Tartalom 1. Bevezetés 2. Klasszikus telefonhálózat jelzései 3. Jelzések - signaling 4. Digitális kapcsolat kialakulása 5. Digitális hangcsomagok 1. Kvantálás 2. Kódolás (tömörítés) 6. VoIP infrastruktúra 7. IP telefon a gyakorlatban 8. Power Ethernet 9. Hívásfelépítés VoIP hálózatban 10. A CME beállítása
Bevetés
A hangtovábbítás előfutárai
Bell telefon 1876
Edison fonográf 1890
1878 Puskás Tivadar telefonközpont
Signaling - jelzések
A telefonkészülék elvi kapcsolási rajza Hívás: Váltakozó jel érkezik, ami a csengőt megszólaltatja. (A kondenzátor váltakozó áram szempontjából vezet, egyenáram szempontjából szigetel.) Beszélgetés kezdeményezése A kézibeszélő felvétele a második áramúton zárja a szolgáltató áramkörét, amely tárcsahangot produkál.
~
vonal
2. áramút csengő
~
kondenzátor
Kézi beszélő tekercs
mikrofon fejhallgató
Tárcsázás Beszélgetés: A kézibeszélő felvétele után a kapcsoló átvált a második áramútra, ahol a mikrofon és a fejhallgató van elhelyezve. A mikrofon modulált jelet szolgáltat a vonalon. Az egy időben kezdeményezett kimenő és bejövő hívás esetén a jelzés elmarad (glare) ez otthoni környezetben kevésbé, vállalatinál nagyobb valószínűséggel jelentkezik
Felügyelő jelzések (Supervisor signaling)
Signaling - jelzések
Analóg telefon 0
A kézi beszélő letett helyzet-ben megszakítja, felemelt helyzetben összeköti a két vezetéket.
Helyi hurok
48V
Central Office (CO) Telefon társaság
Helyi hurok
Helyi hurok saját, központon keresztüli telefonvonal
PBX switch Telefon Várakozó állapot
Telefon
CO RG
RG
1 Nyitott hurok Letett kézibeszélő
–48 V RG = Ring Generator Csengő generátor
Nyitott hurok Letett kézibeszélő
1. On-hooke jelzés - letett kézibeszélő A letett kézibeszélő szétkapcsolja az áramkört, megakadályozva, hogy áram folyjék a PBX kapcsoló és a telefon között. Csak a csengő áramköre aktív, amikor a telefon ebben a pozícióban van.
Signaling - jelzések
Felügyelő jelzések (Supervisor signaling) Felemelt kézibeszélő DC feszültség Tárcsa hang Helyi hurok
Telefon A hívó felveszi a kézibeszélőt
DC feszültség Tárcsa hang
Helyi hurok
PBX switch Telefon
CO RG
RG
2 Nyitott hurok Felvett kézibeszélő
2. Off-hooke – Felemelt kézibeszélő
Amikor
–48 V RG = Ring Generator Csengő generátor
Nyitott hurok Letett kézibeszélő
a kézibeszélőt felemelik a telefonbölcsőből, a kapcsoló zárja az áramkört, megindul az áram. Az áram jelzi a központnak, hogy hívást akarnak kezdeményezni, és ezért a központ tárcsahangot ad. A központ arra vár, hogy számokat adjunk meg neki, az elsõ szám beütése után a tárcsahang megszûnik;
Signaling - jelzések
Felügyelő jelzések (Supervisor signaling) Felemelt kézibeszélő DC feszültség Tárcsa hang
Helyi hurok
Telefon
A hívó tárcsáz
DC feszültség Tárcsa hang
Helyi hurok
PBX switch
Telefon
CO RG
RG
3 Nyitott hurok Letett kézibeszélő
–48 V
Nyitott hurok Letett kézibeszélő
3. Ringing - Csengetés
Csengés
Amikor egy előfizető egy hívást kezdeményez, a telefon feszültség sorozatot küld a hívás másik előfizetőjének, hogy jelezze a hívást (csenget). A telefon központ ugyanakkor egy visszacsengés (ringback) jelzést küld a hívónak. A visszacsengés nem képzi a felügyelő jelzés részét.
Signaling - jelzések
Információs jelzések Ezeket a jelzéseket, felelmelt kézibeszélő mellett, a szolgáltató küldi. Területenkét a jelzés frekvenciája eltérő lehet. Tárcsa hang - Dial tone: Jelzi, hogy a telefon társaság várakozik a hívószámra
Foglalt - Busy: Jelzi, hogy a távoli készülék már használatban van, mással beszél. Visszacsengés - Ringback: Jelzi, hogy a távoli telefont éppen most csörgeti Torlódás - Congestion: Jelzi, hogy a nagy távolságú telefonhálózat nem képes fogadni a hívást. Újrarendezés - Reorder: Jelzi, hogy a helyi telefont társaság nem képes teljesíteni a hívást Felemet kézibeszélő - Receiver off-hook: Jelzi hogy a vevő éppen felemelte a kézibeszélőt egy hosszabb ideje (mellé van téve a telefonkagyló) Érvénytelen szám - No such number: Jelzi, hogy a hívott szám érvénytelen
Visszaigazolás Confirmation: Jelzi, hogy a telefontársaság megkísérelte a hívást.
