Transmisii Voce prin Protocol IP - Voice Over Internet Protocol

De când s-a inventat telefonul, pentru a face apeluri ne-am bazat pe reţeaua telefonică

publică (PSTN - Public Switched Telephone Network). Acest tip de reţea permitea

doar comunicaţii de voce şi fax, nu şi transportul de date.

Pe măsură ce reţelele s-au dezvoltat, a crescut simţitor nevoia de a schimba nu doar

informaţii de tip voce, ci şi date. Cei care doreau să transmită voce şi date aveau

nevoie de linii separate.

Totul se dubla: închirierea liniei, serviciul, instalarea sau costurile de apel. Situaţia

aceasta se mai menţine, în ciuda reţelelor de date precum Internetul sau a celor private

ale companiilor, care au suficient spaţiu nefolosit.

Prin utilizarea lărgimii de bandă a unei linii de date la transportul apelurilor

telefonice, putem elimina necesitatea folosirii a două linii diferite.

Acest lucru înseamnă telefonie prin Internet - prin utilizarea în momentul de faţă a

unui standard universal numit Internet Protocol (IP), este posibil schimbul de date şi

voce pe o singură reţea.

Aceasta înseamnă Voice over Internet Protocol (VoIP). Dacă trimiţi o informaţie prin

Net, un e-mail, de exemplu, te costă la fel dacă îl expediezi vecinului sau unui prieten

din cealaltă parte a ţării mesajele vocal.

In plus un apel telefonic costă diferit, în funcţie de destinaţie.

Dacă ai putea trimite vocea ca şi cum ar fi un pachet de date, nu ar mai conta unde

vorbeşti.

Aici intervine VoIP, care împachetează conversaţiile telefonice la fel cum sunt

comprimate datele, iar apoi le trimite prin aceeaşi linie.

Tehnologia "Voice Over Internet Protocol", denumita pe scurt VOIP, se refera la

posibilitatea efectuării de convorbiri telefonice între doua persoane, din care una

trebuie să fie conectată la Internet. Deoarece această tehnologie foloseşte reţeaua

globală Internet şi nu are nevoie de stabilirea unei legături fizice ca în cazul

convorbirilor telefonice tradiţionale, costul convorbirii este mult mai mic.

Persoana care face apelul se poate afla în orice loc de pe glob şi poate suna în orice

tară din lume. Apelul se poate face cu ajutorul unui calculator conectat la Internet sau

cu ajutorul unor dispozitive hardware VOIP.

În figura de mai jos este reprezentat schematic modul de funcţionare al unei legături

VOIP.

În cazul prezentat, apelantul foloseşte un calculator, iar apelatul răspunde la un telefon

obişnuit. Semnalul vocal parcurge cea mai mare parte a drumului sub forma de

pachete în reţeaua Internet. El este apoi reconvertit în semnal vocal şi introdus în

reţeaua telefonica prin intermediul unui "Phone Switch". Dispozitivele hardware

VOIP seamănă cu nişte telefoane obişnuite sau cu nişte roboti telefonici, dar sunt mai

mult decât atât. Ele permit conectarea la Internet şi efectuarea de convorbiri telefonice

internaţionale, fără ajutorul calculatorului. Preţul unei convorbiri prin Internet este de

aproximativ 10 ori mai mic decât preţul unei convorbiri tradiţionale. La cele doua

capete ale unei conexiuni VOIP pot sta calculatoare, telefoane, hardware VOIP sau

fax-uri, în orice combinaţie.

INTRODUCERE

1. APARIŢIA INTERNETULUI

În ultimul deceniu al secolului XX, cel mai mare eveniment tehnologic a fost

apariţia Internetului. în domeniul Ştiinţei şi Tehnologiei Informaţiei, mari evenimente

tehnologice cu importante consecinţe au fost descoperirea tranzistorului, a circuitului

integrat şi a calculatorului electronic.

Dezvoltarea Internetului a depins evident de tehnologie să ajungă ceea ce a devenit

astăzi.

Dezvoltarea Internetului depinde în primul rând de dezvoltarea reţelelor de

telecomunicaţie, a reţelelor locale de calculatoare, de tip INTRANET (specifice unei

instituţii sau organizaţii) şi extinse naţional şi internaţional, de dotarea cu calculatoare

personale, servere, etc., respectiv de constituirea unei infrastructuri.

Problema care se pune în Europa, dar şi în întreaga lume, este de a trece la o fază

superioară a Internetului (upgrading), la un sistem de adrese care să asigure o

capacitate nelimitată de adrese web. În anul 2002, standardul actual IP(v4) al

Protocolului Internet nu va mai face faţă şi vor apare mari probleme de trafic.

Standardul IP (v6) poate rezolva această problemă, dar schimbarea protocolului

impune obligaţii şi cheltuieli noi, se pare importante.

Problemele tehnice ale Internetului se referă astăzi la vitezele de transmisie a

datelor şi la modul de a trată infrastructura Internet, în mod diferenţiat, la distanţe mari

şi la distanţe mici pentru utilizatorii individuali. La scară globală funcţionau în anul

2000 un număr de 500.000.000 de cutii poştale e-mail care au vehiculat 1,1 miliarde de

mesaje.

2. REŢELE TELEFONICE

Reţelele telefonice sunt cele mai răspândite, cu cei mai mulţi abonaţi. Ele au devenit

pentru mai mulţi ani suportul de bază şi pentru transferul de date în reţelele de

calculatoare. Folosind canale telefonice comutate sau dedicate, se obţine un transfer de

date "punct-la-punct" între perechile de staţii respective. În baza lor pot fi construite

reţele de calculatoare cu comutare de circuite şi canale dedicate.

Uzual însă, pentru transferul de date, mai ales la distanţe mari, se folosesc reţele cu

comutare de pachete. În asemenea reţele canalele de transfer date între nodurile de

comutaţie pachete deseori sunt realizate pe bază de canale telefonice dedicate

analogice sau numerice, uneori trunchiuri - mai multe canale paralele. Conectarea

terminalelor, calculatoarelor la nodurile de comutaţie se face prin canale telefonice

comutate sau dedicate.

3.ÎNCEPUTULVOIP

Debutul în telefonia IP s-a realizat în anul 1995 când compania VocalTec care

are sediul în Herzliya, Israel a introdus pe piaţă produsul Internet Phone. Cu toate că nu

ea a fost cea care a inventat conceptul de voce prin IP, ea a fost prima care 1-a

comercializat cu succes. Cu un software ca Internet Phone, un PC multimedia poate

apela pentru o convorbire telefonică prin Internet, un alt PC multimedia. Pentru

realizarea unei conexiuni, apelantul stabileşte iniţial o conexiune cu furnizorul său ISP,

după care lansează softul client Internet Phone. Apoi, dintr-o listă în care se află toţi

utilizatorii on-line care folosesc programul, poate selecta cu cine să vorbească. Fiind

prima realizare din domeniu, Internet Phone mai are unele lipsuri. Spre exemplu,

deoarece majoritatea utilizatorilor folosesc programul de acasă, neavând o adresă IP

permanentă, lor le este asigurată în mod dinamic o adresă de fiecare dată când se

conectează. Acest factor poate transforma localizarea partenerului într-un proces

dificil.

Faptul că primele versiuni ale programului suportau doar transmisii half-duplex

a făcut ca aceste apeluri să apară ca nişte conversaţii, de tipul cu apel invers.

însă, chiar şi atuncicând au apărut versiunile mai noi, care suportau transmisii

de voce full-duplex, calitatea a rămas destul de în urmă, faţă de cea oferită de

companiile de telefonie.

În plus, softul de telefonie IP nu este interoperabil, ceea ce înseamnă că dvs. şi

partenerii dvs. de discuţii trebuie să folosiţi acelaşi protocol pentru a putea comunica

unul cu celălalt.

Din cauza acestor neajunsuri, telefonia IP a constituit, mai degrabă, o nouă jucărie care

oferea posibilitatea realizării unor convorbiri de lungă distanţă, decât o tehnologie care

să permită economisirea de bani serioşi. Pentru a depăşi limitarea impusă de folosirea

PC multimedia pentru realizarea unei conversaţii telefonice IP şi pentru a coborî

tehnologia la nivelul aplicaţiilor de afaceri, producătorii şi-au dat seama că trebuie să

acţioneze asupra centralelor telefonice existente şi să coopereze cu furnizorii de servicii

telefonice.

În 1996, a fost lansat primul gateway care permitea utilizatorilor să transmită

vocea pe Internet, indiferent dacă aceştia aveau un PC sau doar un telefon obişnuit.

Acest produs asigura realizarea conversaţiei, indiferent de gradul de complexitate al

echipamentelor de la cele două capete. Faptul că am un celular conectat la un laptop,

însă nu pot fi sunat de nimeni, nu-mi poate fi de nici un folos. Eliminând necesitatea

de-a avea un PC multimedia pentru a transmite voce pe Internet, porţile actuale fac

legătura între Internetul bazat pe comutarea de pachete şi infrastructura telefonică

bazată pe comutarea de circuite (PSTN D Public Switched Telephone Network).

Aceste porţi sunt conectate la PSTN, respectiv la Internet. într-un scenariu telefon - PC,

semnalul telefonic traversează, în drumul către poartă, reţeaua telefonică comutată

(PSTN), care implică şi centralele telefonice (PBX). Dacă semnalul telefonic este

analogic, poarta îl digitizează, îl comprimă şi-1 împachetează pentru a fi transportat

prin IP. Apoi, poarta transmite apelul direct la PC-ul destinaţie. într-un scenariu

telefon-telefon, odată ce semnalul voce este împachetat, el trece prima dată prin PSTN

către poarta de telefonie IP, cea mai apropiată. Apoi, semnalul iese în Internet către o a

doua poartă, cea mai apropiată de receptorul destinaţie; aceasta recepţionează apelul

şi-l transmite prin PSTN către receptorul telefonic căruia i-a fost destinat.

Comunicaţiile tradiţionale de voce necesită o rată de transfer de 64 Kbiţi/s însă

cu ajutorul compresiei, aceasta se poate reduce de la 12 Kbiţi/s la 8 Kbiţi/s. Aceste

porţi pot rula pe o varietate de platforme, cea mai uzitată fiind însă Windows NT.

Ele pot fi desfăşurate într-o varietate de locaţii, de la sedii de birouri la centre de

apel, putând fi conectate direct la PC-uri sau indirect, prin intermediul PSTN, la aparate

telefonice.

Odată cu creşterea pieţei produselor de telefonie IP, problema care se pune este

realizarea interoperabilităţii. Interoperabilitatea este cheia pentru o evoluţie rapidă a

pieţei şi pentru transformarea acestei tehnologii într-o aplicaţie viabilă pentru lumea

afacerilor. În acest sens, a fost fondat forumul VOIP (Voice over IP), o organizaţie

care-şi propune definirea unei singure implementări a vocii prin IP, căreia să i se

conformeze toate produsele de telefonie IP. Aceasta presupune includerea standardului

H.323 al ITU care defineşte transmisia datelor multimedia prin IP.

După cum probabil ştiaţi. Internetul spre deosebire de PSTN, nu este un mediu

pentru comunicaţii în timp real. La transmisia prin IP, pachetele de voce se izbesc de

probleme cum ar fi traficul încărcat şi întârzierile. Pentru a elimina aceste probleme

potenţiale, producătorii au avut în vedere ca noile produse de telefonie să aibă

caracteristici cel puţin comparabile cu cele oferite de sistemul telefonic tradiţional. în

plus, clienţii sunt interesaţi şi de siguranţa şi confidenţialitatea convorbirilor.

La transmiterea unor pachete de date prin IP, nu contează dacă se pierde ordinea

pe durata transportului, sau dacă unele pachete ajung înaintea altora. În transmisiile de

voce în timp real însă, pachetele trebuie să fie transmise într-o anumită ordine care

trebuie să rămână constantă pe durata transmisiei şi cu întârzieri cât mai mici în cazul

în care pachetele de voce vor întâlni în drumul lor mai multe noduri de reţea,

întârzierea potenţială va creşte.

Cu cât întârzierea va fi de mai lungă durată, cu atât vocea va fi mai greu de

desluşit. Experimental s-a constatat că, în recepţionarea unui mesaj sonor, urechea

umană poate tolera întârzieri de la 300 la 600 ms, înainte ca degradarea să devină prea

supărătoare ca să se mai poată reconstitui ceva. Cu toate acestea, o întârziere aflată sub

150 ms este foarte bună din punctul de vedere al calităţii, între 150 ms şi 300 ms

întârzierea fiind tolerabilă şi dificil de detectat.

