Глава 1
Введение в IP-телефонию
В этой главе вы познакомитесь с основными понятиями IР-телефонии, а также узнаете, что такое VoIP и как воспользоваться всеми преимуществами современных технологий в этой области.
IP-телефония – технология, которая позволяет передавать голос в компьютерной сети. Это не обязательно должен быть Интернет, это может быть любая компьютерная сеть. Например, домашняя сеть из 2-3 компьютеров, или из 10-20 ПК, или корпоративная из 100-200 рабочих станций.
Есть несколько способов, позволяющих осуществлять звонки через Интернет. Существуют специальные телефоны, а также компьютерные программы, которые можно применить вместо телефонов.
Прочитав эту книгу, вы поймете, что звонить через Интернет не сложнее, чем по обычному телефону, а в некоторых случаях это может быть даже удобнее.
Протокол VoIP
Загадочная аббревиатура VoIP (Voice Over Internet Protocol) по-русски означает передачу голоса через интернет-протокол.
Технология VoIP объединяет в себе удобство привычной голосовой связи и все возможности цифровых коммуникаций. В результате получился качественно новый уровень связи, на порядок функциональнее, удобнее и, главное, гораздо дешевле. Это позволило избавиться от высоких тарифов операторов связи и дало возможность уменьшить стоимость звонка по обычному телефону или же разговаривать вообще бесплатно.
В любой сети можно организовывать работу VoIP-протокола и передавать голос от одного компьютера к другому, чтобы получился разговор как по телефону. Но когда говорят о VoIP-телефонии, обычно подразумевают передачу голоса через Интернет.
Для удобства осуществления звонков по Интернету вы можете использовать специальное оборудование, например стереогарнитуры. В них соединены наушники и микрофон, то есть инструмент для ввода и вывода аудиоданных (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Пример гарнитуры для IP-телефонии
Чтобы совершать звонки по Интернету, потребуется следующее:
□ доступ в Интернет;
□ виртуальный телефон, например программа Skype или ее аналоги;
□ наушники с микрофоном.
ПРИМЕЧАНИЕ
Вместо сочетания «компьютер + Skype + гарнитура» можно использовать специальный VoIP-телефон или VoIP-адаптер для обычного телефона.
Если это имеется в наличии, то вы полностью готовы звонить через Интернет. Однако предварительно нужно познакомиться со всей необходимой информацией о VoIP-телефонии, чтобы быть во всеоружии.
Принцип работы
Как осуществляется передача голоса через Интернет? Технология интернет-телефонии преобразует звук человеческого голоса в поток цифровых сигналов, которые совершают движение по Всемирной сети.
В результате он поступает к вашему собеседнику, и уже на его компьютере (или другом устройстве) преобразуется обратно из цифровых сигналов в обычный звук. В итоге вы получаете качество связи, не отличающееся от качества связи по мобильному телефону.
Технология VoIP позволяет осуществлять звонки:
□ с персонального компьютера с помощью специальной программы;
□ со специального VoIP-телефона;
□ с обычного телефона через адаптер.
Кроме того, существуют разнообразные сервисы, до которых вы можете дозвониться по обычному телефону (домашнему или мобильному), а уже они перенаправят поток данных в Интернет. Это также позволяет сэкономить на звонках, хотя в данном случае вам придется дополнительно оплатить звонок до оператора сервиса. Такой вариант соединения удобен для жителей больших городов, где за звонок местному оператору интернет-телефонии абонент заплатит как за локальный разговор.
Чтобы воспользоваться всеми широкими возможностями интернет-телефонии, достаточно иметь подключение к Интернету. Чем больше скорость передачи данных по вашему каналу, тем выше качество звука при разговоре. Для этих целей отлично подойдет широкополосный доступ в Интернет по технологии ADSL.
Сейчас в Москве и других крупных городах появляется все больше беспроводных точек доступа Wi-Fi, через которые очень удобно выходить в Сеть и разговаривать через VoIP-сервис. Зачастую услуги этих точек доступа бесплатны.
Хотя можно пользоваться всеми прелестями технологического прогресса без глубинного понимания алгоритмов и спецификаций, но все же лучше познакомиться с такими технологиями поближе.
Небольшой экскурс в прошлое
Чтобы понять, как работает интернет-телефония, полезно обратиться к истории. Истоки технологии VoIP находятся в далеком 1876 году, когда американец Александр Белл осуществил первый телефонный звонок и запатентовал изобретенный им «говорящий телеграф» (рис. 1.2).
