14. Podstawowe zagadnienia z komunikacji VoIP

Najważniejsze definicje

Co to jest VoIP? 

Telefon


VoIP jest skrótem od słów Voice over Internet Protocol. Jest to technologia pozwalająca nadawać i odbierać dźwięk przez sieć komputerową, technologia ta służy do prowadzenia rozmów „telefonicznych” w czasie rzeczywistym. 

Mimo, że technologia VoIP stała się bardzo popularna w ciągu ostatniej dekady to historia VoIP zaczyna się blisko 100 lat temu w instytucie badawczym Bell Labs.

W roku 1938 Homer Dudley, inżynier Bell Labs, stworzył pierwszy elektroniczny syntezator mowy, znany jako Vocoder.  Koncepcja działania była podobna do dzisiejszej transmisji pakietowej (IP), która rejestruje próbki głosu na jednym telefonie i odtwarza je na innym. Obecnie ta sama technologia jest wykorzystywana nie tylko w telefonii VoIP, ale także w implantach ślimakowych. 

Nie można prowadzić rozmów przez Internet bez sieci komputerowej. Historia sieci komputerowej zaczyna się w 1969 roku w Advanced Research Project Agency – rządowej agencji USA. W wyniku prac agencji powstał protokół sieciowy TCP/IP oraz uruchomiono pierwszą sieć komputerową – ARPANET. Sieć ta działała formalnie do 1990 roku.  

W roku 1973 w MIT Bob McAuley, Ed Hofstetter i Charlie Radar opracowali pierwszy pakiet głosowy przekazywany przez ARPANET. 

 

Ta transmisja głosu była możliwa dzięki LPC, czyli Linear Predictive Coding - fundamentowi nowoczesnej technologii VoIP. LPC to technika analizy mowy, która opiera się na liniowym modelu predykcyjnym do przetwarzania i ponownej syntezy skompresowanych cyfrowych form sygnałów głosowych i mowy. 

W tym czasie nie można było używać sieci ARPANET do celów prywatnych. Pierwszy "techniczny" cyberprzestępca to Leonard Kleinrock, który w 1973 r. wysłał wiadomość przez ARPANET dotyczącą jego zaginionej elektrycznej maszynki do golenia.

W 1974 r. Lincoln Lab i Culler Harrison Inc. pomyślnie przesłały między sobą testowe pakiety danych głosowych. W 1976 roku Culler Harrison i Lincoln Labs przeprowadzili telekonferencję przez LPC. W 1982 r. osiągnęli znaczący postęp, wykorzystując LPC do łączenia się przez lokalną sieć kablową, mobilną sieć pakietową i interfejs z PSTN (Public Switched Telephone Network).

 

 

W 1988 roku ITU-T zatwierdził szerokopasmowy kodek audio G.722, czyli program, który umożliwia zamianę dźwięku na język „cyfrowy” oraz, po przesłaniu przez sieć, zamianę z powrotem na sygnał dźwiękowy. Kodek G.722 oferował znacznie lepszą jakość mowy w porównaniu do swoich poprzedników. G.722 oferuje szybkość transmisji danych do 64 kb/s, czyni go idealnym do komunikacji VoIP — zwłaszcza w sieciach lokalnych (LAN). 

W 1989 roku deweloper Brian C. Wiles stworzył RASCAL, pierwszy system, który z powodzeniem przesyłał głos przez sieci Ethernet — pierwsza aplikacja VoIP.

W 1991 roku John Walker z firmy Autodesk napisał i udostępnił program NetFone, później znany jako Speak Freely, to pierwszy telefon VoIP oparty na oprogramowaniu. 

Rok 1993 przyniósł pierwszy system wideo konferencyjny – Teleport. Twórcami Teleport byli David Allen i Herold Williams, którzy sprzedali swój produkt hotelom Hilton.

Pierwszą komercyjną aplikacją VoIP stał się w roku 1995 program VocalTec Internet Phone. Program wykorzystywał protokół H.323, wymagania to: procesor 486, 8 MB pamięci RAM, 16-bitowej karty dźwiękowej i połączenia internetowego SLLP lub PPP.  VocalTec był tańszy od tradycyjnych połączeń telefonicznych w połączeniach międzynarodowych i międzymiastowych. 

W 1996 roku opracowano SIP (Session Initiation Protocol). Pierwsza wersja SIP miał tylko jedno polecenie – „nawiąż połączenie”, ale już w 1999 r. rozwinięto możliwości SIP do 6 poleceń. 

 

Pole tekstowe 

(Źródło rysunku: https://www.3cx.pl/voip-sip/sip/ ) 

SIP stał się preferowanym protokołem mobilnej telefonii VoIP. 

 

W 1999 roku Mark Spencer postanowił zaprogramować własny system IP-PBX, czyli program pełniący funkcję centrali telefonicznej, i nazwać go Asterisk. Asterisk jest programem open source, który szybko zyskał popularność i jest rozwijany i ulepszany do  dziś przez tysiące programistów.  


W 2003 roku powstał Skype i wkrótce stał się najczęściej używanym komunikatorem głosowym. Z biegiem czasu Skype rozwinął się do poziomu komunikatora wideo z możliwościami przesyłanie plików. Dziś jest w posiadaniu firmy Microsoft. 

W 2006 roku Truphone, pierwsza mobilna aplikacja VoIP, została uruchomiona dla użytkowników telefonów Nokia, iPhone'ów, Androidów i Blackberry.  Aplikacja wykorzystuje SIP do wykonywania połączeń przez połączenie internetowe, a nie przez sieci komórkowe.  