Cauza acestor întârzieri este determinată, în primul rând, de procesele necesare

transferării traficului de voce pe Internet. Aceste procese includ codarea (compresia)

vocii, transmiterea în reţea şi decodarea la recepţie. În cazul în care traficul de voce

traversează doar un intranet, aveţi controlul total asupra întârzierilor care apar în reţea.

Prin urmare, ruterele şi celelalte dispozitive din reţea pot fi configurate conform

priorităţilor dvs.

Reducerea întârzierilor şi, implicit, îmbunătăţirea calităţii traficului de voce sunt

strâns legate de lăţimea de bandă alocată. Deoarece traficul vocii prin IP partajează

acelaşi spaţiu de transmisie cu traficul de date, utilizarea lăţimii de bandă, respectiv

priorităţile traficului vor fi asigurate de acelaşi administrator de reţea, care va asigura

astfel funcţionalitatea noii tehnologii.

O posibilă abordare pentru controlul utilizării lăţimii de bandă o reprezintă

implementarea unor protocoale cum ar fi RSVP, care pentru aplicaţii concrete rezervă

o porţiune specifică din lăţimea de bandă. Astfel, RSVP poate fî folosit în telefonia IP

pentru a certifica că traficul de voce primeşte lăţimea de bandă de care are nevoie.

O abordare mult mai costisitoare o reprezintă realizarea unui upgrade la o reţea

de mai mare viteză. în acest caz, lăţimea de bandă, care nu mai reprezintă o problemă,

permite realizarea de transmisii redundante pentru compensarea pierderii de pachete.

Cu toate că sună atractiv pentru protejarea traficului de voce pe durata transmisiei,

această metodă nu este în consonanţă cu scopul telefoniei IP, care poate comprima

transmisia datelor de la 64 Kbiţi/s la 10 Kbiţi/s. Dacă vom începe transmiterea de copii

ale pachetelor, economisirea în lăţimea de bandă ocupată va deveni nesemnificativă.

O abordare mult mai eficientă, în ceea ce priveşte utilizarea lăţimii de bandă, o

reprezintă stabilirea unei priorităţi pentru traficul de voce. O modalitate ar fi utilizarea

transmisiei UDP în locul transmisiei TCP. În cazul TCP, pachetele sunt numerotate în

ordinea de la plecare, la recepţie, aşteptându-se confirmarea pentru fiecare pachet

transmis. Dacă această procesare suplimentară este folositoare în transmisiile de date,

care necesită integritatea datelor, în cazul transmisiilor de voce, ea poate duce la

degradarea transportului. UDP, care nu necesită o confirmare pentru fiecare pachet.

este mai potrivit pentru transmisii de date în timp real, care suportă o întârziere mică

aşa cum ar fi vocea.

Prin urmare, multe companii aleg UDP ca şi protocol al nivelului de transport.

transferând pachetele de voce prin porturile UDP ale ruterelor. Deoarece astăzi

majoritatea ruterelor suportă acest protocol, e necesară efectuarea unei mici configurări

la nivelul ruterelor. Ca şi TCP, UDP transmite pachetele în secvenţe, fiind uşor de

identificat dacă pe parcurs s-au mai pierdut din pachete.

CAPITOLUL 1 - INTERNETUL SI TEHNOLOGIILE CARE AU PRECEDAT

VoIP

1. INTERNETUL, COMUTAREA PACHETELOR DE DATE.

Extinderea Internetului presupune îmbunătăţirea infrastructurii de

telecomunicaţii care pentru distanţe mari va utiliza cablurile optice care se dovedesc

mult mai convenabile decât transmisiile prin sateliţi, deşi pot fi şi păreri contrarii

motivate de interese comerciale. Transmisiile prin cabluri optice pot ajunge la 40 Ghz

(următoarea generaţie, pe plan mondial) şi chiar la 80 GHz (viitoare generaţie). La

viteze atât de mari apar probleme la rutere şi comutatoare care trebuie să determine

destinaţia următoare a pachetelor de date, să găsească adresele IP (Protocol Internet) şi

să le transmită cu aceiaşi viteză. Pentru aceasta se elaborează m prezent

microprocesoare semiconductoare specializate de reţea (network processors), până

când vor fi puse la punct soluţii optice şi pentru procesarea semnalelor. Dar fibra optică

poate fi utilizată şi la viteze mai mici, de 2 Gb/s sau 10 Gb/s ceea ce în condiţiile

noastre ar putea fi mulţumitor în prima etapă de extindere a Internetului.

Utilizarea cablurilor optice până la beneficiar nu este de loc recomandată din

motive economice: instalarea cablurilor optice este costisitoare, echipamentele

terminale care trebuie să transforme semnalele optice în semnale electrice sunt foarte

scumpe şi în plus fibra optică nu transmite energia electrică necesară echipamentelor

terminale (astfel cum este cazul liniilor telefonice obişnuite care nu depind de energia

locală).

De aceea soluţia economică este aceea ca în următorii ani, chiar în ţările cele mai

dezvoltate, până la o anumită zonă locală de clienţi să se utilizeze fibra optică, iar de

aici la beneficiari să se recurgă la clasicele fire de cupru (twisted pairs) sau la cabluri

coaxiale. Ceea ce este surprinzător este faptul că s-au dezvoltat tehnologiile DSL

(digital subscriber-line) care se bazează pe modemuri speciale şi care permit ca pe fire

de cupru să se ajungă, în funcţie de distanţa de transmisie, la viteze care păreau

incredibile cu câţiva ani în urmă.

Cuplarea agenţilor la Internet a dus la apariţia agenţilor mobili care au capacitatea de a

se deplasa în reţea pentru a acţiona la locul (calculatorul) care conţine informaţiile de

care are nevoie. Chiar fără inteligenţă, acest mod de lucru al agenţilor se dovedeşte

foarte puternic , ducând la noi paradigme în realizarea sistemelor informaţionale. Se

creează acum sisteme informaţionale multi-agent.

Lungimea legăturii Viteza transmiterii datelor

5,5 Km ADSL 1,544 Mb/s

4,9 Km ADSL 2,048 Mb/s

3,7 Km ADSL 6,312 Mb/s

2,7 Km ADSL 8,448 Mb/s

1,4 Km VDSL 12,96 Mb/s

910 m VDSL 25,82 Mb/s

300 m VDSL 51,84 Mb/s

ADSL - DSLasimetric VDSL - DSL pentru viteză foarte

mareSe poate observa cum cu mijloace foarte simple se pot utiliza viteze mari şi

foarte mari pentru utilizatori individuali care pot achiziţiona modemuri ADSL sau

VDSL.

O ultimă inovaţie în domeniu este Internetul fără fir (Wireless Internet) care este

o combinaţie între telefonia celulară (mobilă) şi Internet. Acesta este util tot pentru

zone locale, folosind un Protocol de acces fără fir (WAP- Wireless Access Protocol)

şi care poate asigura o viteză de 100.000 b/s pentru un abonat individual. Se

preconizează arhitecturi ale unui astfel de sistem care să ducă pentru un beneficiar la

costuri incomparabil mai mici decât cele pentru telefonia mobilă actuala.

COMUTAREA PACHETELOR DE DATE

Istoria Internetului începe cu inventarea transmiterii informaţiei pe liniile de

telecomunicaţie, radio, sateliţi, prin comutarea pachetelor de date (packet switching).

Comutarea de pachete a fost inventată simultan, independent, de Paul Baran (Rand

Corporation) în SUA şi Donald Davies (National Physical Laboratory-NPL) în Anglia

în anii 1964-1965. Donald Davies a introdus termenul de 'packet switching' pentru

tehnologia divizării unui mesaj în pachete de date de lungime standard transmise printr-

o reţea de noduri-calculatoare electronice, fiecare pachet purtând la începutul lui datele

de serviciu necesare pentru a ajunge la destinaţie şi a fi încadrat în ordinea necesară

mesajului întreg. El a scos în evidenţă, ca şi Baran, eficienţa unui asemenea sistem de

comunicaţie şi a propus constituirea unei reţele naţionale de comunicaţie prin

comutarea de pachete realizând două mici sisteme experimentale Mark 1 (1967) şi

Mark II (1973), ultimul fiind păstrat în funcţiune până în 1986.

Proiectului britanic NPL i-au urmat proiectul ARPANET în SUA şi proiectul

Cyclades (pentru o reţea de cercetare) în Franţa. Ultimul proiect a început în 1972,

fiind finanţat de guvernul francez, având ca arhitecţi pe Louis Pouzin şi Hubert

Zimmerman care au elaborat o serie de idei explicite privind interconectarea între reţele

(Internetworking), ceea ce nu a preocupat programul ARPANET într-o primă etapă.

Tehnologia comutării de pachete s-a dovedit a fi fundamentală pentru apariţia

Internetului, fiind tehnologia de bază a Internetului, fiind perfecţionată în anii 1980 şi

1990 în concordanţă cu cerinţele impuse de dezvoltarea Internetului.

2. REŢELELE

Exista numeroase reţele printre care:

O reţea locala (LAN) este o reţea pentru distante limitate ce conectează un set definit

de terminale. Ea poate conecta staţii de lucru intr-un birou, birouri intr-o clădire sau

clădiri intr-un campus.

O reţea de zona mare (WAN) leagă reţelele metropolitane sau locale, în mod comun

prin intermediul facilităţilor operatorilor la mare distanta.

Internet este puţin diferit de oricare reţea descrisa mai sus. Este un pachet de reţele

(mai puţin o reţea de comutate), dar este o reţea acoperitoare

Reţeaua canalelor comune de semnalare este foarte importanta; ea lucrează împreună

cu PSTN. Se mai foloseşte şi termenul semnalare m afara benzii.

Reţeaua PSTN pe care am descris-o utilizează o configuraţie în stea. Totuşi, aceasta nu

este singura configuraţie care se aplica astăzi în lumea telecomunicaţiilor. Companiile

de televiziune prin cablu (CATV), de exemplu, utilizează o tehnologie arborescenta.

Reţelele telefonice sunt cele mai răspândite, cu cei mai mulţi abonaţi. Ele au devenit

pentru mai mulţi ani suportul de bază şi pentru transferul de date în reţelele de

calculatoare. Folosind canale telefonice comutate sau dedicate, se obţine un transfer de

date "punc-la-punct" între perechile de staţii respective. În baza lor pot fi construite

reţele de calculatoare cu comutare de circuite şi canale dedicate.

Uzual însă, pentru transferul de date, mai ales la distanţe mari, se folosesc reţele cu

comutare de pachete. în asemenea reţele canalele de transfer date între nodurile de

comutaţie pachete deseori sunt realizate pe bază de canale telefonice dedicate analogice

sau numerice, uneori trunchiuri - mai multe canale paralele. Conectarea terminalelor,

calculatoarelor la nodurile de comutaţie se face prin canale telefonice comutate sau

dedicate.

Caracteristicile unor canale de comunicaţie, disponibile pentru transfer de date sunt:

pentru canalele telefonice analogice se utilizează viteze de transfer date de la

0,3 la 56Kbps, iar pentru trunchiuri primare analogice - viteze de 48-144 Kbps;

pentru canalele telefonice numerice - viteze de 56 sau 64 Kbps, iar pentru

trunchiuri numerice - viteze de la 128 Kbps la 2,048 Mbps.

În scurt timp după apariţia reţelelor NPL şi ARPA, au fost construite mai multe reţele

de calculatoare cu comutare de pachete. A devenit acută problema standardizării,

îndeosebi în scopul facilitării interconectării reţelelor. Astfel în 1976 a apărut setul de

standarde X.25 pentru reţele de transfer date cu comutare de pachete.

Setul X.25 specifică interfaţa dintre echipamentul terminal de date, ce operează în mod

sincron, şi echipamentul de terminaţie a circuitului de date respectiv (standardul X.21

pentru canale numerice şi X.21 bis pentru canale analogice) şi, de asemenea,

protocoalele de comunicaţie cu nodul adiacent de comunicaţie a pachetelor

(standardele HDLC şi X.25 propriu-zis).

Una din primele reţele X.25 este Transpac în Franţa, care ulterior s-a extins în mai

multe ţări. Reţeaua Transpac împreună cu Minitel are mai mult de 12 mln. Abonaţi.

Din reţele de tip X.25, cea mai mare arie de cuprindere o are reţeaua Sprint. Ea oferă

servicii în peste 140 ţări, interacţionând cu circa 300 de reţele publice sau de firmă.

