Интерфейс sip что такое

IP-телефония: от медных проводов до цифровой обработки сигнала

Если в один прекрасный день вам придется на скорую руку разобраться, что есть VoIP (voice over IP) и что значат все эти дикие аббревиатуры, надеюсь, эта методичка поможет. Сразу замечу, что вопросы конфигурирования дополнительных видов обслуживания телефонии (такие как перевод вызова, голосовая почта, конференц-связь и т.п.) здесь не рассматриваются.

1. Базовые понятия телефонии: типы аппаратов, схемы подключения
2. Связка SIP/SDP/RTP-протоколов: как это работает
3. Как передается информации о нажатых кнопках
4. Как происходит передача голоса и факсов
5. Цифровая обработка сигналов и обеспечение качества звука в IP-телефонии

1. Базовые понятия телефонии

В общем виде схема подключения локального абонента к телефонному провайдеру по обычной телефонной линии выглядит следующим образом:

На стороне провайдера (АТС) установлен телефонный модуль с портом FXS (Foreign eXchange Subscriber). Дома или в офисе установлен телефон или факс с портом FXO (Foreign eXchange Office) и модуль номеронабирателя.

По внешнему виду порты FXS и FXO никак не отличаются, это обычные 6-выводные RJ11-разъемы. Но с помощью вольтметра отличить их очень просто — на FXS-порте всегда будет какое-то напряжение: 48/60 В, когда трубка положена, или 6–15 В во время разговора. На FXO, если он не подключен к линии, напряжение всегда 0.

Для передачи данных по телефонной линии на стороне провайдера нужна дополнительная логика, которую можно реализовать на модуле SLIC (subscriber line interface circuit), а на стороне абонента — с помощью модуля DAA (Direct Access Arrangement).

Сейчас довольно популярны беспроводные DECT-телефоны (Digital European Cordless Telecommunications). По устройству они аналогичны обычным телефонным аппаратам: в них тоже есть FXO-порт и модуль номеронабирателя, но еще добавлен модуль беспроводной связи станции и трубки на частоте 1,9 ГГц.

Абоненты подключаются к PSTN-сети (Public Switched Telephone Network) — телефонной сети общего пользования, она же ТСОП, ТфОП. PSTN-сеть может быть организована с использованием разных технологий: ISDN, оптики, POTS, Ethernet. Частный случай PSTN, когда используется обычная аналоговая/медная линия — POTS (Plain Old Telephone Service) — простая старая телефонная система.

С развитием Интернета телефонная связь перешла на новый уровень. Стационарные телефонные аппараты все реже используются, в основном по служебным нуждам. DECT-телефоны немного удобнее, но ограничены периметром дома. GSM-телефоны еще удобнее, но ограничены пределами страны (роуминг — дело дорогое). А вот для IP-телефонов, они же cофтфоны (SoftPhone), никаких ограничений, кроме доступа к интернету, нет.

Skype — самый известный пример софтфона. Он может много чего, но имеет два важных недостатка: закрытая архитектура и прослушка известно какими органами. Из-за первого нет возможности создать свою телефонную микросеть. А из-за второго — не очень приятно, когда за вами подсматривают, особенно при личных и коммерческих разговорах.

К счастью есть открытые протоколы для создания своих коммуникационных сетей с плюшками — это SIP и H.323. Софтфонов на SIP-протоколе несколько больше чем на H.323, что можно объяснить его сравнительной простотой и гибкостью. Но иногда эта гибкость может вставлять большие палки в колёса. Оба протокола SIP и H.323 используют RTP-протокол для передачи медиаданных.

Рассмотрим базовые принципы протокола SIP, чтобы разобраться, как происходит соединения двух абонентов.

2. Описание связки SIP/SDP/RTP-протоколов

SIP (Session Initiation Protocol) — протокол установления сессии (не только телефонной) — это текстовый протокол поверх UDP. Также есть возможность использовать SIP поверх TCP, но это редкие случаи.

SDP (Session Description Protocol) — протокол согласования типа передаваемых данных (для звука и видео это кодеки и их форматы, для факсов — скорость передачи и коррекция ошибок) и адреса их назначения (IP и порт). Это также текстовый протокол. Параметры SDP передаются в теле SIP-пакетов.

RTP (Real-time Transport Protocol) — протокол передачи аудио/видеоданных. Это бинарный протокол поверх UDP.

Общая структура SIP-пакетов:

• Start-Line: поле, указывающее SIP-метод (команду) при запросе или результат выполнения SIP-метода при ответе.
• Headers: дополнительная информация к Start-Line, оформленная в виде строк, содержащих пары АТТРИБУТ: ЗНАЧЕНИЕ.
• Body: бинарные или текстовые данные. Обычно используется для передачи SDP-параметров или сообщений.

Вот пример двух SIP-пакетов для одной частой процедуры — установления вызова:

Слева изображено содержимое пакета SIP INVITE, справа — ответ на него — SIP 200 OK.

Основные поля выделены рамками:

• Method/Request-URI содержит SIP-метод и URI. В примере происходит установление сессии — метод INVITE, вызов абонента 555@192.168.1.200.
• Status-Code — код ответа на предыдущую SIP-команду. В данном примере команда выполнилась успешно — код 200, т.е. абонент 555 поднял трубку.
• Via — адрес, на котором абонент 777 ждет ответа. Для сообщения 200 OK это поле копируется из INVITE-сообщения.
• From/To — отображаемые имя и адрес отправителя и получателя сообщения. Для сообщения 200 OK это поле копируется из INVITE-сообщения.
• Cseq содержит порядковый номер команды и название метода, к которому относится данное сообщение. Для сообщения 200 OK это поле копируется из INVITE-сообщения.
• Content-Type — тип данных, которые передаются в блоке Body, в данном случае — SDP-данные.
• Connection Information — IP-адрес, на который второму абоненту необходимо отправлять пакеты RTP (или UDPTL пакеты в случае передачи факса по T.38).
• Media Description — порт, на который второй абонент должен передавать указанные данные. В данном случае это звук (audio RTP/AVP) и список поддерживаемых типов данных — PCMU, PCMA, GSM-кодеки и DTMF-сигналы.

