Содержание:
Что такое IP-телефония История Как работает Протоколы Программы и компоненты Чем отличается от обычной Частые вопросы Главное
Что такое IP-телефония
IP-телефония — это технология, которая позволяет совершать и принимать телефонные звонки через интернет или любую другую сеть, использующую интернет-протокол (IP) [1]. Вместо традиционных аналоговых телефонных линий, которые передают электрические сигналы по медным проводам (известные как ТФОП — «телефонные сети общего пользования»), IP-телефония преобразует голос в цифровые данные и передает их в виде пакетов по сети.
Эта технология — основа для всех современных систем связи, в том числе популярных сервисов вроде Telegram, Google Meet, Zoom, а также корпоративных телефонных систем [2]. Часто для описания IP-телефонии используется термин VoIP (Voice over Internet Protocol — «протокол передачи голоса по интернету») [3].
Краткая история возникновения IP-телефонии
Идея передачи голоса по компьютерным сетям появилась задолго до того, как интернет стал общедоступным [4]. Основные этапы разработки включают в себя следующие события:
1973 год. Первые эксперименты по передаче голоса в реальном времени начались в сети ARPANET, которая была предшественницей современного интернета. Проект был известен как Network Voice Protocol (NVP). Качество звука было низким, а технология — громоздкой и недоступной для широкой публики. 1991 год. Появилась первая успешная программа для голосового общения через интернет Speak Freely, которая была создана для энтузиастов новых технологий и исследователей [5]. 1995 год. Израильская компания VocalTec выпустила Internet Phone — первое коммерчески доступное программное обеспечение, которое позволяло обычным пользователям с компьютером, микрофоном и звуковой картой звонить друг другу через интернет. Это событие считается отправной точкой в истории современной IP-телефонии. Качество связи все еще сильно зависело от медленного модемного соединения [6]. Начало 2000-х. С распространением широкополосного доступа в интернет качество и надежность IP-телефонии значительно возросли. Появились первые аппаратные устройства и специальные протоколы, которые стандартизировали связь. Наши дни. IP-телефония стала доминирующей технологией как в корпоративном секторе, так и для частных пользователей. Это основа для большинства современных телефонных сетей. Стала популярной система VoLTE (Voice over LTE, технология голосовых вызовов и отправки SMS через 4G). В основе VoLTE лежит тот же принцип передачи голоса по IP-сетям. При этом новые технологии пока сосуществуют с традиционными сетями (в первую очередь 2G/3G), которые продолжают обслуживать абонентов во многих частях планеты.
Как работает IP-телефония
Процесс совершения звонка с помощью IP-телефонии можно разбить на несколько основных этапов [7]. Он кажется сложным, но в реальности занимает доли секунды.
Оцифровка голоса. Человек говорит в микрофон, а его устройство улавливает звуковые волны. Специальный чип (или программный компонент) мгновенно преобразует их в цифровой формат — поток нулей и единиц. Этот процесс называется аналого-цифровым преобразованием. Сжатие данных. Необработанный цифровой аудиопоток занимает много места и требует широкого канала для передачи. Чтобы оптимизировать использование интернет-канала и обеспечить стабильное качество связи даже при невысокой скорости соединения, он сжимается с помощью специальных алгоритмов, которые называются кодеками. С их помощью удаляется избыточная информация из аудиосигнала, за счет чего его размер уменьшается. Пакетизация. Сжатый цифровой поток разбивается на небольшие части, которые называют пакетами данных. Каждый из них получает заголовок, содержащий важную служебную информацию: IP-адрес отправителя, IP-адрес получателя, порядковый номер пакета и другие данные, необходимые для его корректной доставки и сборки [8]. Передача пакетов по IP-сети. Пакеты отправляются через локальную сеть и интернет к адресату. В отличие от традиционной телефонии, где для разговора создается выделенный непрерывный канал, в IP-сетях пакеты могут идти до получателя разными маршрутами. Это делает систему гибкой и эффективной. Сборка и декомпрессия. Устройство получателя принимает пакеты. Оно использует информацию из заголовков, чтобы собрать их в правильном порядке. Если отдельные фрагменты теряются или приходят с задержкой, специальные алгоритмы стараются сгладить эти дефекты. После сборки кодек на принимающей стороне выполняет обратный процесс, декомпрессию, и восстанавливает исходный цифровой аудиопоток [9]. Преобразование в звук. Восстановленный цифровой поток вновь принимает форму аналогового сигнала, который воспроизводится через динамик устройства. В результате получатель слышит речь собеседника.
