Мини-АТС  и  средства связи

Организация сети передачи речи через протокол IP с использованием IP АТС


Требования к IP сети для передачи речи

Типы IP-сетей
Оценка ширины полосы пропускания
Конфигурация сети
Сетевые устройства
Качество обслуживания: QoS
Управление сетью
Функции контроля пакетов

Для установления VoIP-связи в собственной сети потребуется следующая информация по IP-адресации и идентификаторам VLAN:

IP-адрес АТС. Идентифицирует АТС в сети в течение сеансов VoIP-связи.

IP-адрес IP-телефона. Идентифицирует IP-телефоны в сети. Каждый IP-телефон должен иметь уникальный IP-адрес.

Адрес шлюза по умолчанию. Определяет IP-адрес первичного шлюза (обычно таковым является маршрутизатор или другое аналогичное устройство), который обменивается IP-пакетами с другими шлюзами в сети передачи речи через протокол IP.

Маска подсети. Определяет, какие цифры IP-адреса используются для определения адреса сетевого узла и адреса хоста в каждом местоположении сети. IP-адреса IP-телефонов и АТС должны принадлежать той же подсети, что и адрес шлюза по умолчанию (например, маршрутизатора) локальной сети.

Идентификатор VLAN. Определяет идентификатор логического сегмента в рамках корпоративной локальной сети, через который передаются речевые пакеты от IP-телефонов.

Дифференцированное обслуживание (DiffServ). Определяет значение поля DS в заголовке IP-пакетов, которое обозначает приоритет пакетов, передаваемых между IP-телефонами.


Типы IP-сетей


Качество речи зависит от типа используемой IP-сети. Управляемые IP-сети обеспечивают более высокое качество речи по сравнению с неуправляемыми сетями, например, сетью Интернет, где невозможно гарантировать качество обслуживания.

Примеры рекомендуемых IP-сетей:

  • Арендованная цифровая линия
  • IP-VPN (виртуальная частная сеть)
  • Frame Relay

Не рекомендуемые сети:

  • Интернет (включая Интернет-VPN)

Возможность пиринговых вызовов между IP системными телефонами моделей KX-NT300, установленными в различных местоположениях, зависит от того, может ли осуществляться передача пакетов между соответствующими сетями. Если такие вызовы оказываются невозможными, следует установить параметры сети (например, маршрутизатор VPN в случае IP-VPN), необходимые для передачи пакетов.

В отличие от IP-VPN, которая формируется на базе собственной IP-сети поставщика сетевых услуг, Интернет-VPN формируется на базе Интернет. Интернет-VPN не рекомендуется использовать для VoIP-связи, поскольку в этом случае высока вероятность потери данных и появления задержек при передаче.


Оценка ширины полосы пропускания


При использовании IP-телефонов и плат внешних IP линий следует убедиться в том, что используемая IP-сеть имеет достаточную ширину полосы пропускания для поддержки VoIP-связи. Если ширина полосы пропускания, необходимая для VoIP-связи, превосходит возможности сети, то качество речи серьезно ухудшается. Кроме того, в этом случае возможно неблагоприятное воздействие на производительность других приложений (например, электронной почты или веб-приложений),использующих ту же самую сеть. Следовательно, при оценке требований к ширине полосы пропускания необходимо быть предельно внимательным. Убедитесь, что сеть может поддерживать VoIP-связь даже в условиях максимального сетевого трафика.


Оценка ширины полосы пропускания для платы внутренних IP-линий

Требуемая ширина полосы пропускания для выполнения вызова каждым IP-телефоном


Требуемая ширина полосы пропускания зависит от используемой комбинации кодеков и интервалов передачи пакетов. Для обеспечения соответствующего качества речи необходимо учитывать следующие параметры, связанные с типом кодеков и интервалами передачи пакетов:

  • качество речи кодеков изменяется следующим образом: (высокое) G.722, G.711, G.729A (низкое)*;
  • чем короче интервал передачи пакетов, тем выше качество речи;
  • чем выше качество речи, обеспечиваемое IP-телефонами, тем большая ширина полосы пропускания требуется для IP-телефонов.