SDP-сообщение состоит из строк, содержащих пары ПОЛЕ=ЗНАЧЕНИЕ. Из основных полей можно отметить:

• o — Origin, имя организатора сессии и идентификатор сессии.
• с — Connection Information, поле описано ранее.
• m — Media Description, поле описано ранее.
• a — медиа-атрибуты, уточняют формат передаваемых данных. Например, указывают направление звука — прием или передача (sendrecv), для кодеков указывают частоту дискретизации и номер привязки (rtpmap).

RTP-пакеты содержат аудио/видеоданные, закодированные в определенном формате. Данный формат указывается в поле PT (payload type). Таблица соответствия значения данного поля конкретному формату приведена в https://en.wikipedia.org/wiki/RTP_audio_video_profile.

Также в RTP-пакетах указывается уникальный SSRC-идентификатор (определяет источник RTP-потока) и метка времени (timestamp, используется для равномерного проигрывания звука или видео).

Пример взаимодействия двух SIP-абонентов через SIP-сервер (Asterisk):

Как только запускается SIP-телефон, первым делом он регистрируется на удаленном сервере (SIP Registar), отправляет ему сообщение SIP REGISTER.

При вызове абонента отправляется сообщение SIP INVITE, в теле которого вложено SDP-сообщение, в котором указываются параметры передачи звука/видео (какие кодеки поддерживаются, на какой IP и порт отправлять звук и др.).

Когда удаленный абонент поднимает трубку, нам приходит сообщение SIP 200 OK также с параметрами SDP, только удаленного абонента. Используя отправленные и полученные SDP-параметры можно устанавливать RTP-сессию передачи звука/видео или T.38-сессию передачи факсов.

Если полученные параметры SDP нас не устроили, или промежуточный SIP-сервер решил не пропускать через себя RTP-трафик, то выполняется процедура повторного согласования SDP, так называемый REINVITE. Кстати, именно из-за этой процедуры у бесплатных SIP-прокси-серверов есть один недостаток — если оба абонента находятся в одной локальной сети, а прокси-сервер находится за NAT’ом, то после перенаправления RTP-трафика ни один из абонентов не будет слышать другого.

После окончания разговора, абонент положивший трубку, отправляет сообщение SIP BYE.

3. Передача информации о нажатых кнопках

Иногда после установления сессии, во время разговора, требуется доступ к дополнительным видам обслуживания (ДВО) — удержание вызова, перевод, голосовая почта и т.п. — которые реагируют на определенные сочетания нажатых кнопок.

Так, в обычной телефонной линии есть два способа набора номера:

• Импульсный — исторически первый, использовался в основном в телефонах с дисковым номеронабирателем. Набор происходит за счет последовательного замыкания и размыкания телефонной линии согласно набираемой цифре.
• Тоновый — набор номера DTMF-кодами (Dual-Tone Multi-Frequency) — каждой кнопке телефона соответствует своя комбинация двух синусоидальных сигналов (тонов). Выполняя алгоритм Гёрцеля можно довольно просто определить нажатую кнопку.

Во время разговора импульсный способ неудобен для передачи нажатой кнопки. Так, на передачу «0» требуется приблизительно 1 секунда (10 импульсов по 100 мс: 60 мс — разрыв линии, 40 мс — замыкание линии) плюс 200 мс на паузу между цифрами. К тому же во время импульсного набора будут часто слышны характерные щелчки. Поэтому в обычной телефонии используется только тоновый режим доступа к ДВО.

В VoIP-телефонии информация о нажатых кнопках может передаваться тремя способами:

1. DTMF Inband — генерация звукового тона и передача его внутри аудиоданных (текущего RTP-канала) — это обычный тоновый набор.
2. RFC2833 — генерируется специальный RTP-пакет telephone-event, в котором содержится информация о нажатой клавише, громкость и длительность. Номер RTP-формата, в котором будут передаваться пакеты DTMF RFC2833, указывается в теле SDP-сообщения. Например: a=rtpmap:98 telephone-event/8000.
3. SIP INFO — формируется пакет SIP INFO c информацией о нажатой клавише, громкости и длительности.

Передача DTMF внутри аудиоданных(Inband) имеет несколько недостатков — это накладные ресурсы при генерации/встраивании тонов и при их детектировании, ограничения некоторых кодеков, которые могут исказить DTMF-коды, и слабая надежность при передаче (если потеряется часть пакетов, то может произойти детектирование двойного нажатия одной и той же клавиши).

Главное различие между DTMF RFC2833 и SIP INFO: если на SIP-прокси-сервере включена возможность передачи RTP непосредственно между абонентами минуя сам сервер (например, canreinvite=yes в asterisk), то сервер не заметит RFC2833-пакеты, вследствие чего становятся недоступными сервисы ДВО. Передача SIP-пакетов всегда осуществляется через SIP-прокси-серверы, поэтому ДВО всегда будут работать.

4. Передача голоса и факсов

Как уже упоминалось, для передачи медиаданных используются RTP-протокол. В RTP-пакетах всегда указывается формат передаваемых данных (кодек).

