ZESPÓA
LABORATORIÓW TELEMATYKI TRANSPORTU
ZAKA
AD TELEKOMUNIKACJI W TRANSPORCIE
WYDZIAA
TRANSPORTU
POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
LABORATORIUM TELEKOMUNIKACJI KOLEJOWEJ
INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 5
Telefonia internetowa VoIP
DO UŻYTKU WEWN
TRZNEGO
WARSZAWA 2009
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
VoIP (Voice over Internet Protocol)  technologia cyfrowa umożliwiająca przesyłanie
dz
więków mowy za pomocą łączy internetowych lub dedykowanych sieci wykorzystujących
protokół IP. Ze względu na fakt, iż protokół IP ma charakter bezpołączeniowy, opracowanie
techniki transmisji głosu po takiej sieci wymaga opracowania specjalnych zasad transmisji
pakietów zawierających sygnały mowy. Po wielu próbach dopiero w latach
dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia powstały pierwsze rozwiązania umożliwiające
komunikację głosową w sieci IP.
Prowadzenie rozmów VoIP dzieli się na dwa niezależne procesy:
1. ustalenie zasad zestawienia połączenia i jego zakończenia między komunikującymi się
stronami (protokół komunikacyjny),
2. ustalenie zasad kodowania sygnałów mowy (kodek audio).
Dziś do najbardziej znanych protokołów komunikacji zalicza się: SIP, IAX, H.323,
MGCP, Skinny/SCCP, oraz UNISTIM. Pełnią one rolę komutacyjną w wolnej sieci
pakietowej.
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 zaliczymy: 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 poniższej tabeli
Opóz
nienie
Nazwa Przepływność nominalna Jakość
kodowania
kodeka [kbit/s] (MOS)
[ms]
G.711 64 0,125 4,1
G.726 16; 24; 32; 40 0,125 3,9
G.728 16 0,625 3,6
G.729 8 10 3,9
G.729a 8 10 3,7
G.723.1 6,3 37,5 3,9
G.723.1 5,3 37,5 3,6
GSM
13,2 20 3,7
6.10
iLBC 13,33; 15,2 30; 20 3,9
5,95; 8; 12;
Speex 20
15,2; 18,4; 24,8
- -
2
3. Centrala VoIP
Komutacja VoIP jest realizowana za pośrednictwem serwerów centralowych VoIP.
Centralą VoIP może być dowolny komputer PC lub Macintosh pracujący z systemem
operacyjnym Linux. Centrala VoIP powinna być połączona z siecią Internet za
pośrednictwem stałego 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 jej cech charakterystycznych należy zaliczyć:
·ð KomutacjÄ™ poÅ‚Ä…czeÅ„ gÅ‚osowych i wideogÅ‚osowych,
·ð ObsÅ‚ugÄ™ protokołów komutacyjnych: SIP, IAX, H.323,
·ð ObsÅ‚ugÄ™ bram sieci PSTN,
·ð Tele i wideokonferencje,
·ð PocztÄ™ gÅ‚osowÄ…,
·ð ObsÅ‚ugÄ™ IVR (Interactive Voice Response)  automatycznego biura obsÅ‚ugi klienta,
·ð ObsÅ‚ugÄ™ LCR (Least Cost Routing)  wybór najtaÅ„szego operatora docelowego sieci
stacjonarnej.
3.1 Ogólne zasady tworzenia nowego abonenta centrali 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 następujący:
[general] - fragment ustawień ogólnych
port=5060 - ustawienie portu sygnalizacji SIP
bindaddr=192.168.0.10 - adres, pod którym centrala nasłuchuje
komunikatów sygnalizacji
context=default - standardowe ustawienie dla abonentów SIP
[abonent] - definicja (nazwa) nowego abonenta
type=friend - rodzaj abonenta (inne opcje: peer, user)
secret=haslo - hasło uwierzytelniające abonenta w centrali
host=dynamic - sposób nadawania adresu IP abonentowi
defaultip=192.168.0.15 - alternatywny adres IP dla host=dynamic
dtmfmode=rfc2833 - pozwolenie na transmisję kodów DTMF
disallow=all - zerowanie ustawień kodeków A/V
allow=ulaw - zezwolenie użycia kodeka u PCM
allow=gsm - zezwolenie użycia kodeka GSM
allow=ilbc - zezwolenie użycia kodeka ilbc
language=pl - narodowość abonenta
mailbox=1000@internal - adres skrzynki pocztowej
itd.
3.2 Centrala TRIXBOX
Programowanie centrali z poziomu kodu z
ródłowego (patrz wyżej) 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
nakładka TRIXBOX. Obsługę centrali prowadzi się poprzez przeglądarkę Internet Explorer
firmy Microsoft lub inną np. Firefox. Poniższy rysunek przedstawia główne okno centrali.
- -
3
Rys. 1. Główne okno centrali TRIXBOX.
3.3 Obsługa centrali TRIBOX
Do obsługi centrali TRIXBOX 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 192.168.4.15. W
dalszej kolejności należy wykonać następujące czynności:
·ð Kliknąć na opcjÄ™: Switch next to User Mode, a nastÄ™pnie wpisać użytkownika: maint,
hasło: password,
·ð Kliknąć na opcjÄ™: PBX -> PBX Settings, aby otworzyć okno konfiguracji centrali,
·ð Wybrać: Basic -> extensions w celu wybrania moduÅ‚u listy abonentów centrali,
·ð Aby stworzyć nowego abonenta należy wybrać z listy Generic SIP Device i potwierdzić
przyciskiem Submit.