*: Если абоненты используют различные кодеки, то при установлении соединения используется кодек более низкого уровня. Например, если у вызывающего абонента имеется кодек G.711, а у вызываемого абонента – G.729A, то при установлении соединения будет использоваться кодек G.729A


КодекИнтервал передачи пакетов
20 мсек.30 мсек.40 мсек.60 мсек.
G.722*/G.71187,2 кбит/с79,5 кбит/с
G.729A31,2 кбит/с23,5 кбит/с19,6 кбит/с15,7 кбит/с

*: Кодек G.722 доступен только для IP-СТ серии KX-NT300 и некоторых устройств внутренних SIP- абонентов, которые поддерживают этот кодек при пиринговых соединениях.


Требуемая ширина полосы пропускания для каждой платы внутренних IP-линий

Для обеспечения одновременного выполнения вызовов всеми IP-телефонами необходима постоянная доступность полосы пропускания, требуемой для функционирования платы внутренних IP-линий с максимальным количеством подключенных IP-телефонов. Ниже приведена формула для вычисления ширины полосы пропускания, требуемой для каждой платы внутренних IP-линий.

При использовании платы KX-TDA0470: Требуемая ширина полосы пропускания = (требуемая ширина полосы пропускания для каждого IP-телефона х 16)

При использовании виртуальных плат V-IPEXT32/V-SIPEXT32: Требуемая ширина полосы пропускания = (требуемая ширина полосы пропускания для каждого IP-телефона х 32)


Оценка ширины полосы пропускания для виртуальной платы внешних IP линий

Требуемая ширина полосы пропускания для одного канала VoIP

Требуемая ширина полосы пропускания зависит от используемой комбинации кодеков и интервалов передачи пакетов. Для обеспечения соответствующего качества речи необходимо учитывать следующие параметры, связанные с типом кодека и интервалом передачи пакетов:

  • качество речи кодека G.711 выше качества речи кодека G.729A
  • чем короче интервал передачи пакетов, тем выше качество речи
  • чем выше качество речи, обеспечиваемое платой V-IPGW16, тем большая ширина полосы пропускания требуется для платы.

Через локальную сеть


КодекИнтервал передачи пакетов
20 мсек.30 мсек.40 мсек.60 мсек.90 мсек.
G.71187,2 кбит/с79,5 кбит/с75,6 кбит/с71,7 кбит/с
G.729A31,2 кбит/с23,5 кбит/с19,6 кбит/с15,7 кбит/с

Через WAN (PPP: протокол "точка-точка")


КодекИнтервал передачи пакетов
20 мсек.30 мсек.40 мсек.60 мсек.90 мсек.
G.71184 кбит/с77,3 кбит/с74 кбит/с70,7 кбит/с
G.729A28 кбит/с21 кбит/с18 кбит/с14,7 кбит/с

Вычисление ширины полосы пропускания

Ниже приведена формула для вычисления ширины полосы пропускания, требуемой для VoIP-связи: Требуемая ширина полосы пропускания = (количество факсимильных аппаратов х требуемая ширина полосы пропускания для кодека G.711) + [(16 - количество факсимильных аппаратов) х требуемая ширина полосы пропускания для телефонной связи]

Пример

Рассмотрим в качестве примера следующий случай:

  • Связь: через локальную сеть
  • Количество факсимильных аппаратов: 2
  • Интервал передачи пакетов G.711: 20 мсек. (для каждого канала требуется 87,2 кбит/с)
  • Интервал передачи пакетов G.729A для телефонной связи: 20 мсек. (для каждого канала требуется 31,2 кбит/с)

В этом случае требуемая ширина полосы пропускания составляет: Требуемая ширина полосы пропускания = (2 х 87.2) + [(16 - 2) х 31.2] = 611,2 (кбит/с)

Проинформируйте администратора сети относительно требуемой ширины полосы пропускания и убедитесь, что сеть может поддерживать ширину полосы пропускания 611,2 кбит/с даже в условиях максимального сетевого трафика


Конфигурация сети


Для проверки возможности создания сети передачи речи через протокол IP требуется проанализировать структуру существующей сети. Сеть должна отвечать следующим требованиям:

