Основные термины и понятия VoIP

Основные термины и понятия VoIP


Интернет построен на основе семейства протоколов IP. IP - это протокол сетевого уровня модели OSI для взаимодействия устройств в сети. Каждое устройство в Сети имеет свой уникальный IP адрес вида ХХХ.ХХХ.ХХХ.ХХХ, где ХХХ=0÷255. Под VoIP понимают название семейства протоколов (а так же услугу) для передачи речевого трафика (голоса) по сети, работающей по сетевому протоколу IP. Так же в Сети используется другой протокол - TCP (Transmission Control Protocol) - протокол транспортного уровня модели OSI для управления передачей данных в IP сетях. Важной особенностью данного протокола является подтверждение о доставке данных, а в случае потери данных – конечным устройством присылается запрос о повторной передаче. Таким образом, осуществляется контроль над целостностью переданной информации.
Основные порты TCP – 21 (ftp), 22 (ssh), 23 (telnet), 80 (http), 443 (https), 1720 (H323), 5060 (SIP), 5061(SIP over TSL) и т.д. Другой протокол - UDP (User Datagram Protocol). Этот протокол не гарантирует доставку пакетов в место назначения, тем самым показывая преимущество перед TCP в большей пропускной способности и малом времени доставки данных до конечного устройства. Основные порты UDP – 22 (ssh), 23 (telnet), 80 (http), 5060 (SIP) и т.д.
Для сжатия речевой информации используются кодеки. Кодек (codec – coder+decoder) - это алгоритм кодирования и последующего раскодирования сигнала. Кодирование применяется с целью убрать избыточность сигнала (например, избыточное кодирование шума), раскодирование – с целью преобразовать исходный сигнал до начального уровня с некоторыми незначительными потерями.
Основные современные кодеки VoIP:
G.711 - стандарт для представления 8-битной компрессии  голоса с частотой дискретизации 8000 кадров/секунду и 8 bit/кадр. Таким образом, G.711 кодек создаёт поток 64 kbit/s.
Используется два основных подвида данного стандарта – G711 a-law и G711 u-law.
G.723.1 – двухскоростной кодек (5,3 Кбит/с и 6.4 Кбит/с). Оба режима обязательны для реализации. Большая скорость передачи обеспечивает лучшее качество. Меньшая скорость дает хорошее качество речи и предоставляет разработчикам дополнительные возможности при построении систем. В любой момент на границе кадра допустимо переключение скорости передачи.
Приложение А (annex A) добавляет в кодер часть классификации входного речевого сигнала. Это VAD - voice activity detector (детектор наличия речи). VAD определяет, что именно в данный момент присутствует на входе - речь или пауза. В моменты пауз битовый поток понижается с 6.3 (или 5.3) кбит/с до 1 кбит/с и менее. В моменты пауз в битовом потоке передается информация о структуре фонового шума, чтобы на стороне декодера у слушателя не возникало дискомфорта от чистых пауз между фразами - присутствует генератор «комфортного» шума.
G.726 – кодек с адаптивной импульсно-кодовой модуляцией.  Описывает передачу голоса полосой в 16, 24, 32, и 40 килобит/сек. Наиболее часто используемый среди них 32 килобит/сек, который равен ровно половине полосы стандартного кодека G.711, поэтому его использование сразу повышает полезную нагрузку канала вдвое.
G.729 – узкополосный кодек для кодирования речи в диапазоне 300-3400 Гц (диапазон человеческого голоса) с частотой дискретизации 8 кГц. Таким образом получается выходной цифровой сигнал 8 кбит/с.
Для передачи трафика реального времени (речь, видео) используется протокол RTP (Real-time Transport Protocol). Использует произвольный порт и работает совместно с сигнальными протоколами.
Для описания сеанса передачи потокового трафика используется протокол SDP (Session Description Protocol) и обычно описывает, адреса мест назначения трафика, порты отправителя и получателя данных, кодеки для данного сеанса связи.
Для описания сигнализации речевого трафика используется SIP (Session Initiation Protocol). Это набор правил (стандарт) для установления соединения, работы и завершения сеанса связи между конечными точками для последующей передачи речевого или другого мультимедийного трафика. SIP является протоколом прикладного уровня модели OSI. Данный протокол использует протоколы TCP и UDP (порт 5060).