În scopul integrării serviciilor de transmisie a informaţiilor (voce, date, imagini), încă

în 1965 a fost propusă implementarea Reţelei Numerice cu Servicii Integrate

(Integrated Services Digital Network - ISDN). în acest mod toate serviciile respective

pot deveni la fel de răspândite ca serviciul telefonic. Într-o reţea ISDN nodurile de

comutaţie realizează atât comutarea de canale, neapărat necesară transmisiei voce la

distanţă, dar care poate fi utilizată şi pentru transferul de date, cât şi comutarea de

pachete pentru transmisia de date. Astfel, într-o reţea ISDN atât mediul de transmisie

cât şi nodurile de comutaţie sunt integrate fiind polifuncţionale.

Conectarea echipamentelor abonaţilor la reţea (nodul de comutaţie adiacent) se face

printr-un trunchi de transmisie date, numit tub de biţi (bit pipe). Există mai multe

variante de acces - tub de biţi:

acces de bază 2B+D, ce prevede un tub de biţi din două canale B de 64 Kbps

şi un canal D de 16 Kbps;

acces primar 23B+D, ce prevede un tub de biţi cu 23 canale B de 64 Kbps şi

un canal D de 64 Kbps (se foloseşte în SUA, Canada, Japonia);

acces primar 30B+d, ce prevede un tub de biţi cu 30 canale B de 64 Kbps, un

canal D de 64 Kbps şi un canal D de 64 Kbps pentru semnalizare (se foloseşte în

Europa);

acces hibrid A+C, ce include un canal telefonic analogic de 4 KHz şi un canal

C numeric de 8 sau 16 Kbps.

O dată cu creşterea cantităţii canalelor de comunicaţie, devine iraţionale corectarea

erorilor la nodurile intermediare ale reţelei de transfer date, realizată în reţelele de tip

X.25. în a doua jumătate a anilor 80 a fost propusă tehnologia de reţea releu de cadre

(Frame Replay). Această tehnologie nu prevede recuperarea ci doar detecţia erorilor.

corecţia erorilor trebuie să fie suportată de echipamentele staţiilor utilizatorilor. Astfel,

protocoalele de comunicaţie Frame Replay sunt mult mai simple decât la X.25,

necesitând mai puţine cheltuieli de resurse ale nodurilor de comutaţie şi, respectiv,

reducându-se esenţial întârzierile de transmisie a pachetelor. Dezvoltarea standardelor

pentru Frame Replay a început în 1986, ele fiind publicate în formă finală în 1991.

O reţea Frame Replay constă din noduri de comunicaţie Frame Replay, interconectate

prin trunchiuri de comunicaţie. Reţelele Frame Replay se utilizează pentru

interconectarea de reţele. în acest reţelele respective se conectează la nodurile de

comutaţie Frame Replay. Reţelele Frame Replay suportă viteze de acces de 56 Kbps şi

n x 64 Kbps până la 1,544 Mbps, în SUA Canada şi Japonia şi până la 2,048 Mbps în

Europa, iar în dezvoltările recente sunt posibile viteze de transfer de până la 45 Mbps.

Serviciul de Date de Mulţi megabiţi cu Comutare - SMDS (Switched Multimegabit

Data Service) este o reţea de calitate mai înaltă decât Frame Replay, inclusiv în ce

priveşte întârzierea de transmisie, pachete eronat dirijate, pachete pierdute. în esenţă

SMDC seamănă mai mult cu o reţea locală cu multiacces decât cu o reţea publică de

transfer date. SMDS se bazează pe tehnologia de comutare pachete releu de celulă

(Cell Replay). 0 celulă de date are dimensiunea fixă de 53 octeţi, din 5 octeţi conţin

informaţii de serviciu, iar 48 octeţi sunt informaţii utilizator.

Viteza de transfer date într-o reţea SMDS poate fi de la 64 Kbps (DSO) la 45 Mbps

(DS3) şi mai mult. Ca medii de transmisie se utilizează cablurile coaxiale, firele

torsadate şi fibra optică. Reţelele SMDS suportă doar transferul de date şi pot servi ca

treaptă intermediară către reţelele ATM. Ele sunt o soluţie reuşită pentru

interconectarea unor staţii, a unor reţele locale amplasate într-o arie relativ mică - un

oraş sau un conglomerat de localităţi în aria de cuprindere a unei reţele telefonice

locale.

2.3. REŢEAUA TELEFONICĂ

Daca exista mii de telefoane este avantajos să conectam fiecare telefon la un birou

central şi să facem legăturile de acolo. Aceste legături pot fi făcute prin operaţii

manuale simple folosind borne sau poate fi făcută cu dispozitive electromecanice sau

electronice. în oricare caz soluţia cu acest birou central (CO) este cea aleasa de

industria telecomunicaţiilor. Conectând fiecare din aceste mii de telefoane la biroul

central, avem ceea ce se numeşte o configuraţie în stea; toate liniile aparţin uneia şi

numai uneia dintre staţii, şi toate se termina în nucleul acestei stele - CO.

Aceste conexiuni sunt numite centrala locala şi compania de telefoane ce se ocupa

cu administrarea ei se numeşte transportatorul local (LEC). Conexiunile sunt adesea

denumite "linii locale". Daca o convorbire telefonica nu este în zona de acoperire a

unui nucleu particular? Cum reuşim să stabilim o legătură cu un alt oraş sau cu un alt

stat sau chiar alta tara? Răspunsul, bineînţeles, este să conectam aceste nuclee la un

eşalon de nuclee de la un nivel mai înalt . Se aplica numere acestor nivele de nuclee;

nucleul local, altfel numit nucleul de sfârşit, este numit nucleu de clasa 5. Nucleul de

care este conectat este numit nucleu de clasa 4. Nucleul de la nivelul cel mai înalt,

nucleul de clasa 1, apare doar în câteva locuri din tara. Notaţi ca singurul nucleu care

are particulari ca abonaţi este nucleul de clasa 5. Celelalte nuclee în aceasta ierarhie au

ca abonaţi nuclee de la un nivel mai jos. Aceste linii care conectează nuclee la alte

nuclee şi mai puţin utilizatori particulari se numesc trunchiuri. Aceasta secţiune a

infrastructurii telefonice - secţiunea care duce în sus de la nuclee de clasa 5 - este

administrată nu de către LEC ci de către purtător inter-schimb (IXC), purtătorul de

mare distanta. Aceasta întreagă structura a fost denumita "ierarhia sistemelor de

comutaţie". întreaga reţea este numita reţeaua telefonica publica cu comutaţie (PSTN).

ca o cerere de transportator la mare distanta poate necesita ca LEC să examineze

numărul şi să miniminzeze convorbirea transportatorului la mare distanta adecvat.

- Reţeaua optica sincrona (SONET) consta dintr-un set particular de standarde care

permit funcţionarea împreuna a produselor diferiţilor vânzători. în mod curent implica

un inel de fibre optice care permit transmisia în ambele direcţii.

3. POŞTA ELECTRONICĂ (e-mail)

Ideea e-mail-ului nu era nouă, ea circulând la MIT încă din 1965. Dar introducerea

e-mailului în sistemul ARPANET m anul 1972 a produs, remarcă analiştii relaţiei

dintre tehnologie şi societate, o schimbare radicală în identitatea şi scopurile

ARPANET. Fenomenul e-mail a fost de fapt o mare surpriză . A fost primul mare

succes spectaculos al ARPANET-ului, dând un nou sens activităţii reţelei, care nu era

numai o împărţire a resurselor de calcul între participanţii la reţea. Primul program

funcţional pentru e-mail a fost creat de Ray Tomlinson ( programator la compania Bolt,

Beranek and Newman). în rapoartele programului ARPANET ale timpului se arată că

e-mailul a schimbat complet colaborarea dintre cercetătorii care utilizau reţeaua,

aceştia folosind-o zi de zi. Cu toate că, se arată într-un raport, e-mailul a apărut

neplanificat, neanticipat şi în cea mai mare măsură nesprijinit, poşta electronică a ajuns

să eclipseze în volumul traficului pe reţeaua ARPANET toate celelalte aplicaţii

disponibile atunci prin reţea.

în acelaşi timp, Robert M. Metcalfe de la Xerox Palo Alto Research Center

(PARC) a creat reţeaua locală ETHERNET care a devenit foarte repede de referinţă

pentru toate reţelele locale (LAN-Local Area Network). Succesul a fost foarte mare, la

sfârşitul secolului trecut milioane de reţele locale din întreaga lume utilizau Ethemet-ul

sau reţele inspirate de acesta.

Trecerea de la programul ARPANET la programul ARPA INTERNET s-a produs

după anul 1973 când Kahn şi Cerf (provenit de la Stanford University) au început să

studieze modul în care se pot inetrconecta reţele heterogene de calculatoare.

În 1976 Cerf trece la ARPA pentru a lucra împreună cu Kahn la programul

INTERNET. Acest program urmărea să cuprindă într-o mare reţea toate reţelele

existente din întreaga lume (de exemplu, Franţa introdusese sistemul public de

transmisie de date TRANSPAC, o continuare a sistemului CYCLADES).

4.WORLD WIDE WEB (WWW)

începând din anul 1990 Internetul avea să cunoască cea mai tulburătoare

transformare şi extindere prin ceea ce avea să fie tehnologia World Wide Web (www).

Tehnologia www este o aplicaţie a Internetului, dar care a schimbat fundamental

Internetul, fără a schimba structura lui generală sau sistemul de protocoale, prin

introducerea unor aplicaţii noi.

Web-ul nu a fost, de fapt, creat în SUA, ci la Laboratorul de Fizică al CERN din

Geneva în anul 1990 de către Tim Bemers-Lee care constatând că deşi calculatoarele

personale au devenit orientate pe imagine, pe Internet predomina totuşi textul. El a

folosit tot ceea ce Internetul adusese până atunci, plus un mod de organizarea

informaţiei (propus de Ted Nelson, un specialist din familia hacker-ilor) bazat pe

'hypertex”, prin care se stabileau legături (links) între diferite informaţii. în acest mod

se poate renunţa, după cum se ştie, la prezentarea liniară a informaţiei T.Bemers-Lee,

introducând hypertextul la nivelul întregii reţele mondiale Internet şi utilizarea

multimedia (audio şi video) avea să dea naştere a ceea ce a devenit 'a world wide web

of information'. Bemers-Lee şi colaboratorii au creat limbajul HTML Aceste lucruri au

schimbat Internetul, iar astăzi nu se mai face de fapt o deosebire între Web şi Internet.

Succesul noului Internet-www a fost imens .

Într-adevăr, poşta electronică şi www, care au dat un conţinut nou Internetului,

sunt exemple de aplicaţii care nu au rezultat dintr-un obiectiv planificat, ci prin

deciziile spontane a mii şi mii de utilizatori independenţi. Nimeni nu a prezis apariţia

acestor aplicaţii şi, prin aceasta, ceea ce va deveni şi a şi devenit Internetul. Fără

îndoială Internetul a fost şi o invenţie socială deoarece el se-a înscris în mod firesc şi ca

un instmment social. Este de asemenea evident că Internetul, odată inventat, a devenit

un proces de autoorganizare la scară globală. Acest proces de autoorganizare va

continua şi s-ar putea, ca în acest cadru, să apară aspecte calitative noi.

5. Protocolul H.323

Aplicaţiile de voce şi date încep să conveargă în aplicaţii pornind de la telefonia

prin Internet şi mergând până la procesarea centrala a apelurilor pe Web. Acestea, ca şi

multe alte aplicaţii de transmitere a vocii sau informaţiei video prin reţele destinate

transmisiei datelor, promit a partaja în viitor un singur standard comun: H.323. Acest

standard cuprinde totul: de la specificaţiile procedurilor de semnalizare în apelurile

vocale pana la descrierea serviciilor disponibile în desktop-uri, servere, gateway-uri şi

alte echipamente ce formează noua infrastructura de convergenta.

Aplicaţiile de convergenta combina informaţiile de voce, video şi date, în

consecinţa echipamentele ce procesează aplicaţiile de convergenta vor trebui să

suporte o combinaţie de funcţii.

Uniunea Internaţionala de Telecomunicaţii (ITU) a ştiut ca acest sprijin este necesar

atunci când, în anul 1996, a aprobat ca H.323 să devină membru al familiei de

standarde H.32X, destinat aplicaţiilor de videoconferinţă pe reţele cu comutare de

pachete. Din acest motiv, ITU a desemnat H.323 mai mult ca standard-umbrela decât

ca standard fundamental. În aceasta postura, H.323 încorporează sau, în unele cazuri,

extinde standardele existente.

