LABORATORIUM SAMOCHODOWYM DROGOWYM. Telefonia internetowa VoIP

Transkrypt

1 ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI TRANSPORTU ZAKŁAD TELEKOMUNIKACJI W TRANSPORCIE WYDZIAŁ TRANSPORTU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ LABORATORIUM SYSTEMY TELEKOMUNIKACJI ŁĄCZNOŚCI W W TRANSPORCIE SAMOCHODOWYM DROGOWYM INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 24 Telefonia internetowa VoIP DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO WARSZAWA

2 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z techniką realizacji połączeń telefonicznych w sieci Internet VoIP. W ćwiczeniu laboratoryjnym studenci poznają sposoby komunikacji i obsługi centrali cyfrowej VoIP ze stanowiska operatorskiego. 2. Wprowadzenie Voice over Internet Protocol (VoIP) jest ogólnym określeniem technologii stanowiącej połączenie różnego rodzaju protokołów i standardów pozwalających na transmisję głosu w sieci komputerowej. Początkowo technologia ta oznaczała połączenie dwóch punktów i dopiero jej rozwój zaowocował możliwością przesyłania pakietów głosowych przez ogólnoświatową sieć Internet. Elementem niezbędnym do realizacji tej technologii jest odpowiednia brama (gateway) odpowiadająca za konwersję analogowego sygnału mowy do potrzeb sieci pakietowej. Telefonia internetowa jest rozbudowaną formą technologii VoIP, gdzie uzupełniono sieci o elementy spełniające podobne zadania jak tradycyjne centrale telekomunikacyjne, np. odpowiednie adresowanie pakietów z głosem, tak aby dotarły one w określone miejsce. Elementem takim zazwyczaj jest Gatekeeper, który gromadzi dane ze wszystkich połączonych z nim bram. Telefonia internetowa rozwinęła się (i nadal rozwija) głównie dlatego, że pozwala znacząco ograniczyć koszty połączeń, zwłaszcza tych realizowanych na duże odległości. Nie zapewnia ona jednak odpowiednich mechanizmów kontroli jakości połączenia (QoS), między innymi ze względu na fakt, że jakość ta jest uzależniona od aktualnego ruchu w danej sieci. Pewnym mankamentem jest też fakt, że korzystanie z telefonu internetowego wymaga stałego zasilania, w przeciwieństwie do tradycyjnej telefonii, gdzie aparat abonenta zasilany jest poprzez parę przewodów z centrali telekomunikacyjnej (CB Centralna Bateria). 3. Zasada działania telefonii internetowej 3.1. Płaszczyzna sieci internetowej Płaszczyzną na której jest realizowana telefonia VoIP jest sieć internetowa. Sieć ta funkcjonuje dzięki zastosowaniu protokołu IP, który wywodzi się z wojskowej sieci ARPANET stosowanej w USA w latach Obecnie stosowane są dwie wersje protokołu IP: czwarta i szósta. IPv4 jest obecnie powszechnie wykorzystywana. IPv4 została opracowana w roku 1981 przez IETF (Internet Engeneering Task Force). Istotą działania sieci opartej na tym protokole jest podział informacji na mniejsze zbiory danych nazywane Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 2

3 pakietami lub datagramami. Pakiet jest to usystematyzowany zbiór danych posiadający nagłówek, treść informacyjną oraz element potwierdzający poprawność danych w postaci sumy kontrolnej. Stosowany mechanizm transmisji best effort oraz bezpołączeniowy charakter protokołu IP powodują, że urządzenie wysyłające pakiet IP nie ma żadnej gwarancji, że ten dotrze do miejsca przeznaczenia, a jeśli po drodze zostanie on usunięty (np. wskutek natłoku) to urządzenie zwrotnie nie otrzyma żadnej informacji o takim fakcie. W związku z tym potwierdzanie poprawności transmisji musi być realizowane za pomocą innych protokołów znajdujących się w wyższych warstwach sterujących połączeniami (np. przez protokół TCP) 1. Z punktu widzenia Voice over IP taki bezpołączeniowy charakter protokołu IP jest pewnym utrudnieniem, gdyż w przypadku komunikacji głosowej istotne jest uzyskanie przekazu informacji w czasie rzeczywistym, czyli z opóźnieniem nie przekraczającym 300 ms. Stosowany powszechnie w sieci internetowej protokół TCP (Transmission Control Protocol) pozwala na uzyskanie wysokiej wierności przekazywania informacji poprzez mechanizmy kontroli zawartości przekazu. Niestety, weryfikacja każdego z pakietów w każdym z pośredniczących węzłów w sieci wiąże się z pewnym opóźnieniem, które utrudnia swobodną rozmowę komunikujących się abonentów sieci. Z tego też względu, jako protokół sterujący warstwą sieci często stosuje się protokół o mniejszej restryktywności integralności przekazu danych, jakim jest UDP (User Datagram Protocol). Cechą charakterystyczną tego protokołu jest brak narzutu na nawiązywanie połączenia i śledzenie sesji (w przeciwieństwie do TCP) oraz brak mechanizmów kontroli przepływu i retransmisji. Korzyścią płynącą z takiego uproszczenia budowy jest większa szybkość transmisji danych i brak dodatkowych zadań, którymi musi zajmować się węzeł propagujący pakiet tego protokołu. Oczywistą wadą jest tu możliwość gubienia, duplikowania lub zmiana kolejności przekazywanych przez sieć pakietów, jednak wszędzie tam gdzie dane muszą być przesyłane możliwie szybko jest on najskuteczniejszą metodą przekazu informacji w sieci IP. W takim przypadku poprawność przekazu i naprawianie ewentualnych błędów realizowane jest w innych, wyższych warstwach sterowania połączeniem, zgodnie z modelem OSI. UDP jest często używany w takich zastosowaniach jak strumienie dźwięku i obrazu w Internecie (np. YouTube, radia internetowe, itp.). 1 Istnieje tu uzasadnione zaznaczenie, że wyższe warstwy sterowania są zdefiniowane w modelu siedmiowarstwowym OSI. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 3