Címjelzések
Signaling - jelzések
Hívó számok küldése A pulse mód esetén a tekerős kódtárcsa alaphelyzetbe egyenletes sebességgel tért vissza. Közben annyiszor szakította meg a vonalat egy pillanatra, ahány lyukkal odébb lett forgatva a hívó tárcsa. Tárcsás ún. (ujjkorongos!) hívómű
A DTMF a Dual-tone multi-frequency rövidítése. Amint neve is mutatja, 2 hang egyidejű jelenlétével operál, amely két hang a telefon billentyűzet sorát illetve oszlopát határozza meg, azaz a konkrét számjegyet az alábbiak szerint: 1209 Hz
1336 Hz
1477 Hz
DTMF hang
1633 Hz 697Hz
697 Hz
1
2
3
A
770 Hz
4
5
6
B
852 Hz
7
8
9
C
941 Hz
*
0
#
D
1209Hz
=
+ szinuszos
szinuszos
Signaling - jelzések
Címjelzések
• Tone telefon DTMF tárcsázás
• Rotary telefon Impulzus tárcsázás
Digitális továbbítás
A digitális kapcsolat kialakulása
Forrás
ismétlő
ismétlő
Cél
Az analóg jel nagyobb távolságokon a vezeték ellenállása miatt csillapodik, ezért szükséges az erősítése. A gond abból adódik, hogy az analóg jel mellett a zajok is erősítésre kerülnek és egy idő után nem lehet a hasznos jelet feldogozni a zajtól. Megoldás – digitalizáljuk a hangot Mintavétel Kvantálás – szintek meghatározása Kódolás bináris értékre Tömörítés Hang digitalizálása
12, 3,32,21,7,15 …
Hangcsomagok IP Hálózat
Analóg jel
hang
Digitális hangcsomagok
FXS
FXS IP
Analóg-digitál átalakítás
hang
IP
IP
Digitális hang csomagok
Digitál-analóg átalakítás
Adatátvitel lépései: A hangjelet a digitális jel processzor DSP (digital signal processor) konvertálja, feladata:
Analóg-digitál, digitál analóg átalakítás, kódolás Tömörítés Formátum csere
Analóg-digitál átalakításnál:
A DSP periódikusan mintát vesz az analóg amplitúdó modulált (PAM) jelből Kvantálja a jelet a mintához megfelelő a feszültség értékétől függő digitális számot rendel. Tömöríti a hangmintát a sávszélesség igény csökkentése végett.
Digitális hangcsomagok
Hangcsomagok IP Hálózat
Analóg jel
hang
FXS
FXS
IP Analóg-digitál átalakítás
hang
IP
IP
Digitális hang csomagok
Digitál-analóg átalakítás
Digitál -analóg átalakításnál:
A digitál-analóg átalakítás lényegében fordított analóg-digitál eljárás kitömöríti a hangmintát dekódolja a jelsorozatot rekonstruálja az eredeti analóg jelsorozatot.
Digitális hangcsomagok
Mintavételezés
Nyquist elmélete: A mintavételezési frekvencia akkor jó, ha nagyobb mint a jelfrekvencia kétszerese.
Frekvenciák: Emberi fül: 20-20000 Hz Beszéd: 200-9000 Hz Telefon: 300-3400 Hz Mintavétel sebessége
Magas mintavételezési ütem
Alacsony információ veszteség
Impulzsus – amplitudó moduláció (PAM)
2 x 4000 Hz-es tartományra 8000 Hz, azaz 125 s ként van egy jel. Alacsony mintavételezési ütem
Magas információ veszteség
1 s alatt 8000 jel amiben minden jelet 1 byte-on=8bit-en ábrázolunk 64 000 bit/s 64kb/s
Labor: hang felvétel, keverés, digitalizálás, mentés
Logaritmikus skála
Telefon alkalmazásokban 8 bites kvantálást végeznek, ami 256 lehetséges feszültségszintet jelöl.
Lineáris skála
Digitális hangcsomagok
Kvantálás
Impulzus-kód moduláció pulse-code modulation PCM
Kvantálási zaj
A DSP a mintevételnél minden egyes „leolvasott feszültségértéket a legközelebbi egész értékre igazítja – Ezzel valamelyest eltorzítja a jel alakját – kvantálási zajt hozva ezzel létre. A zaj értéke attól függ, hogy hány lépésre van felosztva - kvantálva a feszültség tengely. A jel/zaj arány (SNR signal-to-noise ratio) kis jeleknél igen nagy lehet, ezért logaritmikus skálát használunk. A skála allul „finomabb” A audio CD-k 16 bites kvantálása (65536 lehetséges feszültségszint) lényegesen finomabb minőséget biztosít- kisebb a zaj, de telefon alkalmazásokban a sávszélesség gazdálkodás miatt megfelelő a 8 bites kvantálás is.
Digitális hangcsomagok
Kvantálás 0
A logaritmikus skála felépítése digitalizáláshoz.
1 0 Szegmens
Lineáris
Polaritás Pozitív -negatív
Súlyozott mew-law
Digitális hangcsomagok
Digitális hangminta kódolása
P
Szegmens
Lineáris
Minden kódmintában megtaláljuk:
Egy polaritás bit – jelzi, hogy pozitív, vagy negatív a vett minta. Három szegmens bit – azonosítja a logaritmikus szegmens számot 0-7 ig terjed. Négy szegmens bit – azonosítja a lineáris lépésközt a szegmensben.
Mivel 8000 hangmintát veszünk másodpercenként az 64 Kb/s sávszélességet jelent a telefon átvitelben. Ez a sávszélesség szükséges a hagyományos áramkörkapcsolt tehchnológiában – ISDN – Időosztásos multiplexelést használva.
Digitális hangcsomagok
Tömörítés és kibontás
Companding szó jelzi mindkét folyamatot, ezért hívják kompandernek a tömörítő eszközt. A kompander a bemenő analóg jelmintát logaritmikus szegmensekbe sorolja, majd kvantálja és kódolja az adott szegmens tartalmát.
A lehetséges feszültségtartományt 16 részre osztják (0-7 pozitív és 0-7 negatív szegmensre).
A skála ezen belül kvázi logaritmikus. Mindegyik rész 16 kvantumra van felosztva (16x16=256 elem 8 bites), úgy hogy az alacsonyabb feszültségtartományok mérete kisebb, de azon belül egyneletes. A magasabb feszültségértékekhez nagyobb közök tartoznak. Úgy állítják be a szinteket, hogy a jel zaj arány lehetőleg azonos legyen az egyes szegmensekben. U-law kódolást (valójában -Law) Észak-Amerikában és Japánban használják. A-law kódolás Európára jellemző
Tömörítés és kibontás
Digitális hangcsomagok
a-law; u-law közös jellemzői
Minkét skála alapjában véve logaritmikus Mindkettő nyolcbites kódszót használ (256 lehetséges köz) 64 kb/s sávszélességet vesz igénybe Mindkettő 16 szegmensre van felosztva
Nyolc pozitív és nyolc negatív rész van Mindegyik rész az előző intervallum hosszának kétszerese A részeken belül lineáris kvantálást alkalmaz Minden mintában benne van a polaritás a szegmensszám és a szegmensköz (lásd előbb)
a-law; u-law közötti különbségek
Különböző lineáris közelítést használnak az egyes szegmensekben Az a-law ban nagyobb a dinamikus tartomány Az u-law jobb jel zaj arányt biztosít
Nemzetközi kapcsolatokban az a-law u-law konverzióra van szükség. codec [g711alaw | g711ulaw | g729r8]
Digitális hangcsomagok
Több hívás egyetlen vonalon A digitális technológia lehetővé teszi, hogy egyetlen vonalon több hívás is osztozkodjon az időosztásos multiplexelés (TDM) segítségével. Ezáltal gazdaságosabb lehet az átvitel. CO Central Office PBX Digitális PTSN kapcsolat
8
50
12
Időrés 2 Időrés 1
84
26 Időrés 1
Időrés 3
Időrés 2
A PBX (saját, központon keresztüli telefonvonal) a digitálisan kódolt telefonbeszélgetésekhez tartozó bináris számjegyeket egymás után teszi ki az aktuális időrésbe. Természetesen egy beszélgetés adatai mindig ugyanabba az időrésbe kerülnek. A fogadó oldal az időrésekben utazó adatokat összerakja.