Для передачи голоса существует много разнообразных кодеков, с разными соотношениями битрейт/качество/сложность, есть открытые и закрытые. В любом софтфоне обязательно есть поддержка G.711 alaw/ulaw-кодеков, их реализация очень простая, качество звука неплохое, но они требуют пропускной способности в 64 кбит/с. Например, G.729-кодек требует только 8 кбит/с, но очень сильно загружает процессор, к тому же он не бесплатный.

Для передачи факсов обычно используется либо G.711-кодек, либо T.38-протокол. Передача факсов по G.711-кодеку соответствует передаче факса по T.30-протоколу, как будто факс передается по обычной телефонной линии, но при этом аналоговый сигнал с линии оцифровывается по alaw/ulaw-закону. Это также называется передачей факса Inband T.30.

Факсы по T.30-протоколу выполняют согласование своих параметров: скорости передачи, размера дейтаграмм, тип коррекции ошибок. T.38-протокол базируется на протоколе T.30, но в отличие от Inband-передачи, происходит анализ генерируемых и принятых T.30-команд. Таким образом передаются не сырые данные, а распознанные команды управления факсом.

Для передачи команд T.38 используется UDPTL-протокол, это протокол на базе UDP, он используется только для T.38. Для передачи комманд T.38 можно ещё использовать протоколы TCP и RTP, но они используются гораздо реже.

Основные достоинства T.38 — снижение нагрузки на сеть и большая надежность по сравнению с Inband-передачей факса.

Процедура передачи факса в режиме T.38 выглядит следующим образом:

1. Устанавливается обычное голосовое соединение по любому кодеку.
2. Когда бумага загружена в отправляющий факс, он периодически шлет T.30-сигнал CNG (Calling Tone), что означает готовность к передаче факса.
3. На принимающей стороне генерируется T.30-сигнал CED (Called Terminal Identification) — это готовность принять факс. Данный сигнал отправляется либо после нажатия кнопки «Получить факс» либо факс делает это автоматически.
4. На отправляющей стороне обнаруживается CED-сигнал и происходит процедура SIP REINVITE, а в SDP-сообщении указывается T.38 тип: m=image 39164 udptl t38.

Передавать факсы по интернету желательно в T.38. Если же факс нужно передать внутри офиса или между объектами, имеющими стабильное соединение, то можно использовать передачу факса Inband T.30. При этом перед передачей факса обязательно должна быть отключена процедура эхоподавления, чтобы не вносить дополнительные искажения.

Очень подробно про передачу факсов написано в книге «Fax, Modem, and Text for IP Telephony», авторы — David Hanes и Gonzalo Salgueiro.

5. Цифровая обработка сигналов (ЦОС). Обеспечение качества звука в IP-телефонии, примеры тестирования

С протоколами установления сеанса разговора (SIP/SDP) и методе передачи звука по RTP-каналу мы разобрались. Остался один немаловажный вопрос — качество звука. С одной стороны, качество звука определяется выбранным кодеком. Но с другой, необходимы еще дополнительные процедуры DSP (ЦОС — цифровой обработки сигналов). Данные процедуры учитывают особенности работы VoIP-телефонии: не всегда используется качественная гарнитура, в интернете бывают пропадания пакетов, иногда пакеты приходят неравномерно, пропускная способность сети тоже не резиновая.

Основные процедуры, улучшающие качество звука:

VAD (Voice activity detector) — процедура определения фреймов, которые содержат голос (активный голосовой фрейм) или тишину (неактивный голосовой фрейм). Такое разделение позволяет заметно снизить загрузку сети, поскольку передача информации о тишине требует гораздо меньше данных (достаточно лишь передать уровень шума или вообще ничего не передавать).

Некоторые кодеки уже содержат внутри себя процедуры VAD (GSM, G.729), для других же (G.711, G.722, G.726) нужно их реализовывать.

Если VAD настроен на передачу информации об уровне шума, то передаются специальные SID-пакеты (Silence Insertion Descriptor) в 13м RTP-формате CN (Comfort Noise).

Стоит заметить, что SID-пакеты могут быть отброшены SIP-прокси-серверами, поэтому для проверки желательно настраивать передачу RTP-трафика мимо SIP-серверов.

CNG (сomfort noise generation) — процедура генерации комфортного шума на базе сведений из SID-пакетов. Таким образом, VAD и CNG работают в связке, но CNG-процедура гораздо менее востребована, поскольку заметить работу CNG-можно не всегда, особенно при малой громкости.

PLC (packet loss concealment) — процедура восстановления звукового потока при потере пакетов. Даже при 50% потере пакетов хороший алгоритм PLC позволяет добиться приемлемого качества речи. Искажения, конечно, будут, но слова разобрать можно.

Простейший способ эмуляции потери пакетов (в Linux) — воспользоваться утилитой tc из пакета iproute с модулем netem. Она выполняет шейпинг только исходящего трафика.

Пример запуска эмуляции сети с потерей 50% пакетов:

Jitter buffer — процедура избавления от jitter-эффекта, когда интервал между принятыми пакетами очень сильно меняется, и что в худшем случае ведет к неверному порядку принимаемых пакетов. Также данный эффект приводит к прерываниям речи. Для устранения jitter-эффекта необходимо на принимаемой стороне реализовать буфер пакетов с размером, достаточным для восстановления исходного порядка отправления пакетов с заданным интервалом.

Эмулировать jitter-эффект также можно с помощью утилиты tc (интервал между ожидаемым моментом прихода пакета и фактическим может достигать 500 мс):

LEC (Line Echo Canceller) — процедура устранения локального эха, когда удаленный абонент начинает слышать собственный голос. Ее суть заключается в том, чтобы вычесть из передаваемого сигнала принимаемый сигнал с некоторым коэффициентом.