4 Transmisja danych, które muszą być odtworzone w ściśle określonych momentach czasu wymaga dodatkowego mechanizmu sterującego połączeniami. Zarówno protokół IP, jak i UDP nie przenosi informacji o czasie przebywania pakietu w sieci. Konieczne zatem stało się zastosowanie dodatkowego protokołu umożliwiającego odpowiedni nadzór nad tym, tak ważnym elementem realizacji usługi. Do tego celu wykorzystano protokół RTP (Real Time Protocol). Służy on do transportu danych multimedialnych (głos, głos i wideo, inne) od końca do końca dla aplikacji używających tych danych w czasie rzeczywistym. Protokół ten podobnie, jak IP, został opracowany przez IETF i opisany w zaleceniu RFC3550. Wraz z RTP stosuje się dodatkowy protokół RTCP (Real-time Transport Control Protocol) umożliwiający monitorowanie oraz raportowanie bieżącej pracy protokołu RTP. Zasadnicze cele, jakie realizuje protokół RTP to: umiejscowienie przesyłanych próbek (mowy lub wideo) w czasie, numerowanie próbek danych, niezbędne do integralności danych, rozróżnianie różnych strumieni wychodzących z tego samego hosta, szyfrowanie transmisji (opcjonalnie). Niestety, wbrew swej nazwie, protokół RTP nie zawiera żadnego mechanizmu gwarancji jakości przekazu w czasie rzeczywistym. Ogólny układ przedstawionych powyżej protokołów w sieci internetowej służących do przekazu informacji głosowych przedstawiono na poniższym rysunku. Aplikacja (kodek) Próbki mowy RTP Nag RTP UDP UDP IP Nagł. IP Próbki mowy 40 bajtów Rys. 1. Model warstwowy protokołów sieci internetowej oraz zawartość pakietu IP Ogólną ideę transmisji głosu w sieci internetowej przedstawiono na rysunku 2. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 4

5 Rys. 2. Transmisja pakietów zawierających próbki mowy w sieci IP 3.2. Komutacja połączeń Podobnie jak to ma miejsce w przypadku telefonii tradycyjnej, tak i w telefonii internetowej zanim dojdzie do połączenia między abonentami następuje proces sterujący mający na celu ustalenie abonenta żądanego i zestawienie do niego odpowiedniej drogi połączeniowej. Proces ten określa się mianem komutacji połączeń. W przypadku VoIP jest to element niezwykle istotny, gdyż abonent nie jest bezpośrednio związany z danym łączem docelowym, a nawet terminalem końcowym. Zatem, może się zdarzyć, że będzie on korzystać z tego samego numeru VoIP zarówno w pracy, w domu i na wakacjach za granicą. Przy tym do połączeń będzie korzystać raz z komputera stacjonarnego, raz z telefonu VoIP, podczas gdy innym razem użyje aplikacji napisanej pod telefon komórkowy. Taki stan rzeczy doprowadził do opracowania specyficznych protokołów komutacyjnych dedykowanych realizacji połączeń w sieci internetowej. Dziś do najbardziej popularnych protokołów VoIP zalicza się: SIP, H.323 oraz Skype. Tab. 1. Ogólne porównanie protokołów komutacji VoIP SIP H.323 Skype Organizacja, która J.Friis, N.Zennstrom IETF ITU-T opracowała protokół (twórcy KaZaA) AES Kodowanie komunikatów tekstowe binarne (komunikaty są zaszyfrowane) Szyfrowanie sygnalizacji częściowo nie (H.323v2) tak, AES 256 bit Wykorzystywany protokół RTP RTP Własny do transmisji mowy Wykorzystywany port (porty) dla sygnalizacji 5060, ,1720, 1721 brak danych Charakter sieci klient-serwer klient-serwer peer-to-peer (P2P) Elementy sieci Liczba wykorzystywanych protokołów w sygnalizacji serwer proxy, serwer rejestrujący mała (SIP, SDP) gatekeeper, brama duża (RAS, H.225, H.245, H.450) Skype Super Node, inni użytkownicy brak danych Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 5

6 Należy wspomnieć, iż protokoły komutacji VoIP mają zagwarantować: 1. Lokalizację abonentów w sieci, co gwarantuje dostępność atrybutu mobilności rozumianego jako możliwość przestrzennego przemieszczania się użytkowników, z zachowaniem dostępu do oferowanych przez system usług oraz udogodnień. 2. Sterowanie dostępnością abonenta w sieci, które ma zapewnić stronie wywoływanej możliwość różnicowania reakcji na wezwania do ustanowienia połączeń. 3. Profilowanie sesji, umożliwiające określenie typu wymienianych mediów w kategoriach schematu ich kodowania oraz parametrów szczegółowych. 4. Obsługę połączeń, obejmującą akcje właściwe komunikacji w trybie punkt-punkt oraz wielopunktowym, z uwzględnieniem właściwości uzgodnionego profilu. 5. Zarządzanie sesją, które stanowi zespół mechanizmów o zróżnicowanym przeznaczeniu. Ich zadaniem jest modyfikowanie profilu usługowego i wywoływanie dodatkowych usług w trakcie połączeń, a także przekazywanie istniejących sesji innym abonentom Transmisja głosu w sieci internetowej Z uwagi na fakt pełnej cyfryzacji sieci internetowej, analogowy sygnał głosowy musi zostać przekształcony na postać cyfrową. Sposób tej zamiany i dokładność odwzorowania sygnału oryginalnego został opisany w specyfikacjach technicznych np. serii G Światowej Unii Telekomunikacyjnej ITU. Kodeki audio to inaczej programowe lub sprzętowe konwertery informacji analogowych na postać cyfrową umożliwiającą transmisję w sieci pakietowej. Do podstawowych cech wszystkich kodeków zalicza się: przeznaczenie (audio/video), jakość odwzorowania, oraz wielkość strumienia danych. Do najpopularniejszych zalicza się: G.711, G.726, G.722, G.723.1, G729A, GSM, ilbc, Speer, MP3, OGG. Dostęp do części z nich jest ograniczony prawami autorskimi, a ich użytkowanie jest związane z wykupem licencji. Parametry wybranych kodeków przedstawione zostały w tabeli 2. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 6