Это устройство не имело звонка, а вызов абонента производился через трубку при помощи свистка. Дальность действия первого «говорящего телеграфа» не превышала 500 метров.
Рис. 1.2. Аппарат Белла
С течением времени телефон все больше и больше усовершенствуют: угольный микрофон заменяют электрическим, появляется громкая связь, тоновый набор, цифровое сжатие звука. Затем начинают использовать цифровые технологии: ISDN, DSL, сотовую связь, DECT, VoIP-телефонию.
Вся телефонная связь осуществлялась через наземные каналы и вспомогательные системы, которые специально для этого построили. Сначала эти системы были аналоговыми, а начиная с 1960-х годов стали цифровыми, то есть сигнал для передачи на большие расстояния сначала переводился в цифровую форму. Затем появляются автоматические системы коммутации для соединения пользователей из разных телефонных сетей, возникает единая международная система телефонных кодов для нумерации. Системы разных стран были объединены в единую публичную телефонную сеть, которая работала автоматически. Это был уже почти точный прообраз Интернета и VoIP.
Технология VoIP предполагает передачу данных по каналам Интернета, которые изначально были обособлены от публичной телефонной сети. Впрочем, последняя до сих пор остается самой надежной системой связи и образцом качества.
Цифровая технология VoIP предложила пакетную передачу данных и гораздо более гибкую маршрутизацию. Если в старой телефонной сети какой-то канал связи на пути трафика был недоступен, то связь была невозможна. В случае с VoIP пакеты могут пойти по другому маршруту и все-таки доберутся до адресата, то есть может быть несколько маршрутов между точками А и Б.
Появление VoIP датируется 1995 годом, когда маленькая израильская компания VocalTec выпустила первую программу для интернет-телефонии. Программа называлась Internet Phone и была предназначена для звонков с домашнего компьютера. Для передачи голоса она использовала звуковую карту, микрофон и наушники, а также протоколы семейства Н.323, которые на сегодня практически вышли из употребления. Сейчас гораздо более популярны протоколы SIP и Skype. Тем не менее компания VocalTec со своей компьютерной программой стала очень известной. Тогда она произвела настоящую революцию на рынке интернет-телефонии, приблизительно как сейчас программа Skype. Но, к сожалению, в то время рынок не был еще готов принять VoIP. Во-первых, сам Интернет был недостаточно распространен. Во-вторых, большинство пользователей подключалось к нему по телефонным каналам с низкой пропускной способностью. Соответственно, и качество связи было очень плохим. Время широкополосного доступа еще не пришло.
Однако уже тогда, в 1995 году, все понимали мощный потенциал VoIP-телефонии. В течение нескольких следующих лет крупнейшие производители сетевого оборудования, такие как Cisco и Nortel, наладили выпуск коммутаторов с поддержкой VoIP. После появления серийных коммутаторов технологию VoIP стали использовать многие крупные компании для организации дешевой связи внутри своей корпоративной сети.
В Америке, да и во многих других странах появилась масса предпринимателей, которые на основе этих коммутаторов соорудили шлюзы для трансляции международных звонков через Интернет. Они продавали в магазинах специальные карточки, по которым человек получал доступ к шлюзу и мог позвонить в другой город по выгодным тарифам. Такие сервисы сохранились до сих пор, но именно в конце 1990-х годов они стали очень популярными. По данным американских аналитиков к 2000 году интернет-телефония составляла уже более 3 % всего голосового трафика в США.
В дальнейшем появление программы Skype и бурный рост широкополосных каналов связи подстегнул развитие VoIP-телефонии во всех регионах мира. После 2000 года отмечается ее взрывной рост. В течение 2004-2005 годов в западных странах появились и стали популярными так называемые коммерческие пакеты VoIP, когда пользователи платят провайдеру широкополосного доступа в Интернет некоторую сумму (например, $20 в месяц) и могут звонить куда угодно в течение месяца, а провайдер гарантирует высокое качество связи. Это дороже, чем бесплатная VoIP-телефония через Интернет, зато удобнее для пользователей, да и качество выше. Мировым лидером на рынке подобных услуг является американский оператор Vonage. Без сомнения, скоро аналогичный сервис появится и в России, и в других странах нашего региона.