Эхо может возникать по нескольким причинам:

• акустическое эхо из-за некачественного аудиотракта (звук из динамика попадает в микрофон);
• электрическое эхо из-за несогласованности импедансов между телефонным аппаратом и SLIC-модулем. В большинстве случаев это происходит в цепях преобразования 4-проводной телефонной линии в 2-проводную.

Выяснить причину (акустическое или электрическое эхо) несложно: абоненту, на чьей стороне создается эхо, необходимо отключить микрофон. Если эхо все равно возникает — значит оно электрическое.

Более подробно о VoIP и процедурах ЦОС написано в книге VoIP Voice and Fax Signal Processing. Предпросмотр доступен на Google Books.

На этом поверхностный теоретический обзор VoIP завершен. Если интересно, то пример практической реализации мини-АТС на реальной аппаратной платформе можно будет рассмотреть в следующей статье.

[!?] Вопросы и комментарии приветствуются. На них будет отвечать автор статьи Дмитрий Валенто, инженер-программист дизайн-центра электроники Promwad.

Что такое SIP-телефония?

Многие слышали о SIP-телефонии, хотя понимают что это такое далеко не все. Часто на просторах интернета можно найти вопросы, что означает SIP-телефония и чем она отличается от IP-телефонии. В данной статье мы дадим ответ на этот вопрос, а также расскажем как работает телефония по протоколу SIP и что нужно для ее организации.

SIP — как протокол

Чтобы понять, что такое SIP-телефония, необходимо разобрать такие понятия как SIP и IP-протоколы. Начнем с самого основного – IP-протокола (Internet Protocol, в дословном переводе «межсетевой протокол»). Это протокол передачи данных по сети интернет, связывающий каждый отдельный компьютер в глобальную сеть. SIP-протокол разработан для IP-сети, может работать и поверх других транспортных протоколов (TCP, UDP, SCTP).

Отсюда плавно вытекает понятие IP-телефонии – совершение звонков, видеообщение и передача текстовых сообщений посредством интернета. А SIP-протокол – является прикладным протоколом, который обеспечивает установку связи между абонентами телефонии IP-сети, и саму передачу данных не осуществляет.

SIP-протокол — Session Initiation Protocol, или протокол установления сеанса, отвечает за процедуру регистрации пользователя, установление и завершение сеанса связи с соответствующей сигнализацией, и используется в различных целях:

• для онлайн-игр;
• для IP-телефонии (голосовая связь, обмен документами и медиафайлами);
• для проведения видеосвязи и видеоконференций.

Существуют и другие протоколы-аналоги, такие, как H.323 и MGCP, использующиеся для установления и разрыва сеансов связи IP-телефонии, но наиболее перспективным, активно развивающимся и универсальным в настоящий момент считается именно SIP-протокол.

Составляющие SIP-телефонии

Для организации SIP-телефонии необходимо подключиться к SIP-серверу провайдера, обеспечивающего данный тип связи, или создать собственный сервер — домашний (на ноутбуке, ПК) или на хостинге. Набор и прием звонков осуществляется с помощью софтфонов (программных телефонов) установленных на персональный компьютер, ноутбук, планшет или смартфон, аппаратных SIP-телефонов, а также аналоговых телефонов подключенных через VoIP шлюз. Прием и передача данных SIP-телефонии возможна как через проводной интернет, Wi-Fi, так и по сетям 3G или 4G.

Принцип совершения и приема звонков

Рассмотрим более детально принцип работы SIP-телефонии.

В качестве идентификатора для осуществления взаимодействия в IP-сетях может служить номер телефона абонента (городской, мобильный) или его логин, записанные в формате [номер телефона]@[VoIP-шлюз] и [логин абонента]@[Доменное имя].

При наборе нужного номера с SIP-телефона (аппаратного или программного), сотового или с обычного городского подключенного к VoIP шлюзу, звонок по сети Интернет поступает на сервер провайдера виртуальной телефонии. Там он автоматически маршрутизируется в нужном направлении — на номер вызываемого абонента. Поступить такой звонок может как на SIP-номер, так и на сотовый или городской, в зависимости от способа организации приема звонков у вызываемого абонента.

Преимущества SIP-телефонии

По сравнению с другими видами IP-телефонии, с сотовыми операторами и аналоговыми АТС, SIP-телефония имеет больше возможностей и ряд преимуществ.

Возможности для реализации

Организовать работу SIP-телефонии можно несколькими вариантами:

• на базе IP-АТС;
• посредством облачного решения;
• на основе открытого программного обеспечения Open Source.

Какой из способов выбрать — решать пользователю, в зависимости от целей, для которых будет использоваться то или иное решение.

Мобильность

Одним из преимуществ такого вида телефонной связи является мобильность. Используя SIP-телефонию, можно совершать и принимать звонки без привязки к географическому положению.

Посредством SIP-телефонии можно общаться бесплатно внутри корпоративной сети и с удаленными сотрудниками. Можно принимать звонки клиентов за пределами офиса и даже находясь в других странах.

Особенности переадресации

С помощью SIP-телефонии можно настроить любую по сложности схему переадресации звонков, которая будет учитывать рабочие и выходные дни сотрудников, загруженность менеджеров и многое другое. К примеру, при звонке сотруднику в нерабочий день, можно включить переадресацию на его личный мобильный телефон, или же подключить голосовое меню, которое предложит записать и оставить сообщение. Также можно переадресовать поступивший звонок любому другому свободному сотруднику. SIP-телефония обладает гибкими настройками распределения звонков.