W latach 2011-2015 w USA nastąpił wielki wzrost popularność telefonii VoIP. Na świecie nastąpił wzrost liczby dostawców VoIP, który sprzyjał konkurencyjności i prowadzi lub już doprowadził do wyparcia starszych systemów telefonicznych. 

Pandemia COVID z roku 2020 w wielu sektorach gospodarki z dnia na dzień zmieniła charakter pracy na zdalną. Ujednolicona komunikacja oparta na technologii VoIP pozwala pracować zespołowo zdalnie i kontaktować się z klientami za pomocą wielu kanałów, w tym: rozmów wideo, aplikacji mobilnych, połączeń konferencyjnych, zespołowych wiadomości tekstowych, poczty głosowej. 

Do najpopularniejszych programów wykorzystujących technologię VoIP należą: Microsoft Teams (domyślny komunikator systemu operacyjnego MS Windiows11), Google Meet, Zoom. 


VoIP w domu, VoIP dla biznesu 

Rozwiązania VoIP dla użytkowników domowych 

Użytkownicy domowi to tacy, którzy potrzebują z reguły jednego numeru telefonu.  
W celu uruchomienia publicznego numeru telefonu PSTN z prefixem państwa i obszaru (miasta) należy zarejestrować się u dostawcy usług VoIP. Dostawca telefonii VoIP w procesie rejestracji utworzy konto SIP – login i hasło, oraz poda sposób konfiguracji SIP. Posiadając informacje o koncie możemy logować się do centrali i używać telefonii VoIP w aplikacjach dla telefonów komórkowych, aplikacjach instalowanych w systemach operacyjnych Microsoft, Apple, Linux, czy wreszcie telefonach VoIP. 

 Pole tekstowe 

 

Rozwiązania VoIP dla firm 

Aby zarządzać wieloma telefonami VoIP w firmie należny uruchomić centralę abonencką (PBX). Centrala może występować zarówno jako fizyczne urządzenie zainstalowane w siedzicie przedsiębiorstwa jak i w postaci wirtualnej (oprogramowania dostarczonego przez firmę sprzedająca usługi telefoniczne). 

Stacjonarne aparaty telefoniczne pracowników firmy w przypadku wirtualnej centrali muszą obsługiwać VoIP. Koszt telefonu VoIP jest porównywalny do tradycyjnego tak więc przy nowych siedzibach firm telefon VoIP wydaję się najlepszym wyborem.  

Przedsiębiorstwa posiadające tradycyjne linie PSTN oraz aparaty mogą pozostać przy przydzielonych numerach telefonów na dwa sposoby: 

  • zakup centrali VoIP z modułami PSTN/ISDN bez wymiany telefonów, 

  • przeniesienie numerów do wirtualnej PBX i wymiana aparatów telefonicznych na obsługujące VoIP 


Przegląd aplikacji VoIP 

Aplikacje związane z VoIP możemy podzielić na:  

  • klienckie – instalowane na aparatach telefonicznych/komputerach końcowego użytkownika VoIP 

  • serwerowe – instalowane na zwykłych serwerach, czy dedykowanych centralach 


Aplikacje klienckie 

Współczesna technologia telefonii komórkowej opiera się na technologii cyfrowej, a więc dźwięk przekazywany jest  za pośrednictwem kodeka.  

W obecnie używanych smartfonach dodanie numeru VoIP jest możliwe bez instalowania dodatkowego oprogramowania. W ustawieniach systemu Android czy iOS możemy wprowadzić dane konta SIP i używać telefonii VoIP. Istnieje też wiele aplikacji VoIP, które dają dodatkowe funkcjonalności (np. wspólna książka adresowa, itp.). Wybierając w jaki sposób chcemy korzystać z telefonii VoIP najlepiej kierować się zaleceniami dostawcy usługi VoIP. Dostawcy usługi często posiadają własną aplikację dedykowaną do używania usług VoIP. 

Na komputerach stacjonarnych, laptopach czy tabletach bez możliwości podłączenia się do sieci komórkowej możemy używać VoIP za pośrednictwem sieci  Internet. Tak więc wystarczy podłączyć laptop do WiFi oraz zainstalować aplikację VoIP aby móc wykonywać połączenia telefoniczne.  

Istnieje wiele popularnych aplikacji, które umożliwiają połączenia telefonii VoIP z publiczną komutowaną siecią telefoniczną (PSTN) :  Microsoft Teams, ZOIPER, Blink, Zoom itp. Listę aplikacji klienckich VoIP możemy śledzić na stronie: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_SIP_software  

Aplikacje serwerowe 

Serwer SIP zarządza połączeniami w sieci, odbiera żądania od klientów VoIP w celu nawiązania i kończenia połączeń.  

Najpopularniejszy serwer SIP Open Source to Asterix (https://www.asterisk.org). Aby uruchomić Asterix w firmie należy posiadać serwer z zainstalowanym systemem operacyjnym Linux. W dystrybucjach Linuxa istnieją dedukowane pakiety oprogramowania zawierające serwer Asterix. Najlepszym sposobem instalacji serwera Asterix jest pobranie specjalnie przygotowanej dystrybucji Linuxa – freePBX (https://www.freepbx.org/downloads/ ). Asterix posada wiele możliwości nowoczesnej telefonii w tym, m. in.: SMS, muzykę przy oczekiwaniu / łączeniu, pocztę głosową.