Протоколы IP-телефонии
Для того чтобы устройства могли «договориться» о звонке, установить соединение, обменяться данными и корректно завершить разговор, используются стандартные наборы правил — протоколы. В IP-телефонии они отвечают за сигнализацию: установку, управление и завершение сеанса связи. Существуют два основных протокола сигнализации.
SIP
SIP (Session Initiation Protocol — «протокол установления сеанса») — это современный, наиболее распространенный и гибкий протокол сигнализации. Он был разработан организацией «Инженерный совет интернета» (Internet Engineering Task Force, IETF) и стал основным стандартом для IP-телефонии [10].
Его основная задача — инициировать, изменять и завершать сеансы связи. Они могут включать в себя не только голосовые вызовы, но и видеоконференции, обмен мгновенными сообщениями и другие мультимедийные взаимодействия. SIP сам по себе не передает голос или видео, а управляет сеансом. Используется практически во всех современных VoIP-системах, от облачных систем связи для бизнеса до мобильных приложений [11].
Как он работает:
текстовая основа — SIP использует простые текстовые команды, что делает его гибким и легко расширяемым; запросы и ответы — работает по модели «клиент — сервер»: одно устройство (клиент) отправляет запрос (например, INVITE для начала звонка), а другое (сервер) отвечает кодом состояния (например, 200 OK для подтверждения), другие команды включают ACK (подтверждение), BYE (завершение звонка) и CANCEL (отмена); управление сеансом — SIP отвечает за согласование параметров сеанса: какие кодеки будут использоваться, какие IP-адреса и порты будут задействованы для передачи медиапотока [12].
H.323
H.323 — это более старый и сложный стандарт, который был разработан Международным союзом электросвязи. H.323 — это целый набор протоколов, который описывает все аспекты мультимедийной связи по сетям, не гарантирующим качество обслуживания, — к ним, например, относится интернет [13].
Изначально он был разработан для видеоконференцсвязи, а затем адаптирован для IP-сетей. Его сложность и бинарный формат команд сделали его менее популярным по сравнению с гибким и простым SIP. H.323 преимущественно используется в устаревших корпоративных системах и в шлюзах для сопряжения с традиционными телефонными сетями.
Как он работает [14]:
комплексная архитектура — H.323 определяет несколько логических компонентов: терминалы, шлюзы для связи с другими сетями, контроллеры зоны для управления звонками и серверы многоточечной конференции для объединения нескольких устройств; бинарный формат — в отличие от текстового SIP протоколы H.323 состоят из бинарного формата сообщений, это делает его менее гибким для разработчиков; более строгая структура — H.323 жестко определяет, как должны взаимодействовать компоненты, что делает его менее адаптируемым к новым задачам по сравнению с SIP; все в одном — стандарт H.323 охватывает все основные аспекты связи, тогда как SIP фокусируется только на управлении сеансами, оставляя передачу данных другим протоколам.
Программы для IP-телефонии
Для работы IP-телефонии требуется не только сетевая инфраструктура, но и специализированное программное и аппаратное обеспечение [15].
Кодеки. Алгоритмы, которые сжимают и распаковывают голосовой сигнал. Выбор кодека — это всегда компромисс между качеством звука и требуемой пропускной способностью интернет-канала. Софтфон. Программа, которая устанавливается на компьютер, смартфон или планшет и имитирует работу телефона. Она использует микрофон и динамики устройства для голосового общения. Примеры включают в себя Zoiper, Bria, встроенные функции звонков в Microsoft Teams или Slack. IP-телефон. Аппаратное устройство, которое внешне похоже на обычный офисный телефон, но подключается не к телефонной розетке, а к компьютерной сети через Ethernet-порт. IP-АТС. Сердце корпоративной телефонной системы. Это сервер (физический или облачный), который управляет всеми звонками внутри компании и за ее пределами: маршрутизирует вызовы, обрабатывает голосовую почту, организует конференции, ведет статистику и др. Шлюзы. Устройства, которые служат мостом между миром IP-телефонии и традиционной телефонной сетью. Они преобразуют сигналы и протоколы, позволяя звонить с IP-телефона на обычный городской или мобильный номер и наоборот.
Чем IP-телефония отличается от обычной
Хотя конечный результат (разговор двух людей) одинаков, технологии, лежащие в основе IP-телефонии и традиционной аналоговой телефонии, кардинально различаются [16].
Частые вопросы
Из-за обилия технических англоязычных терминов IP-телефония может казаться сложной для понимания. Разбираемся в основных вопросах.
