IP Telephony, VoIP, ToIP, H.323, SIP ...Takové a jim podobné termíny a zkratky se dnes začínají uživatelům připomínat stále častěji na mnoha místech, nejen v odborných časopisech. Všechny totiž spadají do bouřlivě se rozvíjející oblasti "přenosu hlasu po IP síti" (VoIP - Voice over IP), resp. řešení kompletní telefonie přes IP (Telephony over IP). Tedy oblastí spojených s možností ekonomických úspor a lepších služeb při telefonování.
Princip fungování je vcelku prostý, pokud se odhlédne od technických detailů. Při telefonování se v některém okamžiku analogový hlas převede na datovou podobu a zabalí do IP paketů, které se dál šíří jako klasický IP provoz. Směrem k příjemci je opět podobná konverze, kde se IP pakety rozbalí, dojde k převodu dat na analogovou podobu a ze sluchátka se line hlas volajícího. Možnosti zapojení, tj. kam nasadit právě onen "konverzní" bod, je více; zjednodušeně to může být před ústřednu, místo ústředny a nebo za ústřednu. Záleží to na tom, budou-li se používat IP telefony či nikoliv, a také na typu připojení k ústředně (data/hlas).
Celý přenos se také musí odehrát cíleně - někdo musí vědět, které telefonní číslo má jakou IP adresu, případně na jakou IP adresu hovor předat dál. Je nutné provést signalizaci, tedy zazvonit u volaného, případně volajícímu nějak oznámit nedostupnost. A často je důležité tento hovor i zaúčtovat, zejména pokud jde do jiné telefonní sítě. Takovémuto centrálnímu zařízení se říká různě, obvykle podle použité technologie:
Když dojde k uskutečňování vlastního telefonního hovoru, je důležité nejprve provést již zmíněnou signalizaci. Najít konkrétní ústřednu zodpovědnou za volané číslo, pokud volané číslo neexistuje - dát vědět volajícímu, pokud existuje, měl by telefon na druhé straně začít zvonit. A také je nutné nějak signalizovat konec hovoru, když například jeden z účastníků hovoru zavěsí.
Je pravděpodobné, že ústředen a zařízení po cestě bude několik, a to od různých výrobců. Aby se i různá zařízení správně domluvila na tom, kdo komu volá, jestli vůbec volá a že už volat přestal, bylo v průběhu vývoje IP telefonie ustanoveno několik protokolů:
Tyto standardy je možné vzájemně propojovat - ne přímo z jejich definice, ale díky zařízením, která často umí zpracovávat více z těchto protokolů současně. Proto není nezbytně nutné bát se celkové přestavby sítě při případném přechodu na jiný z protokolů; důležitá je skutečnost, že všechny tři běží nad protokolem IP.
Má-li se přenést hlas IP prostředím, je potřeba nejen navázat spojení a spojení opět ukončit. Základním pilířem celého hovoru je přenos vlastního telefonního hovoru.
A aby bylo možno převést hlas na data, data na hlas, případně správně vyměnit data mezi dvěma IP telefony, bylo potřeba ustanovit i různé způsoby převodu - kodeky.
| Kodek | Datový tok [kb/s] | Délka paketu [ms] | Komentář |
| G.711 | 64 | 10 - 20 | Výborná kvalita, nejnižší zpoždění |
| G.726 | 16 - 40 | 20 | Dobrý kompromis |
| G.729 | 8 | 20 | Licencovaný, nejlepší kompromis |
| G.723@6.3 | 6.3 | 30 | Licencovaný, nízká šířka pásma |
| GSM-EFR | 12.2 | Pro srovnání: mobilní telefony |
Přenést hlas sítí je vcelku jednoduché, nezáleží-li na kvalitě a rychlosti. Pro potřeby IP telefonování je však vhodné, aby byly splněny některé požadavky, mezi něž patří co nejmenší nutná šířka přenosového pásma a co nejmenší zpoždění při přenosu.
