Доклад о GPL PBX Asterisk

Оглавление

Доклад о GPL PBX Asterisk	1

Вступление	2

Термины	2

Мифы и факты	2

Мифы о цене IP-телефонии	2

Миф о низком качестве IP-телефонии	3

Миф об IP-телефонии как альтернативе классической телефонии	3

Преимущества:	3

Стандарты IP-телефонных коммуникаций. Проблема Skype	3

Asterisk	4

Основные характеристики	4

Устройства доступа	5

IP-телефоны	5

Шлюзы с FXO-портами	5

Мультисервисные роутеры	5

Софтфоны	6

Bluetooth-гарнитуры	6

Программы для bluetooth-сотовых и WiFi-наладонников	6

USB-телефоны	6

Финансовые вопросы	6

Надёжность вложений	6

Экономия средств	7

Приложения	7

Удалённый сотрудник	7

Голосовая почта	7

Шлюзы	7

Запись разговоров	8

Провайдер IP-телефонии	8

Обработка факсов	8

Объединение офисов	8

Внутренняя офисная АТС	8

Решение для провайдеров и домашних сетей	8

Звонки без использования операторов	8

Преимущества Asterisk перед конкурирующими продуктами	9

Производительность	9

Масштабируемость	9

Надёжность	9

Независимость от поставщика	9

Совместимость	9

Цена	9

Дополнительно	10

Таблица требований к толщине канала для разных кодеков	10

Таблица стоимости различных методов подключения	10

Благодарности	11

Вступление

В настоящее время слова “IP-телефония” стали очень модными. Использование IP-телефонии сулит и экономию средств, и качество связи, и множество дополнительных сервисов. Однако, сталкиваясь с реальными системами IP-телефонии системами на практике, потребитель часто оказывается разочарованным. В первую очередь – из-за недостатка информированности о том, что он покупает, и во сколько ему обойдётся решение целиком, потребитель ошибается при проектировании сети и выборе средств.

Поэтому хотелось бы чётко очертить круг возможных применений IP-телефонии, где можно достоверно прогнозировать стоимость внедрения и обслуживания, а также экономическую применимость. Я также покажу возможности применения свободной платформы IP-телефонии Asterisk.

Термины

IP-телефония – передача речи через IP-сети (Internet и Intranet сети).

Мифы и факты

Сначала немного о мифах и фактах, касающихся технологии.

Есть две основных технологии передачи данных – коммутация каналов и коммутация пакетов. Первая – это классическая телефония: устанавливается соединение, выделяется канал “от пункта А до пункта Б”, и этот канал занят всё время разговора – независимо от того, передаётся по нему что-либо, или нет. Второе – основа современных компьютерных сетей: данные разбиваются на небольшие пакеты, каждый из которых передаётся отдельно; каждый пакет может быть передан своим путём.

Как следствие, в первом случае мы получаем гарантированное качество (непрерывность звукового потока). При коммутации пакетов нам приходится прилагать дополнительные усилия по обеспечению гарантированного качества связи, зато каналы используются существенно более оптимально и гибко.

Мифы о цене IP-телефонии

Откуда берётся экономия средств

широкая распространённость всего необходимого оборудования;

упрощённая система организации СКС (структурной кабельной сети);

использование алгоритмов сжатия;

использование VAD (Voice Active Detection) – передача данных только в моменты, когда собеседник реально что-то говорит;

Траты

огромная стоимость коммерческих АТС (стоимость может составлять несколько десятков тысяч долларов), что решается применением Asterisk;

большая стоимость цифровых аппаратов и шлюзов, что постепенно перестаёт быть правдой (24 внутренних аналоговых порта от D-Link стоят около 750$, SIP-телефон стоит 80-90$);

Преимущества

Основное отличие от традиционной телефонии в плане ценообразования это возможность гибкого конфигурирования каждой части сети. Благодаря открытым протоколам, таким как SIP, вы можете строить разные части сети на решениях разных производителей.

Миф о низком качестве IP-телефонии

IP-телефония – это в первую очередь цифровая телефония. В зависимости от настроек оборудования и пропускной способности канала может обеспечиваться качество связи как на уровне цифровой телефонии, так и ниже – если есть желание сэкономить на пропускной способности канала.

В настоящий момент одно из весьма распространённых применений IP-телефонии – дешёвая междугородняя связь. Для создания действительно недорогого продукта провайдеры нередко жертвуют качеством. Можно спорить о том, насколько это оправдано. В любом случае – ту же технологию можно использовать и иным образом.

