Состояние и ближайшие перспективы развития компьютерного рынка. IP-телефония

Виктор Куц

И этот "сильнейший" уже, похоже, определился - "цифра" на всех фронтах теснит традиционный "аналог": в последнее время, когда речь заходит о перспективах развития телекоммуникаций, все чаще употребляется термин "конвергенция", в данном случае обозначающий максимальное сближение, а в последующем и полное слияние традиционных телефонных сетей с сетями передачи данных. Идея конвергенции впервые была провозглашена применительно к корпоративным сетям, в которых для связи между территориально разнесенными офисами для телефонии и передачи данных использовались разнородные решения, что, очевидно, совершенно нерационально в первую очередь с экономической точки зрения.

Помимо этого, изрядную долю расходов компаний составляют счета за междугородние и международные телефонные переговоры, без которых современная деловая жизнь в принципе невозможна. Причем тарифы на такую связь достигли столь высокого уровня, что многие (включая даже обычно излишне инертные крупные организации) всерьез озаботились поиском более дешевой ее альтернативы. И такая альтернатива нашлась очень быстро. Ею стала IP-телефония (иногда еще называемая интернет-телефонией), речь о которой мы и поведем сегодня.

Но прежде всего необходимо определиться с терминологией. Хорошо известно, что классическая телефония представляет собой комплекс технологий обмена голосовыми сообщениями в режиме реального времени по коммутируемым проводным сетям. IP-телефония - комплекс технологий обмена точно такими же голосовыми сообщениями, но только использующий в качестве транспорта сети с коммутацией пакетов (протокол IP). Следовательно, IP-телефония есть подмножество более широкого понятия "Пакетная телефония". В чистом виде IP-телефония в качестве линий передачи телефонного трафика использует, в основном, выделенные цифровые каналы. Термин "интернет-телефония" обозначает всего-навсего частный случай IP-телефонии, когда в качестве линий передачи выступают обычные каналы Интернета. Сам этот термин прижился просто благодаря моде на Интернет и всему, что с ним связано.

В чем же главное преимущество интернет-телефонии перед классической? Высокая стоимость обычной телефонной связи не в последнюю очередь обусловлена высокими затратами телефонных компаний на содержание и совершенствование их инфраструктуры. Интернет-телефония гораздо экономичнее, так как она частично основывается на использовании уже существующей сети телефонных линий. Но самое главное ее достоинство в том, что она, используя передовую технологию сжатия голосовых сигналов, а также, благодаря пакетной организации, способна передавать речь одновременно с данными. А это позволяет максимально полно использовать все возможности имеющихся (не говоря уже о перспективных) каналов связи. Благодаря этому организации, строящие свою инфраструктуру с нуля, теперь вместо двух фактически независимых сетей: одной для данных, другой - для телефонии, могут обойтись только одной, универсальной.

Технология VoIP

Технология, позволяющая комбинировать голос и данные в одной сети, называется VoIP (Voice over IP - передача голоса по IP-сетям) и существует уже добрый десяток лет, однако только недавно она была усовершенствована настолько, чтобы ее можно было использовать в коммерческих системах связи.

Если особо не вдаваться в детали, то VoIP функционирует посредством специальных телефонных шлюзов (Gateway), т.е. устройств, имеющих, с одной стороны, порт для подключения к IP-сети, а с другой - порты FXS (Foreign Exchange Station), позволяющие подключаться к обычным телефонным аппаратам или офисным АТС и/или, по необходимости, порт/порты FXO (Foreign Exchange Office) для выхода на АТС городской телефонной сети. Физически телефонные интерфейсы выглядят как обычные разъемы RJ-11 с соответствующей маркировкой "Line" (FXO) и "Phone" (FXS).

Из телефонной линии шлюз принимает стандартный голосовой сигнал, оцифровывает его (если он исходно не цифровой), сжимает (без потери качества, с одновременным подавлением пауз), разбивает на пакеты и отправляет через Интернет по назначению с использованием протокола Интернета (TCP/IP). Для пакетов, приходящих из Сети на телефонный шлюз и уходящих в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке. Обе составляющие этой операции (вход сигнала в телефонную сеть и его выход из телефонной сети) происходят практически одновременно, что позволяет обеспечить полнодуплексный разговор. Таким образом, пользователь может разговаривать как с помощью компьютера, подключенного к Сети, так и без него, по обычному телефону, набирая IP-адрес в качестве номера абонента. Именно поэтому простейший телефонный шлюз с подключенным к нему телефоном называют иногда попросту - IP-телефон.