Velkou měrou obě kritéria ovlivňují právě použité kodeky, které se starají o převod analogového hlasu do datové podoby a jeho kompresi (a samozřejmě i o opačný směr převodu). Čím kvalitnější je komprese, tím déle trvá, a tím větší blok dat může potřebovat pro svoji funkci. Nejkvalitnější by komprese byla v tom případě, kdy by se nahrál celý hovor a poté se teprve zkomprimoval. To však není vhodné pro hovory, kdy by obě strany spolu chtěly aktivně mluvit, a ne pouze poslouchat nahrané myšlenky a postřehy protistrany. Naopak, nejrychlejší je převést hlas do nějaké jednoduché datové podoby a to okamžitě poslat sítí - tento přístup má však zase velké nároky na šířku pásma přenosu.
Tento problém je známý a proto se objevilo hned několik různých kodeků. Navzájem se liší několika parametry - kvalitou komprese, nutným datovým tokem pro kvalitní přenos a velikostí jednotlivých paketů. Některé kodeky jsou volně k dispozici, za používání jiných je třeba platit. Tabulka 1 obsahuje přehled nejznámějších a nejpoužívanějších kodeků.
U hodnoty datového toku je zároveň nutné počítat s tím, že maximální možný výsledný proud dat bude větší. Je to dáno skutečností, že každý paket obsahuje navíc IP a UDP hlavičky, což při počtu a velikosti odesílaných paketů už hraje nezanedbatelnou roli.
| Codec | Codec Bit Rate (Kbps) |
Nominal Ethernet Bandwidth (Kbps) |
| G.711 | 64 | 87.2 |
| G.726 | 32 | 55.2 |
| G.726 | 24 | 47.2 |
| G.729 | 8 | 31.2 |
| G.723.1 | 6.4 | 21.9 |
| GSM | 13.2 | N/A |
Všechny kodeky naštěstí počítají s tím, že přenést ticho je zbytečným zatěžováním datové linky nulovou informací, proto se používá i detekce a potlačení ticha (silence suppression), při kterém se po síti nic neposílá.
A ideální kodek? Neexistuje. Ale dá se říci, že mezi nejčastěji používané a doporučované patří G.711, pokud není nutné použít co nejmenší šířku pásma.
Jako první bod je dobré uvést, že IP telefonie a technologie VoIP nepotřebuje ke své činnosti nutně Internet, stačí libovolná IP síť (tedy například i "jen" síť vnitrofiremní).
Ne každá síť je však pro přenos hlasu vhodná. Jednak je potřeba, aby byla k dispozici dostatečná šířka pásma. Druhým důležitým požadavkem je i dostatečně krátká odezva sítě, tzv. round-trip-time. A také je vhodné, aby bylo zpoždění na síti víceméně konstantní. Pokud není některý z těchto požadavků splněn, dochází k nejrůznějším újmám na kvalitě přenášeného hlasu:
V podstatě je možné telefonovat i přes mobilní GRPS spojení (General Packet Radio Service, přenos paketů pomocí mobilních telefonů), což je ovšem případ krajní nouze a obě zúčastněné strany se musí smířit s naprosto nedostačující kvalitou hlasu, neuvěřitelnými prodlevami mezi doručením hlasu a případně i ztrátami některých částí hovoru. I tohle je ovšem IP telefonie...
Pokud se někdy budete bavit s někým, kdo o IP telefonii už bude zasvěceně rozmlouvat, jistě dojde i na pojmy softphone a hardphone. Nejde o nic jiného, než o zkrácené tvary od "Software IP Phone" a "Hardware IP Phone".
Druhý z uvedených termínů, hardphone, označuje telefon v té podobě, v jaké ho většinou známe dosud, tedy přístroj stojící na stole (visící na stěně), který až na možná vylepšení vypadá stejně jako telefony analogové nebo digitální. Těmi vylepšeními může být například schopnost prohledávání telefonního seznamu, psaní mailů, v některých případech černobílé prohlížení internetových stránek (nejlepší modely disponují barevnými LCD displeji a umožňují pouštění videa).
V souvislosti s těmito obdobami klasických analogových telefonů se přišlo na "zajímavou" skutečnost: hardwarové IP telefony vyžadují samostatné napájení. Tam, kde dříve stačilo vyvést pouze telefonní kabel, je nyní nutné přidat ještě elektrickou zásuvku. Resp. "bylo" by nutné. Tento nepříjemný důsledek vedl totiž k vymyšlení dalšího standardu, který dostal název Power over Ethernet (PoE). Ten dokáže pomocí speciálních prvků na síti rozvést telefonům po ethernetovém drátu kromě dat i energii, čímž se na první pohled opět nic od původních telefonů nezměnilo.