Nyílvános telefon Nyilvános telefonoknál a tárcsahangot csak az után szolgáltatta a készülék mielőtt a pénz érmét (tantuszt) bedobták a készülékbe. Az érme a jelvezetéket egy rövid időre földpotenciálra húzta ezzel jelezte a központnak, hogy telefonálni szeretné-nek. Föld kezdet jelzés – ground start signaling Szerelők által használt tantusz
A korábban használt speciális érme a Tantusz. Az 50-es évektõl a 80-as évekig használt tantusz 60 fillér volt és elvileg korlátlan ideig lehetett használni.
Postai hálózatok
Internet
12-13 milliárd telefonszám
1 966 514 816 internet használó
A távközlésben végbement változások, (digitalizáció, liberalizáció, verseny), valamint az Internet robbanásszerű világméretű elterjedése lehetőséget ad a két „világ” összekapcsolására. A két világ eltérő fejlődése azonban számtalan problémát vet fel. Például ilyen lényeges eltérés, hogy a két világ más-más eljárást használ az előfizetők, szolgáltatások azonosítására. Megoldások pl:
• •
ENUM Univerzális Távközlési Azonosító UCI.
Az ENUM Jelentése: Felsorolás, de egyúttal egy betűszó is: tElephone NUmber Mapping (telefonszám leképezés). Az ENUM célja, hogy telefonszámokból DNS neveket képezzünk, a DNS nevek pedig eligazítást adjanak arra nézve, hogy a hívott milyen módokon érhető el. SIP ENUM Lekérdezés
Mobil telefonszám levélcím
Lekérdezett címek
DNS
Ez egy olyan IP alapú szolgáltatás valósítható meg, ahol az előfizetőnek csupán egy azonosítót (praktikusan egy E.164-es számot) kell nyilvánossá tennie, s ez mutatóként szolgál az összes elérési címére. Az ENUM által használt E.164-es szám tehát nem egy univerzális cím, hanem egy olyan azonosító, mely által címekhez lehet hozzáférni.
Az ENUM Két funkciót valósít meg: E.164 címek
1. DNS zónák alfanumerikus jelsorozat és zóna azonosítás az .e164.arpa alatti névtérben. 2. Zónafájlban található adatok alapján különféle szolgáltatásokhoz kapcsolódó információhoz juthatunk
Az E. 164-es címeket a nemzetközi telefonszám felépítési rendszerét határozza meg. ITU-T szabványa Különböző kategóriákat foglal magába:
Földrajzi terület Általános szolgáltatások Hálózatok
Földrajzi terület
Terület-kód 1-3 számjegy
Nemzetközi cél kód
Előfizetői szám
Maximum 15 számjegy Nemzetközi telefonszám
+46
8 +31-20-2220650
6859131
Az ENUM feladata Egyes hálózati elemek (IP-PSTN átjárók, SIP szerverek) miként találnak meg bizonyos szolgáltatásokat az Interneten, ha csupán egy telefonszám (E.164-es cím) áll rendelkezésükre Az előfizetők hogyan határozhatják meg, hogy bizonyos, feléjük irányuló forgalmi, kapcsolati kérések mely szolgáltatások és szerverek igénybevételével szolgálhatók ki. A DNS hierarchikus szervezésű elosztott adatbázis. Ezt elsősorban az Interneten tartomány (domain) nevek és IP címek közötti leképezésre alkalmazzuk.
Az információ alapeleme a DNS-ben az erőforrás rekord (RR = Resource Record). (pl.: A, AAAA, PTR stb) Az ENUM működése szempontjából egyik kiemelendő fontos típus a NAPTR (Naming Authority Pointer) illetve az RR erőforrás rekord.
Az ENUM bejegyzés Adott telefonszámhoz regisztrált szolgáltatások listájához az ENUM RFC-ben definiált algoritmus alkalmazása után lehet hozzáférni. Eszerint az E.164-es telefonszámokból tartománynevet képeznek az alábbi módon.
1. Megfordítják a telefonszám számjegyeit, közéjük pontok kerülnek,
2. az így képzett tartománynév végére pedig az ’.e164.arpa’ string írandó. Például: a +36-1-234-5678 telefonszámból a következő tartománynév képződik: 8.7.6.5.4.3.2.1.6.3.e164.arpa Ehhez a tartománynévhez tartozó szolgáltatások a DNS adatbázisból kérdezhetők le. A lekérdezés eredménye a NAPTR (Naming Authority Pointer) rekordokban megfogalmazott string transzformációs szabályok alkalmazása során keletkező egy vagy több URI, mely egy vagy több szolgáltatást jelöl meg. A kimenetként előálló URI lista feldolgozási sorrendje a NAPTR rekordban található.