Взаимодействие с разными сетями

Как было указано в описании принципа работы SIP-телефонии, при регистрации на каком-либо SIP-сервере, клиенту предоставляется SIP-номер, с помощью которого можно осуществлять связь с сотовыми или стационарными телефонами. Плюсом таких номеров является то, что при настроенной переадресации на мобильный или стационарный телефон, ваш реальный номер нигде не фигурирует, а потому остается неизвестным.

Интеграция с бизнес-сервисами

SIP-телефония легко интегрируется с сайтом компании, CRM-системами, базами данных и другими программами. Благодаря этому, можно значительно повысить эффективность бизнеса. К примеру, используя call-tracking, можно не только отследить звонок, но и узнать из какого именно источника он поступил, что позволит проанализировать и выявить заведомо неэффективные каналы рекламы. А с помощью прослушивания разговоров можно контролировать каждого сотрудника, что существенно повлияет на его работоспособность и повысит уровень обслуживания клиентов. А это повлечет за собой значительный рост продаж.

Масштабируемость

Используя SIP-телефонию можно без каких-либо проблем увеличивать количество виртуальных линий корпоративной сети, количество абонентских номеров, не затрачивая при этом колоссальную сумму из бюджетных средств.

Низкая стоимость звонков

Подключая SIP-телефонию можно значительно сэкономить на связи, ведь звонки между абонентами внутри сети будут бесплатны, а звонки на стационарные и мобильные номера обойдутся в разы дешевле, чем с обычного номера. Причем совершенно неважно при этом, в какой части света находится абонент.

Как и с чего начать

Начать пользоваться SIP-телефонией довольно просто. Подключение и настройка займет всего несколько минут. Это не составит большого труда даже для чайников. Для этого нужно зарегистрироваться на сайте провайдера SIP-телефонии, одним из которых является 1ATS, и произвести необходимые настройки параметров работы самостоятельно. Либо же воспользоваться для этого услугой по настройке, предоставляемой провайдером. После чего, можно совершать и принимать звонки, используя предусмотренные для этого программы и устройства.

Интерфейс sip что такое

Большинство пользователей глобальной сети знают и даже активно используют способ передачи мультимедийных данных через Интернет – межсетевой протокол IP (Internet Protocol). Если говорить просто, то для обмена информацией, включая аудиосообщения, требуется установить IP-соединение между устройствами.

Но что такое SIP-телефония? Это один из протоколов передачи голосовой информации, который базируется на принципах IP-телефонии. Расшифровывается SIP как Session Initiation Protocol – «Протокол Установления Сеанса». Используется для множества целей – аудио и видеоконференции, телефония, онлайн-игры и другое. Протокол SIP работает по схеме «клиент-сервер-клиент», чередуя запросы и ответы.

Далее подробно остановимся на алгоритме работы, отличиях от IP и VoIP и преимуществах SIP-телефонии.

Как работает

Что такое звонок через SIP? Обмен голосовыми сообщениями выполняется по следующему алгоритму:

1. Первый абонент передает голосовое сообщение, которое записывается и сжимается с помощью специальных кодеков, встроенных в программные модули. Пользователь не замечает работу этих скриптов, однако, благодаря сжатию аудиоданных снижается нагрузка на Интернет-соединение. Качество при этом остается высоким за счет преобразования аналогового сигнала в цифровой.
2. Цифровой сигнал поступает на принимающего устройство второго абонента – СИП-телефон, компьютер, смартфон.
3. Между устройствами устанавливается связь, то есть сначала они находят друг друга по IP-адресу, а затем подключаются по SIP-протоколу и начинают сеанс.
4. После соединения со вторым устройством цифровой сигнал преобразуется в аналоговый, и абонент слышит в трубке или гарнитуре голос собеседника.

Детально схема соединения выглядит так: голос первого абонента передается в SIP-оператор, сжимается в цифровой сигнал и направляется через интернет на SIP-оператор второго абонента, где он преобразуется в аналоговый сигнал и подается на приемное устройство.

Что нужно для отправки и приема звонка через Интернет?

Пользователям предлагается несколько вариантов применения SIP-протокола:

1. С помощью ноутбука или стационарного ПК. На устройство следует установить программный клиент и оснастить его гарнитурой – обычно это наушники и микрофон.
2. Используя смартфон, планшет или другой гаджет с наличием операционной системы и возможностью подключения к сети Интернет. На гаджет устанавливается специальный модуль, выполняется подключение и регистрация по инструкции к программному обеспечению. Звонок по SIP-каналу можно выполнить через мобильные сети 3G и 4G, а также через Wi-Fi.
3. Посредством стационарного SIP-телефона, который подключается к роутеру.
4. Применяя VoIP-шлюз с подключенным проводным телефоном. Шлюз подключается к роутеру.

Разберем на примере, что такое SIP.

Владислав планирует перелет самолетом из Пхукета в Москву на определенное время. На смартфоне у него SIP-клиент. Российская авиакомпания также имеет виртуальную АТС с поддержкой этого протокола. Владислав набирает номер компании, через сервер смартфона выполняется поиск IP-адреса авиаперевозчика. При отклике абоненты соединяются для обмена информацией.

Голосовые сообщения Владислава сжимаются и оцифровываются, после чего передаются на сервер собеседника. СИП-модуль виртуальной АТС дешифрует сигнал и передает его на устройство уже в аналоговом качестве – абонент слышит голос.

Для связи с мобильным телефоном через SIP-клиент алгоритм немного другой. Сначала сервер пытается найти IP-адрес абонента, если не может найти, то выполняется соединение с устройством напрямую стандартными технологиями. При этом сохраняется сжатие и оцифровка аналогового сигнала.

Из примера видим, что для работы SIP-телефонии необходимо интернет-соединение, а также наличие виртуального или физического телефона. Возникают вопросы, что такое SIP-номер и как его получить.

