Komunikačné systémy v privátnych sieťachhalas/ntss/archiv/NTSS_PBX.pdf · QSIG protokol –medzinárodný štandard vychádzajúci z SS7 IP protokoly (H.323, SIP, IAX) Pripojenie

Zimný semester 2009/2010

Ing. Matej Kavacký, PhD.

Neverejné telekomunikačné systémy a siete

Komunikačné systémy v privátnych sieťach

Katedra telekomunikácií, FEI STU Bratislava

Obsah

� Základné pojmy

� Od PBX ku komunikačnému systému a virtuálnym riešeniam

� Konvergencia v neverejných telekomunikačných sieťach

2

Neverejné telekomunikačné systémy a siete ZS 2009/2010

Printed with FinePrint - purchase at www.fineprint.com

Rozdelenie podnikov do segmentov(Podľa odporúčania Európskej komisie 2003/361/EC)

� Small Office / Home Office (SOHO)� mikropodniky� 1 – 9 pracovníkov, ročný obrat do 2 mil. eur

� Small and Medium Enterprises (SME, SMB)� malé podniky: 10 – 49 zamestnancov, 10 mil. eur� stredné podniky: 50 – 249 zamestnancov, 50 mil. eur� spolu so SOHO tvoria 99% všetkých firiem v EÚ

� Large Enterprises� viac ako 250 zamestnancov

3


Neverejné telekomunikačné systémy a siete

� Neverejné telekomunikačné systémy� poskytujú telekomunikačné služby pre jednotlivé firmy a

organizácie� optimálne riešenie vlastných komunikačných potrieb v

rámci organizácie� ekonomické riešenie komunikácie – základné kritérium

budovania a prevádzky infraštruktúry

� Rozdelenie neverejných sietí� samostatné neverejné telekomunikačné siete� virtuálne privátne siete� virtuálne riešenia

4



Samostatné neverejné siete

5


� centralizovaná, decentralizovaná topológia NTS

� lokálne, veľkorozľahlé

Virtuálne privátne siete

6

� Prepojenie pobočkových ústrední zákazníka cez PSTN pomocou prenajatých okruhov, alebo cez IP sieť

� Decentralizovaná topológia



Virtuálne privátne siete

� Riešenie pre firmy s viacerými pobočkami, ktoré sa nedajú ekonomicky pokryť jednou PBX

� Flexibilita zmeny topológie� Prepojenie rôznych typov PBX zákazníka

� nie je potrebné vymeniť hneď všetky analógové ústredne za digitálne – v tom prípade však nemusia byť dostupné každému všetky funkcie

� možnosť stanovenia optimálneho a ekonomicky výhodného plánu výmeny analógových ústrední za digitálne

� Zákazník sa nemusí starať o vlastné prepojenie jednotlivých uzlov do siete

� Možnosť vzdialeného prístupu z terminálu nezaradeného do VPN (Off-Net, Off-Site)

7


Virtuálne riešenia

8

� Žiadna PBX u zákazníka

� IP Centrex

� Hosted PBX



Konvergencia komunikačných sietí a služieb

� Samostatná telefónna a dátová prevádzka� dvojnásobné zakáblovanie podnikových priestorov, údržba

dvoch rôznych komunikačných systémov, vysoké náklady,...

� Konvergované siete - VoIP� hlasové aj dátové služby cez jednotnú infraštruktúru (IP sieť)� administrácia jedného systému� nižšie náklady� jednoduchá integrácia aplikácií� vyššia produktivita zamestnancov� zlepšená mobilita

� Fixed-mobile convergence

9


Od pobočkovej ústredne ku komunikačnému systému a

virtuálnym riešeniam

10



Pobočková ústredňa – PBX

� PBX - Private Branch eXchange� základný prvok klasických neverejných telekomunikačných sietí

� pôvodne manuálne, neskôr automatické PBX (PABX)� skratka PBX zostala aj pre moderné komunikačné systémy

� PINX – Private Integrated Services NetworkExchange – ISDN PBX, ktorá využíva signalizačný protokol QSIG

� Rozdelenie PBX� hardvérové – analógové, digitálne, IP, hybridné� softvérové – VoIP, napr. open-source projekty� virtuálne PBX

