Voice over IP Voip BASICS. By Eng. Denis Duynslaeger

Transcriptie

1 Voice over IP Voip BASICS By Eng. Denis Duynslaeger 1

2 Bouwblokken Voice over IP H.323 Clients - SIP Softphone of IP phones Gatekeeper Converteert IP ADRESS naar Telefoonnummer Houdt alle gesprekken in het oog Gateway Converteert IP naar Klassieke telefonie 2

3 Internationale Internationale standards! standards! H.245 : Control protocol for multimedia communications H.235 : Security and encryption for H-Series multimedia terminals H450.X : H261 : Supplementary services for multimedia calls Discrete cosine transform with motion compensation (Low quality) H263 Improved version of H.261 ( medium quality ) Gxxx : Codecs used (described later in the document ) T38 : G3 fax over IP (H.323 Annex D) T.120 : Data protocol for multimedia conferencing 3

4 Hoe converteren we telefoongesprekken naar data-packets? Wat met Quality of service? 4

5 OSI-model met kleine toelichting RTP: Real Time Protocol RTCP: Real Time Control Protocol RTP compenseert Packetloss en Jitter. Desondanks dat UDP gebruikt wordt. UDP doet geen packetisatie. Zowel H323 en SIP gebruiken RTP (via UDP SIP/H323 RTP RTCP Geen packet-isatie 5

6 (CODEC) Coding Silence Suppression (G.168) VOICE 64 Kbit / sec Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Packetisation RTP DSP 12 RTP 8 UDP 20 IP Interface 14 ETHERNET 4 6

7 Packet versus Circuit switching CIRCUIT Switching Dedicated voice channel at maybe 16KB Internet 64Kb reserved 128KB reserved Internet Voice Packet Switching No dedicated Channel 7

8 Voice treatment Voice 22% Speak 22% Pauzes 56% ITU G.168 Echo cancellation Silence suppression Comfort noise insertion Bandbreedte reductie van 40% tot 60% Alleen 44% van het effectieve gesprek moet getransporteerd worden 8

9 Quality of Service: Real time applications maw Jitter in het vakjargon! Satellite Good Quality Diffusion Max. delay Time (msec) Aanbevelingen ITU s G.114 = ms ETSI TIPHON quality level BEST = ms Mouth-to-Ear 9

10 Voice over IP - Supported codecs Codec Compression Quality Bandwith BP Coding timing G kbps Excellent 70 kbps 70 kbps N/A G kbps Acceptable 13.3 kbps 8.7 kbps >67 ms G kbps Good 14 kbps 9 kbps > 67 ms G.729ab 8 kbps Good 16 kbps 10 kbps < 25 ms 10

11 Vertraging in VOIP netwerken Access to the Sub-Network Bufferization Queuing Delay Propagation Delay Data Network Packetization Delay Codec Delay Compression Time Cell Sequencing Serialization Delay Jitter Buffer Delay due to the Network Operating system Processing 11

12 Belangrijk vragen omtrent de LAN / WAN VOIP implemenatie -> eerst dit nagaan Delay Silence suppression Jitter Codec selection Packet Loss Router and data-switch setup Packet mis-order Reliability Available bandwith Scalability Packet Priorization Management Network design Wan protocols Endpoint audio QoS/CoS policy Characteristics Duplex Encryption / Decryption Transcoding H323 Proxy / firewall Echo 12

13 Extension Gateway en migratie naar IP IP clients on the LAN IP clients in the branch office PBX IP WAN Firewall Free calls from Internet Internet Click to call Analogue phones and faxes 13

14 IP Extensies- Architectuur Server / Exchange Telefooncentrale of IPBX Switch (Layer 2/3) met Power Over Ethernet (PoE) IP via LAN/WAN IP phones PC Softclients 14

15 IP extensies in combinatie met digitale toestellen Server / Exchange Telefooncentrale of IPBX Switch (Layer 2/3) met Power Over Ethernet (PoE) IP via LAN/WAN Digital phones IP phones 15

16 Marktaandeel VOIP - IPBX Office in box system Mobile Enterprise Traditional PBX / Key systems + 90% of the market SME MECS PBX / Key Euro +9 Bill. IPBX CPE Market IPBX / office in box systems 5-8% Centrex MSED Managed Intelligent CPE e.g MSED 8% IP Centrex services incl. voice (figures based on Gartner Group, Dataquest, and other literature & totaltele.com) 16