7 Tab. 2. Podstawowe parametrów popularnych kodeków audio Nazwa kodeka Przepływność nominalna [kbit/s] Opóźnienie kodowania [ms] Jakość (MOS) G ,125 4,1 G ; 24; 32; 40 0,125 3,9 G ,625 3,6 G ,9 G.729a ,7 G ,3 37,5 3,9 G ,3 37,5 3,6 GSM ,2 20 3,7 ilbc 13,33; 15,2 30; 20 3,9 Speex 5,95; 8; 12; 15,2; 18,4; 24,8 20 b.d. Ostatni z wymienionych parametrów określa szczególnie istotny podczas połączeń parametr oceny jakości mowy. Jakość sygnału mowy może być oceniana metodami subiektywnymi lub obiektywnymi. Metody subiektywne polegają na przeprowadzaniu testów odsłuchowych na specjalnie dobranej grupie słuchaczy. Metody obiektywne wykorzystują urządzenia, które wysyłają określony sygnał testowy a następnie odbierają sygnał i porównują z sygnałem pierwotnym. W celu określenia poziomu jakości sygnału mowy zwykle wykorzystuje się skalę MOS (Mean Opinion Score) czyli średnią ocenę użytkownika opracowaną w zaleceniu P.800 ITU-T., która określa subiektywną ocenę zrozumiałości przekazu dźwięków mowy ludzkiej. Skalę oceny MOS podzielono na pięć poziomów. Jakość Ocena MOS Doskonała 5 Dobra 4 Dostateczna 3 Mierna 2 Niedostateczna 1 Tab. 3. Skala oceny zrozumiałości dźwięków mowy Zawarte w tabeli wartości należy traktować jako wyjściowy poziom jakości, który może pozostać na tym poziomie lub zostać obniżony. Dodatkowymi elementami wpływającymi na jakość oceny mowy, a nie będącymi bezpośrednio związanymi z kodekami audio są: Opóźnienia stanowiące sumę opóźnień wprowadzonych przez kodeki audio, związanych z rozmiarami pakietów, czasami buforowania po stronie odbiorczej i czasu transmisji pakietu przez sieć. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 7

8 Zjawisko echa Echo powstaje z powodu przenikania energii sygnału przez elementy składowe urządzenia krańcowego. Najczęściej przyczyną echa jest niedopasowanie rozgałęźnika przy przejściu z toru nadawczego i odbiorczego (4-przewodowego) na linię 2-przewodową. Utrata pakietów w sieci lub ich przekłamanie spowodowane zastosowaniem szybkiego protokołu UDP. Warto zwrócić uwagę na to, że zrozumiałość transmitowanej mowy może być różna dla różnych języków. Na poniższym wykresie przedstawiono opracowane porównanie dla 13 języków świata. Rys. 3. Porównanie wąskopasmowych kodeków mowy dla 13 języków zgodnie z zaleceniami przedstawionymi w ITU-T P Centrala VoIP Komutacja VoIP jest realizowana za pośrednictwem serwerów centralowych VoIP. Centralą VoIP może być dowolny serwer lub komputer PC pracujący pod kontrolą systemu operacyjnego Linux. Centrala VoIP połączona jest z siecią Internet za pośrednictwem stałego, symetrycznego łącza szerokopasmowego o przepływności adekwatnej do spodziewanego ruchu telekomunikacyjnego oraz zastosowanych kodeków audio video. Typowa centrala VoIP zazwyczaj bazuje na rdzeniu centrali opracowanej przez Marka Spencera i firmę Dignum Asterisk. Do cech charakterystycznych centrali VoIP należy zaliczyć: komutację połączeń głosowych i wideogłosowych, Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 8

9 obsługę protokołów komutacyjnych: SIP, IAX, H.323, obsługę bram sieci PSTN, tele i wideokonferencje, pocztę głosową, obsługę IVR (Interactive Voice Response) automatycznego biura obsługi klienta, obsługę LCR (Least Cost Routing) wybór najtańszego operatora docelowego sieci stacjonarnej. Programowanie centrali z poziomu kodu źródłowego jest stosunkowo uciążliwym zajęciem. Wszelkie błędy w składni poleceń prowadzą do błędów, które będą powodować nieprawidłowe lub niepełne funkcjonowanie abonenta. Dlatego istnieje duża liczba nakładek graficznych (GUI) na rdzeń centrali Asterisk. Jedną z popularniejszych jest rozszerzenie FreeBPX i jej wersja TRIXBOX. W takim przypadku obsługę centrali prowadzi się poprzez przeglądarkę Firefox firmy Mozzila lub inną zgodną ze standardem HTML ver. 4. W laboratorium uruchomiono centralę VoIP w wersji TRIXBOX. 3.2 Centrala AsteriskNOW AsteriskNOW jest to w pełni rozwinięta dystrybucja centrali VoIP. Wydawcą systemu jest bezpośrednio firma Digium. AsteriskNOW oprócz rdzenia komutacyjnego Asterisk posiada także lekki system operacyjny CentOS (Linux), graficzny interfejs użytkownika (GUI) FreePBX oraz zestaw sterowników bram zewnętrznych DAHDI. Dzięki temu może być on zainstalowany od podstaw w zaledwie kilkadziesiąt minut, bez konieczności instalowania wszystkich komponentów samodzielnie. System centrali jest dostępny za na stronie producenta ( na prawach Open Source i można go zainstalować na dowolnym komputerze klasy PC. Podczas korzystania z centrali nie jest wymagana znajomość Linuxa, a nawet zaawansowanej konfiguracji centrali. AsteriskNOW obsługuje trzy protokoły komutacyjne VoIP: H.323, SIP oraz IAX. Poniższy rysunek przedstawia główne okno centrali. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 9