  1. Управляемая сеть. Сеть передачи речи через протокол IP должна быть реализована на базе управляемой IP-сети, например, на базе Frame Relay, арендованных линий или IP-VPN (виртуальной частной сети). Неуправляемая сеть, например, Интернет (включая Интернет-VPN), не должна использоваться для создания сети передачи речи через протокол IP, поскольку задержки и потери при передаче данных могут привести к значительному ухудшению качества речи.
  2. Статическая IP-адресация. IP-телефоны, установленные в сети, всегда осуществляют VoIP-связь через АТС. Следовательно, этой АТС должен быть назначен статический IP-адрес, который необходимо запрограммировать на каждом IP-телефоне в сети. Если DHCP-сервер (позволяющий автоматизировать IP-адресацию устройств в сети) не используется, статическая IP-адресация также должна быть активизирована для всех IP-телефонов.
  3. Доступ к IP-сети только одним маршрутизатором. В качестве точки доступа к сети может использоваться только один маршрутизатор. Следовательно, если в сети два маршрутизатора (А и В), при отказе маршрутизатора A, IP-адрес которого назначен в качестве IP-адреса шлюза по умолчанию АТС и IP-телефона, VoIP-связь больше не обеспечивается, поскольку переключение шлюза по умолчанию от маршрутизатора A к маршрутизатору B для получения доступа к IP-сети невозможно.
  4. Трансляция сетевых адресов (NAT/NAPT). При использовании маршрутизатором трансляции адресов (например, NAT/NAPT) в целях преобразования глобальных IP-адресов в локальные, эффективная VoIP-связь не гарантируется. Следовательно, маршрутизаторы, применяемые для получения доступа к IP-сети, не должны использовать NAT/NAPT. Как правило, функции NAT и NAPT поддерживаются маршрутизаторами.
  5. Одна IP сеть между двумя сторонами. Выполнение вызовов через несколько IP-сетей, приведет к значительному ухудшению качества речи; поэтому создавать сеть передачи речи через протокол IP в такой конфигурации не рекомендуется
  6. Расположение сетевых устройств. Задержки при передаче могут вызвать появление пауз и потерю данных при VoIP-связи. Чем больше сетевых устройств (например, маршрутизаторов и коммутаторов) находится между АТС и IP- телефонами или интерфейсом IP-сети, тем больше будет задержка при передаче. Это вызвано тем, что при передаче пакетов через каждое сетевое устройство всегда возникает некоторая задержка. Для предотвращения нежелательных задержек рекомендуется, чтобы при установлении соединения между АТС и IP-телефонами или интерфейсом IP-сети между ними находилось минимально возможное количество сетевых устройств.

Сетевые устройства


Для проверки возможности создания сети передачи речи через протокол IP требуется проанализировать используемые в существующей сети сетевые устройства. Для этого следует ответить на перечисленные ниже вопросы:

1. Возможна ли корректная передача пакетов через брандмауэр? При наличии брандмауэра в сети передачи речи через протокол IP его необходимо соответствующим образом сконфигурировать, что позволит предотвратить блокирование передаваемых по сети пакетов VoIP, перечисленных в нижеприведенной таблице, в результате фильтрации.

IP пакеты от платы IP телефонов KX-TDA0470 и виртуальных плат IP телефонов


ПротоколОписаниеTCP/UDPНомер порта по
умолчанию
RTP (IP-телефон, подключенный к     IPCMPR)Транспортный протокол реального времени (Real-time Transport Protocol). Используется для передачи речевых данных.UDP12000-12255
RTP (IP-СТ, подключенный к IPEXT16)UDP8000-8063
Maintenance (IPCMPR)Системный протокол Panasonic. Используется для согласования параметров связи с УАТС, загрузки данных страны/региона, подтверждения подключения к УАТС и передачи в УАТС статистических данных и сообщений об ошибках.UDP35300
Maintenance (IP-EXT16)UDP9300
Maintenance (IP-телефон)UDP9301
MGCP (IPCMPR/IPEXT16)Протокол управления медиа-шлюзом (Media Gateway Control Protocol). Используется для передачи данных команд управления телефонными вызовами и данных ЖКД/ светодиодных индикаторовUDP2727
MGCP (IP -телефон)UDP2427
DHCP (IPCMPR)Протокол динамического конфигурирования хостов (Dynamic Host Configuration Protocol). Используется для получения IP- адресов от DHCP-сервераUDP67, 68
DHCP (IP-телефон)UDP67, 68
FTP (режим порта)Протокол передачи файлов (File Transfer Protocol). Используется для получения файлов данных от FTP-сервера в целях обновления версии программного обеспеченияUDP20, 21
SNTP (IPCMPR)Простой сетевой протокол службы времени (Simple Network Time Protocol). Используется для синхронизации системного времениUDP123
SNMP (IPCMPR)Простой протокол управления сетью (Simple Network Management Protocol). Используется для контроля устройств, подключенных к сети.UDP161

