IP-телефония: что день грядущий нам готовит?

Быстрая эволюция стандартов и распределение интеллектуальных функций усложняют задачу передачи голоса по IP.

Когда идея использования Internet для осуществления телефонных звонков только-только появилась, дюжина компаний тут же предложила для подтверждения ее практичности не до конца готовые продукты с низким качеством воспроизведения речи и неудобными телефонными каталогами для занесения сведений о десятке людей, с которыми пользователь мог связаться по Internet.

Сегодня IP-телефония — один из наиболее злободневных вопросов в мире сетей. И операторы связи, и производители сетевого оборудования, и участники рынка ПК-телефонии — все пытаются предложить отличные от других решения. Шлюзы IP-телефонии для преобразования оцифрованных голосовых сигналов в IP-пакеты для передачи по Internet являются ключевыми компонентами сегодняшних реализаций IP-телефонии, но и технология, и рынок меняются очень быстро. Стандарты постоянно совершенствуются, но некоторым из них еще предстоит пройти тестирование и воплотиться в коммерческих продуктах.

Другие, более долгосрочные тенденции типа разработки телефонов, факс-аппаратов и других устройств на базе IP для конечных пользователей могут в конечном итоге устранить необходимость в IP-шлюзах. Однако внедрение этих разработок предполагает замену имеющихся телефонных устройств — вряд ли многие организации могут себе это позволить. Поэтому реализации IP-телефонии на корпоративном уровне будут скорее всего использовать шлюзы IP-телефонии.

IP-ШЛЮЗЫ

Шлюзы IP-телефонии обрабатывают трафик, поступающий от других телефонных устройств и шлюзов. Они способны обслуживать как одно, так 500 и более телефонных устройств и могут быть установлены как у конечного пользователя, так и у сервис-провайдера.

IP-телефония опирается на две основных операции: преобразование двунаправленной аналоговой речи в цифровую форму внутри кодирующего/декодирующего устройства (кодека) и упаковку в пакеты для передачи по IP. Проще говоря, внедрение IP-телефонии предполагает размещение необходимых электронных схем где-либо в сети (см. Рисунок). Эти базовые функции IP-телефонии могут быть реализованы где угодно — от настольных телефонов до высокоемких шлюзов операторов связи. Однако на корпоративном уровне все разнообразие шлюзов сводится обычно к выбору между решением на базе ПК-сервера и автономными сетевыми устройствами.

Телефонные технологии на базе ПК реализуются обычно в виде заказных приложений для ПК-серверов, оснащенных специальными платами, — и IP-телефония здесь не исключение. Решения на базе сервера имеют два преимущества: они более гибки и открыты, чем автономные закрытые решения, и поэтому лучше подходят для компаний, где необходимы заказные приложения типа интерактивного голосового ответа (Interactive Voice Responce, IVR) или рассылки факсов. Кроме того, они обычно создаются на базе известных операционных систем типа Windows NT, что делает их более простыми в изучении и освоении, чем автономные устройства, где, как правило, используются собственные операционные системы. Вместе с тем серверы IP-телефонии более дороги, так как на каждый шлюз требуется установить сервер NT, стоящий 2000 и более долларов.

Автономные шлюзовые устройства имеют несколько разновидностей. Это могут быть выделенные устройства или маршрутизаторы/коммутаторы со встроенным аппаратным и программным обеспечением шлюза. Неудивительно, что последний подход пользуется поддержкой таких производителей маршрутизаторов и коммутаторов, как Cisco Systems, Bay Networks и 3Com. Другой тип автономных устройств представляют пограничные устройства, где шлюз объединен с удаленным доступом и пулом модемов. Показательным примером этой разновидности продуктов может служить линия Vanguard от Motorola.

Отрасль IP-телефонии охвачена дискуссией по поводу того, какой технический подход лучше сегодня и в долгосрочной перспективе. Занимающиеся каким-либо одним конкретным подходом производители — например изготовитель телефонных плат компания Dialogic, чья ставка, очевидно, сделана на ПК-серверы, — приводят многочисленные доводы, почему остальные подходы уйдут в тень по мере распространения распределенных стандартизованных решений.

Так, сторонники решений на базе серверов указывают на тот факт, что специализированное шлюзовое оборудование покупается главным образом операторами связи, так как им требуются высокие мощности автономных устройств старшего класса. Предприятия же предпочитают серверы, потому что им достаточно меньшее число портов, чем операторам, а кроме того, они, как правило, нуждаются в специальных телефонных приложениях. Сторонники серверов уверены, что эти преимущества не потускнеют и с расширением предложения на рынке автономных шлюзов.