ENUM lekérdezés működése
Visszaadható értékek: NAPTR record
8.7.6.5.4.3.2.1.6.3.e164.arpa
Max: 15 számjegy
DNS
2
+3612345678
3
1
4 Hívó
E-mail cím Voice IP felett SIP / H.323 servers Voice Mail szerver Fax gépek címei …további új szolgáltatások
Átjáró vagy
PBX
PBX
Hívott IP környezet
ENUM bejegyzés
+35929876543 +43780004711 +437800047113
http://enumquery.com/
$ORIGIN 4.3.2.1.6.7.9.8.6.4.e164.arpa. IN NAPTR 10 10 "u" "sip+E2U" "!^.*$!sip:
[email protected]" . IN NAPTR 10 10 "u" "mailto+E2U" "!^.*$!mailto:
[email protected]" . IN NAPTR 10 10 "u" "http+E2U" "!^.*$!http://svensson.ispa.se" . IN NAPTR 10 10 "u" "tel+E2U" "!^.*$!tel:+46-8-9761234" .
sorrend
ENUM szolgáltatás jelző Preferencia (kedvezmény)
Reguláris kifejezés
ENUM szolgáltatások
ENUM nyilvántartó
• E2U+H323 • E2U+ifax:mailto • E2U+web:http • E2U+ft:ftp • E2U+fax:tel • E2U+sms:mailto • E2U+ems:mailto • E2U+mms:mailto • E2U+vpim:ldap
• E2U+SIP • E2U+pres • E2U+web:https • E2U+email:mailto • E2U+sms:tel • E2U+ems:tel • E2U+mms:tel • E2U+vpim:mailto • E2U+voice:tel
Session orientált szolgáltatások: azok a szolgáltatások, melyeknél az alkalmazások vagy terminálok kapcsolatot létesítenek egymással E.164 telefonszám alapján.
SIP szerver
SIP szerver
A Session Initiation Protocol (SIP) egy internet-kommunikációs protokoll két vagy több résztvevő közötti kommunikációs kapcsolat felépítésére.
Fejlett szolgáltatások: Megnevezés
Leírás
Extended messaging
Olyan alkalmazás, mely az üzenet elküldésének alternatív módjai közül egy intelligens döntéssel választ. Például a küldő fél egy ema-il-t akar küldeni a fogadó félnek. Amennyiben a megadott E.164 számhoz tartozik email cím, úgy arra kézbesíti a levelet. Ha nincs email cím, akkor az üzenet mondjuk elküldésre kerülhet SMS-ként.
MMS kezelés
Az ENUM segítségével meggyőződhetünk róla, hogy a címzett képese valamilyen formában MMS fogadására. A lehetséges fogadási helyek nem korlátozódnak csak mobil telefonokra, hanem elérhető web címek vagy email címek is szóba jöhetnek.
Call center support
Két fél között lehetővé tesz egy intelligens telefonbeszélgetést, például web-en keresztüli további kiegészítő dialógusok folytatását, támogató információk cseréjét.
A kezdeményező számának fel használására épített szolgáltatások
Egy hasznos tulajdonság lehet, hogy egy PSTN hívó fél számát elérhetjük az Internet alkalmazásokban is, és felhasználhatjuk azonosításra.
Stb..
ENUM és BIND named.conf include "/etc/bind/named.conf.enum"; named.conf.enum zone "e164.arpa" { type master; file "/etc/bind/db.e164.arpa"; }; named.conf.options #logging { # channel query-log { # file "/var/log/query-log" versions 2 size 10m; # print-time yes; # print-category yes; # }; # category queries { query-log; } ; #}; # #options { # directory "/var/cache/bind";
db.e164.arpa $TTL 86400 e164.arpa. IN SOA ns.e164.arpa. root.e164.arpa. ( 2004011522 ; Serial no., based on date 21600 ; Refresh after 6 hours 3600 ; Retry after 1 hour 604800 ; Expire after 7 days 3600 ; Minimum TTL of 1 hour ) e164.arpa. 43200 IN NS ns.e164.arpa. ; ns.e164.arpa. 43200 IN A 192.168.1.2 0.9.8.7.6.5.4.3.2.1.e164.arpa. NAPTR 10 100 "u" "E2U+sip" "!^.*$!sip:
[email protected]!". 0.9.8.7.6.5.4.3.2.1.e164.arpa. NAPTR 10 101 "u" "E2U+h323" "!^.*$!h323:
[email protected]!". 0.9.8.7.6.5.4.3.2.1.e164.arpa. NAPTR 10 102 "u" "E2U+msg„ "!^.*$!mailto:
[email protected]!". 8.1.2.7.5.9.3.3.1.6.1.e164.arpa. NAPTR 100 10 "U" "SIP+E2U„ "!^.*$!sip:
[email protected]!".
Enum DNS feloldás User Datagram Protocol, Src Port: domain (53), Dst Port: 62604 (62604) Domain Name System (response) [Request In: 2] Wireshark elfogás [Time: 0.649169000 seconds] Transaction ID: 0xa726 Flags: 0x8180 (Standard query response, No error) Questions: 1 Answer RRs: 5 Authority RRs: 0 Additional RRs: 0 Queries 3.4.5.6.7.8.9.2.9.5.3.e164.arpa: type NAPTR, class IN Name: 3.4.5.6.7.8.9.2.9.5.3.e164.arpa Type: NAPTR (Naming authority pointer) Class: IN (0x0001) Answers 3.4.5.6.7.8.9.2.9.5.3.e164.arpa: type NAPTR, class IN, order 10, preference 6, flags u Name: 3.4.5.6.7.8.9.2.9.5.3.e164.arpa Type: NAPTR (Naming authority pointer) Class: IN (0x0001) Time to live: 1 minute Data length: 45 Order: 10 Preference: 6 Flags length: 1 Flags: "u" Service length: 7 Service: "E2U+sip" Regex length: 29 Regex: "!^.*$!sip:
[email protected]!" Replacement length: 0 Replacement: ""
ENUM rendszer
Az ENUM problémái 1. Minden olyan E.164 számra történő híváskezdeményezés, melyhez tartozik ENUM rekord lehetővé teszi az (hívó) ENUM kliens számára, hogy hozzáférjen a hívott személy összes címéhez és számához (e-mail cím, mobil szám, fax szám stb.) mely az adott személy NAPTR rekordjában rögzítve van.
2. Ennek az a veszélye, hogy egy véletlenszerűen begépelt E.164 szám alapján egy előfizető összes elérhetősége rendelkezésre állhat, és azokat rosszindulatúan használhatják (például nem kért reklámok nagy mennyiségben való terjesztése). 3. További probléma a megszemélyesítés (passing off) – másnak adom ki magam – Eltérítés (hijacking) – a kapcsolatban lévő partnerek tudtán kívül valaki beékelődik a kapcsolat felépítés fázisában és a hívást más irányban téríti el.