Перечень сообщений протокола SIP:
INVITE — Приглашение (инициализация) к сеансу связи. Обычно содержит SDP-описание сеанса.
АСК — Подтверждает приём ответа на запрос.
BYE — Завершает сеанс связи. Может быть передан любой из сторон, участвующих в сеансе.
CANCEL — Отменяет обработку ранее переданных запросов, но не влияет на запросы, которые уже закончили обрабатываться.
REGISTER — Переносит адресную информацию для регистрации пользователя
OPTIONS — Запрашивает информацию о функциональных возможностях терминала.
PRACK — временное подтверждение
SUBSCRIBE — подписка на получение уведомлений о событии
NOTIFY — уведомление подписчика о событии
PUBLISH — публикация события на сервере
INFO — передача информации, которая не изменяет состояние сессии
REFER — запрос получателя о передаче запроса SIP
MESSAGE — передача мгновенных сообщений средствами SIP
UPDATE — модификация состояния сессии без изменения состояния диалога

Коды сообщений:
1ХХ - показывают, что запрос находится в стадии обработки. Наиболее распространённые ответы данного типа — 100 Trying, 180 Ringing, 183 Session Progress.
2ХХ - запрос был успешно обработан. В настоящее время в данном типе определены только два ответа — 200 OK и 202 Accepted.
3ХХ - информирующие оборудование вызывающего пользователя о новом местоположении вызываемого пользователя, 302 Moved Temporary.
4ХХ - информирующие об ошибке при обработке или выполнении запроса, 403 Forbidden или  404 Not Found.
5ХХ - информирующие, что запрос не может быть обработан из-за отказа сервера, 500 Server Internal Error.
6ХХ - информирующие, что соединение с вызываемым пользователем установить невозможно, 603 Decline.

Также для сигнализации голосовой сессии в Сети может использоваться H.323. Это рекомендация (технический стандарт) Международного союза электросвязи для проведения аудио конференций по телекоммуникационным сетям связи с коммутацией пакетов с негарантированной пропускной способностью. В данном виде сигнализации рекомендовано использовать протокол TCP и порт 1720.

Перечень сообщения стандарта H323:

SETUP - запрос на установление соединения
CALL PROCEEDING - указывает, что вызов обрабатывается вызываемым терминалом
ALERTING - сообщает вызывающей стороне, что вызываемый терминал звонит
CONNECT - отправляет назад вызывающей стороне указание, вызываемая сторона ответила на вызов
DISCONNECT - отправляет указание на запрос для разрыва соединения
RELEASE - отправляется в ответ на запрос разъединения, указывая, что вызов будет разорван
RELEASE COMPLETE - отправляется получателем сигнала на разъединение, указывая, что связь завершена полностью
FACILITY – обмен служебной информацией
NOTIFY - уведомление одной из сторон сессии о событии

