Построение транков в IP-телефонии

Андрей Сорокин,
руководитель технического отдела компании Rial Systems
40in@rial.ru

Технологии IP-телефонии позволяют использовать Интернет или любую другую IP-сеть для ведения телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени. Применение IP-телефонии для дальней (междугородней и международной) связи можно разделить на две категории: решения для операторов связи и для пользователей (в основном корпоративных). Первая категория знакома потребителю как IP-телефония по карточкам, решения второго типа более известны как шлюзы IP-телефонии. В настоящей статье рассматривается один из вариантов применения этой технологии пользователями — построение транков.

В общем случае с точки зрения телефониста сеть IP-телефонии может рассматриваться как обычная телефонная сеть, принимающая набор номера от вызывающего абонента и устанавливающая соединение с вызываемым абонентом в соответствии с введенным номером, т. е. по сути действующая как обычная автоматическая телефонная связь. Например, набор при местном звонке в город выполняется следующим образом:

• 9 (префикс местного звонка)
• гудок
• 1234567 (местный номер).

При звонке в один из удаленных офисов набор немного сложнее:

• 51 (префикс звонка по внутренней сети IP-телефонии)
• гудок
• 04 (код офиса)
• гудок
• 123 (номер абонента в офисе).

Поскольку часто применение IP-телефонии ограничивается установлением связи между конкретными абонентами, возможность автоматической коммутации с различными абонентами становится скорее недостатком, требующим "лишнего" набора одного и того же номера, что в некоторых случаях не реализуется автоматически на УАТС. Иными словами, предыдущая последовательность набора выродится в такую:

• 51 (префикс звонка на другой офис по линии IP-телефонии)
• гудок
• 123 (номер абонента в офисе).

Кроме очевидного упрощения набора номера, указанная схема может привести также к удешевлению системы за счет отказа от некоторого оборудования, например, контроллера зоны (gatekeeper).

Таким образом, задача сводится к организации транка между абонентами. Транком называется устройство или канал, соединяющий две точки, каждая из которых является коммутационным центром или точкой распределения. В случае IP-телефонии под транком мы будем понимать постоянный канал между двумя устройствами, проложенный через IP-сеть.

Варианты связи

Наиболее типичны примеры — телефонный вынос, объединение УАТС и непосредственная связь телефон-телефон.

Первый вариант (рис. 1) дает возможность абоненту, например, в Новосибирске, пользоваться прямым московским номером. Абоненты московской городской сети могут позвонить новосибирскому абоненту, набрав московский номер абонентской линии, подключенной к IP-шлюзу.

Рис. 1. Телефонный вынос.

Левый шлюз на рис. 1 (Micronet SP5050) имеет порты FXO, т. е. московской АТС он представляется как телефон. Правый шлюз (Micronet SP5002 или Micronet SP5004) подключается к телефону в Новосибирске через порт FXS и выполняет роль станции для этого телефона. Абонент в Новосибирске при этом пользуется услугами московской городской сети. Чтобы позвонить абоненту в Москве, ему достаточно снять трубку и, услышав гудок московской АТС, набрать номер московского абонента, не используя коды междугородней связи или какие-либо другие.

Безусловно, возможно подключение выносов в различных городах, а также подключение нескольких выносов в одном городе. Между шлюзом и телефоном также может быть подключена УАТС.

Второй вариант (рис. 2), когда к шлюзам подключены УАТС в различных городах, позволяет их абонентам звонить друг другу, не используя междугородние телефонные каналы и без помощи оператора УАТС (или функции DISA при ее наличии в УАТС).

Рис. 2. Объединение УАТС.

При звонке московского абонента на внутренний номер 222 (или групповой номер, если есть несколько соединительных линий) абонент услышит гудок УАТС, находящейся в Новосибирске, и, набрав внутренний номер новосибирского абонента, установит соединение. Аналогично выполняется автоматическое соединение и для новосибирского абонента. Оба соединения устанавливаются по одной и той же соединительной линии (естественно, в различное время). В данном случае шлюзы Micronet SP5050 используются с обеих сторон линии и подключаются к внутренним (INT) портам УАТС.

Возможно также подключение нескольких соединительных линий между несколькими УАТС. При большом количестве станций, возможно, выгоднее отказаться от транков (постоянных соединений) и перейти к коммутируемым соединениям IP-телефонии.

И, наконец, третий вариант (рис. 3), когда к шлюзам подключены непосредственно телефоны, дает возможность двум абонентам организовать прямую линию. В этом случае при поднятии трубки на одном телефоне зазвонит телефон на противоположном конце линии и наоборот. При этом c двух сторон линии могут использоваться шлюзы Micronet SP5002 или Micronet SP5004.