Adat megváltoztatása Cache megszemélyesítése Zóna file
Elsődleges szerverek
Cache/ továbbítók
Dinamikus frissítés Kliens resolver
Engedély nélküli frissítés Elsődleges szerver megszemélyesítése
Másodlagos szerverek Cache beszennyezése hamis adatokkal
1. A regisztrációs folyamat azzal kezdődik, hogy a Regisztrált felveszi a kapcsolatot a Regisztrátorral biztonságos adatátvitelt (pl. HTTPS vagy TLS) használva. A HTTPS kapcsolat SSL biztonsági mechanizmusa titkosítja az adatokat az átvitel során.
2. Hasonlóan a Regisztrátor és a Validáló (hitelesítő) rendszer között is HTTPS kapcsolat épül fel, melyen keresztül a regisztrációs adatok hitelességének vizsgálata (validálása) zajlik. 3. A Regisztrátor és az 1. és 2. szintű névszerverek között a regisztrációs eljárásokat támogató EPP protokollt használja. Az EPP ugyancsak HTTPS kapcsolatot használ a biztonságos adattovábbításhoz. 4. Az ábra jobb oldalán, a lekérdezési folyamatot láthatjuk. Itt az egyes névszerverek között DNSSec protokoll használatos. A DNSSec a végfelhasználó névszervere és az ENUM különböző szintű névszerverei közötti biztonságos kommunikációért felel. (DNSSEC szűkebb értelemben a digitálisan aláírt DNS rekordokat jelenti)
DNS névfeloldási folyamat lényegében. 1. Egy érdeklődő tudni szeretné a 36-1-234-5678 telefonszámhoz tartozó személy e-mail címét. 2. A megadott telefonszámot az érdeklődő névszervere ENUM lekérdezés szerinti szabályos címre fordítja (8.7.6.5.4.3.2.1.3.6.e164.arpa). 3. A kérés először a „root” szerverhez továbbítódik, ahonnan visszaérkezik a 0. szintű (Tier 0) névszerver elérhetősége. 4. A 0. szintű névszerver a telefonszám alapján megválaszolja az 1. szintű (Tier 1) névszerver elérhetőségét. 5. A 2. szintű névszerver visszaküldi a telefonszámhoz és a kért szolgáltatáshoz (e-mailcím) tartozó NAPTR rekordot.
Alapfogalmak
Kulcs fogalmak az előző részben: Jelzések – felügyelői és információs Hurok kezdet jelzés – tárcsahang (loop start signaling) ground start signaling Egyszerre történő kimenő és bejővő hivás - glare Hívószám jelzés dual-tone multifrequency (DTMF) Impuzus – amplitúdó moduláció - pulse-amplitude modulation PAM pulse-code modulation (PCM) Kvantálási eljárások – a-Law, u-Law Idő osztásos multiplexelés – (time-division multiplexing )TDM channel associated signaling (CAS)
A Cisco VoIP infrastruktúrája
Eszközök a VoIP hálózatban
Végpontok IP telefon
Wifi telefon
Hang levél
Konferencia hívás alkalmazás
Videofon
Azonnali üzenetküldés
Alkalmazások
Hívás feldolgozás Egyesített kommunikációs Egyesített kommunikációs menedzser expressz menedzser CME
Infrastruktúra
V ASA tűzfal
Hang router/átjáró
Hang switch
Hang átjáró
Hagyományos Telefon készülékek
Eszközök a VoIP hálózatban
VoIP hálózat elemei MCU Konferencia vezérlő
Alkalmazás szerver
fxs
fxs fxs
Call Manager
Voice átjáró
Gatekeeper (zónavezérlő)
IP Voice átjáró
Voice átjáró fxo
fx0
BPX
Postai hálózat
IP telefon Hagyományos Telefon készülékek
PSTN
Telefon szoftver
Video végpont
IP Voice hálózat komponensei
Eszközök és feladatuk
Telefonok:
IP telefonok Szoftveres telefonok PC-ken Hagyományos telefonok Átjárók:
Kapcsolatban vannak a hagyományos telefonokkal és a VoIP hálózattal. Rendszerint olyan routerek amelyek vioce képességgel rendelkeznek. c1760, c2600 Kapcsolatot építenek ki a postai központokkal (PSTN) amelyen keresztül kommunikálhatnak minden telefonnal a világban. Egyik oldalon telefon vonal csatlakozik hozzájuk. Másik oldalon az IP hálózattal állnak kapcsolatban. Veszi a telefon jelzéseit és digitalizálja azokat. Tömöríti őket, Feldarabolja és IP csomagokba ágyazza azokat. A fordított folyamatot is elvégzi. (Összerakja, kitömöríti, analóggá alakítja) Mindkét irányú folyamatot egyszerre végzi full-duplex esetben.
IP Voice hálózat komponensei MCU Multipoint control units (konferenciavezérlő)
Eszközök és feladatuk
A többpontos vezérlő egység a konferenciához szükséges Ha több mint két résztvevőből tevődik össze a hívás akkor az eszközök azt az MCU-hoz küldik. Az MCU összekeveri a jeleket és visszaküldi a résztvevőknek.
Alkalmazás szerver
XML alapú szolgáltatásokat biztosít IP telefonoknak Az IP telefonok hozzáférhetnek segítségével könyvtárakhoz és adatbázisokhoz.
Gatekeepers (zónavezérlő)
GK
Hasznos, de opcionális komponens Irányítási és központi vezérlést biztosít a végponti komponensek számára. (terminal, MCU, átjáró) Az eszközök menedzsment zónát alakítanak ki. Feladata, megakadályozni a hitelesítés nélküli belépést a kialakított zónába. (Call Admission Control CAC Hívás belépés vezérlés) Telefonszámokat, neveket rendelnek össze az engedélyezett IP címekkel
IP Voice hálózat komponensei
Eszközök és feladatuk
Call agents (Hívás vezérlő ügynök)
Hívás és sávszélesség vezérlést, címfordítást biztosít IP telefeonoknak vagy átjáróknak (Media Gateway Control Protocol MGCP gateways) A Cisco CallManager is ilyen. Bizonyos értelemben IP PBX-ként viselkedik. Minden aktív VoIP hálózati összetevőt vezérel beleértve a telefonokat, átjárókat, konferencia hidakat, átkódoló erőforrásokat, voicemail boxokat
Video Végpont
Video telefon, illetve video telefon jellemzőkkel rendelkező munkaállomás Kép és hang információk továbbítására alkalmas. Használatához MCU (konferenciavezérlő ) egységre van szükség.