SIP и IP-телефония: в чем разница?
SIP — это протокол сигнализации, которая является важной частью внутри системы IP-телефонии. IP-телефония — это более широкое понятие, охватывающее все технологии, оборудование и услуги для передачи голоса по IP-сетям [17]. Простая аналогия звучит так:
IP-телефония — это вся автомобильная транспортная система: дороги, машины, светофоры, правила дорожного движения; это общая концепция перевозки людей и грузов; SIP — это только правила дорожного движения и сигналы светофора, протокол не отвечает за перевозку пассажиров, но благодаря ему понятно, когда и как начинать движение, где можно поворачивать или останавливаться.
VoIP и IP-телефония: в чем разница?
Эти два термина очень близки и часто используются как синонимы, но между ними есть тонкое техническое различие [18]:
VoIP дословно переводится как «протокол передачи голоса по интернету». Этот термин описывает саму технологию или метод преобразования аналогового голоса в цифровые пакеты и их передачи по IP-сети. Это фундаментальный процесс.
IP-телефония — это более широкий и прикладной термин. Он относится к полному спектру услуг и продуктов, которые используют технологию VoIP. Он включает в себя аппаратные IP-телефоны, софтфоны, облачные АТС, функции вроде переадресации, голосовой почты и видеоконференций.
Если продолжать автомобильные аналогии, VoIP — это двигатель, а IP-телефония — это весь автомобиль со всеми его удобствами.
Как узнать свой IP-адрес на телефоне?
У обычного телефона, как правило, два IP-адреса. Первый — внутренний (локальный). Это адрес частного телефона внутри домашней или офисной сети Wi-Fi. Он обычно выглядит как 192.168.x.x или 10.x.x.x. Чтобы узнать:
на iOS (iPhone) — зайдите в «Настройки» → Wi-Fi. Нажмите на синий значок i рядом с названием вашей сети. IP-адрес будет указан в соответствующем поле; на Android — зайдите в «Настройки» → «Подключения» (или «Сеть и интернет») → Wi-Fi. Нажмите на значок шестеренки или на название сети, к которой вы подключены. В деталях описания вы увидите свой IP-адрес.
Второй IP-адрес — внешний (публичный). Под ним частное устройство «видно» в глобальном интернете. Его присваивает интернет-провайдер или мобильный оператор. Самый простой способ узнать — открыть браузер на телефоне и зайти на любой сайт, который показывает IP, например whatismyipaddress.com или ip.me.
Как сменить свой IP-адрес на телефоне?
Смена внутреннего IP-адреса. Этот адрес назначается Wi-Fi-роутером. Самый простой способ получить новый — перезагрузить роутер. Также можно попробовать выключить и снова включить Wi-Fi на телефоне [19].
Смена внешнего IP-адреса. При использовании Wi-Fi перезагрузите ваш домашний интернет-модем и роутер. В большинстве случаев провайдер выдаст вам новый публичный IP-адрес. При использовании мобильного интернета включите «Режим полета» на 30–60 секунд, а затем выключите. Телефон переподключится к сети мобильного оператора и с высокой вероятностью получит новый IP-адрес.
Использование VPN. Еще один способ сменить свой публичный IP-адрес — использовать VPN-сервис. Он не меняет ваш реальный IP, а маскирует его, пропуская весь ваш трафик через свой сервер.
Главное об IP-телефонии
IP-телефония — это технология совершения голосовых и видеозвонков через интернет, которая заменяет традиционные аналоговые телефонные линии. Принцип работы основан на преобразовании голоса в цифровые пакеты данных, которые отправляются по IP-сети и собираются на стороне получателя. Ключевые протоколы — это SIP (современный стандарт для управления звонками) и H.323 (устаревший, более сложный стандарт). Преимущества перед обычной телефонией: более низкая стоимость (особенно для дальних звонков), богатая функциональность, масштабируемость и отсутствие географической привязки. VoIP и IP-телефония — близкие понятия. VoIP — это базовая технология передачи голоса, а IP-телефония — это полный комплекс услуг и продуктов на ее основе. SIP — это не сама телефония, а лишь набор правил, используемый для установки и управления звонками в системах IP-телефонии.
Читайте также:
Кто и когда создал телефон: Белл, Грей, Рейс Как защитить телефон и аккаунт от взлома: инструкция «РБК Трендов» Что такое доксинг, чем он опасен и как от него защититься Что такое даркнет и почему там продаются наши данные Что такое информационная безопасность и с какими угрозами она борется Что такое интернет, кто его придумал и как он устроен: история создания
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.