10 Rys. 4. Główne okno centrali AsteriskNOW Centrala AsteriskNOW, podobnie, jak każda współczesna centrala telefoniczna, pozwala na realizację wielu usług dodatkowych. Abonent centrali może samodzielnie aktywować i deaktywować usługi wprowadzając odpowiadające im kody. Przykładowe usługi prezentuje tabela 4. Nazwa usługi Tab.4 Kody usług dodatkowych centrali Asterisk Nazwa angielska Lista połączeń złośliwych numer listy złośliwych wywołań Black list a number *30 usuwanie numeru z listy złośliwych wywołań Remove a number from the blacklist *31 dopisanie do listy złośliwych wywołań ostatnio Blacklist the last caller *32 wywołującego abonenta Przekazywanie połączeń (Call Forward) aktywacja przekierowania połączenia w przypadku nieobecności abonenta wyłączenie przekierowania połączenia w przypadku nieobecności abonenta aktywacja przekierowania wszystkich połączeń przychodzących wyłączenie przekierowania wszystkich połączeń przychodzących aktywacja przekierowania w przypadku zajętości abonenta deaktywacja przekierowania w przypadku zajętości abonenta Call Forward No Answer/Unavailable Activate Call Forward No Answer/Unavailable Deactivate Ko d *52 *53 Call Forward All Activate *72 Call Forward All Deactivate *73 Call Forward Busy Activate *90 Call Forward Busy Deactivate *91 Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 10

11 Połączenia oczekujące (Call Waiting) aktywacja połączeń oczekujących Call Waiting Activate *70 wyłączenie usługi połączeń oczekujących Call Waiting Deactivate *71 Usługa nie przeszkadzać (Do-Not-Disturb) włączenie usługi nie przeszkadzać DND Activate *78 wyłączenie usługi nie przeszkadzać DND Deactivate *79 Usługi informacyjne (Info services) Test pogłosu Echo test *43 Sprawdzenie własnego numeru katalogowego Speak Your Exten Number *65 Sprawdzenie ostatnio wybieranego numeru Call Trace *69 Zegarynka Speaking Clock *60 Poczta głosowa Voic * Obsługa centrali AsteriskNOW Do obsługi centrali AsteriskNOW wystarczy przeglądarka internetowa zainstalowana na dowolnym komputerze pracującym w tej samej sieci, co centrala. Wejście do centrali laboratoryjnej zainstalowanej w sali 015 SB następuje po wpisaniu adresu Okno powitalne centrali zawiera dwie opcje, z których pierwsza umożliwia dostęp abonentom do swoich kont w centrali, druga daje dostęp administratorom centrali. Na rys. 4 przedstawiono okno powitalne. Rys. 5. Fragment okna powitalnego centrali AsteriskNOW W dalszej kolejności należy wykonać następujące czynności: zalogować się do systemu wpisując login i hasło. Login: admin, hasło: admin, na listwie górnej okna głównego należy wybrać zakładkę: Application, w celu rozpoczęcia edycji nowych abonentów centrali. Edycję abonenta rozpoczyna się od wybrania typu terminala końcowego Device. W przypadku terminali znajdujących się na stanowisku należy wybrać Generic SIP Device. Wybór należy potwierdzić przyciskiem Submit. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 11

12 UWAGA: Zmiana ustawień w centrali (po zatwierdzeniu zmian przycisk Done) wymaga jej restartu. Komunikat o potrzebie restartu jest również wyświetlany w postaci napisu w czerwonej ramce w górnej części okna centrali. Po wykonaniu powyższych czynności powinno zostać wyświetlone okno zarządzania abonentami SIP 2 (patrz rysunek 5). Rys. 6. Okno Applications centrali VoIP 3.4. Procedura tworzenia nowego abonenta VoIP Konfiguracja centrali do potrzeb stworzenia nowego abonenta wymaga wprowadzenia zestawu parametrów w formie tekstowej. Standardowa składnia jest zależna od stosowanego protokołu komutacji VoIP. W przypadku najpopularniejszego protokołu SIP, konfiguracji dokonuje się w pliku /etc/asterisk/sip.conf, a zapis będzie miał następującą postać: [general] port=5060 bindaddr= context=default [abonent] type=friend secret=haslo host=dynamic defaultip= dtmfmode=rfc2833 disallow=all allow=ulaw allow=gsm allow=ilbc language=pl mailbox=1000@internal itd. - fragment ustawień ogólnych - ustawienie portu sygnalizacji SIP - adres, pod którym centrala nasłuchuje komunikatów sygnalizacji - standardowe ustawienie dla abonentów SIP - definicja (nazwa) nowego abonenta - rodzaj abonenta (inne opcje: peer, user) - hasło uwierzytelniające abonenta w centrali - sposób nadawania adresu IP abonentowi - alternatywny adres IP dla host=dynamic - pozwolenie na transmisję kodów DTMF - zerowanie ustawień kodeków A/V - zezwolenie użycia kodeka u PCM - zezwolenie użycia kodeka GSM - zezwolenie użycia kodeka ilbc - narodowość abonenta - adres skrzynki pocztowej 2 SIP oznacza protokół komutacji VoIP za pośrednictwem którego będzie komunikował się terminal abonenta. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 12