Обычно поставщик услуги предоставляет пользователям цифровую комбинацию – ID, с её помощью можно осуществлять бесплатные звонки внутри сети. Для соединения с абонентами других сетей требуется знать URI – комбинация ID и адреса провайдера.

Также клиентам выдаются стандартные телефонные номера:

• Виртуальные. Обычно – это комбинации с какой-то добавочной информацией, которая позволяет идентифицировать номер. Пользователи соединяются сначала с сервером поставщика услуги, а после по «цифровому хвосту» номера связываются непосредственно с абонентом.
• Прямые. Это привычные комбинации цифр, которые используются для городских и междугородних номеров. Звонки на такие линии выполняются без отличия от вызовов через обычные АТС. Главное преимущество – качество сигнала выше, за счет цифровой обработки на стороне SIP-оператора.
• Бесплатные. Номера вида 8-800 используются сервисами, службами поддержки и работы с клиентами по России. На них также можно звонить, используя SIP-протокол.

Ввод комбинаций номера в SIP-телефонии аналогичен с сотовой связью, то есть используется код страны. Например, для России – (+7).

Чем отличается SIP-телефония от VoIP и IP

Если СИП-протокол – это стандарт для звонков через Интернет, тогда возникает вопрос: для каких целей применяют IP-телефонию и VoIP? Например, подключаясь к виртуальной АТС, эти технологии используются совместно, что несколько запутывает неопытных пользователей. Давайте разберемся в понятиях.

Начнем с фундамента – это Internet Protocol или IP, что означает межсетевой протокол. По нему все сетевые устройства в мире связываются в глобальную сеть. Соответственно у каждого компьютера, гаджета, сервера или прибора подключенного к интернету есть уникальный IP-адрес. С его помощью пользователи обмениваются любыми данными и информацией.

Чтобы передавать аудиоданные по сети была придумана собственная технология, ответвление Internet Protocol – VoIP, то есть Voice over IP. Переводится как «голос по IP» или проще «голос по Интернету». С помощью этой технологии пользователи могут обмениваться данными, где в каком-либо виде присутствует голос. Например, вебинары и трансляции через Интернет, звонки в сети, онлайн-игры, видеонаблюдение с оповещением и другое.

SIP-телефония представляет собой более узкое понятие, то есть разновидность IP-телефонии, выделенный протокол связи. Основное отличие в том, что соединение между абонентами осуществляется только по этому каналу, не используя другие технологии. Это позволяет привязать номер к конкретному пользователю, а не к общей локации. Например, SIP-протокол применяется в Skype, а также в сервисах отслеживания звонков call tracking.

Преимущества технологии

Звонить и поддерживать связь через Интернет сегодня намного выгоднее и практичнее, чем пользоваться традиционной телефонией. Например, SIP-технология позволяет быстро и недорого обеспечить компанию связью. Рассмотрим преимущества для бизнеса и не только:

1. Экономия бюджета. Подключить этот протокол гораздо дешевле, чем обеспечить офис аналоговой АТС. К тому же в вашем распоряжении многоканальный номер, отличная скорость и качество соединения. Вы можете легко увеличить число операторов в вашей сети при минимальных затратах времени и средств. Попробуйте сделать такое в аналоговой АТС.
2. Телефонизация компании на «раз-два». SIP-телефонию можно описать одной фразой: «подключись и работай». Например, вы только въехали в новый офис, ещё не успели обустроиться, но связь с клиентами хотите поддерживать. Как это сделать быстро и без забот, если у вас есть ноутбук с гарнитурой, компьютер или гаджет? Только с помощью технологии SIP. Для стабильного соединения подойдет даже мобильный интернет 3G или 4G.

1. Оплата осуществляется только по базовым тарифам за услуги телефонной связи, независимо от местонахождения абонента. Это очень удобно для крупных компаний с разветвленной сетью представительств, филиалов, отделов в разных городах.
2. Интеграция телефонии с системами аналитики, 1С, CRM. Например, используя этот протокол в сервисе коллтрекинга можно проверять различные метрики: эффективность работы операторов, отдела продаж, отслеживать рекламные каналы, по которым приходят клиенты и многое другое. Все это повышает эффективность рекламных кампаний и уровень обслуживания.
3. SIP-соединение хорошо защищено от внешнего прослушивания, чего не скажешь о аналоговых линиях связи.

1. Технология позволяет создать удаленный колл-центр, не тратя деньги на закупку стационарного оборудования и аренду офиса.
2. Множество опций – голосовая почта, переадресация между сотрудниками и отделами, автоответчик, голосовое меню. Также СИП-технология позволяет проставлять очередность звонков, ориентируясь на загрузку менеджеров, записывать разговоры.
3. Протокол отлично работает с модулями обратного звонка, пропущенных вызовов на сайте. В связке они увеличивают показатели конверсии звонков в заявку в среднем на 60%.
4. Наличие программного обеспечения для любых операционных систем, мобильных устройств, смартфонов.

Мы ответили на вопрос, SIP-телефония: что это и как работает. Рассмотрим, где эта технология активнее всего применяется.

СИП-телефония применяется коммерческими и государственными корпорациями, малым и средним бизнесом для создания скоростной сети внутрикорпоративного общения, а также для связи с партнерами и клиентами. Например, крупные колл-центры, торговые павильоны и мега-маркеты используют этот IP-протокол.

Обычные пользователи также применяют программы и оборудование для интернет-звонков. Технология СИП существенно сокращает расходы на телефонию.

Резюме

Мы изучили, что такое SIP. Узнали отличия этого вида интернет-телефонии от IP-связи и VoIP. Рассмотрели принцип работы, преимущества, программное обеспечение и сферу применения технологии.