Коды завершения вызова:
TCP Timeout 
Истекло время ожидания 
Unallocated number 
Номер ISDN был отослан в корректном формате, однако не назначен для какого-либо направления на оборудовании. 
No route to specified transit network
Обмен ISDN получил запрос на то, чтобы направить звонок через нераспознанную сеть. 
No route to destination
Звонок был направлен через промежуточную сеть, которая не обслуживает адрес данного направления.
Channel unacceptable
Качество канала недостаточное, чтобы обслужить соединение.
Call awarded and being delivered in an established channel
Входящий звонок направлен на канал, на котором соединение уже установлено.
Normal call clearing
Нормальное завершение звонка
User busy
Система приняла запрос на соединение, но не смогла обслужить звонок, поскольку все исходящие каналы заняты
No user responding
Процесс соединения не может быть завершен, т.к. вызываемый абонент не отвечает на звонок.
No answer from user
Вызываемый абонент отвечает на запрос о соединении, но может завершить процесс соединения за заданное время. Проблема завершения соединения на удаленном узле.
Call rejected
Вызываемый способен принять звонок, но отклоняет его по неизвестной причине.
Number changed
Номер ISDN, используемый для установки соединения, не обслуживается ни одной системой.
Destination out of order
Пункт назначения не может быть достигнут, т.к. интерфейс некорректно функционирует и сигнализирующее сообщение не может быть доставлено.
Invalid number format
Неправильный формат номера
Facility rejected
Средство, запрашиваемое пользователем, не предусмотрено сетью
Normal, unspecified
Сообщает о том, что произошел нормальное завершение звонка, к которому не подходит ни одна стандартная причина. Не требует никаких действий
No circuit/channel available
Соединение не может быть установлено, нет подходящих каналов, способных принять звонок.
Network out of folder
Пункт назначения не может быть достигнут, т.к. некорректно работает сеть и это может продлиться неопределнный период времени.
Temporary failure
Произошла ошибка из-за некорректной работы сети.
Switching equipment conqestion
Пункт назначения не может быть достигнут, оборудование перегружено
Acces information discarded
Cеть не может предоставить запрашиваемый доступ.
Request circuit/channel not available
Удаленное оборудование не может предоставить запрашиваемый канал по неизвестной причине.
Resources unavailable, unspecified
Запрашиваемый канал или услуга недоступны по неизвестной причине.
Quality of service unavailable
Запрашиваемое качество обслуживания не может быть предоставлено сетью.
Requested facility not suscribed
Удаленное оборудование обслуживает запрашиваемую вспомогательную услугу только по определенным условиям.
Bearer capability not authorized
Пользователь запрашивает предоставляемую способность сети, но пользователь не авторизован, чтобы её использовать.
Bearer capability not presently available
Сеть нормально предоставляет запрашиваемую предоставляемую способность, но она недоступна в данный момент.
Service or option not available, unspecified
Сеть, или удаленное оборудование неспособно предоставить запрашиваемую услугу по неопределенной причине.
Bearer capability not implemented
Сеть не может предоставить предоставляемую способность, запрашиваемую пользователем.
Service or option not implemented, unspecified
Сеть или удаленное оборудование не могли предоставить запрашиваемую услугу.
Invalid call reference value
Удаленное оборудование приняло звонок со ссылкой, которая в настоящее время не используется в сетевом интерфейсе пользователя.
Identified channel does not exist
Принимающее оборудование получило запрос на использование канала, не активированного в интерфейсе для звонков
Call having the requested call identity has been cleared
Сеть получила запрос на возврат звонка. Этот запрос содержит элемент информации "Идентификация Звонка", который однажды отметил приостановленный звонок. Тем не менее, приостановленный звонок был отменен либо таймаутом, либо удаленным пользователем.
Incompatible destination
Показывает, что была произведена попытка соединения с не ISDN оборудованием. Например, с аналоговой линией.
Invalid message, unspecified
Было принято ошибочное сообщение.
Mandatory information element is missing
Принимающее оборудование получило сообщение, в котором отсутствует отдельные элементы информации.
Message not compatible with call state or message type non-exist
Удаленное оборудование получило неправильное сообщение
Information element non-existent or not implemented
Удаленное оборудование получило сообщение, которое содержит нераспознанные элементы информации.
Invalid infrmation element contents
Удаленное оборудовании получило сообщение, которое содержит неправильную информацию в её элементе.
Message not compatible with call state
Удаленное оборудовании получило неожиданное сообщение, которое не соответствует текущему состоянию соединения.
Recovery on timer expires
Ошибочно обработанная (восстановленная) процедура была не отработана по таймеру.
Internetworking, unspecified
Происходит случайно, но сеть не предоставляет причин почему.