11


Služby PBX

� Základné funkcie každej PBX� spájanie hovorov – v rámci firmy, medzi firmou a vonkajším svetom� spojovateľské pracovisko� tarifikačné funkcie

� Doplnkové funkcie moderných PBX� presmerovania hovorov� jednotné firemné uvítanie� automatická spojovateľka � konferenčné hovory� hlasová pošta� prevoľba – priame volania zvonku na jednotlivých účastníkov� monitorovanie hovorov� automatické smerovanie hovorov (ACD)� osobné a firemné adresáre� integrácia s počítačovým svetom� prístup k funkciám PBX z verejnej siete� administrácia cez WEB rozhranie

12



Rozhrania PBX

� Pripojenie účastníckych prípojok� analógové dvojvodičové pripojenie (POTS)� ISDN prístup (BRI, PRI)� IP protokoly (H.323, SIP – Session Initiation Protocol)� DECT – bezdrôtová komunikácia� firemné protokoly

� Prepojenie PBX navzájom – priečky� firemné protokoly� QSIG protokol – medzinárodný štandard vychádzajúci z SS7� IP protokoly (H.323, SIP, IAX)

� Pripojenie k poskytovateľom služieb� analógové 2-vodičové pripojenie� TDM ISDN (BRI 2B+D, PRI 30B+D)� IP protokoly (H.323, SIP, MGCP, IAX)� GSM brány

13


TDM pripojenie k PSTN

� Základný prístup ISDN� 2 B kanály = 2 hovory súčasne� vhodné iba pre najmenšie PBX

� Primárny prístup ISDN – E1 linka� 30 B kanálov = 30 hovorov súčasne� typické pripojenie TDM PBX k PSTN sieti� zákazník má pridelených trvalo 30 kanálov (resp. ich násobok) aj keď

ich nevyužíva = zbytočné plytvanie peňazí

� Pripojenie IP PBX cez TDM rozhranie� potreba prechodových brán na prestup do TDM prostredia� vznik oneskorenia a skreslenia pri viacnásobnom prekódovaní signálu

medzi VoIP a TDM� → vznik potreby paketového prepojenia do PSTN

14



SIP trunking

� SIP trunk� virtuálny okruh cez Internet� slúži na paketové pripojenie IP PBX k PSTN sieti cez Internet� ekonomická náhrada klasického pripojenia k PSTN� zákazník nepotrebuje lokálne PSTN brány – prepojenie do

PSTN zabezpečuje cez Internet poskytovateľ služby IP telefónie

� Výhody� zákazník si môže objednať počet SIP trunkov koľko skutočne

potrebuje (PRI ponúka násobky 30 kanálov)� dynamické prideľovanie šírky pásma podľa aktuálnej záťaže –

šetrenie nákladov na kapacitu pripojenia k Internetu� odpadajú náklady na fyzické vedenia k PSTN ústredni (ISDN

BRI, PRI, analógové linky) – PSTN linky sú nahradené jedným prístupom do Internetu

15


16

SIP trunking – ilustrácia



Klasická TDM PBX

� Výhody klasickej HW PBX� prepracovaná technológia pre daný účel

� spoľahlivosť – výrobcovia udávajú 99,999%

� možnosť zdieľania jednej telefónnej linky medzi viacerými zamestnancami

� robustnosť

� jednoduché ovládanie

� napájanie koncových terminálov z PBX

� kapitálové náklady sú časom amortizované

17


Nevýhody klasickej TDM PBX

� obmedzená flexibilita� problematické pridávanie nových funkcií do starších PBX

� obmedzená škálovateľnosť� počet interných a externých liniek je obmedzený� volajúcich môže odradiť obsadzovací tón v prípade obsadenosti

všetkých liniek

� náklady na zakúpenie a prevádzku systému� potrebné vysoké kapitálové výdavky na nákup PBX� zamestnanci zabezpečujúci prevádzku a údržbu PBX

� ťažšie využitie v koncepte „virtuálnych kancelárií“ � PBX boli primárne určené pre prípad, kedy všetci zamestnanci

boli sústredení v jednej budove, resp. v malej vzdialenosti od seba

18



IP PBX

� Založená na IP technológii – VoIP komunikácia� PBX → Komunikačný systém� Výhody

� možnosť pripojenia rôznych koncových zariadení (priamo, alebo prostredníctvom adaptérov)