De exemplu, H.3232 creează loc pentru următoarele: cinci specificaţii referitoare la

echipamentele coder/decoder audio, doua standarde video-codec, un standard de

multiplexare a datelor, trei standarde de control şi semnalizare şi o versiune de

protocol de transport în timp real (Real-Time Transport Protocol) pentru secvenţarea

pachetelor ce conţin informaţii de voce şi video.

Pentru a fi conforme cu standardul H.323, produsele de convergenta nu vor trebui să

satisfacă complet fiecare standard. Aceste produse vor satisface submulţimi definite de

specificaţii, în funcţie de rolurile pe care le joaca în universul H.323. Cele patru

submulţimi de produse sunt: terminale, gateway-uri, echipamente gatekeeper şi unitari

de control multipunct.

Pentru organizaţii, H.323 va compensa cheltuielile prin unificarea infrastructurilor

de reţea anterior disparate. Odată ce companiile instalează o reţea de date capabila de

transmisia vocii, acestea vor obţine beneficii substanţiale reflectate m reducerea

complexităţii şi în costul redus de proprietate. Pentru utilizatori, standardul H.323 va

constitui o platforma catalizatoare pentru o gama larga de aplicaţii de convergenta cum

ar fi colaborarea intr-un flux de lucru şi unificarea mesageriei, o singura căsuţă poştala

acceptând atât mesajele e-mail, cat şi cele vocale.

Două aplicaţii H.323 aflate în ascensiune în mediile de afaceri sunt toll bypass şi

telefonia pe LAN. în prima aplicaţie, un echipament de tip gateway preia apelurik către

exterior din reţeaua vocala a companiei, pachetizează datele de voce şi apo trimite

pachetele pe o conexiune WAN cu protocol IP către destinaţie. La destinaţie

echipamentul gateway converteşte pachetele înapoi în semnale analogice pentru a fi

livrate reţelei de voce din clădire şi a fi apoi distribuite persoanelor apelate.

Telefonia pe LAN preia conceptul cu un pas mai departe prin înzestrarea LAN ci

posibilitatea de a oferi servicii vocale asemănătoare echipamentelor de tip PBX

activate prin servere de voce cu comutaţie incorporata sau bazate pe Windows NT

Pentru apeluri intra-LAN, serverele de voce creează, administrează şi încheie

conexiunile pentru transmisia vocii intre cele doua părţi, totul fără a părăsi domeniul

pachetelor. Apelurile către utilizatorii din afara reţelei vor fi livrate prin gateway-uri

corespunzătoare.

Ambele aplicaţii pot aduce reduceri în costurile telefonice şi pot fi uşor extinse pentru a

permite videoconferinţele. Mai important, aceste aplicaţii reprezintă vârful iceberg-

ului. Ele aduc promisiunea unor aplicaţii noi, ce pot îmbunătăţi productivitatea, odată

cu adoptarea din ce în ce mai larga a infrastructurilor conforme cu H.323.

Mulţi observatori din domeniul industrial vad H.323 ca fiind o piesa esenţială în

imaginea-puzzle a aplicaţiilor de convergenta. Corpurile de standardizare accelerează

procesul de aprobare pentru deplasarea specificaţiilor către utilizatori din ce în ce mai

repede.

Un următor pas important în formula de telefonie pe IP va implica probabil

îmbunătăţirea H.323, care lucrează la nivelul superior OSI, cu capacitatea de a oferi

indici de tip class-of-service (CoS) şi quality-of-service (QoS) pe nivelurile 2 (legătura

de date) şi 3 (reţea) din ierarhia OSL Definiţiile CoS/QoS vor proveni dintr-un număr

de iniţiative, cum ar fi cele ale grupurilor de lucru IEEE 802.1 şi Diff-Serv IEFT,

precum şi din eforturile ETSI (European Telecommunications Standards Institute),

care a inclus produsele H.323 în raza proiectului sau de armonizare între reţele a

telecomunicaţiilor şi protocolul IP.

CAPITOLUL II - GENERALITĂŢI VoIP

2.1. Generalităţi

VoIP este "capacitatea" telefoanelor să apeleze şi să trimită faxuri prin reţele de date

bazate pe protocoale IP la un raport preţ/câstig superior şi servicii de calitate

superioara.

Proiectanţii de echipamente şi constructorii au văzut în aceasta oportunitate un nou

drum către inovare şi concurenta. S-au grăbit să dezvolte noi echipamente VoIP

încercând în acelaşi timp să pătrundă pe piaţă.

Furnizorii de servicii de Internet disting posibilitatea unei competiţii cu reţeaua de

telefonie publica (PSTN) pentru obţinerea clienţilor.

Utilizatorii sunt interesaţi de integrarea vocii în condiţiile unor costuri economice. Cu

toate ca acest concept -VOIP - este foarte atractiv, tehnologia nu a fost foarte bine

dezvoltată astfel încât să înlocuiască serviciile şi calitatea fumizată de PSTN. în primul

rând, trebuie specificat faptul ca VoIP va scădea costurile efective. Pentru a intra în

competiţie cu reţeaua de telefonie existenta trebuie asigurat un preţ foarte mic al

serviciilor.

Economia realizată este substanţiala m cazul apelurilor pe distante foarte mari. VoIP

este o alternativa care poate concura furnizorii de servicii telefonice tradiţionale care

vor îmbunătăţi categoric serviciile pretutindeni.

Telefonia prin Internet se refera la serviciile de comunicaţii - voce, faxuri, aplicaţii cu

mesaje vocale - care sunt transportate prin Internet mult mai repede decât prin reţeaua

de telefonie publica (PSTN). Primul pas implicat în producerea unui apel telefonic prin

Internet este conversia semnalului analogic de voce în format digital şi

compresia/transformarea în pachete ce pot fi transmise prin suita de protocoale TCP/IP;

la primirea mesajului procesul se efectuează în sens invers.

Acest ghid prezintă noul concept de comunicare - telefonia prin Internet - care este încă

în formare dar căruia i se preconizează o evoluţie rapida.

Forţa pieţei determina aceasta evoluţie şi implicit beneficiile ce pot fi realizate de

utilizatori. Sunt tratate, de asemenea, dificultăţile ce trebuie trecute înainte ca telefonia

prin Internet să fie adoptată pe scara larga.

Posibilitatea comunicaţiilor vocale prin intermediul reţelei web, mult mai noua decât

reţeaua de telefonie publica, a devenit realitate în februarie 1995 când VocalTec Inc. a

introdus propriul software - Internet Phone.

Proiectat să ruleze pe un PC 486/33MHz echipat cu o placa de sunet, difuzoare,

microfon şi modem (vezi figura 1), programul concentrează semnalul vocal şi îl

translatează în pachete IP pentru transmiterea pe WEB. Aceasta telefonie prin Internet

de la calculator la calculator funcţionează numai daca ambele părţi folosesc software-

ul Internet Phone.

De atunci, telefonia prin Internet a avansat rapid intr-o perioada relativ scurta de

timp. În momentul de fată sunt mulţi producători de software care oferă programe

dedicate telefoniei prin Internet, dar mult mai important, serverele portal acţionează ca

o interfaţă intre Internet şi reţeaua de telefonie publica.

Echipate cu placi de procesare a vocii, aceste servere permit utilizatorilor să

comunice prin telefoanele standard .

O apelare traversează reţeaua de telefonie publica spre cel mai apropiat server care

transforma semnalul de voce (semnal analog) în semnal digital, îl comprima în pachete

IP şi prin reţeaua Internet îl transporta către receptor (figura 4). Telefonia prin Internet

cu suportul sau de apelare calculator - telefon, telefon - calculator şi telefon - telefon

reprezintă un pas semnificativ către integrarea vocii şi reţelelor de date. Iniţial privita

ca o noutate, telefonia prin Internet este din ce în ce mai atractiva pentru utilizatori

deoarece oferă o economie extraordinara a costurilor fată de reţeaua de telefonie

publica. Utilizatorii pot ocoli comisionarii de lunga distanta folosind telefonia prin

Internet în schimbul unei taxe lunare de acces la Internet.

2.2. FUNCTIONAREA VOIP

De mai multă vreme s-a descoperit că trimiterea unui semnal vocal către o

destinaţie poate fi realizată şi pe cale digitală. înainte de a-1 trimite, trebuie să-1:

• digitalizăm cu un CAD (convertor din analogic în digital)

• să îl transmitem

• iar la sfârşit să-1 transformăm din nou în format analogic cu un CDA (convertor

din digital în analogic).

Aşa funcţionează VoIP, digitalizând vocea în pachete de date, expediind-o, iar la

destinaţie convertind-o din nou în voce.

Pachetele sunt bucăţi de informaţie dispuse în cea mai eficientă mărime pentru

transport. Apoi, pachetele trebuie trimise şi puse împreună din nou.

Bineînţeles, comunicaţiile de date vocale trebuie să aibă loc în timp real (nu poţi

vorbi şi aştepta câteva secunde pentru a auzi răspunsul interlocutorului). Aici există

încă probleme, iar calitatea vocii m comunicaţiile prin Internet este nesatisfacătoare.

Formatul digital poate fi mai uşor de controlat:

• îl putem comprima

• direcţiona

• converti într-un format mai bun.

De asemenea, semnalul digital este mai puţin sensibil la zgomot decât cel analogic

(de exemplu GSM vs. TACS).

Posibilitatea comunicaţiilor de voce transportate prin Internet a devenit realitate în

februarie 1995, când VocalTec Inc. a introdus primul său software, Internet Phone.

Conceput să funcţioneze pe un PC 486 la 33 MHz sau mai mult, echipat cu placă de

sunet, difuzoare, microfon şi modem, soft-ul comprimă semnalul şi îl traduce în

pachete IP pentru transmiterea prin Internet.

Această telefonie PC-to-PC prin Internet funcţiona doar dacă ambele părţi utilizau

soft-ul Internet Phone. De atunci, telefonia prin Internet a evoluat rapid, existând

nenumărate astfel de soft-uri.

Avantajele VoIP:

• Reducerea costurilor

Când foloseşti linii PSTN, plăteşti companiei care deţine aceste linii pentru timpul de

folosire. Cu cât stai mai mult la telefon, cu atât plăteşti mai mult în plus, nu poţi vorbi

cu mai mult de o persoană o dată. Dar prin VoIP poţi vorbi tot timpul cu fiecare

persoană cu care doreşti (e necesar doar ca interlocutorul să fie şi el conectat la Internet

în acelaşi timp), oricât vrei, fără să plăteşti mai mult şi , în plus, poţi vorbi cu mai

multe persoane în acelaşi timp.

• Simplificare

O infrastructură integrată, care suportă toate formele de comunicaţie, permite

mai multă standardizare şi reduce echipamentul necesar.

• Consolidare

De vreme ce oamenii sunt cel mai important element de cost dintr-o reţea, orice

ocazie de a combina operaţiile, de a elimina eşecurile şi de a consolida sistemul

contabil ar fi benefică. Utilizarea universală a protocoalelor IP pentru toate aplicaţiile

oferă uşurinţă şi mai multă flexibilitate.

• Aplicaţii avansate

Deşi apelurile telefonice şi transmisiile fax sunt aplicaţiile iniţiale ale VoIP, se

prevăd beneficii pe termen lung derivate din aplicaţiile multimedia şi multiservice. De

exemplu, soluţiile e-commerce pot combina accesul www la informaţie cu un buton de

apelare vocală, ce permite accesul imediat la un agent central de pe PC.

PROTOCOALE VOIP

Majoritatea aplicaţiilor folosite pe Internet necesită ca datele aflate în trafic să

ajungă „cu bine" dintr-o parte în cealaltă, fără a pune accentul pe o limită strictă de

timp; într-adevăr, nu mă deranjează aşa mult dacă mail-ul pe care îl trimit va ajunge la

destinaţie cu un minut mai târziu sau mai devreme. Dar secvenţele audio sau video nu

se încadrează în aceeaşi categorie, ideal ar fi ca aceste tipuri de date să fie transmise în

timp real; acelaşi lucru este valabil şi pentru VoIP: o convorbire prin IP trebuie să se

desfăşoare identic cu una purtată prin sistemul de telefonie clasic.