13 Utworzenie nowego abonenta w centrali trixbox jest dokonywana w oknie przeglądarki i wymaga wprowadzenia mniejszej liczby parametrów, gdyż część z nich jest przypisywana automatycznie, tym niemniej trzy należy uznać za podstawowe: 1. User Extension numer katalogowy abonenta SIP w centrali, 2. Display Name nazwa abonenta, np. imię i nazwisko, które będzie wyświetlane na wyświetlaczu abonenta wywoływanego, 3. Secret unikalne hasło uwierzytelniające abonenta w centrali. Po wpisaniu wymienionych wyżej parametrów należy operację zatwierdzić naciskając przycisk Submit. Aby zmiany zostały przyjęte przez centralę należy zmieniona konfigurację zatwierdzić naciskając czerwony przycisk Apply Configuration Changes. Po wykonaniu tej operacji centrala jest przygotowana do obsługi abonenta w sieci VoIP. Potwierdzeniem poprawności przeprowadzonej operacji utworzenia abonenta VoIP jest wyświetlenie jego danych w panelu aktywności abonentów centrali (górna belka opcja Panel). Rys. 6. Okno edycji nowego abonenta w centrali VoIP Dodatkowo, warto zwrócić uwagę na usługę poczty głosowej (Voic & Directory), do której konfiguracji również należy wprowadzić unikalne hasło. Usługa ta pozwoli abonentom dzwoniącym (wywołującym) dany numer pozostawić wiadomość Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 13

14 głosową przechowywaną w centrali, a posiadaczowi poczty odsłuchanie jej przez terminal lub w panelu użytkownika po wcześniejszym zalogowaniu. Konfigurację tej części usług abonenta definiuje między innymi: 1. Status Disabled (wyłączona poczta) / Enabled (włączona poczta), 2. Voic Password unikalne hasło do poczty głosowej, 3. Address w tym miejscu można wprowadzić adres , na który ma być wysyłana wiadomość o nachodzącej poczcie głosowej, 4. Attachment do poczty dołączany jest załącznik z nagraniem poczty, 5. Play CID umożliwia w trakcie odsłuchiwania poczty głosowej odczytanie numeru katalogowego nadawcy wiadomości, 6. Delete Voic opcja umożliwia kasowanie wiadomości ze skrzynki głosowej. Menu skrzynki wiadomości, dostępne dla użytkownika, prezentowane jest w języku angielskim. Znaczenie poszczególnych komunikatów przedstawia tabela 5. Tab.5 Menu poczty głosowej kod funkcja kod funkcja kod funkcja 1 Stare wiadomości 2 Zmiana folderu 3 Opcje zaawansowane 3 Opcje zaawansowane 4 Odtwórz poprzednią wiadomość 5 Powtórz bieżącą wiadomość 6 Odtwórz następną wiadomość 7 Skazuj bieżącą wiadomość 8 Przekaż wiadomość do skrzynki mailowej 9 Zachowaj wiadomość * Pomoc # wyjście 1 Wyślij odpowiedź 2 Oddzwoń 3 Nagłówek wiadomości 4 Rozmowa wychodząca 5 Zostaw wiadomość * Powrót do menu głównego Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 14

15 Opcje skrzynki 0 głosowej * Pomoc # Wyjście 1 Nagraj wiadomość w przypadku niedostępności 2 Nagraj wiadomość w przypadku zajętości 3 Nagraj imię 4 Zmień hasło * Powrót do menu głównego 3.5. Panel abonencki w centrali AsteriskNOW Zarządzanie częścią usług z poziomu terminala abonenta (telefonu) często jest niewygodne, gdyż wymaga skupienia na komunikatach oraz znajomości kodów usług dodatkowych. W przypadku central VoIP istnieje możliwość kontroli własnego konta poprzez sieć internetową za pośrednictwem tzw. panelu abonenckiego. Przykład takiego panelu przedstawia rysunek 7. Rys. 7. Okno logowania do Panelu abonenckiego centrali VoIP Procedura logowania do Panelu abonenckiego wygląda następująco: 1. Przełączyć profil abonenta z administratora centrali na użytkownika wybierając opcję: Admin mode [switch], tak aby pojawiło się User mode [switch], 2. Na listwie górnej okna głównego wybrać opcję Portal, 3. W oknie logowania jako Login wpisać numer abonenta, jako Password hasło do poczty głosowej. Po zalogowaniu do Panelu istnieje możliwość wyświetlenia listy: Voic - odsłuchanie poczty głosowej, Call Monitor lista połączeń wychodzących, Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 15