� možnosť zapojenia IP telefónu používateľa kdekoľvek v sieti LAN – automatický prenos nastavení a čísla používateľa na nové pracovisko

� jednoduché pripojenie vzdialených pobočiek a pracovníkov� využitie softvérových telefónov� integrácia s inými IP komunikačnými aplikáciami (rýchla pošta

(IM), prenos súborov, videokonferencie, zdieľanie aplikácií a dokumentov)

19


IP PBX – otázky

� Spoľahlivosť systému� zálohovanie riadiaceho procesora

� Kvalita hlasovej komunikácie� straty paketov, oneskorenie, šírka pásma, ...

� Napájanie koncových terminálov� Power over Ethernet (PoE)

� Bezpečnosť� komponenty systému sú distribuované v LAN sieti� možnosť útokov zvonka, zneužitie služby� šifrovanie hlasu (SRTP, AES,…)

� Prenositeľnosť IP telefónov� identifikácia miesta volajúceho (?)

20



21

IP PBX – ilustrácia


Prechod od TDM k VoIP

� Kompletná výmena TDM systémov za VoIPtechnológiu – R&R (Rip and Replace)� vysokonákladné riešenie� značné riziká spojené s výmenou celej podnikovej infraštruktúry

� Hybridné PBX� postupný prechod k VoIP� využívanie výhod VoIP bez nutnosti výmeny celej TDM infraštruktúry

� minimalizácia rizík

22



Hybridné PBX

� Prechod od TDM k VoIP

� rozšírenie TDM PBX o prídavné karty, resp. brány na prepojenie s dátovou sieťou

� medzi pobočkami firmy komunikácia cez VoIP� smerom von komunikácia cez klasické TDM rozhranie do PSTN

� Výhody

� ochrana investícií – netreba hneď vyhodiť TDM PBX a telefóny (v roku 2006 iba 40% firiem, ktoré prešli na IP PBX, vymenili klasické telefóny za IP telefóny, 60% zostalo pri klasických telefónoch. Zdroj: In-Stat)

� najskôr len rozšírenie o služby, ktoré sú skutočne potrebné� možnosť pripojenia analógových prístrojov k IP sieti prostredníctvom

ATA adaptérov (Analog Telephony Adapter)� rovnaké služby pre IP aj klasické telefóny� možnosť použitia softvérových telefónov s TDM PBX – funkcie

podnikovej PBX sú tak dostupné aj z domu, pri cestovaní,...

23


24

� Riešenie VoSKY Exchange

� navrhnuté pre SME sektor

� prepojenie klasických PBX do VoIP siete Skype – podpora množstva PBX

� Prepojenie medzi PBX a VoSKY cez analógové porty

� VoIP volania medzi pobočkami cez Skype

� využitie existujúcich telefónov pre VoIPvolania

� tvorba hlasových VPN

� Web Click-to-Call – náhrada bezplatných čísiel pre zákazníkov

� nižšie náklady na pevné a mobilné čísla pomocou služby SkypeOut

Prechod od TDM k VoIP - príklad



Softvérová IP PBX

� programové vybavenie poskytujúce funkcie PBX

� minimálne náklady na hardvér

� jednoduchá implementácia nových funkcií

� multiplatformová podpora

� jednoduchá administrácia systému

� podpora VoIP, PSTN, GSM liniek

� Open Source projekty – Asterisk, Call Weaver, sipXEnterprise Communication Server, ...

25


Virtuálne komunikačné riešenia

� zákazník nepotrebuje kúpiť HW ani SW

� funkcie PBX sú poskytované ako služba cez PSTN alebo IP sieť (Internet)

� riešenia Centrex, IP Centrex, Virtuálna (Hosted) PBX

� zamestnanci si môžu sami určiť kde budú dosiahnuteľní� v práci, doma, pri cestovaní, ...