Миф об IP-телефонии как альтернативе классической телефонии

IP-телефония – это не “дешёвая замена обычной телефонии”. Такое отношение равносильно тому, что “электронная почта – это дешёвая альтернатива почтовой переписки”.

IP-телефония предоставляет возможности, либо принципиально недоступные ранее, либо доступные с неприемлемыми затратами.

Преимущества:

Возможность создавать сложнейшие сервисы (голосовые меню, сложные правила обработки звонков, автоматизированный приём факсов);

Возможность “объединять офисы”, тем самым экономя на телефонных переговорах;

Простота обслуживания и расширения;

Безопасность – трафик IP-телефонии можно направлять через VPN;

Стандарты IP-телефонных коммуникаций. Проблема Skype

Чтобы различные программные и аппаратные системы, реализующие IP-телефонию, могли взаимодействовать между собой, они должны поддерживать общие стандарты, а именно – протокол (способ установления связи и передачи данных) и кодек (способ кодирования голоса и компрессии данных).

Чрезвычайно важно использование открытых стандартов (кодеков и особенно протоколов). Оно позволяет не зависеть от конкретного поставщика решений, устанавливать связь с любым партнёром вне зависимости от поставщика его оборудования, а также – это весьма важно для корпоративного и государственного применения – контролировать, что именно передаётся и принимается.

Среди частных пользователей в последнее время широко распространилась VoIP-программа Skype. Она достаточно удобна, и к тому же Skype предоставляет и услуги недорогого межгорода. Но использовать Skype – дело опасное. И не только потому, что он имеет тенденцию “прокачивать” через канал большое количество “чужого” трафика – с этим как раз можно справиться техническими средствами. Главная проблема Skype – именно закрытый стандарт (не сам по себе закрытый код, а именно протокол передачи голоса и связи с сервером). Мы не можем знать, что и куда передаёт эта программа. Она может оказаться угрозой корпоративной и государственной безопасности.

Кроме того, невозможна конкуренция провайдеров – протокол закрыт для всех, кроме компании, предоставляющей услуги Skype. А вот провайдеры, которые применяют открытые стандарты, могут конкурировать, не заставляя клиентов менять аппаратные или программные решения. Закрытость или открытость кода этих решений уже не играет решающей роли.

Asterisk

Asterisk в текущем своём виде решает две важнейших проблемы на пути развития IP-телефонии в нашей стране: стоимость и поддержка множества стандартов:

Asterisk поддерживает одновременно несколько протоколов (наиболее распространённый открытый стандарт – SIP, H.323, MGCP, SCCP, и собственный IAX), а также позволяет использовать платы с поддержкой от 1 до 4-х E1 каналов.

Что такое Asterisk

Решение проблем с множеством форматов и создание шлюзов

Расширения

возможность использовать AGI

возможность легко добавлять свои кодеки, типы каналов, приложения

Основные характеристики

Поддерживаемые кодеки

Asterisk поддерживает практически все существующие кодеки для передачи голосовых данных:

GSM – самый известный кодек;

G723.1 – наилучшая устойчивость качества звука при небольшом требовании к каналу. Кодек патентованный, т.е. его реализация в открытом коде может иметь проблемы в некоторых странах;

G729 – самый распространённый кодек в коммерческих системах VoIP, из-за того, что этот кодек патентованный и не имеет особых преимуществ, кроме совместимости с коммерческим программным обеспечением – его использование настоятельно не рекомендуется там, где нет необходимости стыка с подобным оборудованием. К счастью большинство современного оборудования и программного обеспечения поддерживает G.711 и G.723.1. Кроме того, этот кодек очень требователен к процессору, и поэтому даже Cisco ATA-186/188 поддерживают его исключительно на одной из двух своих линий. Заметим, что поддержка G.729 требует отдельных усилий при сборке Asterisk и доступна только под Linux;

G711 – стандарт, использующийся в классической цифровой телефонии – обеспечивает максимально возможное качество речи, но относительно сильно загружает канал. Рекомендуется к использованию внутри офиса, и особенно – для “шлюзования” между Asterisk и аппаратными VoIP- системами;

Speex – свободный кодек (не обременённый патентами), поддерживает большой диапазон уровней сжатия Идеальный кодек для соединения друг с другом систем, основаных на свободном программном обеспечении;

LPC10 – кодек с наилучшим уровнем сжатия, обеспечивает хорошую чёткость речи, однако полностью устраняет интонации, и поэтому малоприемлем в большинстве ситуаций;

