О ЧЕМ ИДЕТ РЕЧЬ
КОНФИГУРАЦИИ INTERNET-ТЕЛЕФОНИИ
ПЕСТРЫЙ МИР
...ОБЕЩАЕТСЯ НАДСТРОЙКА И РАЗВИТИЕ

Идея Internet-телефонии появилась примерно два года назад. Тогда же были представлены и первые продукты, позволяющие вести голосовые переговоры, не прибегая к обычной телефонной сети. Идея эта всем чрезвычайно понравилась, поскольку новая технология, на первый взгляд, позволяла компаниям-пользователям свести практически к нулю расходы на междугородные переговоры - их стоимость оказывалась равной стоимости доступа к Internet. За время, прошедшее с момента представления первого продукта, многое изменилось. Появились новые подходы и новые изделия. Потенциальные пользователи стали лучше осознавать, что можно делать при помощи новой технологии и чего, по-видимому, нельзя будет делать еще довольно долго.

Рынок Internet-телефонии растет очень быстро. По данным компании IDC, в настоящее время этой технологией пользуются около 500 тыс. человек, а объем продаж соответствующего программного обеспечения составляет 3,5 млн. долларов. Ожидается, что к 1999 году число пользователей технологии возрастет до 16 млн. человек, а объем продаж - до 560 млн. долларов.

В предлагаемой читателю статье делается попытка отразить текущее состояние технологии и продемонстрировать примеры имеющихся на рынке продуктов и услуг Internet-телефонии. Не претендуя на полноту, наш обзор, как представляется, позволит читателю понять основные черты сложившейся ситуации и возможные направления дальнейшего развития.

О ЧЕМ ИДЕТ РЕЧЬ

Технология Internet-телефонии основана на использовании для передачи голоса сетей, изначально рассчитанных на передачу данных. При этом голосовой сигнал оцифровывается, разделяется на пакеты, которые обычно применяются при работе с данными, и в таком виде пересылается по сети. На противоположном конце канала связи пакеты собираются, голосовой сигнал восстанавливается, и таким образом обеспечиваются телефонные переговоры между двумя устройствами, подключенными к сети передачи данных.

Так выглядит идея в самых общих чертах. Реализовать ее можно на разных уровнях стека протоколов ISO/OSI. В четвертом номере журнала LAN за прошлый год рассказывалось о технологиях передачи голоса по информационным сетям на втором уровне стека протоколов. Для этого обычно используются сети либо ATM, либо frame relay, для подключения к которым необходима специальная аппаратура. Установка такой технологии требует весьма значительных затрат, поэтому это решение рассчитано на крупные организации, в первую очередь на те, где уже имеется подключение к соответствующей сети - тогда добавить передачу голоса можно по сравнительно невысокой цене; часто для этого нужно просто вставить дополнительный модуль в соответствующее устройство.

Internet-телефония осуществляется на следующем, сетевом, уровне стека протоколов. В ней для передачи цифровых пакетов, несущих голосовую информацию, используется имеющаяся в настоящее время практически в каждой организации всемирная сеть Internet. Для подключения к Internet-телефонии нужно просто обзавестись дополнительным оборудованием, обеспечивающим перевод голоса в цифровую форму (в простейшем случае подойдет и обычный мультимедийный компьютер), и поставить соответствующее программное обеспечение. При этом конкретное технологическое решение, реализуемое для передачи данных через Сеть, никакой роли не играет (например это может быть IP поверх frame relay, или X.25, или что-то еще). Начальные расходы, связанные с установкой этой технологии, по плечу даже не слишком большим организациям, экономия же от перевода голосовых переговоров с довольно дорогой телефонной сети на почти бесплатный (или, во всяком случае, очень дешевый) Internet ожидается колоссальная.

Впрочем, в таком простом виде описываемая технология больше годится для использования в качестве игрушки, чем для различных бизнес-приложений. Конечно, очень удобно поставить на своем компьютере модем с большой пропускной способностью и установить нужную программу, а потом свистнуть своему приятелю где-нибудь в Чикаго, чтобы поставил у себя такую же конфигурацию. И - разговаривай сколько влезет. Влезет, надо сказать, не слишком много, потому что довольно скоро одному из абонентов (или обоим) надоест, что ответа на вопрос приходится дожидаться довольно долго, что слышно не очень хорошо, и часто приходится переспрашивать, и т. д.

