Co je to: Voice over Internet Protocol (VoIP)

VoIP

Voice over Internet Protocol (zkratkou VoIP) je technologie, umožňující přenos digitalizovaného hlasu v těle paketů rodiny protokolů UDP/TCP/IP prostřednictvím počítačové sítě nebo jiného média, prostupného pro protokol IP – jednoduše řečeno, pevná linka po internetu.

Využívá se pro telefonování prostřednictvím Internetu, intranetu nebo jakéhokoliv jiného datového spojení. Nutnou podmínkou pro srozumitelné a spolehlivé VoIP telefonní spojení je zajištění tzv. kvality služby, zkráceně označované QoS.

Historie

Telefonie se vyvíjela od analogové přes digitální až po bezdrátovou a VoIP. Převratné generační změny proběhly ve druhé polovině dvacátého století. Rozvoj VoIP se datuje od poslední dekády dvacátého století.

Protokoly VoIP

Jak už bylo zmíněno výše, pro přenos hlasu se používá na třetí vrstvě OSI modelu protokol IP, na čtvrté vrstvě protokol UDP. V těle jednotlivých UDP datagramů se kromě dalších údajů přenáší malý úsek telefonního hovoru, zakódovaný podle určitého pravidla (algoritmu) k dosažení úspory objemu přenášených dat. Kódovací a dekódovací algoritmy, zkráceně kodeky, mají různá označení (G.711, G.722, G.723, G.726, G.729, …) a jsou standardizovány a ze značné části i patentovány. Kvalitní kodek speciálně vyvinutý pro VoIP a neomezovaný softwarovými patenty je například SPEEX a kodek iLBC (jak plyne z názvu, a absence prefixu G., nejsou tyto protokoly standardizovány organizací ITU).

Kromě UDP datagramů, nesoucích o vrstvu výš v RTP zapouzdřené úseky vlastního hovoru, zahrnuje VoIP přenos ještě další pakety. Jsou to např. ICMP pakety a též datagramy TCP a UDP. Ty řídí přenos, nesou telefonní signalizaci, ověřují dostupnost komunikujících zařízení atd.

Rozbor protokolů samozřejmě nekončí na čtvrté vrstvě. Jak bylo naznačeno, na páté vrstvě obsahují hovorové UDP datagramy protokol RTP (Real Time Protocol) a ten teprve má jako náklad v sobě zakódované kousky hovoru (obvykle 20 nebo 30 ms fragmenty).

Celá rodina VoIP protokolu není jediná, ale má řadu variant (implementací), lišících se podle standardu, použitého pro VoIP spojení. V současnosti jsou nejběžnější H.323, který je však na ústupu, a SIP. Používají se i speciální firemní protokoly, jako např. Skinny (Cisco) nebo HFA (Siemens). Zajímavým protokolem je – protokol softwarových ústředen Asterisk. Obecně lze říct, že mají podobný přenos hovoru pomocí proudu krátkých úseků nesených v RTP, ale liší se ve službách a signalizaci.

Nejsložitější a nejvíce pokročilý (protože je nejstarší) je pravděpodobně H.323, nejvíce perspektivní je SIP. Velkou výhodu má SIP např. v tom, že prochází bez větších potíží přes místo, kde v síti probíhá překlad adres NAT. Existuje několik způsobů, jak dosáhnout průchodu komunikace typu SIP přes problémová místa v síti. SIP je obyčejný textový protokol, jako HTTP, FTP nebo Telnet…

Zařízení

Nejzákladnější VoIP sestava pro uskutečnění jednoduchého hovoru zahrnuje dvě VoIP koncová zařízení a spojovací médium. V praxi přistupuje řada dalších zařízení, umožňujících rozšíření funkcí a dostupnost různých služeb: hlasové brány (VoIP gateway u SIP), vrátný (gatekeeper u H323), konferenční jednotka (MCU) atd.

