Základní termíny

PSTN - Public Switched Telephone Network - veřejná telefonní síť, spojuje celý svět a odehrávají se přes ní všechny tradiční telefonní hovory, naši IPT můžeme (a často musíme) propojit do PSTN

PSTN signaling - CAS - Channel associated signaling a CCS - Common channel signaling - používá vlastní linku pro signalizaci

IPT - Internet Protocol Telephony - telefonie přes protokol IP, může probíhat třeba přes internet

VoIP - Voice over IP - jiný termín pro IPT, přenos hlasu přes standardní IP síť

PBX - Private Branch Exchange - česky pobočková ústředna (PBÚ), používá se v klasickém telefonním světě, firmy většinou nemají telefony připojené přímo do ústředny operátora, ale používají vlastní ústřednu, která je do PSTN propojena trunkem, ústředna spravuje telefony a linky uvnitř firmy

Call Admission Control - uměle omezuje počet současných hlasových spojení, aby se nepřetížila WAN linka (tím by došlo k poruchám na všech hovorech)

Distributed Call Control - koncové stanice mají inteligenci k vytvoření hovoru, protokol SIP či H.323

Komponenty IPT

Základní komponenty pro VoIP

Jedná se o gateway, CallManager a IP telefon.

Voice Gateway - hlasová brána ve VoIP provádí ukončení médií, převod signalizace mezi PSTN a IP sítí, jinak řečeno propojuje tradiční telefonní síť (digitální a analogové telefony, PBX, PSTN) a IP telefonii

Gatekeeper - používá se v sítích s protokolem H.323, umožňuje zvětšování sítí, zařizuje call admission control, call routing, překlady adres a správu přenosového pásma mezi koncovou stanicí a CallManagerem

Call Processing - zpracování a řízení hovorů (call control), dříve CallManager nyní Communications Manager, zařizuje podobné funkce jako PBX pro IP telefony

Koncové zařízení - IP telefon či softwarový klient

Cisco zařízení pro Call Processing

CUCM - Cisco Unified Communications Manager - softwarová komponenta pro zpracování hovorů pro větší firmy, představuje vlastní PBX, bohaté funkce a značně škálovatelné

CME - Cisco Unified Communications Manager Express - IOS vlastnost routeru, na malých pobočkách řídí lokální zpracování hovorů, obsahuje podmnožinu funkcí CUCM

SRST - Survivable Remote Site Telephony - vlastnost routeru na pobočce, aby převzal funkce Call Agenta, když vypadne spojení s CallManagerem v centrále, záložní řešení, obsahuje pouze základní funkce CUCM

Protokoly

IP telefonie používá pro přenosy protokol UDP a RTP. UDP protokol poskytuje multiplexing.

RTP - Real-Time Transport Protocol - standardizovaný protokol aplikační vrstvy, který poskytuje end-to-end služby pro hlas a video v reálném čase

Call signaling protokoly pro VoIP používané Ciscem jsou SIP, H.323, MGCP.

SIP - Session Initiation Protocol - standardizovaný signalizační protokol, běží na aplikační vrstvě nad TCP nebo UDP, je textově orientovaný a používá některé principy, jako jsou v HTTP či SMTP

H.323 - další standard konkurující SIPu, komunikace mezi UCCM a gateway, brána má vlastní směrovací plán

MGCP - Media Gateway Control Protocol - brána je řízena z UCCM

Pro komunikaci s IP telefony používá Cisco primárně protokol SCCP - Skinny Call Control Protocol.

Hlasové kodeky

G.711 - používá PCM (Pulse code modulation), dobrá kvalita, standardizovaný a rozšířený, ale ne příliš efektivní, používá vzorkovací frekvenci 8kHz a rozlišení 8 bitů, z toho plyne přenosová rychlost 64kbps, když se přidají hlavičky (IP, UDP, RTP = 40B), tak je přenos 80kbps (tedy jedna čtvrtina navíc), používá logaritmickou kompresi zvanou A-law nebo u-law

G.729A - úspornější hlasový kodek s horší kvalitou, potřebuje pouze 8kbps, ale spolu s hlavičkami je to datový tok 24kbps

G.722 - širokopásmový kodek pro místa, kde není problém s přenosovým pásmem, má výrazně lepší kvalitu, používá vzorkovací frekvenci 16kHz, je použitý v nejnovějších Cisco telefonech

VoIP a QoS

Ztráta až 30ms VoIP provozu se dá opravit algoritmem kodeku. Cisco používá 20ms dlouhé vzorky, takže se může ztratit maximálně jeden RTP paket. QoS u VoIP řeší - Bandwidth, delay, jitter a ztrátovost paketů.

Převod signálu

Převod analogového signálu na digitální

1. sampling - periodické vzorky - výstup PAM signál
2. quantization  - PAM (pulse amplitude modulation) se porovná se stupnicí > amplituda (výška), lineární nebo logaritmická
3. encoding - převod do binárního formátu
4. compression - může se komprimovat

Převod se provádí v DSP - Digital Signal Processor. Standardní technikou vzniká nekomprimovaný tok 64kbps.

Převod digitálního signálu na analogový

1. decompression - pokud byl komprimovaný
2. decoding - binární signál převede na amplitudy - vytvoří PAM
3. reconstruction - pomocí filtru převede PAM na analogovou vlnu

Analogová rozhranní hlasových bran

FXO - Foreign Exchange Office - připojení gatewaye k analogové PBX či PSTN (emuluje koncové analogové zařízení)

FXS - Foreign Exchange Station - připojení k analogovému koncovému systému (telefon, fax), emuluje port ústředny, poskytuje napájení

E&M - Earth&Mouth - signály pro analogový trunk (spojení ústředen)

VAD - Voice Activity Detection

Potlačuje přenos tichých míst ve VoIP komunikaci (standardně proudí stejná data, i když není žádný zvuk). Při minimálně 24 hovorech může ušetřit cca 35% pásma. VAD detekuje ticho a pak nepřenáší data.

Ukázka konfigurace na hlasové bráně - Dial Peer

Zde se nachází pouze malá ukázka základní konfigurace Dial Peeru na hlasové bráně (voice gateway). Dial Peer je základním prvkem číslovacího plánu, identifikuje zdrojové a cílové koncové body a definuje charakteristiky, které se uplatňují na hlasové spojení. Dial Peer jsou dvou typů, podle typu připojeného zařízení:

• POTS - Plain old telephone system - tradiční telefonní zařízení (telefon, PBX, PSTN), mapuje vytáčený řetězec na určitý hlasový port lokálního routeru
• VOIP - Voice-network - spojení po IP síti, vytáčený řetězec se mapuje na vzdálené síťové zařízení, jako je cílový router

Následující příklad ukazuje nejjednodušší konfiguraci. Na Router přijde komunikace, kdy se vytáčí číslo 111, přijde z IP sítě. Pro ni se nalezne cíl na portu 1/0/0 a tam se odešle. Na Router2 přijde ta samá komunikace z analogového telefonu s číslem 222, jako cíl se nalezne brána s IP adresou 10.1.1.1.

ROUTER(config)#dial-peer voice 1 pots
ROUTER(config-dial-peer)#destination-pattern 111
ROUTER(config-dial-peer)#port 1/0/0

ROUTER2(config)#dial-peer voice 2 voip
ROUTER2(config-dial-peer)#destination-pattern 111
ROUTER2(config-dial-peer)#session target ipv4:10.1.1.1