Voice over IP Voip BASICS. By Eng. Denis Duynslaeger

Voice over IP – Voip BASICS

By Eng. Denis Duynslaeger Created by Eng. Denis Duynslaeger 02/06/2009

1

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’

Created by Eng. Denis Duynslaeger 02/06/2009

2

e l a n io ! t a ds n r ar e t In and st

H.245 : H.235 : H450.X : H261 : H263 Gxxx : T38 : T.120 :

Control protocol for multimedia communications Security and encryption for H-Series multimedia terminals Supplementary services for multimedia calls Discrete cosine transform with motion compensation (Low quality) Improved version of H.261 ( medium quality ) Codecs used (described later in the document ) G3 fax over IP (H.323 Annex D) Data protocol for multimedia conferencing


3

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


4

OSI-model met kleine toelichting RTP: Real Time Protocol RTCP: Real Time Control Protocol RTP compenseert Packetloss en Jitter. Jitter. Desondanks dat UDP gebruikt wordt. UDP doet geen packetisatie. packetisatie.

Zowel H323 en SIP gebruiken RTP (via UDP

RTP SIP/H323

RTCP

Geen ‘packet-isatie’ Created by Eng. Denis Duynslaeger 02/06/2009

5

0 1 0 1 1 0 0 1

VOICE 64 Kbit / sec

Coding

(CODEC)

Data Data Data Data Data Data Data Data

Silence Suppression (G.168)

Packetisation RTP

Data Data Data Data

DSP 12 8 20 14

RTP UDP IP

ETHERNET

4

Interface Created by Eng. Denis Duynslaeger 02/06/2009

6

Packet versus Circuit switching

CIRCUIT Switching

Dedicated voice channel at maybe 16KB Internet 64Kb reserved Email 128KB reserved


Internet Voice Email Packet Switching No dedicated Channel

7

Voice treatment ITU G.168 Echo cancellation Silence suppression Comfort noise insertion

Speak 22% Voice 22%

Bandbreedte reductie van 40% tot 60% Pauzes 56%

Alleen 44% van het effectieve gesprek moet getransporteerd worden


8

Quality of Service: Real time applications maw Jitter in het vakjargon!

Satellite Satellite Diffusion Diffusion

Good Good Quality Quality 0

100

200

300

400

500

600

700

800

Time (msec) Max. delay

Aanbevelingen ITU’s G.114 = 0 – 150 ms ETSI TIPHON quality level “BEST” = 0-150 ms Mouth-to-Ear


9

Voice over IP - Supported codecs

Codec

Compression Quality

Bandwith

BP

Coding timing

G.711

64 kbps

Excellent

70 kbps

70 kbps

N/A

G.723.1 5.3 kbps

Acceptable

13.3 kbps

8.7 kbps

>67 ms

G.723.1 6.4 kbps

Good

14 kbps

9 kbps

> 67 ms

G.729ab 8 kbps

Good

16 kbps

10 kbps

< 25 ms


10

Vertraging in VOIP netwerken Access to the Sub-Network Bufferization Queuing Delay

Propagation Delay

Data Network Jitter Buffer

Packetization Delay Codec Delay Compression Time

Cell Sequencing Serialization Delay

Delay due to the Network

Operating system Processing


11

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

Extension Gateway en migratie naar IP IP clients in the branch office IP clients on the LAN

PBX

IP WAN

Firewall

Internet

Free calls from Internet

Click to call

Analogue phones and faxes


13

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

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

Marktaandeel VOIP - IPBX 2009

2007

Office in box system” Mobile Enterprise

Traditional PBX / Key systems + 90% of the market

PBX / Key

SME MECS

Euro +9 Bill. IPBX

IPBX / office in box systems 5-8%

CPE Market

Managed Intelligent CPE e.g MSED

Centrex Centrex

MSED

8% 8%

IP Centrex services incl. voice

(figures based on Gartner Group, Dataquest, and other literature & totaltele.com)


16

Wat is nu de standaard?


17

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 email-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

SIP - eigenschappen

SIP boodschappen zijn tekst-gebaseerd SIP hergebruikt MIME (gelijkaardig aan de email-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

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

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

SIP – Interface naar TDM netwerk door de VOIP-providers

@ 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

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

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

Voice over IP Voip BASICS. By Eng. Denis Duynslaeger

Recommend Documents