С бизнес-приложениями Internet-телефонии все обстоит не так просто. Во-первых, перевод голосового трафика на Internet резко повышает требования к пропускной способности канала связи, используемого для подключения организации к Сети. Во-вторых, и это на сегодняшний день главное, качество связи, обеспечиваемое Internet-телефонией, довольно низкое. То, что приемлемо при болтовне между двумя приятелями (которым к тому же нравится сам процесс передачи голоса через Сеть), не слишком годится для корпоративных применений, не говоря уже о предоставлении коммерческих услуг на базе этой технологии. Наконец, в-третьих, между телефонной сетью и IP-сетью имеется одно существенное различие. Телефонные номера, как правило, присваиваются абонентам раз и навсегда, поэтому для этой сети можно составить список абонентов с указанием присвоенных им номеров. Что же касается IP-адресов, то они часто присваиваются в динамическом режиме, только на текущий сеанс. Поэтому Internet-телефонную книгу составить затруднительно; в последнее время в печати часто высказывается мнение, что для повсеместного внедрения Internet-телефонии придется создать всемирную службу, которая отслеживала бы присвоение адресов в динамическом режиме.

Основные усилия разработчиков систем Internet-телефонии сосредоточены сейчас на решении второй проблемы. Атака идет с нескольких направлений. Во-первых, голос после оцифровки следует сжимать. Чем сильнее он будет сжат, тем меньше пакетов понадобится для передачи одного и того же речевого фрагмента и, соответственно, тем меньше вероятность искажений и задержек, связанных с разборкой-сборкой голосового потока в процессе передачи. Тут есть и противоположная тенденция - чем сильнее сжимается голос, тем значительнее искажения, вносимые в сигнал самим процессом сжатия-восстановления. Краткий обзор технологий компрессии голоса можно найти в статье "Как налить море в наперсток?", опубликованной в декабрьском номере журнала "Сети. Глобальные сети и телекоммуникации" за прошлый год. Во-вторых, предпринимаются попытки ввести в IP-сетях некое подобие понятия уровня обслуживания (quality of service, QoS), имеющегося в сетях ATM.

Для обеспечения управления задержками в доставке пакетов данных по назначению был разработан ряд протоколов. В частности, протокол RTP (Real-Time Transport Protocol) позволяет снабжать пакеты данных временными метками, обеспечивающими синхронизацию потоков данных. Протокол RTP описывается в документе RFC1889. Еще один протокол, носящий название RTCP (Real-Time Transport Control Protocol), позволяет приложению реагировать на изменение состояния сети. В частности, получив информацию о снижении эффективной пропускной способности сети, приложение может повысить степень компрессии голоса, пожертвовав его качеством. Как только обстановка в Сети разрядится, степень компрессии голоса можно будет понизить. Наконец, разрабатываемый в настоящее время протокол RSVP (Resource Reservation Protocol) позволит приложениям динамически резервировать определенную долю полосы пропускания для передачи потока голосовой информации. Реализация RSVP будет означать появление в Internet некоего аналога QoS.

Еще одна проблема, которую приходится решать производителям систем Internet-телефонии, - отсутствие единого стандарта на программы, обеспечивающие связь. В настоящее время связь через IP-сеть возможна только в том случае, если с обеих сторон устанавливаемого соединения используются одинаковые системы. Поэтому весьма позитивным фактом можно считать то, что в ноябре прошлого года ведущие компании образовали комитет под названием Voice over IP Forum. Этот комитет, учредителями которого стали фирмы Cisco Systems, Dialogic, VocalTec, нацелен на разработку общего стандарта, который мог бы обеспечить интероперабельность систем передачи голоса через Internet и другие IP-сети. В качестве основы нового документа был принят стандарт H.323, в котором описывается передача мультимедиа между локальными сетями и телефонными системами (например ISDN).

В настоящее время корпорации видят в Internet-телефонии исключительно средство сэкономить деньги. Более глубокий взгляд на проблему позволит понять, что передача голоса через IP-сеть - это очередной шаг к созданию интегрированной технологии обмена данными, голосовой информацией и видеоизображением. Эта тема в настоящее время очень популярна, поскольку международные организации испытывают серьезные неудобства (и несут значительные расходы) в связи с необходимостью поддерживать несколько телекоммуникационных сетей - отдельно для телефонной связи, отдельно для обмена данными.