ILBC – хороший низкобитрейтный свободный кодек (RFC 3951), обеспечивающий приемлимое качество речи даже при выпадении части пакетов;

ADPCM – устаревший кодек, его поддержка сделана, видимо, исключительно с целью совместимости;

G726 – практически неприменимый в настоящее время кодек, поддерживается ради совместимости;

Надёжность

Возможность дублирования АТС – большинство IP-телефонов при невозможности соединиться с основным сервером могут передавать вызов через резервный;

Возможность дублирования соединений – современные коммутаторы поддерживают протокол Spanning Tree, благодаря которому при правильной организации соединений даже повреждение любого из основных кабелей внутри организации не приведёт к потере работоспособности какого-либо телефона;

Возможность организации сложных правил маршрутизации звонков даёт возможность автоматически менять путь звонков в зависимости от наличия соединений с различными операторами и отдельными офисами;

В настоящий момент в Asterisk реализована для протокола IAX2 и скоро будет реализована для протокола SIP поддержка специализированных алгоритмов, позволяющих обеспечить приемлимое качество речи даже при передаче по некачественным линиям связи (с потерями пакетов);

Устройства доступа

IP-телефоны

Телефонные аппараты, напрямую подключающиеся к IP-сетям. Наиболее удобное средство при создании телефонной сети с нуля. Чаще всего содержат в себе:

дисплей для отображения набираемого номера, номера АОН, записной книжки

индикатор наличия сообщений голосовой почты

кнопки быстрого доступа к голосовой почте и переводу звонков

Шлюзы с FXO-портами

Одни из наиболее распространённых устройств. Приблизительная цена 80-140$ за порт. Позволяют подключать к сетям IP-телефонии обычные телефоны. Примеры таких устройств:

Cisco ATA-186/188 (2 порта)

AddPac AP200B (2 порта)

MediaCodes MP-102/104/108/124 (от 2-х до 124-х портов)

Мультисервисные роутеры

Подобные устройства производят многие компании. Одни из самых известных – Cisco, D-Link, AddPac. При этом последние два имеют весьма богатую функциональность и крайне низкую цены.

Эти устройства объединяют в себе FXO-шлюз, обычно на 2 телефона, а также роутер и DHCP-сервер. Они идеальны для удалённых работников.

Софтфоны

Наиболее дешёвое средство доступа к IP-телефонии. Сейчас есть множество freeware (бесплатных) программ для IP-телефонии. Есть и неплохие программы с открытым исходным кодом, в основном не под Windows; однако ключевой момент – не открытость кода, а поддержка стандартных протоколов и кодеков. Достаточно установить такую программу и подключить к компьютеру наушники и микрофон.

Софтфоны наиболее удобное средство для сотрудников, чья работа напрямую связана с телефонией – сотрудники служб технической поддержки, call-центров, секретари.

Стоимость порядка 3-10$ за порт (цена наушников с микрофоном).

Bluetooth-гарнитуры

Современные bluetooth-гарнитуры можно подключить к компьютеру таким образом, что с ними будут работать практически все IP-софтфоны. Таким образом мы получаем самый удобный доступ к IP-телефонии.

Стоимость порядка 120$ за порт (100$ гарнитура, 20$ USB-bluetooth адаптер)

Программы для bluetooth-сотовых и WiFi-наладонников

Интересный вариант развития IP-телефонии. Сейчас практически у каждого есть мобильный телефон. Во многих новых мобильных телефонах есть поддержка bluetooth. Достаточно написать программу для наиболее распространённых сотовых телефонов, чтобы можно было использовать их в качестве терминалов.

USB-телефоны

Простые и недорогие устройства, подключающиеся к USB-порту. Работают обычно совместно с прилагаемым софтфоном. Очень недорогое и удобное средство, но, увы, в России пока приобрести их достаточно сложно – небольшой выбор и невысокое качество продаваемых устройств.

Финансовые вопросы

Надёжность вложений

Протокол SIP является стандартом, поддерживаемым большинством производителей VoIP оборудования и программного обеспечения. Поэтому вложения в оборудование, необходимое для использование Asterisk, окажется разумными даже в том случае, если по каким-либо причинам в будущем организация пожелает перейти на другое программное обеспечение.

