöds inte tjänsten nummerpresentation .

I vissa fall kan VoIP-leverantörer tillåta att en uppringare utger sig för att vara ett icke-egen nummerpresentation, vilket potentiellt tillåter visning av ett ID som inte är uppringarens nummer. Kommersiell VoIP-hårdvara och programvara gör det vanligtvis enkelt att ändra nummerpresentationsinformation. Även om den här tjänsten kan ge mycket spelrum (se även DID och DOD ), tillåter den också missbruk.

Fall av uppsåtlig ersättning av nummerpresentatör av leverantören regleras i lag.

Ytterligare tjänster

Utrustning för tillhandahållande av IP-telefoni låter dig implementera ytterligare funktioner, både tillgängliga i konventionella telefonnät och specifika sådana, endast möjliga genom användning av programvara och integration med datornätverk.

Dessa inkluderar: ersättning av pip för ringsignalkontroll , röstbrevlåda , konversationsinspelning och många andra, riktade till både individer och abonnenter av organisationers interna telefonnätverk, företagskommunikation.

Det paket med tjänster som tillhandahålls av teleoperatörer för organisationers telefonnätverk kallas vanligtvis IP-Centrex eller virtuell PBX .

FMC -tjänsten tillåter användare av samma organisation att tillhandahålla möjligheten att använda mobiltelefoner och fasta IP-telefoner, analoga telefoner (via en VoIP-gateway) och softphones som telefonenheter med anknytningar till telefonnätet.

Den virtuella faxtjänsten gör det möjligt att å ena sidan skicka ett elektroniskt dokument eller en bild i form av ett faxmeddelande och å andra sidan att ta emot ett inkommande faxmeddelande i form av en bild (inklusive automatisk sändning till användarens e-post).

Hårdvara och mjukvara

För att implementera funktionerna för IP-telefoni, när en anslutning upprättas, används heterogen utrustning och programvara. Klientutrustningen eller programvaran används av slutanvändaren för att ansluta till en annan klientenhet (program), eller till en IP-telefoniserver, IP PBX via vilket datornätverk som helst. Vid användning av öppna standarder och protokoll kan applikationer och enheter från olika tillverkare interagera.

Klienthårdvara

WebRTC -tekniken gjorde det möjligt att använda vilken modern webbläsare som helst på vilken dator som helst som en softphone. Användningen av softphones på mobila enheter med internetåtkomst har lett till uppkomsten av termen " mobil IP-telefoni " (mobil VoIP, mVoIP).


Nyligen[ när? ] det finns en tendens att använda VoIP-funktioner i smarta hemsystem för fjärrövervakning av ljud och video. Som ett resultat dök IP -intercoms och olika videoövervakningskameror med VoIP-funktioner upp, vilket gör att ägaren automatiskt kan ta emot ett inkommande samtal till ett förutbestämt nummer när en viktig händelse inträffar, eller omvänt, för att göra det möjligt för ägaren att ringa ett samtal till en specialnummer och styr systemet med en tonval som i röstmenyn .

Serverutrustning ( IP-PBX ) och åtkomstutrustning

För att arbeta i ett komplext nätverk med ett stort antal användare krävs en centraliserad switch - en enhet eller ett program som implementerar funktionen hos en automatisk telefonväxel i ett IP-nätverk, en VoIP-server . IP-telefoniservrar inkluderar:

Det finns även streaming-gateways – enheter som låter dig ansluta en analog eller digital telefonväxel till en annan IP-PBX via ett datornätverk och implementera konverteringsfunktionen.

Protokoll

Protokollen tillhandahåller registrering av en klientenhet ( gateway , terminal eller IP-telefon ) hos en server eller en så kallad provider gatekeeper , samtal och/eller vidarekoppling, upprättande av röst- eller videoanslutning, överföring av en abonnents namn och/eller nummer. Följande protokoll är för närvarande i utbredd användning:

Talkodning

För att överföra röst över ett IP-nätverk digitaliseras en mänsklig röst med hjälp av pulskodmodulering , komprimeras (kodas) och delas upp i paket. På den mottagande sidan sker den omvända proceduren - data extraheras från paketen, avkodas och omvandlas tillbaka till en analog signal .

Kodning introducerar en ytterligare fördröjning i storleksordningen 15-45 ms, vilket inträffar av följande skäl:

En liknande fördröjning uppstår vid avkodning av tal på andra sidan.

Codec-fördröjning måste beaktas vid beräkning av fördröjningar från ända till ända (se ovan ). Dessutom kräver komplexa kodnings-/avkodningsalgoritmer mer seriösa beräkningsresurser i systemet.