16 Phone Features usługi dodatkowe: o Call Waiting połączenie oczekujące, o Do No Disturb funkcja nie przeszkadzać, o Call Forwarding (przekierowanie połączenia w przypadku): Unconditional - bezwarunkowe Unavailable abonent niedostępny, Busy abonent w trakcie rozmowy, 4. Terminale VoIP Wprowadzenie do użytku technologii VoIP wiąże się z użyciem specjalnych terminali abonenckich oraz innych urządzeń wspomagających proces komutacyjny. Terminale służące do komunikacji w sieciach VoIP najogólniej można podzielić na dwie charakterystyczne grupy: programowe (softphone) oraz sprzętowe (hardware phone equipment) Do pierwszej z wymienionych obecnie można zaliczyć różnorodne aplikacje instalowane w postaci programów przeznaczonych na komputery PC, aplikacji do telefonów komórkowych oraz tzw. webphone ów, które pozwalają na komunikację VoIP bezpośrednio przez strony internetowe. Rozwiązanie typu webphone, w odróżnieniu od softphone a, jest polega na uruchamieniu w postaci plugina do przeglądarki i nie wymaga bezpośredniej instalacji na dysku komputera PC, co oznacza, że korzystanie z takiego telefonu jest możliwe na każdym komputerze bez potrzeby wcześniejszej instalacji jakiegokolwiek oprogramowania (poza przeglądarką). Wadą takiego rozwiązania jest jednak zazwyczaj ograniczenie do konkretnej platformy internetowej. Jednym z rozwiązań typu softphone jest, wykorzystywany w trakcie realizacji ćwiczenia, bezpłatny program X-Lite. Jego zaawansowane możliwości umożliwiają obsługę do czterech niezależnych operatorów, posiada książkę telefoniczną, udostępnia zaawansowaną analizę historii połączeń, funkcję połączeń konferencyjnych oraz wideokonferencyjnych. Dostępny bezpłatnie kod źródłowy aplikacji jest przyczyną dużej popularyzacji programu wśród wielu operatorów VoIP, którzy umieszczają w nim swoje logo, wprowadzają ustawienia swoich serwerów VoIP oraz wzbogacają program o dodatkową możliwość szyfrowania połączeń. Aplikacja pozwala na pracę z protokołem SIP. Okno główne programu X-Lite zostało przedstawione na rys. 8. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 16

17 Rys. 8. Terminale software owe VoIP. Od lewej: X-Lite, Linphone, tpad Wykorzystanie tego rozwiązania może mieć praktyczne zastosowanie w firmach transportowych w różnego rodzaju centrach zarządzania i dystrybucji informacji typu CallCenter. Użycie aplikacji komputerowej daje w takich przypadkach większe możliwości działania operatora poprzez bezpośredni dostęp do komputerowych baz danych, informacji o aktualnym miejscu przebywania przesyłki oraz dokumentach przewozowych. Dodatkową zaletą tego rozwiązania jest stosunkowo prosta możliwość rejestracji prowadzonych rozmów bezpośrednio na dysk twardy komputera operatora. Zastosowanie urządzeń zewnętrznych zawsze jest kosztowne i trudne w realizacji. Wadą rozwiązania typu softphone jest brak jakichkolwiek mechanizmów gwarancji odnośnie szerokości pasma wykorzystywanego do transmisji głosu. Zazwyczaj występuje też ograniczenie do wybranego systemu operacyjnego i konieczność pobierania aktualizacji. Do niewątpliwych zalet trzeba natomiast zaliczyć stosunkowo małe wymagania odnośnie wydajności procesora czy karty dźwiękowej, możliwość utworzenia książki telefonicznej czy korzystania z usług więcej niż jednego operatora telefonii internetowej. Rozwiązania hardware owe należą do grupy urządzeń nie wymagających komputera jako elementu pośredniczącego w procesie komunikacji VoIP. Urządzenia te można podzielić na dwie grupy: telefony oraz bramy VoIP. Telefony VoIP stanowią kompleksowe rozwiązania przypominające wyglądem nowoczesne telefony stacjonarne. Występują w wersji: przewodowej podłączanej do lokalnej sieci Ethernet przy pomocy skrętki, bezprzewodowej zawierającej bezprzewodową słuchawkę DECT i podłączaną do sieci lokalnej bazę systemu. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 17

18 Bramy VoIP są elementami pośredniczącymi pomiędzy tradycyjnymi urządzeniami (telefony, faxy, modemy) podłączanymi bezpośrednio do tradycyjnych sieci telekomunikacyjnych, a siecią internetową. Ich konfiguracja pozwala na optymalne wykorzystanie istniejącego sprzętu i nowoczesnej technologii. Przykładowe urządzenia przedstawiono na rysunku 9. Rys. 9. Terminale hardware owe VoIP. Od lewej: telefon przewodowy i bezprzewodowy AASTRA, brama AVM 4.1. Konfiguracja SoftPhone a Bez względu na to czy abonent centrali VoIP korzysta z telefonu zainstalowanego w formie aplikacji na swoim komputerze, czy używa telefonu sprzętowego musi dokonać jego konfiguracji. Prawidłowa konfiguracja telefonu VoIP powinna zawierać: unikalny login i hasło abonenta, domenę operatora (adres IP centrali) itd. Skrótowy opis podstawowej konfiguracji aplikacji X-Lite wersja dla MS Windows jest następująca. 1. Kliknij prawym przyciskiem myszy w oknie wyświetlacza softphone u i wybierz opcję SIP Account Settings W nowym oknie naciśnij prycisk Add W kolejnym oknie wybierz zakładkę Account i wypełnij pola User Details 4. Display Name prezentowana nazwa abonenta telefonu 5. User name nazwa użytkownika w centrali 6. Password hasło uwierzytelniające 7. Authorization user name autoryzowana nazwa użytkownika 8. Domain w tym polu wpisywany jest adres centrali VoIP. 3 Obsługa dostępnej wersji X-Lite 4.0, pomimo zmienionego interfejsu użytkownika, jest zgodna z opisywaną wersją X-Lite 3.0. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 18