Исходя из статистики аналитической компании Point Topic на начало 2005 года всего в мире на коммерческие VoIP-пакеты были подписаны 10,3 млн человек, а к концу года их количество увеличилось до 18,7 млн, то есть на 82 %. Общее количество «платных» пользователей VoIP составило 24 млн человек во всем мире, а «бесплатных» – на порядок больше! Бурный рост сохранился и в последующие годы, он продолжается и теперь.
К настоящему времени в мире продано различных VoIP-устройств на сумму в несколько миллиардов долларов – рынок оборудования растет поистине ошеломляющими темпами. Лидирующими странами по темпам распространения VoIP среди населения являются Япония, Франция и США, затем идут Германия, Голландия и Норвегия.
Преимущества применения VoIP
Поскольку VoIP является цифровой технологией, она делает возможными некоторые вещи, которые принципиально были недоступны для аналоговой телефонии прошлых лет. Например, вы можете устроить конференц-связь с несколькими людьми одновременно. Становится также возможным передавать во время разговора фотографии или, например, видеоролики. Это лишь некоторые из множества очевидных преимуществ VoIP-телефонии.
Простота в использовании
После правильной установки и настройки пользоваться системой VoIP-телефонии не сложнее, чем обычным телефоном. Принцип все тот же: вы снимаете трубку, ждете гудка, набираете номер, а когда собеседник отвечает, начинаете разговор. Конечно, если разговаривать через подключенную к компьютеру гарнитуру, то становится понятно, что у вас не обычный телефон. Однако простота использования системы от этого совершенно не страдает.
Широкие возможности цифровых технологий
Если разговор ведется через гарнитуру компьютера, то ваш голос – это лишь часть общения с собеседником. Кроме голоса, прямо во время разговора вы можете передавать различную информацию: текст, фотографии, видео, любые другие файлы.
Благодаря цифровым технологиям становятся доступными групповые разговоры одновременно с несколькими людьми, как будто вы находитесь в одной комнате. Более того, можно подключить к Интернету даже веб-камеру, и тогда получится настоящий видеофон.
Компьютер будет делать все: запоминать историю ваших звонков без каких-либо ограничений, работать с голосовой почтой, передавать видео, записывать телефонный разговор в память, он даже может пропускать ваш голос через специальные фильтры, чтобы тот звучал приятнее, как у диджея на радио (они обязательно пользуются такими фильтрами). Или можно исказить тембр и тональность, превратить мужской голос в женский, добавить звуковой фон, как будто вы звоните с дискотеки, да много чего еще. С помощью компьютера голосовую связь можно интегрировать в любую из существующих компьютерных программ или веб-сервисов. Возможности компьютера практически неограниченны.
Собственный телефонный номер
Вам не нужен телефонный номер, чтобы звонить своим друзьям и принимать звонки. Достаточно ввести свое имя (ник) и пароль. С его помощью можно звонить практически на любой телефонный номер в мире или на любой компьютер, подсоединенный к Интернету. Но есть одно неудобство: абонент не позвонит вам с обычного телефона, так как нужен номер, который можно было бы набрать. Эта задача решаема. В сетях VoIP есть услуга, которая обычно предоставляется за небольшую плату: регистрация собственного номера.
Номер будет выглядеть так, как будто он зарегистрирован в какой-то другой стране, но на самом деле все звонки пойдут через Интернет прямо к вам.
Собственный телефонный номер останется с вами на всю жизнь. Никто его не заберет, и он не изменится даже при переезде в другую страну.
Бесплатные звонки
Самое же неоспоримое преимущество VoIP заключается в том, что вы можете звонить и разговаривать совершенно бесплатно! Всемирная сеть устроена таким образом, что информация внутри нее перемещается абсолютно свободно, без каких-либо ограничений. Никто не платит за то, чтобы передать пакеты данных с одного компьютера на другой. Свободное перемещение информации – один из самых главных принципов Интернета.
Когда общение становится бесплатным, вы можете говорить как угодно долго. Больше не нужно беспокоиться о стоимости звонка. Совершенно бесплатно вы можете связаться с любым человеком в мире, у которого есть доступ в Интернет. Это абсолютная свобода общения.