Analysen av kvaliteten på taldataöverföring över Internet utförd av olika forskargrupper visar att huvudkällan till förvrängning, minskning av kvaliteten och förståeligheten av syntetiserat tal är avbrottet i taldataströmmen som orsakas av:

Detta kräver att man löser problemet med att optimera nätverksfördröjningar och att skapa talkomprimeringsalgoritmer som är resistenta mot paketförlust (återställning av förlorade paket).

Codecs

Algoritmerna som används för röstkomprimering under överföring över ett IP-nätverk är ganska olika. Vissa komprimerar praktiskt taget inte rösten och lämnar den på nivån för pulskodmodulering (det vill säga 64 kilobit / s), andra codecs låter dig komprimera den digitala röstströmmen med 8 eller fler gånger på grund av effektiva kodningsalgoritmer. Det finns många bra gratis codecs som inte kräver en licens för att använda. För andra krävs att man uppnår lämplig licenscertifiering mellan hårdvarutillverkaren (programvaran) och författarna till komprimeringsmetoden.

Öppna:

Proprietär:

Jämförande egenskaper hos VoIP-codecs: [1]

codec Paketnyttolast
, byte		 Överföringshastighet,
kbps		 Algoritmisk
fördröjning, millisekunder		 Upptagen ström, kbps
IP-paket Ethernet-ramar
G.711 160 64 tjugo 78 80
G.723.1(6.3) 24 6.3 37,5 6.9 17.1
G.723.1(5.3) tjugo 5.3 37,5 5.9 16
G.726-32 160 32 tjugo 32,8 42,7
G.726-24 160 24 tjugo 24.8 34,7
G.726-16 160 16 tjugo 16.8 26.7
G.729(8) tjugo åtta 25 8.8 18.7
G.729(6.4) 16 6.4 25 7.2 17.1

Nätverkslatensoptimering och belastningsminskning

De främsta fördelarna med IP-telefoni är minskningen av bandbreddskraven, vilket säkerställs genom att ta hänsyn till de statistiska egenskaperna hos rösttrafik:

Samtidigt är paketförseningar i nätverket avgörande för IP-telefoni, även om tekniken har viss tolerans (stabilitet) mot förlust av enskilda paket. Förlusten av upp till 5 % av paketen leder alltså inte till en försämring av taluppfattbarheten.

Vid överföring av telefontrafik med hjälp av IP-teknik, de stränga kraven i TL9000-standarden för kvaliteten på tjänsterna, som kännetecknar:

  1. kvaliteten på anslutningsetableringen, bestäms huvudsakligen av hastigheten på anslutningsetableringen,
  2. anslutningskvalitet, mätt med end-to-end (användarupplevda) fördröjningar och upplevd talkvalitet.

Den totala acceptabla fördröjningen enligt standarden är inte mer än 250 ms [2] . Orsakerna till förseningar i överföringen av röstdata över ett IP-nätverk är till stor del relaterade till pakettransportens egenheter. TCP - protokollet ger kontroll över leveransen av paket, men det är tillräckligt långsamt och används därför inte för röstöverföring. UDP skickar paket snabbt, men återställning av förlorad data kan inte garanteras, vilket resulterar i förlorade delar av konversationen när ljudet återställs (omvandlas på nytt). Betydande problem orsakas av jitter (avvikelser i perioden för ankomst-mottagning av paket), som uppstår vid sändning genom ett stort antal noder i ett laddat IP-nätverk. Otillräckligt hög nätverksbandbredd (till exempel med samtidig belastning av flera användare) påverkar allvarligt inte bara förseningar (det vill säga jittertillväxt), utan leder också till stora paketförluster.

För att lösa sådana problem föreslås en uppsättning åtgärder [2] :

Anslutningssäkerhet

Många konsumentimplementeringar för IP-telefoni stöder inte kryptografisk kryptering, trots att det är mycket lättare att implementera med IP-teknik än med traditionella telefonlinjer att ha en säker telefonanslutning. Som ett resultat, med hjälp av en trafikanalysator, är det relativt enkelt att etablera lyssnande på IP-samtal, och med vissa knep till och med ändra deras innehåll [3] [4] .

En inkräktare som använder en nätverkspaketsniffer har förmågan att avlyssna IP-samtal om användaren inte är inom ett säkert virtuellt VPN -nätverk [5] . Denna säkerhetssårbarhet kan leda till kraschattacker (denial of service) på en användare eller någon vars nummer tillhör samma nätverk. Dessa avslag på tjänster kan helt förstöra telefonnätet, ladda det med soptrafik och skapa en konstant upptagetsignal och öka antalet abonnentavbrott [6] .

Detta problem gäller dock även traditionell telefoni, eftersom absolut säkra kommunikationsmetoder inte existerar [3] [6] [7] .

Konsumenter kan säkra sitt nätverk genom att begränsa åtkomsten till data-VLAN, och dölja deras röstnätverk för användarna. Om konsumenten har en säker och korrekt konfigurerad Access Controlled Gateway Gateway kommer den att vara säker från de flesta hackerattacker. Det finns gratis programvara som Wireshark som gör det enkelt att analysera trafiken av IP-konversationer [8] .