Однако другие участники рынка имеют иной взгляд. На просьбу дать прогноз, какой подход в итоге окажется доминирующим, производители интегральных схем и программного обеспечения управления вызовами (технологий, используемых в решениях обоих типов) отвечают, что победителями скорее всего окажутся встроенные шлюзы на базе коммутаторов или маршрутизаторов, как только такие крупнейшие сетевые компании, как Cisco и 3Com, захватят критическую долю рынка и вытеснят небольшие компании, продающие заказные телефонные серверы.

Однако не все так просто: компании ведь по-прежнему будут нуждаться в открытых серверах для создания специализированных телефонных приложений. Маршрутизаторы — это, по сути, небольшие компьютеры, так что они, наверное, будут в этом случае дополняться программируемыми серверами "в черном ящике" с функциями шлюза, предоставляя некоторую свободу для создания заказных приложений. Тем не менее серверы могут продолжать играть комплиментарную роль, обеспечивая продвинутые телефонные функции в сети IP с магистральными линиями, проходящими через простейшие шлюзы.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ПОДХОДЫ

Тенденция обращения к услугам сторонних организаций уже проникла в мир IP-телефонии. Крупнейшие североамериканские операторы дальней связи — AT&T, MCI WorldCom и Sprint, — а также провайдеры Internet предлагают услуги в области IP-телефонии, так что заказчики могут не заботиться о приобретении и обслуживании собственного оборудования. (Краткое сравнение различных подходов дается во врезке "Пять подходов к шлюзам IP-телефонии".)

Кроме того, функции шлюза доступны теперь на уровне устройств Ethernet конечных пользователей, поддерживающих H.323 — стандарт ITU на передачу мультимедийного трафика по IP. Таким образом, одноранговые бесшлюзовые системы IP-телефонии теоретически возможно создать посредством объединения частных локальных и глобальных сетей.

Проблема на настоящий момент состоит в том, что лишь немногие производители продают телефоны Ethernet H.323, поэтому заинтересованным в таком подходе заказчикам придется довольствоваться нестандартным решением.

Одним из тех, кто предлагает H.323-совместимые продукты, является Selsius Systems, недавно приобретенная Cisco. Ее Selsius Phone имеет встроенный кодек и выполняет УАТС-подобные функции типа перевода звонка и организации конференций. Он может использоваться без ПК и конфигурируется с помощью DHCP.

NBX продает телефон Ethernet под маркой NBX 100 Business Telephone, работающий с выделенным телефонным сервером NBX 100 Communication System, который совместим с проводкой 10BaseT и любой операционной системой. Однако телефон не поддерживает H.323.

H.323-совместимые телефоны на базе Ethernet появятся, скорее всего, уже в ближайшем будущем. Они рассматриваются как важный компонент перевода IP-телефонии на распределенное недорогое оборудование с повсеместными шлюзами в локальных сетях IP с поддержкой как голосового, так и информационного трафика. Такая интеграция — конечная цель IP-телефонии, но многие аналитики ожидают, что подобные реализации появятся не позднее 2001 года.

ВПОЛНЕ СТАНДАРТНЫЙ?

H.323 — основополагающий стандарт, где описывается, каким образом чувствительный к задержке трафик, в частности голос и видео, получает приоритет в локальных и глобальных сетях. Он состоит из ряда рекомендаций по смежным техническим вопросам, таким, как качество речи, контроль вызовов и спецификации привратников. (Привратники — это приложения, чья функция состоит в преобразовании IP-адресов, контроле доступа и управлении пропускной способностью для других компонентов H.323, включая шлюзы и конечные точки.) Ратифицированная в январе прошлого года вторая версия H.323 ликвидирует некоторые недостатки первой версии (принятой в 1996 году). Так она предусматривает более жесткие меры защиты, более быструю процедуру прохождения вызова и расширенные услуги типа перевода вызова и конференций. Однако она пока еще не была широко реализована в коммерческих продуктах.

Никто из более десятка крупнейших производителей и отраслевых экспертов, к которым я обратился за консультацией, не выразил сомнений по поводу жизнеспособности и практичности H.323. Но, как это часто случается со стандартами, реализации производителей отличаются настолько, что их продукты часто оказываются неспособны взаимодействовать с продуктами их конкурентов. "Шлюз Cisco 5300 говорит на диалекте Cisco 5300 языка H.323, в то время как Lucent ITS-SP — на своем собственном облегченном диалекте, — констатирует Мартин Кэролл из Lucent Technologies в техническом описании PacketStar IP Services Platform, выпущенной осенью 1998 года программной платформе для разрешения подобных конфликтов. — Как результат, сервис-провайдер со шлюзами Cisco 5300 в США и шлюзами ITS-SP в Европе не может маршрутизировать трансатлантические звонки по Internet".