A jako poslední zástupci hardwarových IP telefonů jsou tu i telefony bezdrátové. Zatím spíše jako zajímavá možnost uvnitř budov, nahradit mobilní telefony jistě není cílem.
Softwarový IP telefon je aplikace, která může běžet na libovolném stolním počítači nebo notebooku. Většinou má každý dodavatel VoIP řešení vlastní takovouto aplikaci, nicméně díky existenci standardů není vždy nutné se vázat na onu jednu konkrétní. Pro software výrobce často mluví zejména fakt, že kromě standardních vlastností obsahují i proprietární vylepšení a funkce, které se ve standardu nevyskytují, ale mohou uživatelům značně zpříjemnit práci s takovýmto telefonem.
Jaké má tedy program proti klasickému telefonu výhody? Často zmiňovanou výhodou je integrace ovládání volání s některou z aplikací pro správu kontaktů, mailů nebo schůzek. Tato vlastnost je však nezřídka závislá na použitém operačním systému. Souvisí s ní i možnost poslechnout si hlasovou schránku z prostředí některého z groupwarových produktů (Microsoft Outlook, Lotus Notes), pohodlně odeslat fax, nechat si vytočit telefonní číslo kliknutím na položku v telefonním seznamu...
Mnohem zajímavější je možnost používat takovýto software kdekoliv na cestách, kdy je možné přenášet s sebou telefonní číslo například z kanceláře. Přijdete do hotelu, spustíte notebook, připojíte se k tamější síti a přihlásíte se např. pomocí VPN k ústředně u svého zaměstnavatele. A každý, kdo vám bude volat do kanceláře, se dovolá k vám na notebook, aniž by poznal, že se momentálně nacházíte někde úplně jinde.
Jedna z obav, která se při nasazování IP telefonie může objevit, jsou i počáteční náklady na vybavení. Měla-li by si totiž malá firma koupit vlastní telefonní ústřednu za několik set tisíc nebo i pár miliónů, raději tuto technologii oželí a s jejím nasazením vyčká.
Jenže v IP světě, jmenovitě v Internetu, je málokdy nutná přímá fyzická existence nějakého zařízení kvůli poskytování služby - proč by každá firma měla mít svůj web server na vlastních počítačích, vést si DNS záznamy a spravovat poštu? Od toho jsou tu poskytovatelé služeb. A díky funkcionalitě IP vrstvy si zákazníci mohou vybrat libovolného poskytovatele, který jim v daném okamžiku vyhovuje nejlépe.
Takový obchodní model je možné využít i v prostředí IP telefonie: proč nutit zákazníky kupovat drahá zařízení, když jediné, co je zajímá, je možnost telefonovat? Vždyť jim stačí přece jen kvalitní připojení k Internetu a to už je v současné době poměrně běžně dostupné.
I v naší republice se objevily první vlaštovky, projekty FAYN, VIPhone a další, které přesně tento model nabízejí. Poskytovatel vlastní všechna zařízení, nabízí mnohé dodatečné služby a je jenom na zákazníkovi, koho si vybere, aby mohl během pár chvil začít telefonovat přes Internet.
A není-li zákazník spokojen, není problém smlouvu zrušit a uzavřít jinde výhodnější - narozdíl od prodeje nevyhovující ústředny, se kterou je nutné často přežít období několika let, než je finančně únosné ji vyměnit za jinou...
V celém článku chybí ještě jeden často užívaný termín - konvergentní sítě. A tím by se dalo celé povídání ukončit, vyhlídkou do budoucna. Konvergentní sítě totiž vystihují myšlenku celé IP telefonie - "hlas i data jedno jsou". Vyžadují jedinou infrastrukturu, využívají protokol IP, stačí mít funkční a kvalitní datovou síť a napojit na ni zařízení pro hlasové služby. Dle některých předpovědí dojde ke sloučení analogových telefonních linek a datových sítí do jediného celku, z něhož vyjdou vítězně data.
předchozí článek