Eszközök a VoIP hálózatban
Router VOICE modulok
VIC2-4FXO VIC2-2FXS
Foreign Exchange Station (FXS) Közvetlenül csatlakozhat hozzá hagyományos telefon, amelynek analóg forgalmát digitális IP forgalomra cseréli. Csatlakozó RJ11. Foreign Exchange Office (FXO) Kapcsolatot biztosít az IP telefon rendszer és a hagyományos telefonközpontok között. Csatlakozó RJ11. FXO
PSTN
FXS
IP
A PBX
A külön-külön vonal drága, általában nincs kihasználva. Ha egymást hívják, akkor is meg kell járniuk a külső postai hálózatot.
PSTN
BPX használata mellett a belső telefonáláshoz nem kell igénybe venni a külső vonalat. Trunk
PBX
PSTN
A PBX és előnyei A PBX a Private Branch Exchange (saját, központon keresztüli telefonvonal) rövidítése, amely egy cégen belüli privát telefonhálózatot biztosít. A PBX telefonrendszerek felhasználói a külső telefonhívások kezdeményezésekor számos külső vonalon osztoznak. A PBX összeköti az egy vállalaton belüli telefonokat, és egyben összeköttetést biztosít egy nyilvános központi telefonrendszerhez (PSTN) is. A PBX tartalmaz: 1. Vonali kártyákat – Ezekhez kapcsolódnak a helyi telefonok, 2. Trunk kártyát (kat) – Kapcsolatot biztosít a PBX és a PSTN hagyományos telefonközpontok között. 3. Vezérlő kártyát – Amely biztosítja a hívás irányítást és menedzsment funkciókat biztosít. A PBX nagy hibatartományt jelent, de általában ez nem okoz gondot, ugyanis általában 7-10 év alatt öt 9-es (99,999%) rendelkezésre állást mutat.
Gondot jelenthet a külső vonalak száma, pl. ha a PBX egy vonallal kapcsolódik a hagyományos telefon vonalakhoz, akkor ha egy belső felhasználó külső vonalra kapcsolódik, akkor a többiek, már nem érik el a külső vonalat, illetve őket sem hívhatják kívülről.
PBX
Helyi kicserélési pont Trunk kártya
Vonali kártya
vonal
Terminál interfész Kapcsoló hálózat Vezérlő panel Tápegység hűtés
Telefon elosztó Key system (régi)
Termináló blokkok
Terminál interfész Terminál interfész Terminál interfész Terminál interfész Helyi kicserélési pont Trunk-ök Csatlakozó blokk
CO vonali kártyák Állomás kártyák Állomás kártyák Intercom kártyák Tápegység
Fő elosztó keret
trunk
Kapcsolódás a PSTN-hez Digitális kapcsolat
Eszközök a VoIP hálózatban
Analóg kapcsolat SS7
T1, E1
PSTN SS7
Több analóg kapcsolat
SS7 Több digitális kapcsolat egyetlen vonalon
Nagyobb cégeknél szükséges több külső vonal biztosítása. A digitális oldalon ez általában T1, vagy E1 kapcsolatot jelent. (24, illetve 30 beszélgetés kezdeményezhető egyszerre az időosztásos TDM technológiának köszönhetően) A hagyományos PSTN hálózat felépítése hasonlít az Internetre a szolgáltatók megfelelő jelzéskezelő protokollokon keresztül kommunikálnak egymással. Elsődleges jelzéskezelő protokoll az Signaling System 7 (SS7) Ez a protokoll biztosítja a hívások felépítését, irányítását, számlázást, és a tájékoztató üzeneteket a szolgáltatók között.
CO kapcsoló
Hagyományos Postai hálózat
Eszközök a VoIP hálózatban
trunk
trunk
PSTN Helyi hurok Analóg telefon
CO kapcsoló
trunk
trunk CO kapcsoló
IP telefon
Amikor egy felhasználó hívást kezdeményez, az első CO fogadja a hívást, majd egy SS7 keresést végez, hogy meghatározza a hívott szám helyét – melyik CO-nak kell továbbítani a kérést. Amikor megtalálta az SS7 lesz a fellelős az útválasztásért a postai hálózatban, illetve a továbbiakban információs jelzéseket (pl.: vissza csengés) nyújt a hívó számára. Az analóg készülék – képes közvetlenül kommunikálni a postai hálózattal. A hangot elektromos jellé alakítja. Helyi hurok – közvetlen összeköttetés az előfizető és a szolgáltató között. CO kapcsoló – jelzéseket nyújt a helyi hurok számára, (pl. helyi hurok végződtetése, tápfeszültség biztosítása, tárcsahang generálás, számválasztás, routing) Trunk – összeköti a Postai szolgáltatók (CO) kapcsolóit. Egyszerre több vonalat foglal magába.
Jelzések a PSTN hálózaton
Hívott szám: 565-4123
Eszközök a VoIP hálózatban
565-4123 Tárcsa hang
PSTN
PBX
Setup üzenet Trunk
Helyi hurok Helyi jelzések
1.
csengés
PBX
Helyi hurok Helyi jelzések
Hálózati jelzések (SS7)
2.
3.
1. Híváskor a kézi beszélő felvételekor, kapcsolat alakul ki a telefon és a PBX között. 2. A PBX vonalat ad, – Tárcsázás – tárcsahang. (Helyi jelzés) 3. Amennyiben külső vonalat kell hívni a PBX hálózati jelzésekkel (SS7) értesíti a célállomás PBX-ét a hívásról setup üzenetek formájában. 4. A távoli PBX helyi jelzések segítségével értesíti az állomást a hívásról (csengetés)
Digitális telefonok Linksys SPA921 4. Vonal jelzések: Zöld: szabad vonal, Piros: A vonal aktív, Red (villogó): Tartott vonal, Narancs: A vonal nincs regisztrálva.