Понятно, что звонки типа "телефон-компьютер" или "компьютер-телефон" способно обеспечить одно такое устройство, а для организации связи типа "телефон-телефон" необходимо уже два IP-телефона (или отдельных шлюза).

Дополнительным стимулом к развитию офисной IP-телефонии является широкое распространение беспроводных сетей Wi-Fi, GPRS и т.п., позволяющих создавать новые приложения и модели использования офисной телефонии, многие из которых невозможно реализовать на базе традиционных проводных телефонных систем. При этом пользователи смогут воспользоваться услугами голосовой связи в хот-спотах, причем стоимость такого роуминга будет составлять лишь незначительную часть базового тарифа.

Чтобы вместо IP-адресов абонентов набирать более привычные телефонные номера, то есть организовать офисную АТС через IP-сеть, необходимо воспользоваться услугами специального VoIP-сервера, который позволит присвоить различным абонентам короткие и простые номера, даже если абоненты находятся в разных уголках мира.

Однако аппаратные решения для интернет-телефонии, естественным образом вписывающиеся в стиль крупных корпораций, в среде мелких фирм и "фирмочек", а также среди "продвинутой" компьютерной публики (по крайней мере, в нашей стране) пока не столь популярны, как интернет-телефония, построенная исключительно на программном обеспечении, так называемая Software-Only Telephony. На обычный маршрутизатор, который, помимо своей основной функции, выступает еще и в роли телефонного шлюза, устанавливается специальное ПО, в качестве телефонной проводки используется существующая сеть Ethernet либо беспроводная, а в качестве IP-телефонов - программные телефоны (SoftPhones), которые устанавливаются на компьютеры. В качестве телефонных трубок в этом случае используются или обыкновенные гарнитуры, или, для особо привередливых, USB-трубки, подключаемые непосредственно к компьютеру. Кроме максимальной экономии финансовых ресурсов (особенно - начальных инвестиций), решения такого класса характеризуются предельной простотой и оперативным развертыванием, однако их массовое использование сдерживается излишней сложностью эксплуатации таких систем малоподготовленными пользователями.

В процессе VoIP-связи происходит не только аналогово-цифровое и цифро-аналоговое преобразование голоса, но и сжатие потока (для уменьшения требуемой полосы пропускания), а также упаковка голосового сигнала в пакеты IP для передачи по сети. В большинстве VoIP-устройств для разбивки оцифрованного голоса на пакеты IP используется протокол RTP (Real-time Transport Protocol). На самом деле, пакеты RTP упаковываются в пакеты UDP, которые и передаются по сети. Выбор UDP обусловлен тем, что этот протокол менее перегружен служебными данными по сравнению с TCP и лучше подходит для передачи трафика в режиме реального времени.

Для уменьшения времени задержек прохождения пакетов и тем самым повышения качества передачи голоса, был разработан протокол резервирования ресурсов для контроля качества обслуживания (Resource Reservation Protocol, RSVP). Он представляет собой протокол сигнализации всем транзитным коммутаторам о резервировании ресурсов для передачи высокоприоритетного трафика, к которому, без сомнения, относится и голосовой трафик. RSVP действует на транспортном уровне поверх стека IP в эталонной архитектуре взаимодействия открытых систем OSI.

Установление связи в VoIP отличается от обычных телефонных линий, причем процедура зависит от конкретной реализации протокола VoIP. Домашнее и офисное оборудование VoIP чаще всего использует протоколы H.323 и SIP (Session Initiation Protocol).

Протокол передачи аудио- и видеоданных по "цифровым" сетям H.323, являющийся "детищем" Международного союза по телекоммуникациям ITU, был разработан в 1996 году для использования в локальных вычислительных сетях с фиксированной шириной полосы частот и временем задержки. Он включает в себя спецификации голосовых и видеокодеков (обеспечивающих малую полосу пропускания, небольшие задержки и возможность восстановления потерянных пакетов данных), общедоступных приложений, на согласование параметров соединения, а также на передачу служебных сообщений системы. К настоящему времени H.323 уже несколько устарел и постепенно заменяется более совершенным протоколом SIP.