Проблема отсутствия совместимости решается простейшим способом — посредством установки шлюзов одного производителя. Однако совместимость шлюзов улучшается. В сентябре 1998 г. VocalTec Communications и Lucent на совместной пресс-конференции объявили об успешном завершении тестирования совместимости своих устройств. Кроме того, все большее число производителей присоединяется к программе тестирования на совместимость Форума "Голос по IP" (Voice over IP Forum, VOIP Forum) Международного консорциума мультимедийных телеконференций (International Multimedia Teleconferencing Consortium, IMTC).

Конечно, разнообразие существующих или разрабатываемых стандартов не исчерпывается H.323. Система сигнализации №7, конкурирующая в некоторых отношениях с H.323, продвигается операторами связи, потому что она представляет собой более развитую технологию контроля вызовов и поддерживает технологии беспроводной связи (см. статью Д. Ганьжи "Система сигнализации №7" в разделе "Первые уроки" в прошлом номере LAN). Однако большинство опрошенных производителей заявляют, что они собираются поддерживать оба стандарта в своих новых продуктах.

ПЕРЕВЕДИ МЕНЯ ЧЕРЕЗ МАЙДАН

Рынок шлюзов IP-телефонии, на котором десятки мелких производителей претендуют на свою долю пирога, созрел для крупных игроков. Выделяющихся лидеров, а также сохранивших свои позиции старых игроков не составляет труда идентифицировать даже на фоне царящего хаоса.

Среди ключевых производителей серверов — Dialogic, Lucent, Nortel Networks, Natural MicroSystems, Vienna Systems и VocalTec. Все они предлагают H.323-совместимые продукты.

Решение Dialogic — платформа DM3 IPLink 2.0 с двумя платами. Она может поддерживать до 150 каналов на одно ПК-шасси; по словам Джима Мачи, директора по маркетингу Dialogic, одноплатная версия должна была появиться в конце 1998 года, когда статья готовилась к печати. Как и многие другие, VocalTec использует DM3 IPLink как основу для своего шлюза на базе сервера под названием Telephone Gateway, поставляемого в нескольких версиях с поддержкой от четырех до 120 телефонных линий.

Internet Telephony Server компании Lucent представляет собой готовое решение на базе сервера Compaq ProLiant с Windows NT. Он масштабируется от восьмипортовой версии для малого бизнеса до 24- и 30-портовых версий для крупных предприятий и сервис-провайдеров.

Шлюз Nortel Networks IP Phone/Fax IP с двумя платами, как и у Dialogic, поддерживает до 30 каналов T-1 или E-1 с УАТС. Его требования к системе минимальны: ПК Intel 486 с Windows 95, Windows NT или NetWare.

Fusion 2.0 от Natural MicroSystems представляет собой аппаратно-программное решение на базе NT. Оно использует две платы, масштабируется от восьми портов до T-1 и E-1 (24 и 30 портов, соответственно) и предназначено крупным компаниям и сервис-провайдерам, желающим предоставлять платные услуги на базе IP-сетей.

Наконец, шлюзы IP Telephony Gateway от Vienna Systems могут быть объединены в стек для получения сотен IP-портов. Избыточная емкость позволяет повысить доступность системы за счет создания резерва для основных шлюзов.

Среди производителей выделенных устройств — Ascend Communications, Cisco, Motorolа и множество прочих.

Ascend предлагает MultiVoice для Max, построенный на базе концентратора удаленного доступа Max. PSINet, провайдер Internet, использует оборудование MultiVoice для предоставления услуг IP-телефонии компаниям с УАТС.

Свои шлюзы Cisco предлагает целому спектру заказчиков — от компаний среднего размера до крупнейших операторов связи. Серии 2600 и 3600 предназначаются для филиалов, тогда как серия 5300 может обслуживать до двух каналов T-1/E-1 при общем числе портов 60. Четвертый продукт — AccessPath VS3 — поддерживает до 24 соединений PRI, при этом число одновременных звонков может достигать 1008!

Линия Vanguard от Motorola масштабируется с одно- до четырехпортового устройства 320 среднего размера, шестипортового устройства 6400 и, наконец, до 6500 с поддержкой T-1/E-1. Все они представляют собой мультисервисные устройства доступа (с возможностью подключения к линиям frame relay, ISDN и X.25) и при желании доступны в виде плат для ПК-серверов.