19 Rys. 10. Okno konfiguracji ustawień abonenta w aplikacji X-Lite Pozostałe opcje ustawień nie są wymagane w podstawowej konfiguracji telefonu. Jako końcowy etap konfiguracji należy nacisnąć przycisk OK i sprawdzić poprawność zalogowania telefonu do centrali. W przypadku błędów należy sprawdzić poprawność wpisanych parametrów. Po zalogowaniu do centrali na wyświetlaczu aplikacji powinien pojawić się komunikat: Ready Your username is: xxxx. Od tej chwili możemy wykonywać połączenia głosowe za pośrednictwem centrali VoIP Konfiguracja telefonu VoIP GRANDSTREAM GXP 2000 Telefon VoIP GRANDSTREAM GXP 2000 należy do grupy nowoczesnych i zaawansowanych technologicznie urządzeń do głosowej komunikacji w sieci Internetowej. Dzięki zaawansowanej funkcjonalności, z dodatkowym modułem sygnalizacyjnym, może posłużyć jako pulpit dyspozytorski lub urządzenie typu AWIZO. Zdjęcie urządzenia przedstawiono na rysunku 11. Rys. 11. Telefon VoIP GRANDSTREAM GXP 2000 Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 19

20 Konfiguracja stacjonarnego telefonu VoIP jest możliwa na dwa sposoby. Pierwszy jest wykorzystanie klawiatury i wyświetlacza urządzenia w celu konfiguracji. Drugim, wygodniejszym jest połączenie się z telefonem za pośrednictwem przeglądarki internetowej komputera podłączonego do tej samej sieci co telefon. Laboratoryjne telefony VoIP typu GrandStream 2000 dostępne są pod adresami: Sala 015: Sala 012: UWAGA: Zespół wykonujący ćwiczenie w danej sali ma prawo do konfiguracji urządzeń znajdujących się na stanowisku. W przypadku stwierdzenia ingerencji sieciowej w urządzenia z sąsiedniej sali Zespół będzie ukarany utratą zdobytych punktów z wejściówki. Konfiguracja urządzeń jest możliwa po zalogowaniu (hasło: admin). W odpowiedniej zakładce (np. Konto 1 (Account 1), Konto 2, ) należy wprowadzić niezbędne parametry konfiguracji abonenta, zgodne z wcześniejszą konfiguracją abonenta w centrali. Rys. 12. Okno konfiguracji ustawień konta abonenta w telefonie GrandStream GXP 2000 UWAGA: Zmiany ustawień muszą zostać potwierdzone przyciskiem Update oraz restartem urządzenia przycisk Restart 4.3. Konfiguracja bramy VoIP Linksys Cisco PAP2T Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 20

21 Brama Linksys PAP2T jest wygodnym rozwiązaniem dla osób pragnących zachować dotychczas wykorzystywane terminale telefoniczne sieci analogowej. Dotyczy to zarówno urządzeń telefonicznych, modemowych, faksowych oraz specjalnego przeznaczenia. Zdjęcie urządzenia przedstawiono na rysunku 13. Rys. 13.Brama VoIP Linksys PAP2T Konfiguracja bramy VoIP jest dostępna dwiema drogami. Pierwsza polega na wykorzystaniu specjalnych kodów wprowadzanych bezpośrednio z terminala podłączonego do bramy. Umożliwiają one ocenę i zmianę podstawowych parametrów pracy bramy, do których należą adres IP, tryb pracy, stan kont abonentów, itd. Wygodniejszym sposobem konfiguracji jest użycie przeglądarki internetowej zainstalowanej na komputerze znajdującym się w tej samej sieci co telefon. Bramy Linksys PAP2T znajdujące się na stanowiskach laboratoryjnych są dostępne pod adresami: Sala 015: Sala 012: UWAGA: Zespół wykonujący ćwiczenie w danej sali ma prawo do konfiguracji urządzeń znajdujących się na stanowisku. Konfiguracja urządzenia jest możliwa bezpośrednio po wpisaniu jego adresu w pasku adresu przeglądarki internetowej (brak założonego hasła). W celu konfiguracji należy wykonać w kolejności: Zmienić User Login na Admin Login. Zmienić Basic View na Advanced View. Wybrać linię (zakładkę), która ma być skonfigurowana (aparat telefoniczny powinien być podłączony do gniazda linii pierwszej (Line 1). Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 21

22 W oknie Line 1 należy wprowadzić niezbędne parametry konfiguracji abonenta, zgodne z wcześniejszą konfiguracją abonenta w centrali. Ustaw parametry: Enable Line: Yes NAT Keep Alive Enable: Yes Register: Yes Register Expires: 3600 SIP Port: 5060 Proxy: (adres centrali) User ID: nazwa konta SIP (SSDMGGN) Password: hasło do konta SIP Preferred Codec: G711u (kodek PCM wersja europejska) Poniższy rysunek przedstawia okno konfiguracji bramy wraz z zaznaczonymi ważniejszymi elementami konfiguracji konta abonenta VoIP. Rys. 14. Okno konfiguracji bramy Linksys PAP2T Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 22

23 4.4. IVR bramki Linksys Bramka Linksys jest urządzeniem, które domyślnie ma włączoną funkcję dynamicznego nadawania adresu IP w sieci. Niestety, oznacza to, że może się zdarzyć, że serwer nada adres inny od zakładanego, a urządzenie nie posiada wyświetlacza, na którym mógłby przedstawić aktualny adres nadany przez serwer zarządzający siecią. Producent urządzenia przewidział taką ewentualność i zaimplementował specjalny system IVR umożliwiający wybrane operacje na pomocą terminala analogowego podłączonego do gniazda Line 1. Tab. 6. Lista kodów IVR bramki Linksys Operacja Kod z klawiatury Parametry Uwagi Wejście do menu IVR * * * * Brak Wyjście z menu IVR *3948# Brak Stan DHCP *100# Brak Wł/Wył DHCP *101# Naciśnij 1 aby włączyć, naciśnij 0 Wymaga aby wyłączyć hasła Aktualny adres IP *110# Brak Nowy statyczny Adres IP wprowadzamy: Wymaga *111# adres IP 192*168*2*215# hasła Aktualna maska sieci *120# Brak Nowa maska sieci *121# Adres maski wprowadzamy: Wymaga 255*255*255*0# hasła Aktualna brama sieci *130# Brak Nowy adres IP Adres IP wprowadzamy: Wymaga *131# bramy sieci 192*168*2*215# hasła Adres MAC *140# Brak Wersja firmware *150# Brak Factory reset *73738# 1 potwierdzenie, * - anulowanie operacji Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 23