Протокол Session Initiation Protocol (SIP), обеспечивающий передачу голоса по сетям IP в режиме реального времени, получил достаточно широкое распространение в приложениях обработки видеопотоков и мгновенной пересылки сообщений. Телефонные приложения SIP обеспечивают привнесение дополнительной интеллектуальности в процедуру организации вызова, расширение возможностей сетевых устройств и агентов потребителя - IP-телефонов и ПК, оснащенных ПО для передачи голоса или мгновенной пересылки сообщений.

Существует также ряд протоколов, "улучшающих" стандартные транспортные возможности стека TCP/IP и позволяющие передавать голос не только эффективно, но и с приемлемым качеством. Помимо уже упоминавшихся выше RTP и RSVP, к ним можно отнести модели обеспечения качества обслуживания QoS: IntServ и DiffServ, а также протоколы многоадресной маршрутизации DVMPR, PIM и BGMP.

Рынок услуг IP-телефонии

Еще несколько лет назад эксперименты с VoIP были в основном уделом энтузиастов, изыскивающих приемлемую альтернативу дорогим международным телефонным переговорам, даже несмотря на относительно низкое качество связи. Сегодня же эта аббревиатура у всех на устах, причем многие видят в VoIP-решениях не только возможность сэкономить на телефонных расходах, но и естественный путь совершенствования корпоративных локальных сетей.

Исследовательская компания Infonetics Research (IR) не так давно опубликовала отчет, согласно которому телекоммуникационные компании, потратившие на закупку VoIP-оборудования в 2004 году 1,73 млрд. долларов, в ближайшие четыре года собираются увеличить объемы закупок до $5,8 млрд. IR предложила назвать заканчивающийся 2005 год "годом VoIP", так как именно в этом году технология пакетной передачи голосовых данных по IP-протоколу получила распространение и "благословение" со стороны крупных компаний. Среди заказчиков, активно приобретающих VoIP-оборудование, 56% являются американскими компаниями, 25% - европейскими и 18% - азиатскими.

По мнению большинства ведущих экспертов, рынок корпоративной IP-телефонии - один из наиболее перспективных сегментов телекоммуникационной отрасли. Объем рынка постоянно растет, появляются новые поставщики, новые решения. К числу наиболее известных игроков рынка корпоративной IP-телефонии можно отнести компании Cisco, Avaya, Alcatel, Mitel, Nortel, Siemens и 3Com, но наиболее острая конкурентная борьба развернулась между двумя первыми компаниями. Доли рынка, занимаемые Cisco и Avaya (отпочковавшаяся в свое время от телекоммуникационного гиганта Lucent Technologies), по разным оценкам аналитиков, достаточно сильно разнятся: в некоторых регионах лидирует Avaya, в других - Cisco. Стоит отметить, что конкуренты исповедуют принципиально различные подходы к организации корпоративной IP-сети: если компания Cisco выступает за максимально быстрый, революционный переход от традиционных аналоговых телефонных сетей к IP-сетям, то подход Avaya более консервативный. Она предлагает конвергентные сети с использованием существующей телефонной инфраструктуры и постепенное наращивание дополнительного функционала, который предоставляет технология VoIP, за счет применения аппаратных и программных решений. Современное состояние рынка корпоративной IP-телефонии свидетельствует о жизнеспособности обоих этих подходов.

Помимо корпоративного сектора VoIP, технология сегодня все больше привлекает и частных лиц, особенно среди тех, кто используют высокоскоростной доступ к Интернету. Телекоммуникационные "гранды" долгое время игнорировали розничный рынок, который был мал и не представлял для них особого интереса. Поэтому первыми, кто начал поставлять услуги интернет-телефонии конечному пользователю, были альтернативные операторы, которых обычно называют провайдерами интернет-телефонии (Internet Telephony Service Providers - ITSP). "Альтернативщики" вошли на рынок с очень привлекательными ценовыми предложениями: международные звонки от двух центов минута, неограниченные звонки в пределах США и Канады от тридцати долларов в месяц. Столь низкие цены оказались возможны только потому, что своей инфраструктурой они не владеют, арендуя ее у тех самых "грандов". Резкое снижение стоимости международной связи неизбежно привело к взрывному росту популярности VoIP: так, согласно прогнозам Infonetics Research, к 2008 году на VoIP перейдут до 20,8 млн. американцев, что обещает небывалый спрос на соответствующее оборудование. Тем не менее, уже в этом году, если верить IDC, США проиграют битву за рекорд в плане потребительских VoIP-подключений - в Западной Европе будет насчитываться 22 млн. VoIP-пользователей, которые дадут рынку возможность приносить доход в 7 млрд. долларов ежегодно. Завидные темпы роста также демонстрирует и Австралия. Впрочем, страна не может похвастаться большой численностью VoIP-населения: к концу 2004 года, по данным IDC, только 200 тыс. австралийцев перешли на пакетную передачу голоса. Зато в процентном отношении увеличение по сравнению с показателями 2003 года составило 98%.