Egy vonalas készülék
Linksys SPA901
8. Voice mail gomb 9. Tartás gomb 10. Setup gomb 11. Némít 12, hangerő 13. fejhallgató/mikrofon 14. kihangosító
Digitális telefonok Linksys SPA2962
1 kiegészítő port 2 táp csatlakozó 3. Kiegészítő ethernet port (PC felé) 4. WAN port kapcsolat az ethernet switch felé 5. Kézi beszélő csatlakozása.
Megfelelő készülékek képesek kiegészítő (Cisco 7914/7915/7916) modulokat is fogadni. Ezzel több vonal elérését is támogathatják. (Két bővítő modult is képesek fogadni)
Cisco CP-7960G, Cisco CP-7961G, Cisco CP-7970G, Cisco CP-7971G-GE Készülékek például alkalmasak erre.
Fizikai kapcsolat
Tápfeszültség csatlakoztatása Külső tápegység csatlakoztatása szükséges olyan kapcsolóknál, amelyek nem biztosítanak PoE szolgáltatásokat.
Lehetőségek:
PoE-t nem támogató kapcsoló, PoE képes kapcsoló, Alkalmas kapcsoló esetén használhatjuk a PoE technológiát. Ennek lényege, hogy az erre alkalmas készülékek megfelelő információcsere után a kapcsolótól, tápfeszültséget kaphatnak az ethernet csatlakozón keresztül.
A telefonkészülékek LAN interfésszel rendelkeznek (Ethernet, wireless)
Fizikai kapcsolat
Egy kábel kapcsolat – az eszközök sorban felfűzve
IP
Több kábel kapcsolat – az eszközök külön kapcsolódnak ugyanahhoz a switch-hez
IP
Több kapcsolóhoz, külön-külön csatlakoznak
IP
Telefon
Fizikai kapcsolat
Telefonból
Interfész várakozási sor
P0
sor 0 Voice=5
sor 1 sor 2
Adat=0
sor 3
P1
PC-ből
MAC cím
P2
Logikai kapcsolat
IP telefon + PC ugyanazon a kapcsoló porton
171.68.249.100
IP telefon + PC ugyanazon a kapcsoló porton
Ajánlott megoldás
171.68.249.100
171.68.249.101
10.1.1.1
IP telefon használjon privát hálózatot!
Publikus IP címek IP telefon + PC különböző switch porton 171.68.249.101
171.68.249.100
Publikus IP címek
10.1.1.1
171.68.249.100
IP telefon használjon privát hálózatot!
Logikai kapcsolat
címkézett 802.1q (Voice VLAN) címkézett 802.1q (VLAN) Nem címkézett 802.3 (Native VLAN) Egy kapcsoló hozzáférési portonként képes két VLAN kezelésére: 1. VLAN (PVID Port VLAN ID) és 2. kiegészítő VLAN (VVID - Voice VLAN ID) Hagyományos VLAN (PVID) interface FastEthernet0/1 switchport access vlan 10 kiegészítő VLAN (VVID) switchport voice vlan 110 Szükséges, hogy DHCP-vel spanning-tree portfast időben címet kaphasson.
VLAN 110 VLAN 10
interface FastEthernet0/0.10 encapsulation dot1Q 10 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 interface FastEthernet0/0.110 encapsulation dot1Q 110 ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
Switch# show interfaces fa0/2 switchport Name: Fa0/2 Switchport: Enabled Administrative Mode: dynamic auto Operational Mode: static access Administrative Trunking Encapsulation: dot1q Operational Trunking Encapsulation: native Negotiation of Trunking: On Access Mode VLAN: 10 (adat) Trunking Native Mode VLAN: 1 (default) Voice VLAN: 110 Administrative private-vlan host-association: none Administrative private-vlan mapping: none Administrative private-vlan trunk native VLAN: none Administrative private-vlan trunk encapsulation: dot1q Administrative private-vlan trunk normal VLANs: none Administrative private-vlan trunk private VLANs: none Operational private-vlan: none Trunking VLANs Enabled: ALL Pruning VLANs Enabled: 2-1001 Capture Mode Disabled
Router# sh ip dhcp binding IP address Client-ID/ Lease exp. Type Hardware address 192.168.1.2 0005.5E69.D795 10.1.1.2 00E0.F761.7DC3 10.1.1.3 000C.CF4E.885C
DHCP beállítások: ip dhcp excluded-address 10.1.1.1 ip dhcp excluded-address 192.168.1.1 ! ip dhcp pool adat network 192.168.1.0 255.255.255.0 default-router 192.168.1.1 ip dhcp pool voice network 10.1.1.0 255.255.255.0 default-router 10.1.1.1 option 150 ip 10.1.1.1
Az IP telefonok a konfigurációjuk letöltéséhez igénylik a TFTP szolgáltatást is. Ezt a DHCP konfigurálásakor meg kell adni. A TFTP szolgáltatást a 150-es DHCP opcióban adhatjuk át. (természetesen szükség lehet a DNS megadására is. Ezt a már ismert módon konfiguráljuk.)
IP telefon DHCP Discover broadcast üzenetet küld, hogy IP-hez jusson. DHCP szerver választ egy szabad IP-t a készletből, és elküldi a kért opciókat!
Az IP telefon inicializálja az IP stack-et. Az IP telefon lekéri a konfigurációs állományt a tftp szervertől
Fizikai kapcsolat
PoE szabványok
PoE képességek
Cisco Catalyst 6500
Cisco Catalyst 4500
Cisco Catalyst 3750
Cisco Catalyst 3560
Cisco Ethernet Switch modul
PoE portszámok
96-, 48-port 10/100 vagy 48-port 10/100/1000
48-port 10/100 vagy 10/100/1000
24-, 48-port 10/100
24-, 48-port 10/100
16-, 36-port 10/100
Igen
Nem (régi sorozat)
IEEE 802.3af
Igen
Igen
Igen
Igen (ISRs) Cisco Előzetes PoE szabvány
Igen
Igen
Igen
Igen
Igen
PoE szabványok
Power over ethernet
Cisco saját fejlesztése elő szabvány:
48 V DC 6,3-7,7 W-ot szolgáltat portonként a 1 2 3 6 kábelek felett. Támogatja a legtöbb PoE képest eszközt. (IP telefonok, bezeték nélküli Access Pontokat. Saját módszert alkalmaz a tápfeszültség igény meghatározására. Csak olyan eszközre tesz tápfeszültsége, amelyik azt igényli. Cisco és IEEE együtműködés során került kialakításra
IEEE 802.3af
8 V DC 15.4 W portonként 1, 2, 3, és 6 vagy 4, 5, 7, és 8 as vezetékeket (a két megoldás bármelyike választható, de egyszerre csak az egyik használható.) Olyan ethernet eszközök használatát teszi lehetővé amelyek kiegészítő tápfeszültséget igényelnek. sh power inline Szabványosította azt a módszert, amely azonosítja, ciscoasa# Interface Power Device azt az eszközt, amelyik tápfeszültséget igényel. ----------------- Öt tápfeszültség osztályt alakít ki: Et0/0 n/a n/a
0: 15,4W foglalt ; 1: 4 W; 2: 7W; 3: 15,4W, 4 fenntartott.