Рассчет TCO при создании новой системы

стоимость оборудования (стыков с классическими АТС);

стоимость кабельных работ (при наличии в здании Ethernet сводится к нулю);

стоимость дополнительных портов на коммутаторах (при использовании телефонов со встроенными коммутаторами и наличии компьютера на каждом рабочем месте сводится к нулю);

стоимость сервера IP-телефонии (от 300$, для малого бизнеса, до 2-3k$ для крупных организаций);

стоимость установки и настройки Asterisk (200-500$ за установку);

стоимость поддержки (обновления ПО, реализация новой функциональности);

Экономия средств

За счёт выбора из нескольких операторов в зависимости от направления звонков (пример с операторами, берущими плату за выход на “кривые” сотовые и наличием линий МГТС);

При наличии нескольких операторов, дающих выход на межгород, возможность при звонке на каждое направление выбирать того оператора, через которого звонок будет наиболее дешёвым;

Использование операторов IP-телефонии, так как благодаря минимальной или отсутствующей стоимости подключения у большинства из них, есть возможность подключиться к большому их количеству;

Объединение офисов – если имеется несколько офисов, подключенных к Internet или соединённых с центральным выделенными каналами связи, отсутствует необходимость платить операторам телефонии при звонках между офисами;

Приложения

Удалённый сотрудник

Сотрудник, находящийся вне офиса, может иметь все возможности телефонии, имеющиеся в офисе – голосовая почта, перевод звонков, использование внутренней нумерации. Благодаря автоматизации получения факсов, он может принимать факсы по электронной почте (в форматах PDF или TIFF), участвовать в голосовых конференциях.

Таким образом сотрудник, работающий в домашнем офисе или в командировке не будет ничем отличаться от сотрудников, работающих в офисе.

Одно из оригинальных применений подобной технологии – для организации круглосуточной поддержки пользователей в крупной организации можно нанять нескольких человек в разных часовых поясах, которые бы принимали звонки.

Голосовая почта

неограниченное количество почтовых ящиков произвольного объёма (зависит от ёмкости используемого жёсткого диска);

возможность отсылки сообщений голосовой почты по электронной почте

Шлюзы

соединение по межгороду

соединение с внутренним номером

Пользователь набирает с любого имеющегося у него телефона номер шлюза. После этого вводит свой код доступа, и получает возможность пользоваться услугами междугородней и международной связи и звонить по внутренним номерам.

Сотрудник компании может звонить туда, куда ему нужно, просто набрав нужный номер со своего мобильного телефона или с телефона-автомата.

Достаточно легко реализовать и шлюзование “в другую сторону” – из VoIP в обычную телефонию. Эта возможность интересна не только провайдерам. Так, если есть офис в некоем городе, можно организовать вызовы из всех офисов на городские телефоны этого города через принадлежащие компании линии, не связываясь с провайдерами вовсе.

Запись разговоров

Провайдер IP-телефонии

Для Asterisk существует готовое расширение, позволяющее использовать его у провайдеров IP-телефонии, работающих по карточкам.

Обработка факсов

Нами сделана и протестирована конфигурация, в которой Asterisk при входящем звонке на выделенный номер автоматически принимает факс, и отсылает его в формате PDF на выбранный адрес электронной почты. В письме будет содержаться информация о времени звонка и номере звонившего.

Автоматический приём факса таким образом позволяет, во-первых, снизить нагрузку на секретарей, и во-вторых, избежать ситуации, когда факсов не хватает.

Таким образом без затрат можно поставить виртуальный факс-приёмник каждому сотруднику.

Объединение офисов

У вас есть несколько офисов, и вы хотите упростить звонки между ними. Используя IP-телефонию, сотрудники могут не задумываться о том, в каком городе или даже стране находится другой офис – они просто набирают внутренний номер в собственной телефонной адресации.

Внутренняя офисная АТС

Transfer (переадресация)

Создание групп пользователей с различными правами доступа (например, сотрудники низшего звена при наборе телефонного номера руководителя будут автоматически соединены с его секретарём, а руководители верхнего звена могут звонить друг другу по выбору – через секретаря или напрямую).

Решение для провайдеров и домашних сетей

С помощью Asterisk любая домашняя сеть может:

реализовать собственную телефонную сеть для своих клиентов (с дешёвым или бесплатным внутренним трафиком);

дать возможность своим клиентам делать городские и междугородние звонки, настроив Asterisk на связь с каким-либо из операторов IP-телефонии;

выполнять звонки на разные направления через разных IP-операторов, для экономии на трафике (выбирать тех, у которых на данное направление наилучшие цены);

Звонки без использования операторов

В сети Internet есть база данных http://www.e164.org/. В этой базе любая организация или частное лицо может сохранить информацию об адресах и протоколах шлюзов, через которые можно дозвониться по принадлежащим им номерам.