А как у производителей устройств IP-телефонии обстоят дела с точки зрения доли рынка? По утверждению Сина Парама, директора по продуктам для Internet, компания Motorola установила у заказчиков свыше 75 000 голосовых пакетных портов. По данным Nortel Networks, компания продала свыше 10 000 IP-шлюзов в 1997 году. А по словам Марка Мандея, менеджера по маркетингу, Cisco уже реализовала тысячи шлюзов.

По информации Probe Research за 1997 год, Nortel Networks (подразделение Northern Telecom) принадлежит 66% всех портов шлюзов, установленных в компаниях; VocalTec — 22%, а доля Vienna, NetSpeak, Lucent, Clarent и других выражается однозначным числом. На гораздо более крупном рынке оборудования для сервис-провайдеров доминирующие позиции принадлежат VocalTec и Vienna, с 41% и 38% соответственно. По прогнозам Probe Research, объем рынка возрастет с 64 млн долларов в 1997 году до 4,3 млрд в 2002 г.

ПРИВРАТНИКИ: БУДУЩЕЕ IP-ТЕЛЕФОНИИ?

Практически все производители на рынке IP-телефонии — как производители шлюзов на базе серверов, так и производители автономных устройств — встраивают функции привратников в свои продукты. Однако эта поддержка не получила еще широкого распространения. Среди тех, кто первым стал предлагать продукты с поддержкой привратников, мы можем назвать Elemedia (подразделение Lucent), Ericsson, RADvision и VocalTec.

Как мы уже упоминали, привратники — это программные компоненты H.323, чья функция состоит в управлении трафиком между шлюзами. Они предоставляют такие услуги, как управление вызовами, ведение счетов и телефонные справочники, без которых ни одна крупная международная компания не может обойтись, если она имеет множество шлюзов в своей сети IP для передачи голоса. Без привратника поступающие вызовы не могут быть маршрутизированы к конечным точкам H.323 ввиду отсутствия информации о конечном IP-адресе.

Elemedia продает комплект инструментария привратника GK2000S, который компании уровня операторов связи могут использовать для встраивания функциональности привратника в самые разные аппаратные и программные продукты. Он является модульным и гибким, дополняя типичные функции привратника маршрутизатором и идентификатором на базе LDAP. GK2000 (известный также как H.323 Gatekeeper Platform) выполняется на Sun Solaris и Windows NT.

H.323 Gatekeeper System от Ericsson оптимизирована для сетей операторов связи. Она дополняет стандартные функции привратника — защиту, идентификацию и хранение пользовательских профилей — сервером маршрутизации в соответствии с критерием наименьшей стоимости.

Шлюз GK-323 от RADVision предусматривает такие усовершенствования, как поддержка нескольких зон, контроль использования ресурсов, маршрутизация вызовов в зависимости от топологии сети и УАТС-подобная обработка вызовов. Он работает с Windows, UNIX и операционными системами реального времени VxWorks и pSOS для встроенных систем.

VocalTec Gatekeeper (VGK) от VocalTec представляет собой комплект инструментов на базе Windows NT 4.0 и, как и шлюз Ericsson, обеспечивает маршрутизацию в соответствии с критерием наименьшей стоимости. Он также предусматривает распределение нагрузки и тиражирование административных баз данных между привратниками VocalTec.

Судя по всему, привратники должны стать основополагающей технологией передачи голоса по IP. "В краткосрочной перспективе они незаменимы с точки зрения обеспечения совместимости, — считает Джек Чейз, директор по продуктам для IP-телефонии в Natural MicroSystems. — Однако я не уверен в том, что привратники окажутся наилучшим решением для адресации и каталогов в долгосрочной перспективе. Тем не менее они прекрасно справляются со своей работой и хорошо масштабируются".

Нил Шарки, исполнительный вице-президент и главный инженер DataBeam, являющийся председателем комитета H.323 в IETF, считает, что функции привратника — за исключением функций маршрутизации вызовов, которые лучше реализовывать отдельно, — могут быть поглощены программными пакетами управления сетью. При другом возможном развитии событий привратники разделятся на два вида — пограничные и внутренние. Пограничные привратники будут располагаться в шлюзах в точках доступа, а внутренние — станут управлять частными корпоративными каталогами.

Предлагаемый стандарт — простой протокол управления шлюзом (Simple Gateway Control Protocol, SGCP) — должен в конечном итоге устранить необходимость в выделенных привратниках вследствие наделения шлюзов интеллектом для маршрутизации вызовов и данных между ними самими. SGCP распределяет функции привратников между всеми шлюзами сети с помощью агентов вызовов.