Столь высокая популярность интернет-телефонии в США и Западной Европе обусловлена, в первую очередь, наличием сложившейся инфраструктуры широкополосных сетей в этих странах. Согласно исследованию рынка, проведенному агентством Ipsos-Insight, около 19% пользователей таких сетей либо уже активно используют, либо собираются применять в ближайшее время VoIP-телефонию. С другой стороны, абонентов высокоскоростных каналов трудно назвать типичными представителями всего населения, поскольку они чаще всего обладают определенными технологическими навыками и имеют возможность оплачивать далеко не самое дешевое специальное оборудование и каналы связи.

На фоне растущей популярности технологий падают цены и на оборудование, необходимое рядовому интернет-пользователю для создания полноценного VoIP-канала. Так, к примеру, в США компания Vonage Holdings уже сегодня рекламирует Wi-Fi-маршрутизаторы от Linksys со встроенными телефонными выходами RJ-11, которые новым клиентам, подписавшимся на услугу VoIP-телефонии, раздаются бесплатно. Если же говорить о планах на будущее, то согласно опросам In-Stat, большинство VoIP-пользователей весьма заинтересованы в покупке VoIP-телефона, поддерживающего беспроводную сеть Wi-Fi.

Так уж исторически сложилось, что Россия идет по западному пути развития телекоммуникационных систем, но с изрядным отставанием. Несмотря на то что технология передачи голоса IP-пакетами уже давно получила заслуженное признание практически во всех развитых странах, у отечественных пользователей она находит пока лишь весьма ограниченное применение. Не в последнюю очередь стараниями отдельных чиновников и не всегда добросовестных СМИ, термин "IP-телефония" прочно ассоциируется с понятиями "мошенничество" и "воровство", и совершенно естественно, что официальной статистики в этой области не имеется. Тем не менее рынок VoIP хоть и медленно, но развивается. Все больше отечественных телефонных, провайдерских и других компаний с интересом осваивают рынок IP-телефонии. Тут можно провести аналогию с развитием сети Интернета в России. Небольшие компании покупают доступ к цифровым линиям у более крупных организаций и продают его более мелким операторам, а те в свою очередь предоставляют услуги частным лицам и фирмам. Однако следует учитывать, что, в отличие от Интернета, не существует объединения всех операторов в общую сеть. То есть практически каждый поставщик IP-телефонии предлагает свои услуги связи в сети "между точками расположения собственных серверов".

Вместе с тем, такие факторы, как, например, отсутствие в нашей стране "критической массы" широкополосных подключений к Интернету, не дают российскому рынку абонентских услуг IP-телефонии перейти к стадии заметного роста, как это случилось, например, в США, Японии и других странах.

Заключение

Подводя итоги нашего обзора, хотелось бы отметить, что IP-телефонию нельзя рассматривать в отрыве от других видов мультимедийного трафика, такого как передача аудио- и видеопотоков. Ведь природа всех видов мультимедийного трафика практически одинакова, поэтому IP-телефония и наработанные в этой области технологии, обеспечивающие интернет-радио- и видеотрансляции, уже сейчас могут составить основу для создания единого информационного пространства ближайшего (надеюсь) будущего. На основе таких мультимедийных сетей, включающих в себя современные web-технологии, видеоконференции, электронную почту и голосовую связь, можно организовывать универсальные порталы, одинаково удобные как для корпоративного применения, так и для домашнего. Возможности такой конвергенции просто безграничны.

Видение же IP-телефонии как простой альтернативы стандартной телефонной связи для корпоративных клиентов, по-видимому, не имеет никаких перспектив. И действительно, переход на IP-телефонию совсем не означает полного отказа от услуг традиционной телефонной сети. Оптимальным решением может стать разумный баланс в распределении между двумя этими технологиями. Так, например, для наиболее ответственных переговоров, требующих безусловной надежности и качества связи разумнее использовать обычную телефонную сеть, тогда как для всех прочих звонков можно применять гораздо более дешевую интернет-телефонию. Удобство для конечного пользователя заключается именно в возможности выбора между тем или иным вариантом организации связи.