Vissa leverantörer använder komprimering för att göra avlyssning svårare. Man tror att äkta nätverkssäkerhet kräver fullständig kryptografisk kryptering och kryptografisk autentisering. Men enligt vissa parametrar överträffar IP-telefoni den traditionella vad gäller säkerhet [6] .

Den nuvarande SRTP- säkerhetsstandarden och det nya ZRTP- protokollet är tillgängliga på vissa modeller av IP-telefoner ( Cisco , Yealink SNOM , etc.), analoga telefonadaptrar (Analog Telephone Adapters, ATA), gateways , såväl som på olika mjukvarutelefoner . Du kan använda IPsec för att säkra P2P VoIP med opportunistisk kryptering. Skype använder inte SRTP, men det använder ett krypteringssystem som är transparent för Skype- leverantören [3] .

Voice VPN-lösningen (som är en kombination av VoIP och VPN-teknik) ger möjlighet att skapa en säker röstanslutning för VoIP-nätverk inom ett företag genom att tillämpa IPSec- kryptering på den digitaliserade röstdataströmmen.

Det är också möjligt att utföra flernivåkryptering och anonymisering av all VoIP-trafik (röst, video, tjänstinformation, etc.) med hjälp av I2P -nätverket .

Trafikstatistik

Varje VoIP-anslutning har ett antal parametrar som är allmänt accepterade som korrekta indikatorer på kvaliteten på anslutningen. Dessutom låter de flesta befintliga IP-telefonioperatörer, när de tillhandahåller tjänster, till och med välja den nod genom vilken samtalet ska passera, inte bara styrt av priset utan också av ytterligare statistiska parametrar som kännetecknar kommunikationens kvalitet:

Ibland använder teleoperatörer även andra statistiska parametrar för att uppskatta riktningen: belastning i erlangs , post-dial delay (PDD), procentandel av paketförlust ( QoS ), maximal ökning av samtal per sekund (Calls per seconds, CPS).

Stationen/servern för IP-telefoni registrerar detaljerad information om varje specifikt samtal i form av CDR -poster (detaljerade samtalsposter). Varje post innehåller numret till den som ringer (A-nummer) och det uppringda (B-numret), abonnenter, IP-adresser (eller domännamn), tid och varaktighet för samtalet, samt orsaken till den som initierade och avslutade . Detaljerade samtalsposter ( Call Detail Record ) laddas ofta upp till faktureringssystemet för analys och efterföljande blockering av uppringarens konto om det är nödvändigt att auktorisera samtal ( RADIUS ). Denna verifieringsmetod är vanligtvis typisk för efterbetalda betalningssystem.

Onlinebokföring används också vid fakturering genom redovisningsproceduren i RADIUS- protokollet , vilket är praktiskt i förbetalda betalningssystem.

Se även

Hamnar Övrig

Anteckningar

  1. ↑ Se: Kapitel 2. Rösttillämpningar av multitjänstnätverk // Alexander Filimonov. Konstruktion av multiservice Ethernet-nätverk. BHV-Petersburg , 2007. ISBN 978-5-9775-0007-4
  2. ↑ 1 2 Skusnov Alexander. "Kroniska sjukdomar" VoIP (Adobe Flash). Beslutsdagar. Arkiverad från originalet den 19 januari 2012. (presentation, 16 min)
  3. ↑ 1 2 3 Berndt Butner. VoIP-säkerhet: nya utmaningar (död länk) (17 november 2005). Datum för åtkomst: 27 januari 2013. Arkiverad från originalet den 8 september 2011. 
  4. ↑ Attack på VoIP: Avlyssning (nedlänk) . Arkiverad från originalet den 30 mars 2012. 
  5. ↑ Attack på VoIP: Avlyssning (nedlänk) . Hämtad 7 september 2006. Arkiverad från originalet 3 april 2008. 
  6. ↑ 1 2 3 VoIP är säkrare än vanlig telefoni . NAG LLC (1 april 2006). Arkiverad från originalet den 1 februari 2013.
  7. ↑ ‌ . MFI Mjuk. Arkiverad från originalet den 1 februari 2013.  — Garda — företags trafikledningssystem
  8. ↑ VoIP-övervakning  (engelska)  (otillgänglig länk) . infovärlden . IDG-nätverket (31 juli 2008). Datum för åtkomst: 27 januari 2013. Arkiverad från originalet den 22 april 2009.
  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 Programvara för IP- telefoni
Protokoll
Klientprogramvara
Serverprogramvara
Webbservice
jämförelse
 Datorförmedlad kommunikation
Asynkron konferens
Synkron konferens
Publikationer