17 Wat is nu de standaard? 17

18 SIP Session Initiated Protocol Ontstaan in 1995, ontworpen door professoren in de universiteit van Columbia Sun Microsystems (JAVA) was de eerste die SIP implementeerde in 2001 SIP boodschappen zijn zeer gelijkaardig met HTTP en SIP adressen het een zelfde structuur als -adressen Maakt gebruik van SDP (Session Description Protocol), maar voorziet zichzelf niet van Qos. SIP gebruikt wel het RSVP protocol (Resource Reservation Setup Protocol) om de kwaliteit van de spraak te bewaren SIP voorziet de 4 basiselementen nodig om een communicatie op te bouwen:. User Location Service. Session establishment. Session Participant Management. Limited Features establishment Belangrijk te melden is dat SIP niet het type verbinding beschrijft, maar enkel hoe het behandeld moet worden SIP is een VRAAG en ANTWOORD protocol 18

19 SIP - eigenschappen SIP boodschappen zijn tekst-gebaseerd SIP hergebruikt MIME (gelijkaardig aan de -clients) om automatisch de applicaties te openen die aan de sessie gebonden zijn te openen. Multi-Purpose Internet Mail Extensions wordt toegevoegd in de header. SIP hergebruikt veel bestaande en volwassen internet protocol/services zoals DNS, RTP, RSVP, SIP is TRANSPORT LAYER onafhankelijk. Het onderliggend transport kan gebeuren via IP, ATM, SIP gebruikt zowel UDP als TCP SIP ondersteund Multi-device negotation. Bijvoorbeeld: Als een sessie zowel video en spraak nodig heeft, kan de sessie de spraak doorsturen naar een niet-video gerelateerde eindgebruiker Eén SIP-sessie kan zowel gebruikt worden voor een online-call, videos bekijken, zonder de verschillende sessies apart op te bouwen. 19

20 SIP Anatomy van de sessie (1) SIP User Agents (UA) eindgebruiker (Telefoon, PC,..) SIP Registrar Servers database die alle gegevens bevat van de User Agents binnen het domain SIP Proxy Servers Accepteert de sessie aanvraag van de UA en geeft de opdracht aan de SIP Registrar Server om de UA z n informatie op te zoeken. Eens die informatie kan de Proxy Server de sessie-invitatie doorsturen naar de UA of naar een andere Proxy Server als de UA in een ander domain zit SIP Redirect Servers laat toe dat de SIP Proxy Servers de sessie opbouwen naar andere domainen 20

21 SIP Anatomy van de sessie (2) 1) Gebruiker A belt B 2) Waar vindt ik B? 3) Antwoord met adres van Proxy controler in domein van B 4) Sessie wordt proxied naar de SIP Proxy van domein B 5) Waar is B? 6) Antwoord met adres van B 7) Proxied Call 8) Antwoord 9) Antwoord 10) Antwoord 11) Multi Media kanaal is opgesteld 21

22 SIP Interface naar TDM netwerk door de ISP s TDM SIP-user Niet Sip-user TDM staat voor het gewone telefoonnetwerk Om een oproep te maken naar niet-sip clients dienen de SIP-operatoren een interface te voorzien naar het gewone netwerk (Ref. Skype-out) 22

23 VOIP / SIP Opletten geblazen (1) VOIP SIP gaat over het internet, zonder Qos. In het internet kunnen bottlenecks zitten. De SIP operatoren gebruiken verschillende servers voor particulieren en bedrijven. De oproepen vanaf SIP naar TDM zijn meestal niet gratis. 23

24 VOIP / SIP Opletten geblazen (2) Enkele bevindingen: Dedicated XDSL / CABLE verhoogt de QoS Sip clients achter een firewall kunnen problemen opleveren als de SIP operator geen STUN- en TURN-servers gebruikt. Niet alle Firewalls en NATrouters zijn SIP-aware Devices achter een firewall worden beveiligd door de firewall. De firewall maskeert het IP-adres. NAT: Network address Translation is het basisprincipe. STUN is een extra protocol dewelke toelaat de host het globale IP-adres en toegewezen UDP poort te weten te komen. 24