26



Centrex

� Centrex - Central Office Exchange� vznikol v 1960-tych rokoch po zavedení počítačovo

riadených ústrední� poskytoval služby vtedajších PBX na strane

prevádzkovateľa siete� rýchly vývoj nových HW PBX – Centrex zaostával v

poskytovaní nových funkcií� úspech Centrexu hlavne v SME segmente

� z dôvodu malej ponuky menších PBX pre tento segment podnikov

� zavedenie ISDN – čiastočné rozšírenie poskytovaných služieb

� príchod VoIP → vznik služby IP Centrex

27


IP Centrex

� Hybridné riešenie� rozšírenie existujúcich digitálnych ústrední o novú aplikačnú platformu – servery pre hlasovú poštu, základné PBX funkcie, administráciu a zmeny prostredníctvom webového rozhrania, ...

� poskytuje pre prevádzkovateľa postupný prechod k IP

� Riešenie založené na Inteligentnej sieti (NGN)� softswitch klient/server architektúra

� vhodné pre oblasti bez rozvinutej TDM technológie a pre nových poskytovateľov IP telefónie

28



Virtuálna (Hosted) PBX

� vznik v roku 1997

� rozšírenie IP Centrexu o ďalšie aplikačné servery� umožňuje poskytovať takmer všetky služby známe z najdrahších IP PBX

� vhodné najmä pre podniky s viacerými pobočkami

� VirtualPBX, Freedom Voice, Onebox, RingCentral, Virtual VoiceNet, ...

29


Virtuálna hlasová sieť ST(zdroj: Slovak Telekom)

30



Virtuálna (Hosted) PBX

� Výhody� prevádzkovateľ ponúka služby veľkému počtu zákazníkov

� zákazník má tak možnosť získať sofistikované PBX funkcie za nižšiu cenu ako v prípade hardvérovej IP PBX

� o prevádzku systému sa stará poskytovateľ služby� vyššia kapacita ako tradičná PBX – volajúcich neodradí obsadzovací tón

� rýchlejšie pridávanie nových funkcií do aplikačných serverov virtuálnej PBX – pri IP PBX tento proces trvá dlhšie

� spoľahlivosť – viacnásobné zálohy systému proti výpadku

31


Záložná virtuálna ústredňa

32



Konvergencia v neverejných telekomunikačných sieťach

33


Fixed-mobile Convergence

� Fixed-mobile substitution – využívanie mobilného telefónu namiesto pevnej linky� rast výdavkov na mobilnú komunikáciu

� 40 – 80% komunikácie cez mobil je vo firme alebo doma� miesta s pokrytím LAN a Wireless LAN

� VoWLAN – VoIP over WLAN

34




� Integrácia verejných mobilných systémov s privátnymi komunikačnými sieťami

� Jedno firemné číslo, jedna hlasová schránka, jedno zariadenie

� Využívanie služieb PBX aj mimo firmy� volania cez klapku� konferenčné hovory� least-cost routing (LCR)� adresáre� presmerovania

35



� Riešenia FMC na úrovni podnikov� Paralelné zvonenie (Extension-to-Cellular)

� Duálne zariadenia (WiFi / Cellular) s automatickým prechodom medzi sieťami

� Riešenia FMC na úrovni mobilných poskytovateľov� Nelicencovaný mobilný prístup (UMA)

� Femtobunky (femtocells)

� IP Multimedia Subsystem – Voice Call Continuity

36




� Výhody FMC

� Zníženie nákladov na mobilnú komunikáciu

� Zvýšená produktivita a lepšia dostupnosť

zamestnancov

� Kontrola nad podnikovými telefónnymi číslami

� Lepšie pokrytie vnútorných priestorov

37


Budúcnosť neverejných systémov

� VoIP riešenia – IP PBX, Virtuálne IP PBX� Jednotná komunikácia (Unified Communications)

� integrácia rôznych komunikačných aplikácií (hlas, video, IM, zdieľanie aplikácií v reálnom čase,...) do podnikových procesov

� Mobilita – fixed-mobile convergence

� Trendom je postupný prechod z TDM PBX na IP PBX

� Systémy založené na otvorených štandardoch, distribuované systémy, použitie bežne dostupných komponentov

� Väčšina novozakúpených PBX je už založená na IP

� Klasické TDM PBX sú stále rozšírené, ich náhrada sa očakáva v priebehu 10 - 15 rokov

38



Komunikačné systémy v privátnych sieťachhalas/ntss/archiv/NTSS_PBX.pdf · QSIG protokol –medzinárodný štandard vychádzajúci z SS7 IP protokoly (H.323, SIP, IAX) Pripojenie

Documents