СИП-телефония – эффективное и экономичное решение для стартапа, а также практичный вариант организации бизнес-процессов в корпорации, на крупных предприятиях и госорганизациях. Технология помогает вести аналитику звонков, повышать качество обслуживания клиентов и доходы компании.

Что такое SIP-протокол

Перспективное направление в IP-телефонии — SIP-телефония — звонки через интернет на основе протокола SIP. Этот протокол позволяет абонентам быть мобильными и принимать звонки независимо от местонахождения. Его возможности делают соединение стабильным, безопасным, с высоким качеством связи. Протокол в последнее время часто используют вместо популярного H.323. SIP-протокол рассматривается специалистами как более подходящий для интернет-соединений.

Разделение понятий IP, SIP, VoIP

Иногда эти понятия путают. Однако они совершенно четко разделяются между собой.

IP (Internet Protocol) — базовое понятие. Это технология, которая позволяет обмениваться информацией между всеми компьютерами в мире. IP был изобретен в 1981 году, и именно на основе протокола TCP/IP родился интернет.

SIP (Session Initiation Protocol) — это один из видов интернет-протокола (IP) для передачи мультимедийной информации. Он описывает, как будет установлено соединение и какие каналы для передачи данных будут использоваться. SIP-телефония — технология на базе этого протокола для совершения телефонных звонков. Это вид телефонной связи через интернет.

VoIP — «Voice over IP», иначе «голос через интернет-соединение». Это технология передачи голоса через интернет. Изначально слышать друг друга могли только пользователи интернета. Сейчас с помощью специальных шлюзов VoIP позволяет звонить на городские и мобильные телефоны через интернет. VoIP используют и без телефонии, когда проходит интернет-трансляция: вебинары, видеоконференции, подкасты.

Подытожим, IP — глобальный протокол, по которому работает интернет. На его основе создано множество других протоколов, в том числе SIP. VoIP — общая технология передачи голоса через интернет, которая используется для разных задач. SIP-телефония — одна из ее разновидностей, в которой для связи используется модификация SIP-протокола.

Возможности SIP-телефонии

1. Используется при скорости интернет-соединения от 256 Кбит/с, а это значит, что вы сможете общаться даже при плохом интернете.
2. Поддерживает передачу мультимедийных данных: голоса, видео, изображений, мгновенных сообщений.
3. Использование единого номера, который не зависит от географии и количества абонентов. К нему можно подключить всех сотрудников, а при переезде номер забрать с собой.
4. Номер привязывается к уникальному домену, поэтому абонент постоянно будет на связи. Это похоже на электронную почту, которую можно проверить в любом месте, где есть интернет.
5. Интегрируется в бизнес-систему путем объединения SIP-телефонии, 1С, CRM, систем аналитики, сайта. Руководитель может вести учет звонков, анализировать данные по продажам, получать отчетность по клиентам и сотрудникам.
6. При SIP-телефонии в компании принимают множество звонков одновременно. При необходимости она позволяет организовать call-центр в офисе или удаленно.

Алгоритм работы SIP-телефонии

В интернете любые данные разбиваются на маленькие IP-пакеты и передаются в двоичном виде по сети к адресату. На его устройстве IP-пакеты собираются и декодируются обратно. Маршрут пакета определяется IP-адресом назначения — уникальным номером каждого устройства в интернете, он может быть постоянным или динамическим.

В телефонии это работает так. При звонке голос через микрофон и звуковую карту кодируется и сжимается с помощью кодека. Затем полученные данные разбиваются в IP-пакеты и передаются через шлюзы по сети. На принимающем устройстве данные раскодируются обратно в голосовое сообщение. Это типовой алгоритм работы для разных протоколов.

Для телефонии требуется специальное оборудование:

1. Устройство, подключенное к сети. Это может быть SIP-телефон, обычный телефон с подключенным SIP-шлюзом, смартфон, компьютер, ноутбук, планшет с установленным на них SIP-клиентом (софтфоном).
2. Кодек — механизм для кодирования голоса в IP-пакеты. Кодеки сжимают голос по-разному. Чем больше сжатие, тем меньше используется трафика при передаче, но хуже качество при обратной расшифровке голоса.
3. SIP-сервер: прокси-сервер, Redirect-сервер, сервер регистрации.
4. Специальные программы для разговора — софтфоны. Программа поддерживает связь с сервером, на котором у пользователя аккаунт, и позволяет звонить на другие аккаунты (обычно доступны аккаунты, которым услуга предоставлена тем же оператором).

Протокол помогает разным устройствам понимать друг друга. Абонент регистрируется на сервере и получает SIP-адрес. При звонке абонента два SIP-сервера взаимодействуют друг с другом: узнают IP-адреса компьютеров и ищут доступные кодеки для кодирования голоса.

1. С участием прокси-сервера, который управляет маршрутизацией вызовов.
2. С участием Redirect-сервера — сервера переадресации, который перенаправляет звонки.
3. Прямое соединение между SIP-устройствами.

SIP-протокол — открытый стандарт, который поддерживается десятками софтфонов, IP-телефонов. Услуги SIP-телефонии оказывает множество телекоммуникационных компаний. Эта технология дает возможность звонить через интернет даже по городскому аналоговому телефону стандарта DECT, который подключен через SIP-шлюз.

Как устроен SIP-протокол?

SIP-протокол — один из способов передачи данных по сети. Он был разработан на основе протоколов HTTP (передача гипертекста, используется для веб-приложений) и SMTP (на его базе работает обмен электронной почтой). Также как и в HTTP, SIP-протокол использует текстовый формат сообщений. До него был широко распространен протокол передачи данных Н.323, который преобразовывал информацию в двоичный код. Из-за этого нормально взаимодействовать могли только устройства, которые поддерживают подобное кодирование. В SIP-протоколе такая проблема устранена: если нет возможности преобразовать данные, они игнорируются.