Бесплатные звонки – это главное преимущество, которое заставляет многих людей переходить на VoIP-телефонию. Через месяц-два они с ужасом вспоминают свою прошлую жизнь, когда платили огромные деньги за международные разговоры и старались не затягивать каждый звонок, потому что счета за телефон достигали десятков долларов в месяц! Когда-то казалось, что это нормально. Теперь же все понимают, что это был настоящий грабеж. Кстати, после начала VoIP-революции в последние 2-3 года телефонные компании начали резко снижать цены на междугородные разговоры. Конкуренция заставляет их делать это.
Не только достоинства VoIP
Недостатки VoIP-телефонии – это продолжение достоинств. Поскольку телефонная связь осуществляется через Интернет, то ее надежность напрямую зависит от качества и надежности интернет-соединения. А оно, прямо скажем, не всегда бывает на высшем уровне. И никаких гарантий качества вам никто никогда не предоставит. Если вам они нужны – оставайтесь со старым добрым проводным телефоном. Какие же подводные камни могут встретиться во время плавания на прекрасных просторах VoIP-телефонии? В этом разделе рассмотрим некоторые из проблем.
Зависимость от электричества
Если в доме пропадает электричество, то вы всегда можете воспользоваться обычным проводным телефоном и позвонить в аварийную службу. Домашний телефон питается прямо от телефонной линии, ему не нужно электричество.
Правда, модные радиотелефоны не помогут вам в этом случае, потому они не способны работать без электричества. Та же самая проблема относится к VoIP-телефонии. Без электричества вы никак не сможете выйти в Интернет, поэтому ваш телефон превращается в бесполезную груду электроники.
СОВЕТ
Всегда храните на полке в шкафу старый телефонный аппарат, который питается от телефонной линии. Это проще, чем покупать дизель-генератор и вырабатывать электричество из дизельного топлива.
Если у вас пропало электричество, то с VoIP-телефона вы никак не сможете позвонить в сервисную службу.
Еще одна проблема – звонки в экстренные службы, такие как 01, 02, 03 и 04. Во-первых, не всегда ваша программа VoIP-телефонии позволит вам позвонить туда. Во-вторых, операторы службы спасения не смогут по номеру определить ваше точное месторасположение, что в некоторых критических ситуациях очень важно.
Качество звука
Когда в середине прошлого века американские инженеры создавали Интернет, они не могли даже предположить, что их изобретение будет использоваться для телефонной связи. Они делали компьютерную сеть для университетов, в которой можно было бы обмениваться научными работами и общаться с помощью текстовых сообщений. Поэтому транспортные протоколы и вся архитектура Интернета никак не были приспособлены для передачи голоса и организации телефонной связи.
Протоколы, на которых работает VoIP, изначально были предназначены для других целей. Например, взять протокол TCP/IP для пакетной передачи данных. Вся информация передается по Интернету в виде пакетов. Протокол TCP/IP изначально спроектирован таким образом, что он допускает потерю пакетов и приход их в «пункт назначения» не в том порядке, в котором они были отправлены. Для передачи текста тут нет ничего страшного, потому что в «пункте назначения» их дождутся и соберут как надо с небольшой задержкой. А вот для голосовой информации это катастрофа. Возникают задержки и потери некоторых звуков, «проглатывание» целых слов, изменение тембра голоса и неприятное эхо от слов собеседника и от своих собственных.
При плохом качестве связи все негативные эффекты могут проявиться одновременно, так что разговор станет просто невозможным.
Проблема качества связи в VoIP-телефонии до сих пор не решена окончательно. Каким бы сервисом вы не пользовались, всегда возможно появление вышеописанных негативных эффектов. В этом случае можно дать два совета:
□ попытайтесь установить еще одно соединение, потому что качество связи всегда изменяется от соединения к соединению. Так что со второго, третьего раза почти всегда можно добиться приемлемого результата;
□ позвоните в другое время, когда каналы Интернета (или каналы вашего интернет-провайдера) не так перегружены.
Впрочем, качество связи VoIP-телефонии с каждым годом становится все лучше даже без вашего участия: каналы Интернета постоянно расширяются. Кроме того, появляются специальные программные кодеки, которые подавляют эхо и другие специфические негативные эффекты.
Задержка передачи звука
Одна из самых неприятных помех во время разговора через VoIP-телефонию – это задержки сигнала, то есть вы слышите своего собеседника не сразу в тот момент, когда он говорит, а спустя некоторое время. И собеседнику ваш голос тоже приходит с опозданием. В результате этого между фразами появляется некая пауза, а когда вы начинаете говорить, то можете обнаружить, что голос собеседника только начал к вам поступать. Даже если задержка совсем небольшая, она все равно существенно портит разговор.