Rys. 2. Okno Extensions centrali VoIP.
- -
4
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 się ukazać okno zarządzania abonentami SIP
(patrz rysunek).
3.4. Procedura tworzenia nowego abonenta w centrali TRIXBOX
Utworzenie nowego abonenta centrali wymaga wprowadzenia wielu parametrów, z
których trzy należy uznać za podstawowe:
1. User Extension  numer katalogowy abonenta SIP
2. Display Name  nazwa abonenta, np. imiÄ™ i nazwisko
3. Secret  unikalne hasło uwierzytelniające abonenta.
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. 3. Dodawanie nowego abonenta w centrali VoIP.
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 można podzielić na dwie
charakterystyczne grupy: softphone oraz hardware phone equipment.
- -
5
Do pierwszej z wymienionych obecnie można zaliczyć różnorodne aplikacje
instalowane w postaci programów komputerowych oraz urządzeń, które są ściśle uzależnione
od tych aplikacji. Przedstawicielem pierwszej grupy jest program bezpłatny X-Lite. Jego
zaawansowane możliwości umożliwiają obsługę do czterech niezależnych operatorów,
książkę telefoniczną, zaawansowaną historię połączeń, połączenia konferencyjne oraz
wideokonferencyjne. Dostępny bezpłatnie kod z
ródłowy 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. 3
Rysunek 4. Terminale VoIP. Po lewej okno aplikacji X-Lite, po prawej telefon GrandStream.
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.
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.
4.1. Konfiguracja SoftPhone u
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 3.0 dla MS Windows jest następująca.
- -
6
1. Kliknij prawym przyciskiem myszy w oknie wyświetlacza softphone u i wybierz
opcjÄ™ SIP Account Settings...
2. W nowym oknie naciśnij prycisk Add...
3. 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.
Rysunek 5. 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.
4.2. Konfiguracja telefonu VoIP GRANDSTREAM 2000
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. Laboratoryjny telefon GrandStream
2000 jest dostępny pod adresem 192.168.4.92. Dostęp do konfiguracji urządzenia jest
możliwy po zalogowaniu (hasło: admin). W zakładce Konto 1 możemy wprowadzić
niezbędne parametry konfiguracji abonenta.
- -
7
Rysunek 6. Okno konfiguracji ustawień abonenta w telefonie GrandStream 2000.
UWAGA: Zmiany ustawień muszą zostać potwierdzone przyciskiem Update oraz restartem
urzÄ…dzenia  przycisk Restart.
- -
8
5. Przebieg ćwiczenia
1. Uruchom przeglÄ…darkÄ™ internetowÄ… na komputerze stanowiska laboratoryjnego.
2. Zaloguj siÄ™ zdalnie do centrali VoIP znajdujÄ…cej siÄ™ pod adresem IP: 192.168.4.15.
3. Przejdz
w tryb administratora centrali: maint, hasło: password,
4. Korzystając z menu Extensions rozwiń listę istniejących abonentów centrali.
5. Utwórz w centrali dwóch nowych abonentów o numerach wg zasady MMDD (gdzie:
MM  miesiąc, DD  dzień wykonywania ćwiczenia). Display name  dowolny,
Secret  dowolny.
6. Sprawdz
, status nowych abonentów w zakładce Panel.
7. Uruchom telefon software owy X-Lite na komputerze stanowiskowym.
8. Dokonaj konfiguracji aplikacji zgodnie z parametrami kodowania dla
zaprogramowanego przez zespół pierwszego abonenta centrali.
9. Sprawdz
czy aplikacja X-Lite została zarejestrowana w centrali (Status: Ready).
Sprawdz
status pierwszego abonenta w centrali (Panel).
10. KorzystajÄ…c z przeglÄ…darki zaloguj siÄ™ do telefonu GrandStream 2000 o adresie IP:
192.168.4.92 (hasło: admin).
11. Dokonaj konfiguracji urzÄ…dzenia zgodnie z parametrami kodowania dla
zaprogramowanego przez zespół drugiego abonenta centrali.
12. Wykonaj operacjÄ™ Update oraz Restart urzÄ…dzenia. Sprawdz
status pierwszego
abonenta w centrali (Panel).
13. Przeprowadz
rozmowę testową pomiędzy abonentami softphone a i telefonu
stacjonarnego. W trakcie rozmowy sprawdz
zachowanie centrali w Panelu. Co siÄ™
zmieniło?
14. Sprawdz
, czy połączenie jest możliwe w dwie strony? Jaka jest jakość połączenia?
15. Poproś prowadzącego o pomoc w zmianie kodeka audio, którym jest kodowany
sygnał akustyczny rozmowy w softphone oraz telefonie stacjonarnym. Po aktualizacji
ustawień telefonów ponownie przeprowadz
rozmowy testowe. Jak się zmieniła jakość
połączenia?
16. Podczas każdej z rozmowy testowej sprawdz
prędkość transmisji wychodzącą z
komputera na stanowisku. Czy prędkość ta jest w każdym przypadku identyczna?
17. Przygotuj sprawozdanie z ćwiczenia.
- -
9