От SMTP пришел формат адресов пользователей. Он напоминает e-mail адреса, потому что состоит из имени и идентификатора хоста. SIP-адреса бывают четырех типов: имя@домен, имя@хост, имя@IР-адрес, номер_телефона@шлюз. В начале прибавляется приставка sip. Соединение по такому адресу удобнее, чем по IP-адресу, поэтому пользователи смогут найти друг друга, даже если IP-адрес поменялся.

SIP — «протокол инициирования сеансов», поэтому он отвечает за установление соединения. Он находит абонента и обеспечивает стабильность связи, но не передает непосредственно текст, голос или видео. В обмене мультимедийными данными его обычно используют для соединения с абонентом. За передачу звука отвечают другие протоколы, например RTP (Real-time Transport Protocol).

Технология была разработана в 1996 году и учитывает недоработки других сетевых протоколов. Ее создателями были специалисты из группы MMUSIC Инженерного совета интернета (Internet Engineering Task Force). Это международная организация, которая развивает протоколы и архитектуры.

Принципы протокола SIP

1. Открытость и расширяемость — возможность разработки дополнительной функциональности.
2. Масштабируемость. Количество пользователей сети может свободно увеличиваться без дополнительных доработок.
3. Интеграция в стек уже разработанных технологий. Это позволяет устанавливать соединение между любыми участниками сети.
4. Адаптивность — взаимодействие с другими протоколами и возможность их одновременного использования.
5. Персональная мобильность — каждый человек получает уникальный идентификатор, который позволяет свободно перемещаться по миру и быть на связи.

Безопасность использования протокола SIP

Угрозы

При использовании IP-телефонии всегда существует риск атак. Злоумышленники могут:

1. Украсть данные. Пароль к учетной записи пользователя может быть подобран с помощью специальных программ. Тогда мошенники могут использовать адрес для звонков по дорогим направлениям или получить доступ к другим паролям пользователя. Установка сложного пароля не всегда помогает пользователям, потому что злоумышленники могут использовать уязвимости в устройстве. Поэтому своевременно обновляйте прошивки телефонных аппаратов, заменяйте устаревшее SIP-оборудование и грамотно подходите к защите IP-шлюза и телефона на выходе в интернет. Как минимум SIP-устройство должно быть подключено к интернету через маршрутизатор с активным «сетевым экраном», брандмауэром.
2. Прослушать разговор. Передача голоса передается без шифрования через RTP, и если в транзитном узле есть возможность перехвата, то разговор может быть перехвачен и прослушан с помощью инструмента Cain или подобных. Затем абонентов шантажируют или используют информацию для других неблаговидных целей.
3. Узнать абонентов-адресатов. При прослушивании также можно определить, кому звонит абонент. Дальше использовать данные для манипуляции или других схем.
4. Звонить за счет абонента. В крупных бизнес-центрах часто доступ к интернету предоставляется с использованием NAT (технологии преобразования IP-адресов), то есть у абонента есть IP-адреса в локальной сети, а общий публичный адрес могут использовать и другие пользователи. Так злоумышленники, имеющие доступ к публичному адресу, могут звонить через аккаунт жертвы.
5. Манипулировать звонками. Реализуется с помощью атаки MITM (Man In The Middle), когда перехватывает трафик, вклинивается в соединение между абонентами и удаляет или искажает информацию, но при этом абоненты об этом не подозревают.
6. Парализовать систему телефонии. Организация многочисленных ложных вызовов приводит к отказу в обслуживании АТС. Такая атака называется Denial of Service (DoS).
7. Разорвать соединение, отправляя IP-пакеты с BYE-запросом, который завершает сеанс связи.

Меры безопасности

1. Запретите в настройках звонки за границу или любые направления, которые не актуальны для бизнеса.
2. Создайте список разрешенных IP-адресов, с которых может быть установлено соединение. Правда, тогда абонент не сможет звонить в любом месте.
3. Оплачивайте звонки авансом. Когда оплаченное количество трафика израсходуется, связь прекратится. Злоумышленники не смогут потратить со счета больше, чем на нем есть.
4. Зашифровывайте звонки. Так вы защитите себя от прослушивания. Для этого используйте протоколы SIP/TLS, SRTP или ZRTP. Настраивайте их через сервисы облачной телефонии или операторов связи.
5. Защищайте сервер. Для этого генерируйте сложные пароли и отключите ответ о неверном пароле. Отключите гостевые звонки, тогда никто не сможет позвонить без авторизации. Включите режим блокировки при обнаружении нескольких попыток регистрации.
6. Применяйте межсетевые экраны для закрытия внутренних и внешних сетевых портов, кроме служебных.
7. Работайте через виртуальные частные сети (VPN). Однако этот способ имеет недостатки: качество связи ухудшается, усложняется сетевая структура, повышается нагрузка из-за дополнительного шифрования.

Заключение

SIP-протокол — один из видов сетевых протоколов, используемых для передачи данных в интернете. Он отвечает за установление соединения между абонентами. Чтобы совершать звонки с его помощью, необходимо специальное оборудование: SIP-телефон, телефон с SIP-шлюзом, мобильное или десктопное устройство и программы для разговора — софтфоны.

Такая телефония имеет много преимуществ: дешевая связь, доступность в любой точке земного шара, простая масштабируемость сети. Но при ее использовании требуются дополнительные меры безопасности: шифрование данных, защита серверов и настройки ограничений. Если вы подключаете телефонию через оператора связи, узнавайте у него о том, как он обеспечивает безопасность.