IP-телефония

IP-телефония — это технология передачи голоса через интернет. В отличие от классических телефонных сетей (PSTN), где сигнал идет по медным проводам, здесь голос оцифровывается, разбивается на пакеты и передается через IP-сети. В статье расскажем про IP-телефонию: как работает для «чайников».

IP-телефония: объясняем принцип работы для «чайников»

IP-телефония превращает живой голос в цифровой поток, который преодолевает тысячи километров за доли секунды. В основе — многоступенчатая обработка сигнала, где каждый этап гарантирует четкость связи даже при нестабильном интернете.

Разберем, как это происходит:

1. Оцифровка голоса. Голосовой сигнал преобразуется в цифровые данные с помощью аудиокодеков (например, G.711 для высококачественного звука или G.729 для сжатия с минимальной потерей качества).
2. Разбиение на пакеты. Цифровые данные делятся на небольшие пакеты размером 20-30 мс. Каждый пакет содержит метку времени и порядковый номер для синхронизации на стороне получателя.
3. Маршрутизация. Пакеты отправляются через интернет по оптимальному пути, который выбирается динамически. Это позволяет избегать перегруженных узлов сети.
4. Сборка и декодирование. На устройстве адресата пакеты собираются в правильной последовательности, декодируются и преобразуются обратно в аналоговый сигнал.

Пример. Когда вы звоните через WhatsApp, ваш голос кодируется в пакеты, которые передаются через интернет. Даже при скорости 100 Кбит/с задержка не превышает 150 мс — это в 3 раза быстрее, чем моргает человеческий глаз. Технология RTP (Real-Time Transport Protocol) синхронизирует аудиопоток, а сквозное шифрование защищает разговор от перехвата.

Такая архитектура делает IP-телефонию не только быстрой, но и устойчивой к помехам: если часть пакетов теряется, алгоритмы восстанавливают пропуски или маскируют их, сохраняя разборчивость речи.

Чем IP-телефония отличается от традиционной

Уровни организации соединения в IP-телефонии

Для передачи голоса используются уровни сетевой модели OSI. Вот как это работает:

1. Физический уровень (Physical Layer)

Обеспечивает передачу битов через физические носители: кабели (Ethernet, оптоволокно), Wi-Fi, 4G/5G.

Пример: IP-телефон подключается к роутеру через Ethernet-кабель.

2. Канальный уровень (Data Link Layer)

Отвечает за передачу данных между соседними узлами сети. Использует MAC-адреса и протоколы (например, Ethernet, PPP).

Пример: Коммутатор в локальной сети направляет пакеты от IP-телефона к маршрутизатору.

3. Сетевой уровень (Network Layer)

Маршрутизирует пакеты через интернет с использованием IP-адресов. Основной протокол — IP (IPv4/IPv6).

Пример: Маршрутизатор определяет оптимальный путь для пакетов до сервера оператора.

4. Транспортный уровень (Transport Layer)

Управляет доставкой данных. В IP-телефонии чаще используется UDP и RTP вместо TCP:

• UDP: Быстрая передача без подтверждения доставки (меньше задержек).
• RTP (Real-Time Protocol): Добавляет временные метки и порядковые номера пакетов для синхронизации аудио.

Пример: Голосовые пакеты передаются по RTP поверх UDP, чтобы минимизировать задержку.

5. Уровни данных (Data Layers)

Включают прикладные протоколы для установки и управления звонками:

• SIP (Session Initiation Protocol): Стандарт для инициирования, изменения и завершения сеансов связи.
• 323: Устаревший протокол для мультимедийной связи, чаще используется в корпоративных решениях.

Пример: При звонке через WhatsApp SIP-сообщения согласуют параметры вызова, а RTP передает аудио.

Протоколы IP-телефонии: H.323 и SIP

IP-телефония опирается на стандарты, которые управляют установкой, поддержкой и завершением сеансов связи. Два ключевых протокола — H.323 и SIP — решают эти задачи, но делают это по-разному.

H.323: комплексный стандарт для корпоративных сетей

Разработанный в 1996 году протокол H.323 (рекомендация ITU-T) изначально создавался для мультимедийной связи в локальных сетях. Его архитектура включает четыре компонента:

1. Терминал (H.323 Terminal)
   Устройство конечного пользователя: IP-телефон, видеоконференц-система или софтфон (например, приложение Avaya). Поддерживает аудио/видеокодеки и передачу данных.
2. Шлюз (Gateway)
   Обеспечивает совместимость между IP-сетями и традиционными телефонными линиями (PSTN). Конвертирует сигналы и форматы данных.
   Пример: Шлюз Cisco CUBE соединяет офисную IP-АТС с городской телефонной сетью.
3. Контроллер зоны (Gatekeeper)
   Управляет вызовами в пределах «зоны» (группы терминалов): маршрутизация, аутентификация, контроль пропускной способности.
4. Сервер многосторонней конференции (MCU)
   Организует групповые звонки, смешивая аудио- и видеопотоки.

Где применяется: В закрытых корпоративных сетях, системах видеоконференцсвязи..

SIP: гибкий протокол для интернета

Session Initiation Protocol (SIP, RFC 3261) — это легковесный текстовый протокол, похожий на HTTP. В отличие от H.323, он не привязан к конкретным типам данных и легко интегрируется с веб-сервисами.