КОНФИГУРАЦИИ INTERNET-ТЕЛЕФОНИИ

Все используемые в этой технологии соединения можно разделить на два больших класса - выполняемые без использования телефонной сети (только средствами IP-сети) и те, что предполагают передачу голоса через телефонную сеть на некоторой части пути следования сообщения. В первом случае связь осуществляется между двумя компьютерами, оборудованными средствами мультимедиа либо компьютерно-телефонными средствами, позволяющими подключать телефонный аппарат непосредственно к компьютеру. Во втором - при помощи IP-вызова можно устанавливать связь между телефонными аппаратами, подключенными к обычной телефонной сети, либо между компьютером и телефонным аппаратом (благодаря последним достижениям компьютерной телефонии появилась возможность звонить не только с персонального компьютера на телефонный аппарат, но и с телефонного аппарата на персональный компьютер).

Первые опыты в области Internet-телефонии подразумевали связь именно в первой конфигурации. Для ее осуществления фактически не требуется ничего, кроме аппаратуры для оцифровки голоса, хорошей программы компрессии голосового сигнала и высокопроизводительного канала связи с Internet. Сначала такие приложения обеспечивали связь только в полудуплексном режиме (один говорит, другой слушает; иногда программы даже имитировали нечто вроде кнопки "Связь", на которую нужно было нажать, чтобы начать говорить). Для соединения с абонентом в них надо было в явном виде задавать IP-адрес, всякий сервис (вроде повтора набранного номера, адресной книги и т. д.) отсутствовал. С тех пор технология ушла далеко вперед, появились программы, позволяющие разговаривать в полнодуплексном режиме, присваивать абонентам мнемонические адреса и предоставлять другие дополнительные удобства.

Существенно более сложна, однако, и куда более полезна вторая конфигурация. В ней для связи между телефонной сетью и сетью Internet используется специальный шлюз. В качестве примера функционирования такой системы можно рассмотреть корпоративную сеть на базе IP-телефонии. Представим себе компанию, имеющую большое число филиалов в разных концах страны или даже разных странах мира; во всех филиалах установлены локальные вычислительные сети, имеющие постоянное подключение к Internet, и телефонные сети, подключенные к учрежденческой АТС (private branch exchange - PBX). Таких организаций становится все больше и больше, их расходы на телекоммуникации могут быть весьма велики. В этой ситуации можно добиться существенной экономии, воспользовавшись следующей системой (Рисунок 1). Если сотруднику надо позвонить своему коллеге, он набирает на своем телефонном аппарате номер компьютерно-телефонного шлюза, установленного в его подразделении. Далее шлюзовой компьютер голосом по телефону задает сотруднику ряд вопросов, на которые он отвечает, нажимая на кнопки на своем телефонном аппарате (как в обычных системах компьютерной телефонии). В результате шлюз получает всю информацию, необходимую для выполнения вызова. Шлюз представляет собой компьютер, подключенный, с одной стороны, к PBX (при помощи плат компьютерной телефонии производства компании Dialogic или аналогичных), а с другой стороны - к сети Internet. На нем устанавливается специальное программное обеспечение, поддерживающее маршрутизацию телефонного вызова. На противоположном конце соединения установлен точно такой же компьютерно-телефонный шлюз, обеспечивающий перевод телефонного вызова из Internet в местную телефонную сеть и его передачу на телефонный аппарат адресата.

Picture 1(1x1)

Рисунок 1.
Схема корпоративной сети на базе компьютерно-телефонных шлюзов.

Шлюзы между телефонной сетью и всемирной информационной сетью Internet могут иметь и более широкое применение. Дальняя голосовая связь через Internet может представлять собой платную услугу телекоммуникационной компании. В принципе реально представить себе глобальную инфраструктуру компьютерно-телефонных шлюзов (Рисунок 2), которая позволит выполнять дальние междугородные и международные звонки с использованием телефонной сети лишь на относительно небольшом участке общего пути передачи вызова. Такая система может работать следующим образом. Абонент набирает номер ближайшего к нему шлюза и дает ему команду выполнить соединение с тем или иным телефонным номером. Шлюз обращается к соответствующей службе телефонного справочника и выясняет, где находится адресат вызова и какой шлюз расположен к нему ближе всего. Затем он соединяется через Internet с найденным шлюзом и указывает ему, с каким телефонным номером следует осуществить соединение. Вызванный шлюз принимает звонок и переключает его на телефонный аппарат адресата. Итак, путь передачи вызова выглядит следующим образом: от звонящего абонента до ближайшего к нему шлюза звонок передается через телефонную сеть, на участке от вызывающего шлюза до вызываемого в дело вступает Internet, и, наконец, на промежутке между вызываемым шлюзом и адресатом для передачи вызова опять используется телефонная сеть. Таким образом, по тарифам телефонных компаний приходится платить только за передачу звонка от абонента к шлюзу и от шлюза к абоненту, участок же между шлюзами оплачивается по тарифам Internet. Если сеть шлюзов будет достаточно "частой", то это приведет к существенному снижению стоимости телефонных переговоров.

