IP-телефония: современная технология бесплатных звонков

Введение
C момента изобретения телеграфа история телекоммуникаций насчитывает уже более 200 лет. Стремительное развитие телефонии привело к тому, что возможности связи, казавшиеся совсем недавно фантастическими, уже сегодня используются повсеместно. Одно из таких нововведений – IP-телефония. Не так давно, было бы исключительно сложно представить себе передачу голоса не по привычным телефонным проводам, а через каналы передачи данных. Сегодня же телефонные сети и Интернет объединяются в единую инфраструктуру. Голосовой IP трафик уже потеснил привычную телефонию и конкурирует с сотовой связью. С развитием IP-телефонии увеличивается ее функционал, и к отсутствию роуминга в сети интернет, прибавляется бесплатная аудио-видео связь, возможность проведения конференций, облачные услуги и так далее. Совсем скоро весь потенциал IP-телефонии станет неотъемлемой частью нашей жизни, как пульт от телевизора или сигнализация на автомобиле, а пока этого не произошло, мне бы хотелось рассказать вам о том, как реализуется IP-телефония и какие технологии для этого применяются в МТТ.

Протоколы
IP-телефония строится на базе нескольких стандартизированных протоколов связи. Основополагающим протоколом является стандарт H.323 от Международного Союза Электросвязи (МСЭ), по которому работают транснациональные операторы интернет-телефонии. Управление всеми вызовами в этом протоколе осуществляет «Гейткипер» (gatekeeper, контроллер зоны) – программа или устройство, которое находится у провайдера IP-телефонии, координирующее всех клиентов, которые объединены в общую зону. Под его управлением находятся терминалы, шлюзы, устройства управления конференциями (MCU) и др. Благодаря шлюзам, в протоколе H.323 возможно объединение телефонной и IP-сетей. Так, шлюзом может выступать адаптер для аналоговых телефонов (напр. HandyTone, GXW), который подключается к Интернету и аналоговому телефону. При наборе номера на традиционном телефоне шлюз переводит звонок в сеть Интернет, а при поступлении вызова через IP-телефонию позволяет владельцу аналогового аппарата принять звонок без использования телефонной сети общего пользования (ТФОП). Шлюзом могут выступать как специальные IP-телефоны (производители: Gigaset, Panasonic, Cisco или Yealink), так и программы на компьютере, к которому подключена гарнитура с наушниками и микрофоном. Терминалы — это конечные устройства, с которых производится разговор: смартфоны и ПК со специальным ПО, IP-телефоны. Для конференции, в которой может участвовать больше 3 человек, используется сервер MCU.

Более гибким и масштабируемым считается протокол SIP, который используется почти всеми провайдерами IP-телефонии, позволяющий не только разговаривать через Интернет, но и обмениваться видео, мгновенными сообщениями, играть в онлайн-игры и т.д. Именно на нем, кстати, построен и сервис IP-телефонии YouMagic от МТТ. Данный протокол регламентирует только процедуру установки соединения между устройствами, а для передачи данных подключается сетевой протокол передачи потоковых данных (SDP). В SIP больше функций, чем в H.323, и эта разница объясняется тем, что данный протокол разрабатывался не телефонистами из МСЭ, а открытой группой международного сообщества проектировщиков, ученых, сетевых операторов и провайдеров (IETF). Для работы SIP-протокола требуются прокси-серверы, которые установлены у провайдеров IP-телефонии, и терминалы у пользователей, то есть устройства, через которые ведется общение. Ими могут выступать те же IP-телефоны, шлюзы, а также компьютеры или смартфоны с установленным программным обеспечением (софтфоном) и подключенным к Интернету.

Так же существует корпоративный SCCP протокол, работающий по логике H.323. SCCP разрабатывался компанией Cisco специального для удешевления связи в компаниях за счет экономии на оборудовании.

Кодеки
За качество передачи голоса во всех протоколах отвечают кодеки – алгоритмы преобразования голоса в необходимый цифровой формат. В IP-телефонии голос преобразуется в так называемые пакеты, которые и передаются по интернет-сетям. Для передачи голоса в хорошем качестве, без задержек, эха и искажений, превращающих голос человека в голос робота, подбирается тот или иной кодек, в зависимости от интернет-соединения, программных настроек и других факторов. Так, один кодек (например, g722) при быстром и уверенном интернет соединении может передавать голос в высоком качестве, но низкая пропускная способность канала сделает разговор невозможным из-за пропадания фраз или звуков. В YouMagic от МТТ такие кодеки как iLBC или Silk, могут передавать голос без заметных задержек при низком качестве интернет-канала, но они так сильно сжимают данные, что часть голосовых особенностей просто теряется при кодировании-декодировании, и даже при высокой скорости они все равно не смогут обеспечить высокого качества диалога.

Сервис по технологии SIP — YouMagic
Потребители давно привыкли к комфортной слышимости при общении через фиксированные сети и даже через сети мобильных операторов, поэтому любые помехи и сбои в IP-телефонии могут отбить желание ею пользоваться. Прекрасно понимая это, каждому оператору интернет-телефонии при разработке своих продуктов приходится внимательно следить за состоянием своих прокси-серверов и другого оборудования, прохождением данных по сетям других операторов и другими затратными вопросами, при этом стремясь сохранить низкие тарифы на общение со всем миром.

Один из ярких примеров максимального использования преимуществ SIP является YouMagic, запущенный в 2011 году. В этом чисто российском проекте IP-телефонии агентами могут выступать смартфоны, персональные компьютеры, IP/DECT телефоны или обычные телефоны в комплекте со специальным шлюзом, о котором говорилось выше. Для распространенных операционных систем выпущены собственные софтфоны, позволяющие разговаривать через YouMagic на iPhone или Android, на Windows или Mac OS-компьютере.

Для обеспечения хорошего качества разговора в YouMagic используются различные кодеки в разных ситуациях. Невысокое качество интернет-канала характерно для отечественного мобильного интернета, поэтому при разработке приложения для смартфонов учитывались все особенности передачи пакетов в 3G сетях. Так, в приложении YouMagic для ОС Android предусмотрен автоматический подбор нужного кодека в зависимости от интернет-соединения. А опытный пользователей из списка представленных кодеков может самостоятельно выделить те, которые будут использоваться в тех или иных интернет сетях. Подобная функция позволяет приложению автоматически подстраиваться под свойства интернет подключения, улучшая качество передачи голоса в диалоге.

Одним из самых удобных видов доступа в Интернет, при использовании IP-телефонии, является Wi-Fi. Сегодня покрытие Wi-Fi-сетей становится все более масштабным, а качество – более стабильным. Так, недавно было объявлено, что в 2013 году начнутся работы по созданию Wi-Fi сети на всех ветках метро в Москве, будет подключен и наземный транспорт. Доступен Wi-Fi и в кафе и ресторанах во многих городах России. Похоже, что спустя пару лет мы сможем находиться в «Wi-Fi облаке», общаясь со всем миром любым удобным для нас способом, и одним из самых комфортных путей общения станет именно IP-телефония.

Традиционно, связь между пользователями одного оператора IP-телефонии является бесплатной, а звонок на мобильный или городской номер в любую страну или город мира – значительно дешевле, чем при использовании мобильного или стационарного телефона. YouMagic предоставляет своим абонентам исключительно доступные тарифы: на общение с любым городом России придется потратить меньше 1 рубля в минуту, выгодны звонки и в такие популярные страны мира, как США, Германия или Израиль. А общение всех владельцев YouMagic между собой, конечно же, остается бесплатным.