Řídicí a zprostředkující zařízení
komunikační server
SIP proxy server
konferenční jednotka MCU
VoIP vrátný – gatekeeper
VoIP brána, zvaná též VoIP gateway

Koncová zařízení
hardwarově řešené IP telefony,
VoIP adaptéry – jistá zmenšená podoba VoIP brány, určená jen pro koncové zařízení typu analogový telefon, fax apod.,
softwaroví klienti na běžném počítači se zvukovou kartou.

Médium
Médiem může být téměř cokoliv, co přenese data mezi oběma komunikujícími zařízeními. Podmínkou je splnění tzv. VoIP kritérií sítě, která mimo jiné stanovují dovolené zpoždění při přepravě paketů, variaci zpoždění – tzv. jitter, ztrátovost, minimální šířku pásma a některé další méně významné vlastnosti. V praxi to může být:
křížený kabel typu Ethernet
síťový přepínač
místní síť (LAN)
síť WAN atd.

Zařízení a poskytovatel
Ne všechna VoIP zařízení musí patřit uživateli. V souvislosti s otevřením trhu VoIP služeb vznikl nový druh poskytovatele, tzv. VoIP poskytovatel nebo VoIP operátor. Nabízí svoje řídící a zprostředkující zařízení a často i přivedení média (internetového rozhraní) k uživateli. Tomu pak zůstává úkol vybrat si vhodné koncové zařízení a využít nabízených služeb.

Zájem firem na VoIP
Postupně se sbíráním praktických zkušeností, poklesem cen VoIP zařízení a výstavbou levných vysokokapacitních datových sítí se provoz VoIP začal stále více prosazovat. Napomohla tomu úporná snaha některých firem, které byly dosud známé jen jako dodavatelé zařízení pro datové sítě. Nyní se chopily možnosti ukrojit si velkou část dalšího koláče, patřícího klasické telefonii.
Další příznivce našel VoIP i na straně operátorů. Pokrokovější z nich záhy pochopili výhody přenosu hlasu přes levná datová média a začali je využívat i navzdory různým technickým a administrativním překážkám.
Souhrnně lze říci, že příchod VoIP znamenal začátek nového rozdělování telekomunikačního trhu. Ten se přestal dělit na trh datových služeb a trh telefonních služeb.

Fax
Jednou z nevýhod jsou problémy při odesílání faxových zpráv kvůli softwarovým a síťovým omezením ve většině domácností. Existuje však snaha definovat alternativní řešení přenosu faxů přes IP, jmenovitě protokol T.38. Jiná možnost je považovat faxový systém za systém přenosu zpráv, který nevyžaduje přenos dat v reálném čase – jako např. přenos faxu jako přílohy e-mailu, případně vzdálený tisk. Koncový systém může uložit kompletní zprávu do vyrovnávací paměti před jejím zobrazením nebo tiskem.

Existuje velké množství programů, umožňujících využití technologie VoIP, mezi nimi např.
Microsoft NetMeeting (H.323)
Skype (používá proprietární, s nikým jiným nekompatibilní protokol, šifrovaný, ale kvůli uzavřenosti nelze říci, zda a kdo může hovor dešifrovat. Vyžaduje přihlášení na Skype server, tudíž není možné Skype používat bez spojení do internetu, tj. pouze v lokální síti – LAN)
IPphone
X-Lite
Tlen.pl
Ekiga (H.323 a SIP, videohovory)
Empathy (SIP, XMPP pro linux)
linphone
SJphone
wxCommunicator
Následující jsou spíše skupinová SW VoIP řešení s architekturou (Klient-server) používají v zásadě svůj protokol.
Serverová část je také ke stažení a tím se celé řešení obejde i bez připojení na internet.
Tyto aplikace se využívají často při hraní online PC her díky nenáročnosti na HW i připojení a díky možnostem práce s kanály (channel – místnostmi), jako je udělování práv a vstupu na heslo.
TeamSpeak (uživatelsky nejpřívětivější, ale nemá funkci samonastavení jako Skype, které vám automaticky reguluje hlasitost apod.)
Ventrilo
Mumble (opensource, multiplatformní – Linux, Mac, Windows)

Zdroj: www.cs.wikipedia.org