Pentru acest lucru a fost introdusă specificaţia H.323, ce defineşte modul în care va fi

transportat traficul de date, voce şi video printr-o reţea locală. Pentru gestionarea

traficului audio şi video specificaţia face apel la protocolul în timp real (RTP - Real

Time Protocol) şi la protocolul de control în timp real (RTCP - Real Time Control

Protocol), şi anume se stabilesc anumite „grade de importantă", un set de priorităţi

pentru fiecare tip de trafic, pentru a fi asigurată o comunicaţie în timp real intre cele

două staţii (emiţătoare şi receptoare).

RTP este tot un protocol de transport (precum mai cunoscutele FTP sau HTTP), dar cu

unele diferente: informaţia (in cazul nostru semnalul vocal) este împărţită în „bucăţele"

care sunt transmise unul după altul la intervale stabilite de timp, şi după ce o astfel de

„frântură de convorbire" a fost ascultată ea se pierde. RTP funcţionează „deasupra"

UDP, si, deşi poartă numele de „protocol în timp rea”, el nu oferă o siguranţă a

transmisiei (nu se ocupă de problema pierderii pachetelor), ci lasă protocoalele de nivel

inferior s-o facă.

RTCP, după cum ii spune şi numele, se ocupă cu controlul pachetelor trimise de RTP:

el transmite pachete de control odată cu pachetele de date, prin care se strâng informaţii

de ordin tehnic despre transferul de date şi despre participanţii la acesta; se pot trage

astfel concluzii despre calitate şi performantă m vederea unor eventuale modificări.

Protocolul de rezervare a resurselor (RSVP) este un protocol de semnalizare în

Internet, care joacă rolul unui „cercetaş”: el se „plimbă” printre noduri şi stabileşte

dacă acestea întrunesc condiţiile necesare pentru ca RTP să funcţioneze aşa cum

trebuie. Dacă nodul în cauză se încadrează (dacă sunt destule resurse libere), RSVP

„întreabă" dacă are voie să aloce resurse; în cazul unui răspuns pozitiv protocolul

stabileşte un set de parametri pentru nodul respectiv, astfel încât transmisia prin RTP să

se petreacă în condiţii optime.

KL323: Suita de protocoale

Componente:

• codecuri audio (G.711, G.723.1, G.728, etc.) şi video (H.261, H.263) care

compresează şi decompresează fluxurile media

• fluxurile media sunt transportate utilizând protocoalele RTP/RTCP:

RTP transporta media RTCP transporta informaţii de stare şi control

• RTP/RTCP foloseşte UDP

• Semnalizarea apelează la TCP

• RAS - registration, admission, status

• Q.931 - iniţierea şi terminarea convorbirii

2.3. REŢELE VoIP

Reţelele pe bază de IP reduc cheltuielile de capital prin utilizarea aceleiaşi

infrastructuri pentru transmisiile de voce, date şi video.

Reţelele pe bază de IP sunt mai ieftine în exploatare decât reţelele cu comutare de

circuit, realizând transferul de voce şi date cu costuri mai reduse. Infrastructura

comună cu costuri reduse vă dă posibilitatea de a-1 ajuta pe consumator să

economisească bani.

poză

Serviciile de VoIP la mare distanţă se vor extinde probabil la nivel global. Tarifele

pentru convorbiri internaţionale prin VoIP şi preţurile en-gros vă vor da posibilitatea

de a oferi servicii rentabile şi la preţuri atractive pe pieţele nou apărute.

• Veţi avea posibilitatea să o faceţi mai eficient ca oricând prin reţelele tradiţionale şi

platformele cu calling card.

1

• Veţi putea asambla fragmente de reţele disparate şi diverse surse locale.

• Veţi putea încerca să încheiaţi parteneriate sigure cu operatorii existenţi în

încercarea de a adapta tehnologia la nevoile pieţei.

• Sau puteţi să vă asociaţi cu compania cea mai avansată, care s-a dedicat de la

început succesului comunicaţiilor pe bază de IP....

Cu VoIP, serviciile cu valoare adăugată de tipul mesageriei vocale, stocării şi

trimiterii faxurilor, apel în aşteptare şi notificare prin Internet şi linie secundară

virtuală, vor genera noi profituri. Organizaţiile mari, întreprinderile mici şi mijlocii şi

abonaţii la domiciliu vor putea fi reuniţi într-o ofertă comună de servicii. Serviciile

existente, de tipul mesageriei vocale, mesageriei prin fax, poştei electronice şi

mesageriei mobile, pot fi reunite într-un serviciu unic.

Conform estimărilor IDC, cererea de servicii vocale pe bază de cartelă,

comunicaţii prin voce la mare distanţă şi VoIP internaţional (numai transmisie de

voce) vor atinge nivelul de 2,5 miliarde USD până în 2004 (IDC 2000).

Reţelele pe bază de IP sunt mai ieftin de construit şi de exploatat decât cele cu

comutare de circuit. Ele utilizează lărgimea de bandă disponibilă pentru a transmite

simultan voce, imagine şi date.

Traficul de voce se realizează printr-o magistrală IP cu calitatea serviciilor

asigurată, pachetelor de voce atribuindu-se un nivel superior de prioritate. Serviciile

de transmisie de date tradiţionale şi cele ale VoIP sunt realizate prin aceeaşi

infrastructură.

Transmisia prin pachete optimizează utilizarea capacităţii reţelei, astfel încât vocea

şi datele se transmit cu costuri reduse. Aceste avantaje tehnologice fac din VoIP cea

mai importantă posibilitate nouă de comunicaţii de la apariţia protocolului IP.

2.4. Serviciile VOIP

2

Simplitatea şi omniprezenţa protocolului IP fac probabil din acesta mijlocul cel

mai eficient de transmitere a vocii şi cel mai adaptabil la condiţiile locale şi la

reţelele de telecomunicaţii existente. Chiar şi în ţările în curs de dezvoltare,

infrastructura de date se extinde suficient de rapid pentru a face transmisia de voce,

imagine, Internet şi date prin IP atât posibilă cât şi necesară. Convergenţa

tehnologiilor tradiţionale cu cele noi, prezentă practic în întreaga lume, face din

convergenţa prin IP o a doua mare posibilitate. Cisco vă situează pe poziţia de start

cu investiţii şi implementări scalabile acolo unde au nevoie clienţii dumneavoastră.

Acces indirect, prin calling card şi mobil, opţiuni cu plată anticipată, reîncărcare,

tarife variabile.

Cum va implementa reţeaua dumneavoastră servicii suplimentare, va monitoriza

tarifele, concura cu operatorii locali existenţi, oferi acces indirect în ţările fără

restricţii în care sistemul local e prea scump, servi abonaţii din locaţii mobile sau

îndepărtate, pătrunde pe pieţe cu posturi telefonice limitate, oferi opţiuni cu plată

anticipat, cu plată ulterioară sau opţiuni de reâncărcare, permite facturarea în grup a

mai multor conturi... Dacă puteţi începe cu o reţea configurabilă şi scalabilă şi vă

puteţi asocia cu surse locale sigure, veţi putea răspunde la aceste întrebări mai bine şi

mai sigur decât concurenţa.

Şi lista poate include: servicii Internet şi IP cum ar fi reţele, comerţ electronic,

soluţii de afaceri prin Internet; servicii noi cum ar fi apel în aşteptare, linia secundară

virtuală şi apelarea prin apăsarea unui buton; acces integrat pentru organizaţii mari şi

întreprinderi mici şi mijlocii la servicii de date / voce / video prin apelare on-net sau

off-net prin intermediul unei VPN; integrarea de reţele inteligente cu servicii IP

(servicii telefonice gratuite şi VPN de voce); integrarea centrelor de apel în noile

centre de contact cu distribuirea inteligenţei pentru dirijarea apelurilor şi noi servicii

prin IP; mesagerie unificată - servicii fixe şi mobile de mesagerie vocală, fax şi e-

mail integrate prin IP cu o interfaţă Web pentru controlarea de către client; servicii

video cu IP/TV pentru flux video continuu pentru companii, transmisii în direct şi

video la cerere. Şi veţi mai avea nevoie şi de contracte de vânzare en gros, case de

3

compensaţie globale, asistenţă pentru aranjamente deschise, trunchiuri de comunicaţii

IP la IP şi un flux de servicii auxiliare care să asigure fumizarea în bune condiţii.

Va trebui să se evalueze posibilităţile tehnologice (şi dificultăţile) reţelelor deja

existente pe diverse pieţe din lume.

Veţi avea nevoie de o poziţie care să vă permită să beneficiaţi de reduceri la costurile

de comutare şi lărgimi de bandă reduse pe apel. Va trebui să puteţi oferi servicii

competitive fără a afecta profitabilitatea. Va trebui să reduceţi costurile, să-i stimulaţi

pe abonaţii existenţi şi să atrageţi clienţi, adăugând, în acelaşi timp, noi surse de

creştere a veniturilor. Veţi avea nevoie de resurse şi contacte pentru a benefica de

cheltuieli de deschidere reduse pentru noi puncte de prezenţă, astfel încât să vă puteţi

extinde rapid în cât mai multe ţări de origine şi de destinaţie. Pentru a concura

profitabil, viteza de apariţie pe piaţă va fi un factor esenţial.

4

I. PRIVIRE TEHNICA DE ANSAMBLU

O scurta comparaţie între reţelele de telefonie şi cele de VoIP

O dată cu dezvoltarea tehnologiei sunt descoperite si soluţii noi pentru

acoperirea nevoilor existente. Orice soluţie ce apare se confruntata cu o problema de

fond: reţelele de date şi cele telefonice au fost realizate pe baza unor obiective

diferite. Reţelelor de date a fost realizat pentru a utilizată maxim potenţialul acestora

fiind admise şi mici întârzieri în transmisia datelor, dar cu intoleranta la erori, in timp

ce pentru transmiterea de voce întârzierile sunt intolerabile. Aceasta se explica prin

faptul că cuvintele transmit doar o parte a înţelesului, restul fiind date de intonaţie,

rostire. Reţele de voce trebuie sa fie realizate astfel încât sa redea conversaţia intr-un

mod cat mai real, apropia de intenţiile partenerilor de discuţie.

Bazate pe transmiterea de pachete de voce, tehnologiile oferă o alternativă la

reţelele de telefonie acest lucru datorându-se asemănării pachetelor de voce cu cele

de date, de unde rezultă că şi acestea pot fi transportate şi prin intermediul reţelelor

de date, unde costurile sunt mult mai mici.

In cadrul tuturor tipurilor de reţele se realizează: adresarea (addressing),

rutarea (routing), semnalizarea (signaling).

Adresarea (addressing) este necesara pentru a identificarea celor doua părţi:

cel care sună şi cel ce este sunat.

Rutarea (routing) reprezintă găsirea celei mai bune cai între sursa şi destinaţie

pentru care informaţia să o parcurgă intr-un mod cat mai eficient.

Semnalizarea (signaling) se refera la modul de alertare a elementelor din reţea

şi a staţiilor terminale despre statusul lor si despre necesitatea imediata de stabilire a

unei conexiuni.

5

I. Adresarea, rutarea şi semnalizarea în reţelele de telefonie

Adresarea (addresssing)

Pentru funcţionarea unei reţele de telefonie, fiecare telefon trebuie sa se

identifice printr-o adresa unica. În aceste reţele, adresarea are la bază o combinaţie

de standarde naţionale şi internaţionale.

Organizaţia care se ocupă de standardizarea în acest domeniu, ITU-T, a definit

standardul E.164 ca plan de numerotare pentru ISDN. Planul de numerotare

internaţional este un subset al acestuia. Fiecare plan naţional de numerotare trebuie sa

se alinieze recomandărilor din E.164. şi sa opereze în conformitate cu planul

internaţional de numerotare. Una din excepţii este reprezentata de Carrier

Identification Code (CIC), un prefix pentru selectarea transportatorilor de lunga

distanta (long distance carriers). La integrarea celor doua reţele: de telefonie şi de

date se ţine seama de toate aceste planuri de numerotare.

Rutarea (routing)

Rutarea este strâns legată de planul de numerotare si de semnalizare. Rutarea

permite stabilirea conexiunii între telefonul-sursa şi cel de destinaţie. Rutarea se face

pe baza unor tabele şi reguli existente în fiecare switch. Pentru fiecare apel în parte,

calea de destinaţie se obţine pe baza unor tabele şi a unor reguli.