Реальный уровень задержки звука зависит от многих факторов: перегруженность Сети в данный момент, количество пользователей, расстояние между собеседниками, тип соединения и даже тип оборудования, через которое проходит трафик.
Характерным недостатком VoIP-телефонии является искажение сигнала под названием джиттер, то есть дрожание. Джиттер возникает из-за разброса по времени доставки VoIP-пакетов, которые по умолчанию должны были приходить один за другим непрерывным потоком.
Задержки сигнала были с момента появления VoIP-телефонии. Дело в том, что при передаче трафика через Интернет невозможно гарантировать мгновенную доставку голоса собеседнику. На пути трафика обязательно возникает какое-то узкое место, где образуются «пробки» из информационных пакетов. Однако расширение каналов и установка на них нового, более скоростного оборудования происходит постоянно.
В далеком 1995 году каналы связи, оборудование для коммутации и сетевые настройки были настолько слабыми, что задержки сигнала при VoIP-связи составляли от 400 до 4000 мс (миллисекунд), то есть от 0,4 до 4 с. Потом ситуацию исправили, но задержки портят жизнь пользователям до сих пор. Крупнейшие провайдеры VoIP-телефонии декларируют максимальный уровень задержки в 150 мс и стараются обеспечить это гарантированное качество связи.
Отсутствие единого стандарта
Еще один существенный недостаток заключается в том, что в мире VoIP до сих пор нет единых стандартов. Связисты Международного телекоммуникационного союза (International Telecommunication Union, или ITU) продвигают стандарт Н.323, компьютерщики же придумали открытый стандарт SIP и создают все новые сервисы на его основе. А бизнесмены вообще идут своим путем, разрабатывая нестандартные сервисы и пытаясь заработать на их популярности. Например, создатели нестандартной программы Skype – шведские бизнесмены и эстонские программисты – получили около 2 млрд долларов благодаря тому, что их программа стала очень известной и популярной, и бизнес удалось продать за такую астрономическую сумму. Эстонские программисты, впрочем, не получили своих миллионов, потому что трудились исключительно за зарплату.
Свои закрытые интернет-пейджеры с поддержкой VoIP выпускают крупнейшие интернет-корпорации, такие как Yahoo, Google, MSN и AOL. Программу Skype тоже можно занести в этот список, потому что теперь она принадлежит еще одной богатейшей корпорации eBay. Каждая из этих программ закрыта от других, но в них вкладываются миллионы долларов для развития и продвижения именно своих разработок. Это настоящая битва стандартов, которая подогревается острой конкуренцией между финансовыми гигантами.
К сожалению, приверженцы открытых стандартов не обладают такими огромными финансовыми ресурсами, поэтому VoIP-программы, работающие полностью на открытых стандартах и совместимые друг с другом, такие как Gizmo или SIPphone, пока не слишком известны широкой публике. Однако многие эксперты считают, что будущее все-таки именно за ними.
Подготовка и передача пакетов
Разберемся более подробно, каким образом работает интернет-телефония. Общая схема такова:
□ подготовка данных для передачи: ваш голос переводится в цифровую форму (оцифровка) и сжимается (компрессия);
□ цифровой поток разбивается на пакеты, которые отправляются по компьютерной сети в пункт назначения;
□ система адресата получает пакеты с голосовым потоком, осуществляет их «сборку», после чего переводит информацию обратно из цифровой формы в аналоговую.
Ниже об этих этапах рассказано более подробно.
Подготовка данных для передачи
На этапе подготовки происходит оцифровка и сжатие данных. Оцифровка аналогового сигнала означает, что колебания воздуха преобразуются в череду нулей и единиц. На первом этапе колебания воздуха – ваш голос – фиксируются мембраной микрофона. Затем за дело берется блок аналого-цифрового преобразования (АЦП) звуковой карты компьютера.
Процесс оцифровки имеет несколько этапов:
□ выборка;
□ квантование сигнала;
□ кодирование.
Самый общепризнанный стандарт кодирования звука называется РСМ (Pulse Code Modulation, или импульсно-кодовая модуляция), известный также как стандарт G.711. Он предполагает выборку 8000 образцов речи в секунду. Каждый из образцов имеет размер 8 бит, так что результатом работы РСМ является цифровой поток в 64 000 бит/с.