Таким образом, если вы сохранили там информацию о своих телефонных номерах, ваш контрагент, использующий Asterisk, и настроивший его на звонки через e164.org, при наборе вашего номера будет соединяться с вашей офисной АТС напрямую через Internet, минуя операторов телефонной связи.

Преимущества Asterisk перед конкурирующими продуктами

Производительность

При перекодировании звука на современных машинах (2.5GHz) возможно обслуживание порядка 90 одновременных каналов (т.е. 3 E1 потока).

В реальности при использовании современных серверов разумно использование до 4-х E1 потоков на одном сервере.

Масштабируемость

С ростом вашего бизнеса требования к АТС увеличиваются. Одна АТС на базе Asterisk при использовании базовой функциональности может обслужить до 500 человек. Asterisk имеет все необходимые средства для объединения нескольких АТС в единую систему передачи голоса. С ростом количества пользователей и требований к функциональности расширение будет очень простым и недорогим.

Надёжность

Asterisk позволяет очень просто объединять любое количество станций в единую систему. Благодаря этому очень легко обеспечивать дублирование АТС, что позволит обеспечивать работоспособность телефонии даже при выходе из строя части серверов, используемых для организации связи.

Независимость от поставщика

В отличии от любого закрытого решения вы всегда можете сменить поставщика, если вас не устраивает качество обслуживания или цены. Вы можете сменить поставщика на того, который сможет вам предоставить новую необходимую вам функциональность уже после ввода системы в эксплуатацию.

Совместимость

Благодаря поддержке открытых стандартов, Asterisk совместим практически со всем современным оборудованием и программным обеспечением IP-телефонии. Вы можете получать услуги одновременно от нескольких разных операторов, предоставляющих различные интересные вам условия. Вы можете подключить то оборудование, которое вам больше всего нравится.

Эффективность

IAX2 trunk позволяет более эффективно использовать пропускную способность соединяющих каналов и экономить на трафике между узлами. Экономия по сравнению с SIP составляет от полутора (для G.711) до трёх (низкобитрейтные кодеки) раз.

Цена

Так как Asterisk – свободный программный продукт, то вы платите исключительно за установку, настройку и обслуживание. Никаких выплат “за каждый канал голосовой почты”, “за объём памяти голосовой почты”, “за максимальное количество одновременных конференций”, “за максимальное количество участников в конференции”, и других выплат, ограничивающих возможности использования, как у классических офисных АТС.

Никаких ограничений на количество абонентов – к одной АТС подключается несколько сотен абонентов. При необходимости расширения, это будет гораздо быстрее и дешевле, чем введение в эксплуатацию новой АТС и настройки стыка между ними.

Дополнительно

Таблица требований к толщине канала для разных кодеков

Реальные требования к каналу отличаются от битрейта.

Кодек	Битрейт	SIP (kbps)	IAX (kbps)	IAX 2 channels (kbps)	Calls per megabit (IAX)	Calls per megabit (SIP)
G.711	64 Kbps	87,2	82,1	148	15	11
G.729	8 Kbps	31,2	30	39,7	103	32
G.723.1	6.4 Kbps	21,2				48
G 723.1	5.3 Kbps	20,8				49
G.726	32 Kbps	55,2				
G.726	24 Kbps	47,2				
G.728	16 Kbps	31,5				
iLBC	15 Kbps	27,7	28	49,3	47	36
GSM			35,4	50,2	68	
LPC10			21,9	28	164	
Speex			37,4	54,8	57	

Таблица основана на данных, взятых с http://voip-info.org/wiki-Asterisk+bandwidth+iax2

Таблица стоимости различных методов подключения

Класс	Название	Цена	Комментарий
SIP-телефон	BudgeTone 102	75$ в USA, 170$ в РФ	Оптимальный IP-телефон
SIP-телефон	Cisco 7960	475$	
SIP-телефон	Cisco 7940	390$	
SIP-телефон	Cisco 7912	271$	
PCI-плата	Digium 4xE1	1,495$	120 каналов
PCI-плата	Digium 1xE1	595$	30 каналов
PCI-плата	Digium 4xFXO/FXS	305-340$	
PCI-плата	Digium 1xE3 (16xE1)	–	480 каналов, ещё не продаётся

Благодарности

Благодарю Михаила Рамендика, участника проекта IP-провайдера для частных пользователей и Виталия Липатова, компания EterSoft, за помощь в подготовке и редактировании доклада.

	© ООО “Сейрос”	Стр. 11 из 11

Денис Вячеславович

2005-02-14T19:36:38

Денис Вячеславович