Semnalizarea (signaling)

Scopul semnalizării intr-o reţea de telefonie este acela de stabilire a unei

legături între doua puncte. Prin semnalizare se stabileşte mărimea liniei, iar perechii

aflate la distanta îi este semnalizată existenta apelului. Pentru ca un apel telefonic sa

fie complet trebuie să aibă loc mai multe feluri de semnalizare. Mai întâi în momentul

în care se ridică receptorul telefonului din furcă, se transmite semnalul de „ridicat”

către PBX - Private Branch Exchange, răspunsul fiind tonul. Apoi telefonul va

transmite numerele formate de către utilizator către PBX. Schimbul care apare intre

PBX şi telefon poartă denumirea de „Bucla de semnalizare locala”, din aceasta face

6

parte şi semnalul ce determina telefonul să sune. Transmiterea de numere de la

telefon la PBX este tot o forma de adresare. După primirea numerelor de către PBX

acesta ia o decizie. Dacă numărul format este local ? Daca nu, atunci care e cea mai

buna rută către destinaţie? Apelul trebuie comutat către o centrala telefonica locala

( CO – telco centrel office) sau va trebui comutat către un alt PBX din reţeaua locala

printr-o legătură directa? În primul caz, PBX transmite un semnal către centrala -CO

pentru a semnaliza necesitatea creării unei legături (trunk) cu CO. În funcţie de

facilităţii e semnalul poate fi analog sau digital. In cazul facilităţilor de tip analog,

semnalul va fi de tip E&M. Presupunem că legătura a fost creata, un semnal

asemănător primului este folosit şi la celălalt capăt al reţelei. Centrala stabileşte o

legătura cu PBX-ul si transmite numerele formate.

În cazul folosirii facilităţilor de tip digital, se pot utiliza doua metode de

semnalizare:

Channel Associated Signaling (CAS), numit si Robbed Bit Signaling

Common Channel Signaling (CCS)

Channel Associated Signaling (CAS) în acest caz informaţia se transmite pe

un singur canal de voce. La fiecare al şaselea frame este luat un bit pentru a

semnaliza diverse informaţii cum ar fi: în furca, ridicat din furcă, şi altele.

Common Channel Signaling (CCS) - caz în care se face o distincţie între T1

şi E1.

Standardul folosit în America de Nord pentru transmisia digitala este T1.

Viteza pe care cesta o foloseşte este de 1.544 Mbps. In CCS-ul folosit în America de

Nord, la T1 este folosit un canal de semnalizare toţi biţii de semnalizare pentru toate

celelalte T1 canale fiind transmişi printr-un singur canal.

Standardul folosit pentru transmisiile digitale In Europa şi alte părţi ale lumii,

este E1. Viteza acestuia fiind de 2.048 Mbps. Primul canal ocupându-se de

sincronizare si de informaţiile de control, in timp ce de semnalizare se va ocupa

canalul 16. Diferenţa între cele doua, CAS si CCS, este ca la primul semnalizarea se

face prin canalul 16, iar cel din urma foloseşte mesaje pentru semnalizare.

7

PBX-urile pot comunica între ele printr-un protocol industrial precum: QSIG şi

DPNSS, sau protocoale ce aparţin unor firme ca Siemens CorNet. Acestea sunt

protocoale specializate şi permit PBX-urilor să ofere servicii extinse între diverse

locaţii, servicii cum ar fi redirecţionarea apelurilor.

Uneori interconectarea tuturor PBX-urilor este ineficient datorită faptului că

numărul de legături pentru a conecta toate acestea este forte costisitor. O alternativa

este folosirea unui PBX de legătură, numit „tandem PBX”. Acesta rutează atât cereri

de semnalizări de la PBX-ul sursa la cel de destinaţie cât si trafic de voce.

Semnalizarea de sistem 7 (SS7)– Astăzi în reţelele de telecomunicaţii, calea

pentru un apel telefonic este stabilita intr-un sistem de semnale separata de calea de

transmisie folosita pentru apel. SS7 foloseşte pentruna determina cea mai bună cale

semnalizarea în afara bandei pentru apelul prin reţea, chiar înainte de a stabili calea

de transmisie. Multe PBX-uri moderne suporta protocolul SS7, ceea ce face ca PBX-

urile să ia şi să proceseze decizii pentru reţeaua de telecomunicaţii.

După stabilirea legăturii telefonice, calea de transmisie rămâne aceeaşi pe

durata întregii convorbiri. Aceste reţele numindu-se - reţele orientate pe conexiune

(connection-oriented network).

O importanţă aparte în reţelele de telefonie o are întârzierea semnalului pe reţea

(delay), fapt ce se datorează în principal distanţelor. Intr-o convorbire telefonica

locală, întârzierile datorate distantei sunt imperceptibile, pentru că semnalul electric

circula cu viteza luminii, pe când intr-o convorbire cu cineva aflat la o distanta de

10.000 km, acestea pot fi notabile. Întârzierea de propagare se3 defineşte ca fiind

timpul necesar semnalului care transporta vocea pentru a străbate distanta fizica

existentă prin reţea . Pentru distante mici, întârzierile de propagare sunt neglijabile,

pe măsură e distanţele devin din ce în ce mai mari, cresc şi întârzierile de propagare.

Acestea se pot calcula prin împărţirea distantei dintre cele doua puncte la viteza

luminii. Ele sunt o problema de calitate pentru reţelele de telefonie. În reţelele

obişnuite, canalul de voce este un flux sincronizat de biţi, care păstrează toate

elementele conversaţiei intacte. În reţelele de date, apariţia întârzierilor este

8

rezultatul congestionării sau al manipulării semnalelor, vorbirea putând deveni

neinteligibila.

Întârzierea are doua aspecte :

Întârziere în sensul absolut al cuvântului.

Întârziere – jitter – care determinata de sosirea pachetelor de date, care poate

duce la neînţelegere în vorbire; proces ce se petrece în special la transmisii de mare

viteza şi reprezintă o serioasa problema pe care reţelele de date ce trebuie rezolvată

pentru transmisii de aplicaţii video şi de voce.

2) Adresarea, rutarea şi semnalizarea in VoIP

Adresarea VoIP

Orice firma ce utilizează intranet are o schema de adresare IP. La aceasta

schema de adresare bazata pe IP, interfeţele de voce vor apare ca utilizatori

suplimentari de IP, fie ca o extensie a schemei de IP deja existenta, sau cu noi adrese

de IP.

Transformarea din PBX către un host IP a cifrelor formate este realizata cu

ajutorul unui plan de adresare: număr de telefon - adresa IP (dial plan mapper”). În

adresa IP vom găsi o corespondenţă între numărul de telefon destinaţie, sau a unei

porţiuni din acesta

Atunci când numărul de telefon este primit de la un PBX, router-ul va

compara numărul cu cele existente în tabela sa. În momentul în care acesta găseşte o

corespondenta, apelul este direcţionat către host-ul corespunzător de IP.

Rutarea VoIP

Unul din atuurile ale IP-ului este maturitatea şi complexitatea protocoalelor de

routare. Protocoalele moderne precum EOGRP, sunt capabile să ia în considerare şi

delay-ul la stabilirea cei mai bune cai de rutare. De asemenea, sunt protocoale de

routare care converg rapid, permiţând traficului de voce sa beneficieze de toate

9

avantajele recuperatorii ale IP-ului. Politicile de routare şi acces list-urile permit

aplicarea de scheme complexe de securitate pentru routarea traficului de voce.

Semnalizarea VoIP

Semnalizarea in VoIP este alcătuită din trei părţi distincte:

Semnalizarea de la PBX la router

Semnalizarea intre routere

Semnalizarea de la router la PBX.

Unui PBX intranetul unei firme apare ca fiind o singura linie – trunk line.

Semnalizarea de la PBX la intranet poate folosi orice metoda tradiţională ca: E&M

sau FXS, FXO, sau semnale digitale precum CCS. Cifrele formate de către router vor

fi transmise de către PBX către router in mod analog transmiterii lor către switch-ul

de telecomunicaţii.

Routerul va compara numerele formate cu IP-urile şi va semnaliza o cerere

de stabilire a unei legături Q.931 către perechea corespunzătoare adresei de IP. Intre

timp canalul de control ,va fi folosit pentru stabilirea fluxului audio de RTP (Real

Time Protocol), iar protocolul RSVP este folosit pentru a cere o garantare a QoS.

Când routerul pereche primeşte cererea de legătura Q.931 semnalează către PBX

stabilirea unei linii. După ce PBX-ul îşi da acordul, numarul format se va transmite

de la router catre PBX, si va semnala routerului sursa acceptul apelului.

În reţelele fără conexiune (connectionless) precum cele de IP, responsabilitatea

de stabiliare a unei sesiunii revine staţiilor terminale. De aceea pentru semnalizarea

traficului audio este adăugat H.323 routerelor. De altfel Q.931 este folosit pentru

stabilirea şi terminarea legăturilor între staţiile terminale. RTCP, este folosit pentru

stabilirea canalelor audio. TCP-ul, un prococol connection-oriented, folosit intre

staţiile terminale pentru transportul semnalelor pe canalele de semnalizare.RTP-ul,

care este bazat pe protocolul de transport UDP, este folosit la transportul traficului

audio. RTP-ul folosete UDP-up pentru care un delay mai mic decat TCP-ul, şi pentru

ca traficul de voce, spre deosebire de cel de date sau de semnalizări, tolerează

10

niveluri scăzute de pierderi si nu suporta retransmiterea pachetelor. Următorul tabel

prezintă relaţiile intre modelul de referinţă OSI şi protocoalele folosite ca agent de

voce in IP.

Standard

3).Standardul H.323

VOICE OVER DATA (VoD)

Se refera la transmiterea serviciilor de voce tradiţionale prin reţelele de date (Frame

Relay: VoFr, ATM: VoATM, IP: VoIP).

ITU-T H.323 Standard

Standardul acoperă comunicaţiile multimedia prin LAN-uri care nu garanteaza o

anumita calitate a serviciilor (QoS).

Componentele si arhitectura retelei H.323

ENTITATI H.323: TERMINALE

Puncte terminus in LAN

11

Comunicaţiile sunt suportate în ambele direcţii, în timp real, cu alta

entitate H.323

Trebuie să permită codarea vocii, semnalizarea şi setare: Q 931, H.245,

RAS

Opţional ar putea avea facilităţi video si de date

ENTITATI H.323: GATEWAY-uri

 Interfaţa dintre LAN şi reţeaua de tip circuit switched

 Transforma formatele si procedurile de comunicaţii între reţele

 Iniţializează şi termină convorbiri

 Pachetizează şi compresează vocea

12

ENTITATI H.323: GATEKEEPER

Administrează o zona (o colecţie de dispozitive H.323)

Exista, de obicei, un gatekeeper pentru o zona; pot exista însa şi

gatekeepere pentru back-up sau proxy

Se poate prezenta ca aplicaţie pe un PC sau poate fi integrat intr-un

gateway, la nivel de IOS

Funcţii obligatorii:

Rutare

Controlul admisiei

Managementul zonei

Controlul lungimii de banda

ENTITATI H.323: MCU (Multipoint Control Unit)

 Sistem care administrează conferinţe pentru trei sau mai multe sisteme

13

 Poate fi un dispozitiv de sine stătător (un PC) sau poate fi integrat intr-un

gatekeeper, gateway etc.

 Consta intr-un MC (Multi-point controller) care se ocupa de control şi

semnalizare în cadrul conferinţei şi un MP (Multi-point processor) care primeşte

fluxurile de la sistemele din conferinţa, le procesează apoi returnându-le în

conferinţa

H.323: Suita de protocoale

Componente:

 codecuri audio (G.711, G.723.1, G.728, etc.) si video (H.261, H.263)

care compresează şi decompresează fluxurile media

 fluxurile media sunt transportate utilizând protocoalele RTP/RTCP:

RTP transporta media RTCP transporta informaţii de stare si control

 RTP/RTCP foloseşte UDP

 Semnalizarea apelează la TCP

 RAS - registration, admission, status

 Q.931 - iniţierea si terminarea convorbirii

14

H.323: Suita de protocoale

II. Configurarea Voice over IP

VoIP este reprezintă de transmiterea de apeluri telefonice si de fax, prin

intermediul unei reţele de date bazata pe protocolul IP.

Trafic de voce si data intr-o reţea IP

In VoIP, semnalul de voce va fi segmentat de către procesoarele de semnal

digital (DSP-uri) în frame-uri şi va fi stocat în pachete de voce. Acestea apoi prin

intermediul IP-ului sunt transportate în conformitate cu specificaţia H.323 a

organizaţiei de standardizare ITU-T, ce reglementează transmiterea de multimedia

(voce, video si date) printr-o reţea de date.