24 5. Przebieg ćwiczenia 1.1. Uruchom przeglądarkę internetową na komputerze stanowiska laboratoryjnego Zaloguj się zdalnie do centrali VoIP znajdującej się pod adresem IP: Przejdź w tryb administratora centrali: admin, hasło: admin, 1.4. Korzystając z menu Extensions rozwiń listę istniejących abonentów centrali Utwórz w centrali trzech nowych abonentów o numerach wg zasady RRRR-DM-GG- SS-N (gdzie: RRRR- rok, SS numer sali, DM dzień miesiąca wykonywania ćwiczenia, GG godzina rozpoczęcia zajęć, N numer kolejny, tj.: 1 X-Lite, 2 Grandstream GXP 2000, 3 Linksys PAP2T). Display name dowolny, Secret dowolny, poczta głosowa hasło dowolne Sprawdź, status nowych abonentów w zakładce Panel w centrali Uruchom panel abonencki (user mode w oknie startowym centrali) i zaloguj się na konto każdego z abonentów wykorzystując numer katalogowy, jako login i hasło do poczty głosowej jako password Uruchom telefon software owy X-Lite na komputerze stanowiskowym Dokonaj konfiguracji aplikacji zgodnie z parametrami kodowania dla zaprogramowanego przez zespół pierwszego abonenta centrali RRRR-DM-GG-SS Sprawdź czy aplikacja X-Lite została zarejestrowana w centrali (Status: Ready). Sprawdź status pierwszego abonenta w centrali (Panel) Sprawdź adres IP terminala GrandStream GPX2000. Korzystając z przeglądarki zaloguj się do telefonu GrandStream GXP 2000 na stanowisku (hasło: admin) Dokonaj konfiguracji urządzenia zgodnie z parametrami konta utworzonego przez zespół w centrali. W przypadku poczty głosowej możliwość korzystania z wybierania DTMF wymaga zaznaczenia transmisji poprzez protokół RTP! Wykonaj operację Update oraz Restart urządzenia. Prawidłowa konfiguracja terminala sygnalizowana jest pogrubioną czcionką wyświetlanego na ekranie urządzenia numeru katalogowego Sprawdź adres IP brakmi VoIP Linksys PAP2T. Wykonaj operację konfiguracji bramy (brak ustanowionego hasła) Prawidłowo przeprowadzona konfiguracja jest sygnalizowana odpowiednią diodą na obudowie urządzenia. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 24

25 1.16. Przeprowadź rozmowę testową pomiędzy abonentami softphone a i każdym z urządzeń hardware owym. Jak można ocenić jakość rozmowy? Czy w trakcie rozmowy centrala sygnalizuje aktualnie zestawione połączenie? sprawdź zachowanie centrali w Panelu (patrz opcja w górnym menu) Sprawdź, czy połączenie pomiędzy telefonem Grandstream i bramą Linksys pozwala na uzyskanie lepszej jakości połączenia? Wykonaj operację nagrania wiadomości na poczcie głosowej terminala o numerze 3, a następnie odsłuchaj wiadomość za pośrednictwem terminala (należy najpierw zadzwonić na pocztę głosową w centrali i podać hasło zgodnie z tym, które zostało wprowadzone podczas tworzenia abonenta w centrali) Włącz usługę dodatkową na numer 2 nie przeszkadzać (Do Not Disturb). Sprawdź jej działanie z innego terminala. Co słyszy abonent wywołujący terminal nr 2? Zamów usługę przekierowania rozmowy abonenta nr 1, gdy abonent ten jest niedostępny na nr 3. Jaka jest reakcja centrali? Z czego ona wynika? Wykorzystaj do tego doświadczenia Panel abonencki centrali. Zapisz spostrzeżenia Sprawdź działanie usług informacyjnych i zapisz spostrzeżenia (wszystkie komunikaty są wypowiadane w jęz. angielskim): Test pogłosu (Echo Test), Mój numer (Speak Your Exten Number), Moje ostatnie połączenie (Call Trace), Zegarynka (Speaking Clock) Przeprowadź telekonferencję między wszystkimi abonentami, tj. nr 1, nr 2 i nr 3. Sprawdź jej działanie. Zapisz spostrzeżenia Przygotuj sprawozdanie z ćwiczenia. 6. Literatura: [1] Bromski M., Telefonia VoIP. Multimedialne sieci IP, Wydawnictwo BTC, Warszawa 2006r. [2] Kabaciński W., Żal M., Sieci telekomunikacyjne, WKiŁ, Warszawa 2008r. [3] Meggelen J.V., Smith J., Madsen L., Asterisk. The Future of The Telephony, O Reilly, Sebastopol 2005r. [4] Surgut K., Tania telefonia internetowa VoIP, Wydawnictwo Helion, Gliwice 2006r Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 25

26 [5] Wallingford T., VoIP. Praktyczny przewodnik po telefonii internetowej, Wydawnictwo Helion, Gliwice 2007 r. Zakład Telekomunikacji w Transporcie Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej 26