Рис. 3. Непосредственная связь телефон-телефон.

Оборудование

Транковые протоколы не определяются стандартом МККТ H.323. Все протоколы работы оборудования в режиме транка — фирменные и не совместимы друг с другом!

В качестве шлюзов, поддерживающих транки, компания Rial Systems (http://www.rial.ru),
например, использует следующее оборудование фирмы Micronet (http://www.micronet.com.tw):
SP5002 — шлюз на 2 порта FXS (порт АТС, предназначенный для подключения телефона
или порта CO УАТС); SP5004 — шлюз на 4 порта FXS; SP5006 — шлюз на 6 портов
FXO (порт телефона, предназначенный для подключения порта INT УАТС или для подключения
к абонентской линии ГТС).

Перечисленные шлюзы поддерживают настройку на линии с точностью до порта, т. е. задается соответствие не шлюз-шлюз, а порт шлюза-порт шлюза. При этом первый порт первого шлюза может быть связан с третьим портом второго шлюза, а в то же время второй порт первого шлюза может быть связан со вторым портом третьего шлюза. В одной системе возможна произвольная комбинация шлюзов с произвольной комбинацией отображаемых портов.

Шлюзы представляют собой автономные устройства в настольном исполнении, допускается также монтаж их на стену. Телефонные соединительные линии подключаются через розетки RJ-11. Возможно подключение к ЛВС через интерфейсы Ethernet 10Base-T (SP5050) и 10Base-T/100Base-TX (SP5002, SP5004).

Шлюзы SP5002 и SP5004 разработаны в расчете на домашнее использование или сегмент SOHO, поэтому в них имеется концентратор на два порта Ethernet 10Base-T/100Base-TX: один MDI и один MDIX для одновременного подключения к каналу, например, при помощи ADSL-модема, и сетевого оборудования (например, компьютера) без дополнительного концентратора. Первоначальная настройка шлюза осуществляется терминалом через порт RS-232 (разъем DB9). Дальнейшая настройка возможна через локальную сеть по протоколу telnet.

Аналогичные продукты выпускают и другие фирмы, в частности, Cisco Systems (http://www.cisco.ru)
и "Агат-РТ" (http://www.agatrt.ru).

Близкое по техническим характеристикам решение — комбинация маршрутизатора Cisco Systems 1751-V с установленными модулями (от одного до трех) VIC-2FXS или VIC-2FXO в любой комбинации. В маршрутизаторы серий 1700, 2600, 3600 и некоторых других можно устанавливать звуковые платы с портами FXO, FXS, на 2 порта каждая. Другой продукт Cisco Systems, шлюз AТA-186, не поддерживает режим транка.

Телефонный удлинитель Alder Voice Trunk (AVT) создан российской фирмой "Агат-РТ" на базе плат "Ольха" собственной разработки. Первоначально эти платы создавались для системы записи телефонных переговоров "Спрут". "Ольха" осуществляла ввод-вывод речи в компьютер с аппаратной компрессией, поддержкой потока и минимальной загрузкой процессора компьютера. Поэтому очевидно, что на ее базе можно реализовать функции IP-телефонии, что и было сделано в шлюзе Alder Voice Gateway (AVG) и транке Alder Voice Trunk (AVT). AVT в настоящий момент поддерживает только режим телефонного выноса.

Подключаемые к шлюзам АТС обязательно должны поддерживать тональный набор (DTMF). Для сопряжения с большинством эксплуатируемых в России городских АТС рекомендуется установка промежуточной УАТС.

Требования к каналу

Чтобы добиться хорошего качества речи при работе через Интернет, соединение
шлюз-шлюз должно удовлетворять следующим параметрам:

время задержки передачи звуковых пакетов не должно превышать 200 мс.
Задержка передачи звукового пакета — это время между произнесением фразы абонентом
удлинителя и моментом, когда она будет услышана его собеседником. Для человеческого
уха задержка до 250 мс практически незаметна;

разница между задержками поступления звуковых пакетов должна быть не
больше 50 мс. При превышении этого параметра неизбежны искажения (эффект "рваной"
речи);

допустимое значение частоты "пропадания" голосовых пакетов — 1/100,
что составляет 1% от передаваемой информации.

Частично перечисленные параметры можно определить командой ping/.

Пропускная способность канала должна быть не ниже значения, определяемого по формуле:

быстродействие кодека * число одновременно используемых соединительных
линий * 1,2 (защитный резерв).

Точные значения скоростей кодеков зависят от параметров настройки шлюза (например, число голосовых пакетов на 1 пакет UDP). Мы приводим здесь ориентировочные величины, взятые для наихудшего случая: G.711A — 64 кбит/с, G.729A — 8 кбит/с, G.723 — 6,3 кбит/с.