IP-пакеты от виртуальной платы внешний IP линий V-IPGW16


ПротоколTCP/UDPНомер порта по умолчанию
HTTPTCP10000-10447
RTP/RTCPUDP
H.245TCP
Сигнализация вызовов H.225.0TCP1720
RAS H.225.0UDP1719
Туннелирование без установления соединения QSIGTCP1718
Туннелирование без установления соединения QSIGUDP1717

2. Используются ли коммутаторы уровня 2 или выше? Использование концентраторов может увеличить сетевую нагрузку и, следовательно, привести к ухудшению качества речи. Для обеспечения высокого качества речи следует использовать только коммутаторы уровня 2 или выше. Для подключения IP-телефонов также настоятельно рекомендуется использовать коммутаторы уровня 2 или выше.

3. Используются ли кабели категории 5 (CAT 5) или выше? При подключении сетевых устройств убедитесь, что используются кабели CAT 5 или выше. В случае использования кабелей других типов качество связи не гарантируется.


Качество обслуживания: QoS


Некоторые маршрутизаторы позволяют сконфигурировать функции управления приоритетом. Они дают маршрутизатору возможность присваивать более высокий приоритет речевым пакетам и снижать уровень потерь и задержек во время передачи, что приводит к повышению качества речи. Настоятельно рекомендуется использовать эту функцию, особенно в сетях с интенсивным трафиком. Как правило, маршрутизатор идентифицирует пакеты, передача которых имеет более высокий приоритет, путем проверки значения в поле "ToS" заголовка IP-пакета. Плата V-IPGW16 позволяет устанавливать значения в поле "ToS" исходящих речевых пакетов. При соответствующей конфигурации платы маршрутизатор может присваивать речевым пакетам, поступающим от платы, более высокий приоритет. При установке значения поля "ToS" это значение должно соответствовать спецификациям маршрутизатора