Одновременно с оцифровкой звука кодек РСМ обеспечивает и эффективное сжатие цифрового сигнала. Основной принцип здесь основан на том, что человеческое ухо не восприимчиво к большей части звукового спектра. Кроме того, голос человека занимает довольно узкую полосу во всем диапазоне слышимых звуков.
Диапазон слышимых частот составляет примерно от 16 до 20 000 Гц. Частоты человеческого голоса лежат в пределах от 64 до 1300 Гц, а типичные частоты телефонного сигнала – от 300 до 3400 Гц.
Как видим, только уже за счет эффективной выборки частот можно сжать сигнал в несколько раз. Кроме того, применяются и другие, гораздо более сложные методы компрессии. Как я говорил, кодек РСМ обеспечивает цифровой поток 64 000 бит/с. Существуют и другие стандарты оцифровки звукового сигнала. Вот некоторые из кодеков, которые входят в базовый набор Н.323:
□ G.711 (РСМ) – 64 Кбит/с;
□ G.721 (ADPCM) – 32 Кбит/с;
□ G.723 (ADPCM) – 24 Кбит/с;
□ G.726 (ADPCM) – 16 Кбит/с;
□ G.728 (LD-CELP) – 16 Кбит/с;
□ G.729 (CS-ACELP) – 8 Кбит/с.
Сегодня набор стандартов Н.323 используется в некоторых программах для интернет-телефонии, таких как NetMeeting и Ekiga. Однако Н.323 не является единственным общепризнанным стандартом, как это было раньше, хотя он рекомендован к использованию Международным телекоммуникационным союзом.
Кроме того, существует стандарт SIP, а также различные кодеки и коммерческие протоколы для передачи трафика, которые не являются признанными стандартами. Результатом этого стало то, что сейчас в мире насчитывается более 650 различных VoIP-сервисов, зачастую несовместимых между собой. Самый известный – это Skype. Существуют национальные VoIP-сервисы, например десяток таких базируется в России.
Закрытые протоколы Skype – нестандартные протоколы связи и проприетарные, нестандартные кодеки. Несмотря на это сервису удалось добиться популярности. По оценкам экспертов пользователи Skype составляют не менее 20 % от всей аудитории сервисов VoIP в мире. На данный момент это самая популярная в мире VoIP-программа.
Передача пакетов
Следующий этап – это передача пакетов. Транспортировка цифрового трафика осуществляется через Интернет с помощью технологии TCP/IP. Термин TCP/IP обозначает целый набор технологий и прикладных программ, связанных с передачей данных через Интернет. Сюда также входят вспомогательные протоколы DNS, UDP, ARP и многие другие. На заре же существования Интернета это было просто два протокола: протокол TCP и протокол IP.
Протоколы TCP и IP (Transmission Control Protocol и Internet Protocol) были изобретены более 25 лет назад и с тех пор эффективно выполняют свою функцию: объединяют миллионы разнородных компьютерных систем, разбросанных по всему миру, в единую сеть, которая и называется «Интернет».
Как уже говорилось, в Интернете вся информация путешествует в виде пакетов. Протокол IP (Internet Protocol) обеспечивает адресацию сетевых пакетов. Таким образом осуществляется прокладка маршрута среди миллионов компьютеров, выполняющих роль шлюзов. Каждый из этих компьютеров работает как звено в цепи, получая пакеты от одного соседа и передавая их другому.
Протокол TCP (Transfer Control Protocol) обеспечивает установление надежного соединения между двумя компьютерами. Он контролирует оптимальный размер пакетов передаваемых данных, а также осуществляет, например, повторную посылку пакета в случае сбоя. С помощью протокола TCP передается львиная доля всего трафика в Интернете, чего нельзя сказать о голосовом трафике.
Для голосового трафика вместо TCP используется протокол UDP (User Datagram Protocol). Он же применяется и для организации видеоконференций в Интернете. То есть интернет-телефония не является приложением TCP/IP, но все-таки принято говорить именно так, потому что сам протокол UDP всегда рассматривается как часть универсального стека TCP/IP.
Итак, обнаружилось главное отличие между транспортировкой в Интернете обычной информации (тексты, веб-страницы) и голосовым трафиком. Это разные транспортные протоколы: вместо TCP используется UDP. Наряду с IP он является базовым протоколом для транспортировки голосового трафика.