СВЕТЛОЕ БУДУЩЕЕ

С технической точки зрения конечная цель IP-телефонии состоит в создании единой IP-магистрали для передачи всего корпоративного трафика — голоса, видео и данных. Такая перспектива выглядит весьма заманчиво. Прежде всего, консолидация даст экономию затрат и, возможно, упростит использование благодаря централизованному программному управлению сетью. (Сторонники IP указывают на то, что, даже если операторы связи начнут взимать ту же плату за голос по IP, что и за телефонную связь, таким образом исключая выигрыш в экономии на звонках, IP будет тем не менее экономически более выгодным, чем раздельные унаследованные системы.)

Видимо, наиболее важными в долгосрочной перспективе являются функции управления вызовами и интеграции голоса/Web, что будет возможно, когда большинство устройств конечных пользователей будет иметь IP-адрес. Эти функции включают кнопки "нажми, чтобы говорить" (они уже реализованы на некоторых узлах, занимающихся электронной коммерцией), унифицированный обмен сообщениями и возможность выбрать и позвонить всем участникам конференции одновременно.

Дорога в светлое будущее пролегает через множество интересных этапов, если, конечно, прогнозы влиятельных лиц отрасли окажутся верны. Общеамериканские отдельные сети с предоставлением услуг на базе IP типа Qwest и Level 3 могут составить серьезную конкуренцию известным операторам дальней связи. С появлением SGCP привратники, скорее всего, уйдут со сцены. Кабельные системы также скажут свое слово в распределении сил в области телефонии, особенно если сделка AT&T с кабельным гигантом TeleCommunications получит свое логическое завершение.

В нашем быстро меняющемся мире вряд ли какое-либо однократное вложение способно гарантировать пожизненные дивиденды. Однако наиболее прямой путь к достижению IP-нирваны состоит в постепенном внедрении H-323-совместимых IP-устройств, начав со шлюзов и продолжая IP-телефонами, факс-аппаратами, системами видеоконференций и другими конечными устройствами. Тогда вы будете готовы получить всю выгоду от частных и общедоступных сетей на базе IP.

Рассматриваемые продукты

Шлюзы на базе серверов

DM3 IPLink 2.0

Dialogic

http://www.dialogic.com

Internet Telephony Server

Lucent Technologies

http://www.lucent.com/internet_telephony/

Nortel Networks IP Phone/Fax IP Gateway

Nortel Networks

http://www.micom.com

Fusion 2.0

Natural MicroSystems

http://www.nmss.com

VocalTec Telephone Gateway and Internet Phone

VocalTec Communications

http://www.vocaltec.com

Vienna Systems

IP Telephony Gateway

http://www.viennasys.com

Автономные сетевые шлюзы

MultiVoice for Max

Acsend Communications (подразделение Lucent)

http://www.ascend.com

Vanguard

Motorola

http://www.mot.com

2600 series, 3600 series, 5300 series,AccessPath VS3

Cisco Systems

http://www.cisco.com

Телефоны Ethernet

NBX Business Telephone

NBX

http://www.nbxcorp.com

Selsius-Phone

Selsius Systems (подразделение Cisco)

http://www.selsius.com

Привратники

H.323 Gatekeeper Platform (также известный как GK2000 )

Elemedia (подразделение Lucent Technologies)

http://www.elemedia.com

H.323 Gatekeeper System

Ericsson

http://www.phones.ericsson.se/gatekeeper/

GK-323 Gatekeeper

RADVision

http://www.radvision.com

VocalTec Gatekeeper

VocalTec Communications

http://www.vocaltec.com

Ресурсы Internet

Фирма IPX Stream, занимающаяся исследованиями рынка и издательской деятельностью, разместила превосходное введение в IP-телефонию с объяснением основных вопросов, стандартов, типов продуктов и перечнем производителей на своем сервере http://www.ipxstream.com/frame/technology.htm.

PhoneZone.com — интерактивный журнал и каталог покупателей, специализирующийся по продуктам и услугам в области связи, публикует чрезвычайно подробные технические статьи на своем одноименном узле.

Эксперт Джефф Пулвер из консалтинговой фирмы Pulver.com опубликовал информацию о производителях шлюзов со ссылками на их серверы. Это одно из лучших мест, где вы можете быстро просмотреть имеющиеся предложения по продуктам практически всех крупнейших производителей шлюзов. Каталог находится на http://www.pulver.com/gateway/.