Управление сетью


  1. DHCP-сервер (Dynamic Host Configuration Protocol). Для установления связи через сеть передачи речи через протокол IP каждому IP-телефону и УАТС необходимо назначить IP-адрес, позволяющий определить их местоположение в сети. Несмотря на то, что эти адреса могут быть назначены вручную, для автоматического назначения IP-адресов также можно использовать DHCP-сервер. Использование DHCP-сервера обеспечивает централизованное управление назначением IP-адресов и автоматизацию этого процесса. АТС не может функционировать в качестве DHCP-сервера. Для использования функции DHCP-клиента IP-телефонов и процессорных плат АТС (IPCMPR/DSP) в сети необходим отдельный DHCP-сервер. если IP-телефоны расположены в нескольких локальных сетях, DHCP-сервер необходим в каждой локальной сети. При отсутствии DHCP-сервера в локальной сети IP-адреса для IP- телефонов и плат IPCMPR/DSP в этой локальной сети должны назначаться вручную.
  2. VLAN: виртуальная LAN. VLAN представляет собой логический сегмент в рамках корпоративной локальной сети. Путем назначения настроек VLAN для IP-телефонов можно отделять пакеты, передаваемые IP-телефоном, в соответствии с типом данных и указывать, по какой VLAN необходимо передавать данные каждого типа. Это позволяет предотвратить генерирование излишнего сетевого трафика в каждом сегменте и минимизировать нагрузку на сеть. Как следствие, обеспечивается необходимое качество речи. Таким образом, для эффективного осуществления VoIP-связи рекомендуется использовать функцию VLAN. Некоторые IP-телефоны (например, модели серии KX-NT300) имеют 2 порта для передачи пакетов – первичный и вторичный. Назначение этих портов различным VLAN позволяет разделять тракты для пакетов в зависимости от того, содержит ли пакет речевые сигналы или данные. Настройки VLAN (идентификатор VLAN и приоритет VLAN) для первичного порта влияют на речевые данные, передаваемые IP-телефоном, в то время как настройки VLAN для вторичного порта применяются к данным, которые передаются ПК, подключенным к IP-телефону. При передаче пакетов IP-телефон может добавлять к ним информацию о том, какие VLAN должны использоваться для передачи этих пакетов (тегирование VLAN). Коммутатор, принимающий эти пакеты, считывает информацию относительно VLAN и посылает пакеты по соответствующей VLAN. Это обеспечивает необходимую ширину полосы пропускания для передачи речи IP-телефоном. Таким образом, IP-телефон с 2 портами может передавать речевые пакеты из первичного порта с более высоким приоритетом, чем другие пакеты из вторичного порта.
  3. Gatekeeper. Общие функции Gatekeeper:
    • трансляция набранного номера в IP-адрес
    • аутентификация
    • управление шириной полосы пропускания.
    Gatekeeper обеспечивает эти функции управления сетью для зарегистрированных клиентов. Для регистрации на Gatekeeper необходимо сконфигурировать плату внешних IP линий V-IPGW16 для работы с Gatekeeper и запрограммировать таблицу "GK Settings" посредством системного программирования. После программирования плата V-IPGW16 производит попытку регистрации на Gatekeeper с использованием такой регистрационной информации, как IP-адрес процессорной платы АТС (IPCMPR) и телефонные номера адресатов, указанные в таблице"GK Settings".

Функции контроля пакетов

  1. Буфер джиттера. При формировании пакетов из речевых сигналов и их передаче отдельные пакеты могут проходить по различным трактам сети и достигать адресата за различные периоды времени. Это явление называется "джиттером" и может вызвать ухудшение качества речи. Для устранения проблем, вызванных джиттером, пакеты временно накапливаются в "буфере джиттера" до их обработки.
  2. Обнаружение речевой активности (VAD). Функция VAD (Voice Activity Detection) позволяет экономить полосу пропускания путем обнаружения периодов отсутствия сигнала в течение вызова и предотвращения передачи пустых пакетов в сеть.Эта функция может быть активизирована или деактивизирована для любого доступного кодека:G.711 и G.729A.



Популярные товары


Рекомендованные статьи

Выбрать нужную вещь всегда непросто. А выбрать сложное техническое устройство, каким является АТС из множества других, обладающих примерно одинаковыми потребительскими свойствами, непросто вдвойне. В таких условиях на первый план выходят конкретные задачи, которые должна будет решать мини-АТС в данном конкретном месте. Читать дальше
В последнее время IP телефония уверенно входит в сферу корпоративной связи, причем наблюдается большой рост интереса к IP телефонии со стороны компаний малого и среднего бизнеса. Но поскольку эта технология относительно молодая, у многих потенциальных заказчиков до сих пор нет четкого представления о том, какую пользу IP телефония может принести именно их компании. Читать дальше
Как часто Вам приходиться выбирать мини-АТС? Рискнем предположить, что Вы не занимаетесь этим регулярно. Поэтому, скорее всего вопросы подбора нужного оборудования, комплектации его всем необходимым, технические нюансы – все это лежит вне сферы Вашей основной деятельности. В таком случае вполне логично отправить запрос компаниям, профессионально занимающимся продажей и установкой мини-АТС. Читать дальше
На Российском рынке представлено несколько систем записи телефонных разговоров. Все они (по крайней мере самые распространенные) отечественного производства. Попробуем сравнить наиболее известные. По каким критериям выбирать систему записи разговоров? Для большинства покупателей вопрос цены не является второстепенным. По этому критерию системы записи можно разделить на 2 ценовых группы. Читать дальше
В связи с большим интересом к вопросу "а что же такое ISDN" попробуем сначала ответить на него максимально простым и понятным языком. Если ответить кратко что такое ISDN - то это многоканальный телефон с высоким качеством речи и дополнительными услугами (например определение номера звонящего). Читать дальше