Поверх UDP работают еще три специальных протокола: NTP, RTP и RTCP.
□ Протокол NTP (Network Time Protocol) отвечает за синхронизацию времени на компьютерах адресата и получателя, чтобы передавать голосовые пакеты в правильной последовательности и в заданное время. Это очень важно для качества связи.
□ Протокол RTP (Real-Time Transport Protocol) – транспортный протокол реального времени, предназначенный для передачи по Интернету мультимедийных данных, в том числе аудио и видео. RTP выполняет следующие функции: идентификацию типа полезной нагрузки, нумерацию последовательности пакетов и присвоение временных меток. В принципе, RTP был разработан для многоадресного вещания контента, но он отлично подходит для организации сессий типа «точка-точка», то есть для VoIP-телефонии (http://www. compdoc.ru/network/internet/videopotoki/).
□ Протокол RTCP (Real-Time Transport Control Protocol) – протокол управления передачей, который работает в паре с RTP и помогает следить за качеством передаваемого сигнала, уровнем перегрузки канала связи, а также за потерей пакетов.
Все три протокола службы UDP работают вместе и гарантируют транспортировку VoIP-пакетов точно по адресу в заданное время и с максимально возможным качеством.
При передаче голосового трафика через Интернет пакеты VoIP помещаются внутрь пакетов RTP, которые, в свою очередь, располагаются в пакетах UDP-IP.
Отдельно нужно сказать о технологии под названием SIP (Session Initiation Protocol), которая сейчас является одним из самых современных и популярных протоколов для реализации VoIP-сервисов. Она обеспечивает не только передачу VoIP, но также передачу видео, мгновенных сообщений, информации в онлайновых играх и внутри виртуальной реальности. Это универсальная технология.
Набор SIP включает в себя большое множество различных спецификаций, которые приближают VoIP к традиционной телефонной связи по качеству и надежности, а также добавляют VoIP новые функции. Например, если во время разговора поступает входящий вызов от другого абонента, то протокол SIP позволяет принять его в разговор и устроить трехстороннюю связь, либо отклонить вызов, либо поставить его на удержание. При помощи SIP пользователь может изменить характеристики звонка прямо во время сеанса связи. Например, если сеанс связи был инициирован как «только голосовой», то в его процессе можно также подключить функцию передачи видео. Такая возможность очень удобна, если к телефону подключается, скажем, третий участник и пробует, например, передать файл или желает увидеть видео.
Протокол SIP предусматривает передачу данных в пиринговой сети (Р2Р). Ее участники автоматически устанавливают между собой прямые соединения и обеспечивают передачу трафика от одного абонента к другому. Работа SIP-приложений происходит через специальные прокси-серверы.
В данный момент стандарт SIP поддерживают многие популярные VoIP-программы, в том числе Microsoft Windows Messenger, Apple iChat AV, OpenWengo, Gizmo и другие.
Резюме
В этой главе вы познакомились с понятием VoIP-телефонии и узнали, что голос можно передавать не только по аналоговым сетям телефонных линий, но и по цифровым каналам Интернета. Итак, вы выяснили, что при передаче голоса через Интернет он проходит три стадии:
□ преобразование аналогового сигнала в цифровой;
□ транспортировка пакетов данных через цифровые каналы связи;
□ обратное преобразование цифровых данных в голос.
В этой главе было рассказано о некоторых технических подробностях передачи голоса через Интернет. Вы узнали об используемых протоколах, их различиях и сходствах. Теперь вы в курсе, какие кодеки и протоколы применяются в тех или иных сетях и какие преимущества они имеют, также вы получили представление о необходимом оборудовании.
Подводя итог сказанному, можно заключить, что для установления голосовой связи через Интернет вам понадобится лишь компьютер, подключенный к Всемирной паутине, наушники и микрофон. Естественно, скорость передачи данных по каналу, который вы используете, будет существенно влиять на качество связи, но практически все современные каналы обеспечивают необходимую скорость.
Далее вы познакомитесь с программами, позволяющими вам связываться с друзьями и знакомыми через Интернет с помощью голоса, узнаете о том, какое оборудование можно для этого использовать. Кроме того, будет подробно рассмотрена работа с программой Skype – самым популярным «телефоном», количество пользователей которого составляет миллионы. Так что впереди вас ждет много интересного.