15

VoIP, este în principal o aplicaţie software, dar care necesita instalarea

hardware-ului necesar pentru a fi folosită : o placa speciala de voce – Voice Interface

Card (VIC). Fiecare VIC are doua porturi, este necesar un port pentru fiecare

conexiune.

În o reţea WAN IP pentru a transmite apeluri telefonice, pe langa VIC-uri mai

este necesară şi o placă WAN Interface Card (WIC), care va face legatura la reţeaua

WAN.

Voice Interface Card

Introducerea unei placi VIC intr-un router

Există patru tipuri de VIC:

FXS (Foreign Exchange Station) - acesta se conectează direct la telefon,

fax. Interfata FXs oferind tensiune pentru toate tonurile necesare pentru telefon.

FXO - va conecta apelurile locale la PSTN ( reţeaua de telefonie) sau la

PBX

16

E&M face legătura între IP la PBX pentru distribuţie locala.

1) Modul de procesare al unui apel telefonic de către VoIP

Este important de a şti ceea ce se întâmplă le nivel de aplicaţie când se

realizează un apel telefonic pe VoIP:

1. Atunci când utilizatorul ridica receptorul din furca, se va transmite un

semnal de „ridicat din furca” către aplicaţia de semnalizare din VoIP.

2. Aplicaţia de sesiune din VoIP va elibera un semnal de ton şi va aştepta

ca utilizatorul sa formeze un număr de telefon.

3. Utilizatorul formează numărul de telefon, aceste va fi acumulat şi

stocate de aplicaţia de sesiune.

4. După ce un numărul suficient de mare de cifre a fost acumulat, ca sa

corespunda unui model de destinaţie, numărului de telefon i se va asocia IP-ul

corespunzător, obţinut dintr-un plan care va conţine toate detaliile. Legătura Host-

ului respectiv de IP este directa fie cu un număr de telefon , fie cu un PBX care este

responsabil pentru obţinerea legăturii cu destinaţia corespunzătoare.

5. Aplicaţia sesiune va rula apoi protocolul H.232 pentru a stabilirea

canalului de transmisie şi recepţie pentru fiecare direcţie prin reţeaua de date IP.

Dacă apelul va fi operat printr-un PBX, acesta va transmite apelul către telefonul de

destinaţie. Daca RSVP a fost configurat , atunci acesta va intra în funcţiune pentru

obţinerea QoS dorite pentru reţeaua IP.

17

6. Coder-ul/ Decodorul (codecs) va intra în funcţiune pentru ambele

capete ale conexiunii şi conversaţia poate începe utilizând stiva de protocoale

RTP/UDP/IP.

7. Fiecare semnal care indica statusul legăturii existente ( sau orice alt

semnal care ar putea fi transportat in interiorul bandei) sunt suspendate din canalul de

voce imediat ce legătura a fost realizata.

8. Când una din părţi închide telefonul, RSVP va ieşi din funcţiune (daca

RSVP a fost configurat) si sesiunea este terminata. Fiecare din părţi va intra în stare

de aşteptare, o alta legătură va fi stabilita imediat ce se va determina starea de „ridicat

din furca”.

2) Principalele etape necesare ale configurării VoIP

La baza configurării Voice over IP, sunt necesare a se parcurgerea următoarele

etape:

Etapa 1: Se configurează reţeaua de date IP pentru trafic de voce în timp real

(Real Time Voice Traffic).

Etapa 2: Configurarea dial-peer

Etapa 3: Configurarea numărului de extensie

Etapa 4: Simularea unei conexiuni trunk

Etapa 1: Configurarea reţelei de date IP pentru trafic de voce in timp real

(Real Time Voice Traffic)

Este obligatoriu ca reţeaua sa fie bine realizata , mai ales atunci când

principalele aplicaţii sunt foarte sensibile la delay-uri , cum este VoIP, ceea ce

implica o serie de protocoale care să corespunda calităţii serviciilor - QoS. Pentru

18

configurarea reţelei de date – IP – pentru a suportarea traficului de voce în timp real

(real-time), trebuie selectate mijloacele QoS cele mai adecvate scopului reţelei. QoS

trebuie să fie configurat în întreaga reţea, nu numai la nivelul routerelor sau access

serverelor care ruleaza VoI, pentru obţinerea de performanţe necesare transmisiei de

voce. Routerele existente la diverse nivele cât şi cele de backbone pot avea şi alte

sarcini de îndeplinit în afara de VoIP, de aceea nu se pot aplica aceleaşi politici de

QoS pentru toate echipamentele, astfel încât la alegerea operaţiilor de QoS trebuie

ţinut cont şi de poziţia in retea a routerelor cât şi de celelalte funcţii în afara de VoIP

mai are de îndeplinit respectivul echipament.

La configurarea VoIP cu QoS trebuie ţinută seama de :

Delay - Delay-ul este timpul în care pachetul de VoIP va parcurge

distanta dintre doua puncte terminale. Realizarea designului reţelei trebuie să ducă la

minimizarea acestui delay, totuşi se va avea în vedere viteza de lucru a reţelei şi

delayul introdus de viteza de procesare a echipamentelor respective existente de-a

lungul reţelei, un oarecare delay este de aşteptat să existe în orice reţea. Urechea

umana accepta întârzieri de pana la 150 milisecunde, fără a sesiza existenţa lor

(standardul ITU G.114 recomanda ca acest delay sa nu aibă valoarea mai mare de 150

ms la un drum dus al pachetelor). La depăşirea acestei întârzieri de 150 ms,

conversaţia in timp real va deveni un schimb de cuvinte în mod radio, unde, pentru a

vorbi, fiecare va trebui să aştepte, ca întâi celalalt sa termine de vorbit. Acest tip de

delay este evident şi în convorbirile internaţionale la mare distanţă. Delay-ul într-o

reţea de date se poate foarte usor măsura prin folosirea ping-ului la diferite ore şi la

diferite încărcări ale reţelei.

Jitter – deşi delay-ul poate cauza întreruperi si chiar stopări nenaturale

in conversaţie, întârzierile de lungime variabilă – jitter - pot determina ca

conversaţia să devina ininteligibila. Acest gen de întârzieri nu constituie de obicei o

problema la apelurile normale telefonice (PSTN), deoarece lăţimea de banda este fixa

pentru fiecare apel. În reţelele de date, pe care este dezvoltată VoIP , traficul de date

poate deveni foarte aglomerat, şi deci jitter-ul va reprezint o problema. Aceasta a fost

19

rezolvată prin existenţa în cadrul gateway-ul de voce a unui buffer special pentru

jitter, dar daca jitter-ul este ceva constant în reţea trebuie determinata cauza apariţiei

acestora şi eliminare a ei.

Serializare - acest termen descrie ce se întâmplă când un router

încearcă să transmită şi pachete de voce şi pachete de date pe o interfaţă. În general

pachetele de voce sunt foarte mici între la 80 până şi 256 bytes, pe când pachetele de

date sunt foarte mari, între 1500 până la 18.000 bytes. Pe legăturile relativ încete,

cum sunt conexiunile WAN, pachetele mari se transmit într-un timp mult mai lung.

Când pachete mari se amesteca cu cele de voce care sunt mult mai mici decât acestea

, timpul excesiv de mare de transmitere va duce la apariţia si a delay-ului si a jitter-

ului.

Pentru reducerea mărimii pachetelor de date se poate folosi fragmentarea lor,

lucru care va duce de asemenea la scăderea delay-ului şi a jitter-ului.

Consumul de lăţime de bandă (bandwidth consumption) – Concersaţiile

tradiţionalele ocupa 64 kB din lăţimea benzii de reţea. Când acelaşi trafic trece printr-

o reţea VoIP, poate fi digitalizat şi compresat de catre DSP-urile din router.

Compresiunea poate reduce mărimea unei conversaţiei până aproape de 5.3 kb.

Atunci când pachetele trec în reţeaua IP, trebuie adăugate headerurile necesare

pachetelor de voce pentru protocoalele IP/UDP/RTP, ceea ce duce la creşterea

necesarului de bandwidth pentru oricare conversaţie - aproximativ 40B per pachet.

Folosirea de tehnologii de compresie a headerului de RTP, reduce dimensiunea

headerului de IP pana la aproape 2B. Mai exista şi VAD, care nu transmite pachete

decât în cazul în care există exista o legătură activa.

Etapa 2: Configurarea DIAL PEER

Un principal punct pentru înţelegerea VoIP îl constituie de înţelegerea DIAL

PEERS. Fiecare dial peer defineşte caracteristicile unui "call leg". Un "call leg" este

un segment dintr-o conexiune care are loc între doua puncte în interiorul legăturii, aşa

20

cum se observa in cele doua figuri de mai jos. Toate aceste " call leg" au acelaşi

numar de identificare - ID pentru o conexiune anumita.

Exista doua tipurii de dial peers:

POTS - un dial peer ce conţine caracteristicile unei conexiuni telefonice

traditionale. Peer-uruile POTS sunt dirijate către un anumit port de voce de pe un

VIC.

VoIP - sunt dial peer-uri care conţin caracteristicile unei conexiuni de

date. Peer-urile VoIP sunt dirijate către un dispozitiv special de VoIP.

O legătura între cele două capete conţine patru call leg-uri, doua din

perspectiva access serverului sursa, şi doua din perspectiva celui de destinaţie.

Un dial peer se asociază fiecărui call leg. Dail peer-urile sunt folosite pentru

atribuirea unor anumite atribute call leg-urilor şi pentru identificarea sursei şi a

destinaţiei apelurilor. Aceste atribute constau în Qos, codec, VAD şi fax rate.

1) Dial peerul de intrare versus celui de iesire

Dial peer-urile sunt folosite atât pentru call leg-urile de intrare cât şi pentru

cele de ieşire. Foarte important de reţinut este că aceşti termeni sunt priviţi din

punctul de vedere al router-ului sau access servere-ului. Un call leg de intrare îşi are

originea in afara routerului sau access serverului pe când call leg de ieşire îşi are

originea din router sau access server.

Pentru call leg-urile de intrare, un dial peer poate se poate asocia numărului

care plasează apelul pe reţea sau portului de destinaţie.

Call leg-urile de ieşire au un dial peer întotdeauna asociate. Pentru identificarea

dial peer-ul de destinaţie este folosit modelul de destinaţie. Apelul fiind asociat cu

dial peer-ul de ieşire în momentul setării. ?

Peer-urile POTS asociază un număr de telefon cu un anumit port de voce, astfel

încât apelurile de intrare pentru acel număr de telefon pot fi primite şi apelurile de

ieşire pot fi plasate în reţea. Peer-urile VoIP sunt asociate unui anumit dispozitiv

(prin asocierea unui număr de telefon cu o adresa de IP) astfel încât apelurile de

21

intrare pot fi primite şi apelurile de ieşire pot fi plasate în reţea. Este necesar ca

ambele peer-uri, POTS şi VoIP, să stabilească conexiuni VoIP.

2) Configurarea Peer-urilor POTS

Peer-urile POTS permit primirea apelurilor care sosesc din reţea, de către un

anumit telefon. Configurarea unui peer POTS, necesită identificarea în mod unic al

acelui peer (prin desemnarea unui anumit număr), definirea numărului (numerelor) de

telefon, şi asocierea sa cu un port de voce prin intermediul căruia se va realiza

conexiunea.

a) Apeluri primite prin POTS peer

Când un router sau access server primeşte un apel, selectează un dial peer de

ieşire comparând numărul apelat (întregul număr conform standardului E.164) cu

numărul configurat ca model de destinaţie pentru peer-ul POTS. Apoi, routerul

îndepărtează partea din stânga a numărului, parte care corespunde modelului de

destinaţie corespunzător numărului apelat. Dacă a fost configurat un prefix, acesta se

va plasa în fata numărului rămas, creându-se astfel un sir de numere pe care routerul

îl va forma. Dacă toate numerele din modelul destinatar au fost îndepărtate,

utilizatorul va primi ton.

Exemplu: presupunem existenta următorului număr apelat , conform E.164:

1(310)555-2222. Daca se configurează modelul destinatar " 1310555" şi prefixul "9",

routerul va îndepărta "1310555" din numărul corespunzător standardului E.164,

ramând şirul de cifre " 2222". Apoi, în fata acestui număr rămas -"2222" routerul va

pune prefixul "9", astfel numărul format va fi "9,2222". Virgula din acest număr arată

ca routerul va face o pauza de o secunda intre cifra "9" si "2" pentru a permite un ton

secundar.

b) DID pentru peer-urile POTS

DID este folosit pentru determinarea modului în care este tratat numărul apelat

pentru POTS call legs de intrare. Aşa cum se vede în figura de mai jos, termenul " de

22

intrare" este privit din punctul de vedere al routerului. În acest caz, call leg-ul care

intra în access server va fi trimis către modelul de destinaţie corespunzător.