Et0/1 Et0/2 Et0/3 Et0/4 Et0/5 Et0/6 Et0/7
n/a n/a n/a n/a n/a Off On
n/a n/a n/a n/a n/a n/a IEEE
PoE szabványok
Power over ethernet
Tápfeszültség igény észlelése Kapcsoló
FLP
OK az eszköz PoE
RX
3 6
TX
1 2
Csatlakozó
Amikor a kapcsoló érzékel egy tápfeszültséget igénylő eszközt, küld egy FLP impulzust. (FLP-t használ az automatikus sebesség és duplexitás érzékelés is)
Ezt az impulzust a megfelelő eszköz érzékeli és visszaküldi a kapcsolónak. Erre az ráteszi a megfelelő vonalakra a tápfeszültséget. (Ha nem jut vissza az FLP – nem PoE képes az eszköz – nem kapcsol a vonalakra tápfeszültséget.)
PoE szabványok
Power over ethernet
Tápfeszültség igény észlelése Az FLP jelzése alapján dől el, hogy képes e szolgáltatni – fogadni tápfeszültséget a rendszer
PoE szabványok
Power over ethernet
Adat érpáron szállított tápfeszültség megoldás Tápfeszültséggel kiszolgált eszköz (PD)
Tápfeszültséget szolgáltató berendezés (PSE)
+/-
Tx
48V +/-
Rx
4
4
5
5
1
1
2
2
3
3
6
6
7
7
8
8
Rx DC/DC konverter
Tx
Például: Catalyst 3560-PS/3750-PS Catalyst 4500/6500 Router module NM-16ESW-PWR 15,4W/port ha 24 portos a switch 7,7 W 48 port esetén
PoE szabványok
Power over ethernet
Tartalék érpáron szállított tápfeszültség megoldás Tápfeszültséggel kiszolgált eszköz (PD)
Tápfeszültséget szolgáltató berendezés (PSE)
4
4 5
+/-
Tx
2
48V +/-
1
Rx
Tartalék pár
Jel pár
Jel pár
Tartalék pár
Például: Catalyst 3560-PS/3750-PS Catalyst 4500/6500 Router module NM-16ESW-PWR
Rx DC/DC konverter
2
6 7
7 8
1
3
3 6
5
8
Tx
Power over ethernet
Catalyst 6500 48-port fab-enabled 10/100/1000 inline pwr mod
Power over ethernet
Közbeiktatott tápfeszültség injektor
Felhasznált érpár 4,5 and 7,8 Nyolc vezeték szükséges Nem bővíthető 100-m hossz fölé Nem alkalmazható 1000TX esetén
Power injector AIR-PWRINJ3/AIR-PWRINJ-FIB
Az új Cisco-s eszközök mindkét szabványt támogatják: Például:
IEEE 802.3af Cisco szabadalmazott PoE
Access points 1131AG, 1242AG Switches: 3560, 3750 Router: 1812, HWIC-4ESW-POE Automatikus érzékelés és nincs szükség konfigurálásra
Power over ethernet
PoE Switch státusz
Power over ethernet
Tápfeszültség beállítása
Catalyst Operációs rendszer esetén
CatOS>(enable) set port inlinepower <mod/port> auto Port vonali feszültség automatikus beállítása off Port belső tápfeszültség lekapcsolása CatOS>(enable) show port inline power 7 Default Inline Power allocation per port: 10.000 Watts (0.23 Amps @42V) Total inline power drawn by module 7: 75.60 Watts (1.80 Amps @42V) Port InlinePowered PowerAllocated Admin Oper Detected mWatt mA@42V ---- ----- ---- -------- --------- ----------7/1 auto off no 0 0 7/2 auto on yes 6300 150 7/3 auto on yes 6300 150 7/4 auto off no 0 0 7/5 auto off no 0 0 7/6 auto off no 0 0 7/7 auto off no 0 0
Power over ethernet
Tápfeszültség beállítása
IOS Operációs rendszer esetén
NativeIOS(config-if)# power inline [auto | never] NativeIOS# show power inline
Available:360(w) Used:22(w) Remaining:338(w) Interface Admin Oper Power Device Class Max --------- ------ ---------- ------- ------------------Fa0/1 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/2 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/3 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/4 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/5 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/6 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/7 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/8 auto on 10.3 IP Phone 7970 15.4 Fa0/9 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/10 auto on 6.3 IP Phone 7960 n/a 15.4 Fa0/11 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/12 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/13 auto off 0.0 n/a n/a 15.4 Fa0/14 auto on 6.3 IP Phone 7960 n/a 15.4
Power over ethernet
Tápfeszültség beállítása Kimenet Port
Leírás Azonosítja a portszámot a modulon
Admin
Beállítja a port konfigurációt a set inlinepower mod/port [auto | off] parancs alapján
Oper
Mutatja, hogy a belső táp be van-e kapcsolva.
Detected (érzékelt)
Megvizsgálja, hogy a tápfeszültséget érzékelte-e
mWatt / Watts
Azonosítja a teljesítményt mWattokban (CatOS) vagy Wattokban (NativeIOS) a megadott porton
mA @42V
Megadja a szállított áramerősséget mA-ben portonként (a tényleges feszültség 48 V)
Vonali tápfeszültség
Lefoglalt tápfeszültség
VOIP eszközök és PoE
Kulcs témák fogalmak: Voip eszközök és feladatuk, IP telefonok csatlakoztatása a hálózathoz, PoE szabvány IEEE 802.3af (előszabványok), Automatikus egyeztetés,
Tápellátás lehetőségei, PoE kapcsolók és PoE klekérdezések show power inline