Как работает SIP:

• Использует методы INVITE (начало вызова), ACK (подтверждение), BYE (завершение сеанса).
• Для передачи голоса применяет RTP (Real-Time Transport Protocol), для настройки параметров — SDP (Session Description Protocol).
• Поддерживает сквозное шифрование (SRTP, ZRTP).

Пример использования:

При звонке через Microsoft Teams:

1. SIP-запрос INVITE отправляется на сервер с деталями сеанса (кодеки, IP-адрес).
2. Устройство получателя подтверждает вызов (200 OK).
3. Аудиопоток передается через RTP.

Преимущества SIP:

• Совместим с облачными сервисами (например, Google Meet).
• Позволяет переносить номера между операторами (SIP Trunking).
• Поддерживает интеграцию с CRM через API.

Сравнение H.323 и SIP

Кодеки IP-телефонии: как звук становится цифрой

Кодеки (кодеры-декодеры) — это алгоритмы, которые сжимают голосовой сигнал для передачи через интернет и восстанавливают его на стороне получателя. От выбора кодека зависят качество звука, задержка и расход трафика. Разберем популярные варианты.

1. G.711 (PCM)

• Битрейт: 64 Кбит/с.
• Особенности:
  • Использует импульсно-кодовую модуляцию (ИКМ) без сжатия.
  • Обеспечивает качество, идентичное традиционной телефонии (PSTN).
• Плюсы: Низкая задержка (< 1 мс), простота обработки.
• Минусы: Высокий расход трафика, не подходит для медленного интернета.
• Где применяется: Офисные IP-АТС (Cisco, Avaya), звонки через SIP-телефонию.

2. G.729

• Битрейт: 8 Кбит/с.
• Особенности:
  • Сжимает голос в 8 раз сильнее, чем G.711, за счет алгоритма CS-ACELP.
  • Сохраняет приемлемую разборчивость речи.
• Плюсы: Экономит трафик, работает на слабых каналах.
• Минусы: Заметное ухудшение качества при фоновых шумах.
• Где применяется: Мобильные приложения (например, мобильные клиенты VoIP), call-центры.

3. Opus

• Битрейт: 6–510 Кбит/с (адаптивный).
• Особенности:
  • Поддерживает широкополосный звук (до 48 кГц) и музыку.
  • Динамически подстраивается под качество сети.
• Плюсы: Лучшее качество среди открытых кодеков, низкая задержка (26.5 мс).
• Минусы: Требует больше вычислительных ресурсов.
• Где применяется: WhatsApp, Zoom, Discord, WebRTC-сервисы.

4. SILK

• Битрейт: 6–40 Кбит/с.
• Особенности:
  • Разработан Skype для работы в условиях потери пакетов.
  • С 2017 года интегрирован в кодек Opus.
• Плюсы: Устойчивость к помехам, плавное изменение битрейта.
• Минусы: Закрытый кодек (используется только в продуктах Microsoft).

Как начать работу с IP-телефонией и настроить ее в офисе

Проверьте интернет

— Скорость: от 100 Мбит/с для стабильных звонков.
— Тип подключения: оптоволокно надежнее медных кабелей.
— Тест связи: убедитесь, что нет разрывов и высокого джиттера.

Выберите провайдера

Ключевые критерии: стоимость (тарифы, интеграция с CRM, запись разговоров), распределение звонков (многоканальные линии, конференции), дополнительные функции (API, коллтрекинг).

Клиентам MANGO OFFICE доступны широкие возможности кастомизации виртуальной АТС и интеграции с другими бизнес-приложениями (CRM, CMS, ERP, офисными приложениями и др.).

Подберите оборудование

— IP-телефоны (подключение через Ethernet/Wi-Fi).
— Софтфон (приложение для ПК/смартфонов + гарнитура).
— Дополнительное оборудование (коммутаторы, шлюзы) настраивает провайдер.

Подключите услугу

— Оставьте заявку на сайте, согласуйте тариф и функции.
— Настройте базовые параметры в личном кабинете (добавочные номера, голосовое меню).
— Для сложных задач (переадресация, интеграции) обратитесь к техническим специалистам провайдера.

Настройку лучше доверить профессионалам — это гарантирует стабильность связи и защиту от ошибок.

Подробная инструкция с примерами — в статье:
Как организовать IP-телефонию в офисе.

Как защитить IP-телефонию

 Шифрование данных

• SIP over TLS. Защищает сигнальный трафик (установку/завершение вызовов).
• SRTP (Secure RTP). Шифрует голосовые пакеты. Поддерживается большинством VoIP-провайдеров (например, Mango Office).
• Сквозное шифрование для приложений (Signal, WhatsApp).

Аутентификация и авторизация

• SIP-авторизация
  Используйте сложные пароли для SIP-аккаунтов (например, «x34!kL9#Q» вместо «1234»).
• Двухфакторная аутентификация (2FA)
  Обязательна для доступа к панели управления провайдера.
• Ограничение прав доступа
  Сотрудники получают только необходимые функции (например, запрет на международные звонки).

Защита сети

• Создает зашифрованный туннель для удаленных сотрудников.
• VLAN для VoIP. Изолирует голосовой трафик от общего интернета.
• Firewall с поддержкой VoIP. Фильтрует подозрительные SIP-пакеты и блокирует DDoS-атаки.

Краткий пересказ статьи от нейросети YandexGPT

Разбор статьи от ИИ Perplexity