Picture 2(1x1)

Рисунок 2.
Международная сеть с частичной передачей телефонных вызовов через Internet.

Уже делаются первые попытки развернуть подобные системы. Проблем тут множество. Невысокое качество передачи речи и задержки при переговорах приводят к тому, что предлагать такую услугу на платной основе пока осмеливаются очень немногие компании. До развертывания глобальной сети шлюзов еще очень далеко, поэтому все предлагаемые на коммерческой основе услуги носят частный характер. Тем не менее "первое слово" сказано, и сами телекоммуникационные компании уже фактически признали, что у них появился конкурент, с которым нельзя не считаться.

А теперь рассмотрим ряд примеров конкретных приложений и услуг, которые позволят нам понять, каково положение в настоящий момент технологии Internet-телефонии.

ПЕСТРЫЙ МИР

Начнем с простого. Продуктов, обеспечивающих голосовую связь между компьютерами с передачей вызова через Internet, сейчас на рынке довольно много. В частности, в систему Microsoft Internet Explorer 3.0 интегрирована программа NetMeeting, позволяющая вести телефонные переговоры и организовывать конференции; в другой популярный браузер, Netscape Navigator, интегрирована программа CoolTalk. Современные продукты обычно обеспечивают (если поставить соответствующие драйверы для звуковых плат) голосовую связь в полнодуплексном режиме и различаются по уровню удобств, предоставляемых пользователю.

В качестве примеров приложений, обеспечивающих связь между двумя компьютерами, можно привести программы DigiPhone компании Third Planet Publishing и InternetPhone 4.0 компании VocalTec. DigiPhone можно использовать для связи только с теми компьютерами, на которых установлена точно такая же программа. Она обеспечивает выполнение следующих функций: идентификацию вызывающего абонента (на экран выдается электронный адрес звонящего), отсев входящих звонков по определенным признакам, организацию личной адресной книги, доступ к глобальной базе DigiPhone, где содержатся электронные адреса всех пользователей DigiPhone. Более серьезная разработка - продукт InternetPhone производства VocalTec. Во-первых, это первый продукт Internet-телефонии, совместимый с продуктами других производителей: он может взаимодействовать с программами NetMeeting и InternetPhone компании Intel. Программа позволяет напрямую соединяться с нужными абонентами, минуя серверы (использование многих других программ предусматривает вход на специально отведенный для этого сервер); в случае, если абонент в данный момент отключен от сети, ему можно послать голосовую почту. Программа обладает всеми функциями современной телефонной сети (имеются режимы "Hold" и "Mute", распознавание вызывающего абонента, отсев звонков). В программу встроена функция File Transfer, позволяющая обмениваться файлами с собеседником. Служба GOLD (Global Online Directory) обеспечивает мгновенный доступ к пользователям InternetPhone по всему миру.