POTS Call Legs de intrare si de ieşire

Daca nu se configurează altfel, când un apel soseşte la access server, acesta va

prezenta ton către cel care a sunat şi va începe sa colecteze cifrele din numărul format

pană când va putea identifica dial peer-ul destinaţie.

După ce acest a fost identificat, apelul va fi trimis de către următorul call leg

către destinaţie.

Exista şi cazuri când este necesar ca serverul sa folosească DNIS - numărul

care a sunat, pentru găsi un dial peer pentru un call leg de ieşire - spre exemplu, dacă

switchul care face conexiunea între apelat şi server a colectat deja cifrele necesare.

DID permite serverului să facă corespondenţa între numărul apelat şi un dial peer şi

apoi să plaseze direct apelul de ieşire. Cu DID, serverul nu va prezenta ton către

apelant şi nu va colecta cifre; trimiţând apelul direct către destinaţia configurată.

Pentru a utiliza DID şi numere de intrare apelate, un dial peer trebuie să fie

asociat cu un call leg de intrare. Înainte de configurarea DID, este necesara

înţelegerea logicii din spatele algoritmului folosit la asocierea call leg de intrare cu

dial peer.

Algoritmul acesta foloseşte trei inputuri (derivate din informaţiile de

semnalizare şi de interfaţă asociate cu apelul) şi patru elemente din dial peer.

Cele trei semnale de input sunt:

DNIS (numarul sunat) - un set de numere reprezentând destinaţia, care

este derivat din ISDN

ANI (numarul care suna) - set de numere reprezentând sursa, derivat din

ISDN

Portul de voce - portul de voce prin care este transmis apelul

23

Cele patru elemente ale dial peer sunt:

Modelul de destinaţie - un model de destinaţie care este reprezentat de

numere de telefon la care peer-ul (perechea) se poate conecta.

Adresa de la care se răspunde - un model reprezentând numere de telefon

de la care perechea (peer) se poate conecta.

Numarul apelului de intrare - un model reprezentând numerele de telefon

prin care se asociază un call leg de intrare cu un peer, pe baza numărului sunat sau

DNIS.

Portul - portul prin care sunt plasate apelurile către acest peer .

Algoritmul folosit este urmatorul:

For all peers where call type (VoIP versus POTS) match dial-peer type:

if the type is matched, associate the called number with the incoming called-

number

 else if the type is matched, associate calling-number with answer-address

 else if the type is matched, associate calling-number with destination-pattern

 else if the type is matched, associate voice port to port

În momentul în care un router foloseşte şi un modem şi o placa de voce (VIC),

necesar este să poată identifica tipul apelului, dacă este un apel pe modem sau pe

voce. Atunci când foloseşte doar apeluri prin modem, identificarea serviciului folosit

se face prin folosirea unui rezervor pentru modem. Acesta va asocia apelurile prin

modem cu resursele din DNIS ( numerele apelate). într-un mediu mixt, cu modem şi

placa de voce este necesara distincţia între tipul serviciului folosit de apel, în acest

scop se utilizează comanda incoming called-number. Dacă comanda aceasta nu este

configurata, routerul va încerca să rezolve problema dacă este un apel prin modem

sau placa de voce în funcţie de interfaţa pe care a sosit apelul. Dacă apelul soseşte pe

o interfaţă configurata cu un rezervor de numere pentru modem, apelul se presupune

ca fiind prin modem; daca soseşte pe un port asociat cu un dial-peer, apelul se

presupune a fi de tip voce.

24

Distincţia intre un apel de modem si unul de voce se face prin următorul

algoritmul :

If the called-number matches a number from the modem pool,

 handle the call as a modem call

If the called-number matches a configured dial peer incoming called number,

 handle the call as a voice call

Else handle the call as a modem call by default modem pool

Dacă nici o comanda de tipul called-number information nu se configurează,

identificarea apelului se face după algoritmul următor:

If the interface matches the interface configured for the modem pool,

 handle the call as a modem call.

If the voice port matches the one configured as the dial peer port,

handle the call as a voice call

Else handle the call as a modem call by default modem pool

3) Configurarea peer-urilor VoIP

Peer-urile VoIP permit ca de le un anumit aparat telefonic să fie făcute

apelurile de ieşire . Configurarea unui VoIP peer, necesită identificarea unică a peer-

ului (prin asignarea unui număr eticheta), definirea numărului de destinaţie, şi a IP-

ului de destinaţie.

Verificarea configuraţiei de dial peer

Configurarea corectă a dial peer-ului poate fi verificat astfel:

Daca sunt dialpeer-uri puţine configurate , se poate folosi o comanda de

tipul show dial-peer voice

Pentru a vedea un dial peer prin care un anumit număr (un model de

destinaţie) este rezolvat, se foloseşte o comanda de tipul: show dial plan number.

Etapa 3: Configurarea numerelor de extensie

In cele mai dese cazuri, reţeaua de telefonie este configurata astfel încât se

poată ajunge la destinaţie formând doar o parte (numărul de extensie) din întregul

25

E.164 număr de telefon. VoIP se poate configura în aşa fel încât sa recunoască

numerele de extensie şi să le expandeze până la întregul număr E.164 prin folosirea în

tandem a doua comenzi: destination-pattern şi num-exp. Numărul folosit de către

sistem în vederea asocierii numărului format cu un anumit număr de telefon este

Destination pattern şi este definit ca un atribut al dial peer-ului. Extensia numerelor

este o regulă globala ce este folosita de către sistem pentru a expanda un anumit set

de numere la un model de destinaţie.

De exemplu in implementarea Cisco:

Dial peer-ul POTS asociază portul fizic de voce cu un aparat de telefon

local, folosindu-se comenzile de port şi deswtination-pattern aşa cum se observă şi în

exemplul de mai jos:

West(config)# dial-peer voice 401 pots

West(config-dial-peer)# destination-pattern 14085553737

West(config-dial-peer)# port 0/0

Numărul de telefon asociat cu dial Peer POTS se defineşte cu comanda

destination-pattern. Comanda port asociază Dial peer POTS cu o interfaţă logică, în

mod normal cu portul de voce care conectează routerul la reţeaua POTS.

Dial peer-ul VoIP asociaz cu o adresa IP un număr de telefon:

West(config)# dial-peer voice 501 voip

West(config-dial-peer)# destination-pattern 1919555....

West(config-dial-peer)# session target ipv4:192.168.11.3

Comanda destination-pattern defineşte numărul de telefon asociat cu dial peer

VoIP. Comanda session-target specifică adresa IP de destinaţie pentru dial peer

VoIP.

Wildcards şi extensia numărului format

PBX-urile sunt configurate pentru ca un utilizator să poată forma un număr local (în

cadrul aceluiaşi PBX) prin formarea doar a extinderii de număr - de exemplu extensia 3737 sau

53737 in loc de întregul număr: 1 408 555-3737.

26

Aceeaşi modalitate se poate folosi si in reţelele VoIP prin folosirea num-exp. Aceasta comanda spune routerului să expandeze o secvenţă de număr la numărul complet (modelul destinaţie) aşa cum se observa din tabelul următor: Extensia

Modelul detinaţie Comanda Num-Exp

Descriere

3737 14085553737 num-exp 3737 14085553737

Expandare de la 3737 la 14085553737

.... 1408555.... num-exp .... 1408555....

Expandarea oricărui număr format din patru cifre prin adăugarea prefixului 1408555

5.... 1408555.... num-exp 5....

1408555....

Expandarea oricărui număr format din cinci cifre care începe cu cifra 5 prin adăugarea prefixului 1408555

Dial peer-urile locale trebuie totuşi configurate cu numărul de telefon complet

astfel încât routerul să poată identifica porturile de voce corespunzătoare.

Dial plan

27

Pentru a realiza corespondenţa între numerele de telefon de destinaţie şi

porturile de voce din cadrul routerului este folosit dial plan. Spre exemplu în America

de Nord este folosit Planul de Numerotare Nord-American (NANP), care este alcătuit

din cod zonal, unul office şi unul de staţie. Codurile zonale sunt asignate geografic,

codurile de office sunt asignate switch-urilor, iar codurile de staţie identifică un

anumit port al switch-ului. Formatul in America de Nord este: 1Nxx-Nxx-xxxx, unde

N=cifre între 2 şi 9, iar x=cifre între 0 si 9. Internaţional, fiecare ţara are asignat un

cod de ţară format din una pana la trei cifre urmat de planul de numerotare al tarii

respective.

Etapa 4: Simularea unei conexiuni trunk

O linie de comunicaţie între doua sisteme de switch-ing se numeşte trunk ; în

mod normal în central ffice şi la PBX-uri se alfa cele doua echipamente de switch .

O conexiune trunk este o legătura fizica permanenta, o legatura point–to-point. În

VoIP o conexiune trunk se configurează prin simularea uneia.

Aceasta se realizează prin crearea între PBX-urile conectate la routerele de pe

fiecare parte a conexiunii VoIP a unui trunk virtual, ca în exemplul următor:

Virtual Trunk Connection

In acest exemplu sunt conectate doua PBX-uri folosind un virtual trunk. PBX-

ul A se află conectat la routerul A prin portul de voce E&M iar PBX-ul B la routerul

B tot printr-un port de voce E&M. Routerele păcălesc PBX-urile conectate la ele

28

facându-le ăa creadă ca exista o conexiune permanenta între ele. Routerele trebuie

configurate de ambele parţi pentru conexiune trunk.

Un exemplu de astfel de configurare este:

configure terminal

voice-port 1/0/0

 connection trunk +15105554000

dial-peer voice 10 pots

 destination-pattern +13085551000

 port 1/0/0

dial-peer voice 100 voip

 session-target ipv4:172.20.10.10

 destination-pattern +15105554000

Pentru configurarea conexiunilor trunk virtuale trebuie să fie îndeplinite

următoarele condiţii:

Folosirea următoarele combinaţii de porturi de voce:

- E&M la E&M (de acelaşi tip)

- FXS la FXO

- FXS la FXS (fără semnalizare)

A nu se realiza extensii ale numerelor la modelul de destinaţie al

numerelor configurate pentru conexiunea trunk

Configurarea routerelor de la ambele capete pentru conexiune

trunk

29

CONCLUZIIVoIP sau telefonia prin IP este o tehnologie de viitor, care probabil în următorii

ani, odată cu desfiinţarea monopolului pe piaţa de telecomunicaţii din anul 2003, se

va dezvolta şi în ţara noastră. La început vor beneficia de aceasta tehnologie, marile

firma şi în special băncile, deci firmele care fac în mod constant şi des, convorbiri

internaţionale . Aceasta tehnologie are avantajul ca integrează, cele doua reţele de

date şi de telefonie, permiţând realizarea de convorbiri la mare distanta, la preţul unei

convorbiri locale şi în maximă securitate.

Adevărata piaţă însă pentru telefonia IP este Voice over IP peste backbone-uri

IP private şi nu prin Internetul public. În prezent, Internetul public este util doar

pentru transfer de voce la costuri mai reduse sau pentru transferuri de date care nu

sunt sensibile la factorul timp; aceasta datorita lipsei capabilităţilor real-time sau

lipsei managementului lungimii de bandă.

VoIP este o alternativă care poate concura furnizorii de servicii telefonice

tradiţionale care vor îmbunătăţi categoric serviciile pretutindeni în industrie.

Iniţial privită ca o noutate, telefonia prin internet este din ce în ce mai atractiva

pentru utilizatori deoarece oferă o economie extraordinara a costurilor faţă de reţeaua

de telefonie publica. Utilizatorii pot ocoli comisionarii de lunga distanţă folosind

telefonia prin internet în schimbul unei taxe lunare de acces la internet.

Cu toate ca acest concept -VoIP - este foarte atractiv, tehnologia nu a fost

foarte bine dezvoltata astfel încât să înlocuiască serviciile şi calitatea furnizata de

PSTN.

De asemenea, deoarece traficul Internet depăşeşte traficul de voce în volum, în

loc sa se transfere date prin reţelele de voce (modemurile de azi), s-ar putea optimiza

reţelele pentru date şi s-ar putea transfera vocea prin acestea

30