Что касается компьютерно-телефонных шлюзов, то тут в лидерах опять-таки компания VocalTec. Ее продукт обеспечивает четыре режима соединения между пользователями: от телефонного аппарата к телефонному аппарату с частичной передачей вызова через Internet; с персонального компьютера, где установлены программы VocalTec Desktop Dialer и Internet Phone with Video 4.0 - к телефонному аппарату; с персонального компьютера, где установлен браузер с приставкой Internet Phone for Web Browser (в настоящее время поддерживаются Netscape Navigator и Microsoft Internet Explorer) - к телефонному аппарату, подключенному к Web-серверу, где имеется специальный модуль Click&Talk; наконец, с телефонного аппарата - к компьютеру, с программным обеспечением Internet Phone. Третий тип соединения заслуживает некоторого пояснения. Речь идет о следующем. В Web-страницу может быть встроена специальная кнопка (для этого и нужен Click&Talk), нажав на которую пользователь браузера немедленно получает соединение с телефонным номером, связанным с этой кнопкой при установке страницы. Это очень удобно для различных систем электронной коммерции, служб технической поддержки и т. д. Просматривая Web-страницу, пользователь Internet может немедленно получить телефонное соединение и задать все интересующие его вопросы. Internet Telephony Gateway обеспечивает полнодуплексную связь с подавлением эха. В продукте применяются алгоритмы автоматической маршрутизации, осуществляющие оптимальный выбор шлюза, к которому следует направить поступивший на вход звонок (в соответствии с адресом назначения). Предусмотрены балансировка трафика, благодаря чему вызовы направляются по наименее загруженным маршрутам, а также мониторинг состояния сети, который позволяет оповещать абонента об отказах в Internet и телефонной сети и перенаправлять трафик в обход заторов в Сети. Благодаря модульной структуре приложения его можно объединять с другими приложениями, например с системами голосовой почты. В сети компьютерно-телефонных шлюзов можно устанавливать различные защитные системы, в частности присваивать пользователям личные PIN-коды.

В начале марта этого года была представлена третья версия компьютерно-телефонного шлюза Internet Telephony Gateway, обеспечивающая, помимо голосовых переговоров между пользователями, также и обмен факсимильными сообщениями. Помимо этого, в новой версии появились следующие функции: интегрированная в состав продукта функция Desktop Dialer (ранее она поставлялась отдельно), позволяющая набрать любой телефонный номер при помощи персонального компьютера; возможность отслеживания звонков и учета тарифов с использованием программного обеспечения стороннего производителя, что важно для выставления счетов (billing system); возможность централизованного управления сетью с большим числом серверов; автоматическая система дистанционного тестирования, осуществляющая автоматическую генерацию сообщений о возникающих проблемах; наконец (что очень важно), различные функции установки уровней обслуживания, обеспечивающие оптимальное качество голосовой связи.

Наконец, еще одна очень важная новость. Появилась первая всемирная сеть Internet-телефонии на базе технологии VocalTec - ее разворачивает израильская компания Delta Three. Компьютерно-телефонные шлюзы компании установлены в США, Израиле, России, Парагвае, Колумбии и ряде европейских стран. В ближайших планах компании - установка серверов в Лондоне, Берлине, Париже, других крупных городах Европы, а со временем и мира. В настоящее время Delta Three, в частности, предлагает всем желающим приобрести специальную абонентскую карточку, владелец которой сможет входить в систему с любого телефонного аппарата - надо лишь ввести номер этой карточки, воспользовавшись наборной клавиатурой телефона. Помимо этого, Delta Three разрабатывает специальные решения для корпоративных компьютерно-телефонных сетей. В России услуги Delta Three доступны в Санкт-Петербурге и Москве. Техническая помощь в установке компьютерно-телефонных шлюзов в России была оказана московской компанией CompTek International, имеющей большой опыт в эксплуатации компьютерно-телефонных плат Dialogic (которые служат аппаратной основой VocalTec Internet Telephony Gateway). В частности, выяснилось, что платы Dialogic не распознают окончания телефонного соединения в российской телефонной сети. Понадобилась дополнительная настройка, которую и выполнили специалисты CompTek.

...ОБЕЩАЕТСЯ НАДСТРОЙКА И РАЗВИТИЕ

Появление Internet-телефонии заметно обеспокоило телефонные компании. В США были даже предприняты попытки обвинить провайдеров соответствующих услуг в нечестной конкуренции. Состоявшееся судебное разбирательство, впрочем, не нашло в этом никакого "состава преступления", и таким образом Internet-телефония обрела законное право на существование. Пока что Internet-телефония не может составить заметной конкуренции традиционной телефонной сети - и прежде всего из-за низкого качества передачи голоса и неразвитости соответствующей инфраструктуры. В обоих направлениях, однако, происходит весьма быстрое развитие, и, возможно, через некоторое время в мире появится альтернативное средство голосовой и факсимильной связи, доступное в любой точке планеты.


Александр Крейнес - научный сотрудник Института кристаллографии Российской Академии наук. С ним можно связаться через Internet по адресу: kreines@radio-msu.net.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями