7 мая — день радио и связи, который отмечают тысячи связистов и причастных по всей России и б. СССР. В этот день звучат странные для постороннего уха тосты: «за связь без брака», «за коннект без единого разрыва», «за чистоту контактов и чистоту частот», а люди пьют до состояния полупроводника. Мы поздравляем всех связистов и связанных, а заодно предлагаем воскресным вечером почитать наш лонгрид об истории «новой связи», IP-телефонии.
Вообще, первая передача голоса по интернет-протоколу (voice over IP, VoIP) состоялась в 1973 году, в ходе тестирования экспериментального протокола Network Voice, созданного для ARPANET. Но до 1995 года каких-либо крупных шагов предпринято не было… Ну это по официальной версии и огромной базе источников, которые предлагают нам интернет и библиотеки. Однако без нескольких историй не было бы основной истории.
С Днём Радио и Связи! Интересно, уже выросли те, кто не знает, как набрать номер на этом диске?
«Доисторическая» эпоха IP-телефонии
Технологические основы VoIP были заложены в 1925-1928 гг., когда в недрах телекоммуникационной компании АТ&Т был создан электронный синтезатор речи, он же вокодер (Vocoder). Устройство анализировало звуки, созданные человком, и воссоздавало аналог человеческой речи — чем не примитивная пакетная передача данных. Vocoder активно использовался для передачи секретной информации во время Второй Мировой войны.
Вокодер
В 1988 году также произошло знаковое событие — кто занимается IP-телефонией, не переоценит его: появился первый Wideband Audio Codec, знаменитый кодек G.722, с качеством, сопоставимым с речью, передаваемой ТфОП. Этот широкополосный кодек имел битрейт, вдвое превосходящий битрейты предыдущего G.711 и выдавал прекрасный по тем временам звук.
В 1991 году основатель Autodesk Джон Уолкер создаёт схему для VoIP, которая требует пропускную способность всего 32 кбит/с (норма по тому времени была 64 кбит/с) и делает публичный релиз программы NetFone (позднее его переименуют в Speak Freely), которая и стала первым в мире VoIP-телефоном. Хотя поначалу единственное, для чего использовался NetFone, была связь внутри компании Уолкера.
В 1993 году появляется первая система видеоконференцсвязи Telepresence System, которую создатели назвали просто… Телепорт (Teleport), но быстро переименовали в TeleSuite.
Кроме того, в университетах и исследовательских центрах проводились эксперименты по передаче голоса с помощью пакетной коммутации данных.
VoIP расправил плечи
Появление и распространение Интернета практически сразу повлекло за собой стремление пользователей общаться один-на-один. Сперва появилась электронная почта, затем на вершину технологий поднялась AOL, которая позже, в 1998 году выкупила ICQ и обеспечила мир мгновенной передачей текстовых сообщений. Не хватало голосовой связи. В ответ на требования миллионов потенциальных пользователей примерно в 1995 году появился VoIP, протокол пакетной (а не канальной, как в традиционной телефонии) передачи голоса. Пакеты шли от одного IP-адреса к другому по Интернет-протоколу. Так появилась IP-телефония.
Не будем углубляться в технические детали, на Хабре об этом написано очень много, просто опишем процесс передачи голоса «для тех, кто в танке». VoIP передаёт речевой сигнал между двумя IP-адресами. На выходе сигнал делится на небольшие куски данных (пакеты), в которых прописаны параметры передачи и маршрутизации (заголовки пакетов). Пакеты пересылаются один за другим, а затем вновь собираются на другом конце, передавая голос. Фактически сигнал сжимается (кодируется), а затем «распаковывается» (декодируется) для принимающего устройства. Безусловно, точное воспроизведение прктически невозможно, бывают потери данных, джиттеры и т.д.
Немного теории
Основные функции VoIP по отношению к речевому сигналу:
- на передающей стороне — преобразование аналоговой речи в цифровой сигнал и предоставление цифрового сигнала в формате, необходимом для передачи через сеть IP (речевой сигнал инкапсулируется в пакеты протокола IP — пакетная передача данных)
- в сети IP — управление обслуживанием телефонного вызова (установление соединения, поддержание речевого обмена, разъединение) и транспортировка пакетов
- на приемной стороне — восстановление аналоговой речи из принятых пакетов и дискретного сигнала.
Процесс преобразования речи в цифру и цифры в речь реализуется кодеками (кодерами-декодерами) в соответствии со стандартами ITU-T.
Изначально IP-телефония рассматривалась лишь как дешёвая альтернатива междугородной и международной связи. Однако довольно быстро она стала востребована частными пользователями и бизнесом для сеансов любой, прежде всего, локальной, связи.
1993 — 1994 год. Чарли Клайн (Charley Kline) создал Maven — первую программу для ПК, которая умела передавать голос по сети. Примерно в это же время популярность набрала программа для организации видеоконференций CU-SeeMe, разработанная в Корнельском университете для ПК на Macintosh. Оба эти приложения обрели в прямом смысле космическую популярность — с их помощью на Земле транслировался полёт космического челнока Endeavor. Maven передавал звук, а CU-SeeMe — изображение. Через некоторое время программы объединили.
Интерфейс CU-SeeMe. Источник: ludvigsen.hiof.no
1995 год. Пионерами VoIP стала израильская компания VocalTec, которая в 1995 году создала первый интернет-телефон, доступный широким массам, который носил немудрёное название InternetPhone (можно сократить до IPhone).
Для использования этого софтфона нужно было относительно немного: модем, звуковая карта full-duplex, колонки и микрофон. Это было ещё в те времена, когда рекомендуемым браузером для работы с интернет-телефоном был Internet Explorer. Кстати, посмотреть на скрины и прочитать живое и немного ностальгическое описание InternetPhone можно по ссылке.
После своего первого успеха VocalTec продолжала разрабатывать системы связи для IP-телефонии, и уже в 1996 году она объединила усилия с Microsoft NetMeeting, программой для видеоконференцсвязи от Microsoft. Сегодня VocalTec занимается знаменитым адаптером для телефонии MagicJack, с создателем которого, YMAX, слилась в 2010 году.
В 1996 году была опубликована первая версия стандарта H.323, предназначенного для голосовой и видеосвязи через Интернет, тогда же началась работа над SIP как над открытым стандартом IP-телефонии. Изначально SIP был разработан для соединения нескольких человек в режиме конференции и не имел с VoIP ничего общего. Первый проект SIP знал только одну команду — сделать вызов, и лишь спустя три года освоил шесть команд. Но уже тогда было понятно, что по масштабируемости и возможностям он обойдёт H.323 (к слову сказать, до сих пор используются оба протокола).
Немного теории
Первая спецификация протокола SIP/2.0 была опубликована в стандарте RFC 2543, который претерпел множество модификаций. В настоящее время стандартом протокола SIP является RFC 3261. В основу SIP положены основные свойства:
- персональная мобильность пользователей, основанная на присвоении пользователю уникального идентификатора, который позволяет ему перемещаться в пределах сети и получать связь везде, сообщая серверу определения местонахождения о месте пребывания
- масштабируемость сети, построенной на базе протокола SIP
- открытость протокола — возможность дополнять его функциями поддержки новых услуг и адаптироваться к работе с различными приложения.
Даже сейчас, в середине и даже уже конце 2010-х, инженеры VoIP зазубривают схемы звонков разных конфигураций. Мы добыли фотографии записей из блокнота реального практикующего инженера по тестированию — даже спустя месяцы работы они держат шпаргалки перед собой. На страницах вы можете видеть, насколько базовый звонок SIP проще, чем базовый звонок H.323.
Схема базового звонка SIP
Схема базового звонка SIP с ошибками вызова
Схема базового звонка H.323 — сложная схема с множеством команд и параметров
1998 год стал одним из переломных для IP-телефонии. Компании осознали все преимущества такого типа связи и стали разрабатывать коммерческие решения. В частности, предприниматели начали отходить от решений и продуктов ПК-ПК и стали разрабатывать решения ПК-телефон и телефон-телефон для VoIP. IP-телефония стала интегрироваться в коммутируемые телефонные сети общего пользования (public switched telephone network, PSTN, ТСОП, ТфОП).
В этом же году появилось первое физическое оборудование для IP-телефонии — первые IP-коммутаторы, которые отвечали за маршрутизацию вызовов. Несмотря на такие технические рывки, VoIP-звонки по состоянию на 1998 год не дотягивали даже до 1% от всего голосового трафика. В 2000 году эта цифра едва дошла до 3%, а вот в 2003 произошёл резкий скачок — до 25%. Телефонные звонки по IP-протоколу быстро обрели имидж бесплатных и очень дешёвых вызовов на все направления, независимо от расстояния. Одно время коммерческие компании эксплуатировали эту бесплатность и могли транслировать рекламные ролики в начале или середине разговора как «плату» за свободное соединение. Позже такая практика прекратилась.
В 1999 году появляется первая IP-PBX (виртуальная АТС именно для VoIP, потому что виртуальная АТС для PSTN была создана несколькими годами ранее) — Asterisk. Как это часто бывает, Asterisk вырос из потребности компании в продукте, который она не может купить или который её не устраивает. Так, Марк Спенсер, имеющий собственную компанию по технической поддержке Linux, понял, что ему срочно нужна мощная АТС для колл-центра, но по тем временам это оборудование стоило баснословных денег. Тогда он создал свою IP-АТС с открытым исходным кодом. После того, как Asterisk набрал популярность, Спенсер перепрофилировал компанию на поддержку и разработку аппаратного обеспечения для Asterisk. До сих пор Asterisk пользуется у разработчиков и бизнеса большой популярностью. Так, например, когда мы интегрировали IP-телефонию со своей RegionSoft CRM, выбрали основной виртуальной АТС именно Asterisk.
Работа через телефонный сервер Asterisk позволяет использовать все преимущества современной телефонии:
- использовать функции цифровой офисной АТС, внутреннюю и внешнюю маршрутизацию — для перевода вызовов и управления соединениями
- записывать телефонные переговоры с возможностью последующего прослушивания — для целей контроля качества и обучения сотрудников на лучших примерах
- организовать переадресацию вызовов на другие городские номера или мобильные телефоны — чтобы всегда оставаться на связи с клиентами
- работать через SIP-протоколы
- реализовать правила исходящих коммутаций
- собирать любые отчеты, связанные с биллингом
- организовать интерактивное голосовое меню (IVR) и т.д.
2000 год. Сегодня одним из мировых лидеров работы с технологиями связи является компания Cisco. В 2000 году она инициировала внутрикорпоративную миграцию на IP-телефонию своих штаб-квартир в Калифорнии (Сан-Хосе). За один год 55 зданий и 20 000 человек были переведены на IP-телефонию. Это был один из самых масштабных проектов в отрасли. Такой опыт сказался и на профиле компании — Cisco предоставляет уникальные мощные решения в сфере IP-телефонии и управления сетью.
2005 год. Компания Calypso Wireless вывела на рынок телефон C1250i, первый в мире мобильный телефон, который мог переключаться между вышкой сотовой связи GSM и доступной сетью Wi-Fi 802, используя Cisco Aironet Access Point и собственную патентованную технологию Calypso Wireless ASNAP. Благодаря этому пользователи могли создавать видеоконференции и совершать звонки по VoIP. Формально этот телефон считался смартфоном на Windows Mobile.
Так выглядел Calypso
В 2006 году вышло первое мобильное приложение для IP-телефонии Truphone. Изначально приложение было разработано для мобильных телефонов Nokia, но вскоре было выпущено для платформ iPhone, Android и BlackBerry. Приложение умело совершать бесплатные звонки внутри своей сети, отправлять текст в другую сеть, в том числе на Skype и звонить на ТфОП. Приложение использовало SIP и звонило через сеть Wi-Fi, а не через GSM. Позже компания выпустила несколько софтфонов, а в данный момент она занимается выгодными туристическими SIM-картами.
toptenplus.com
Skype — эпоха внутри эпохи
В 2003 году свою бета-версию запускает Skype и сразу получает огромное внимание всех категорий пользователей. Но этому предшествовала небольшая история. Несколько программистов из Эстонии разработали peer-to-peer клиент для обмена файлами — Kazaa. Он, как и файлообменная пиринговая сеть Napster, использовался миллионами человек для обмена музыкальными файлами (в основном, пиратскими), видео и софтом (не менее пиратским). Пиринговые сети обеспечивали беспрецендентную по тем временам скорость обмена данными. Kazaa был выкуплен у создателей Николасом Зеннстромом из Швеции (кстати, сотрудник Tele2) и Янусом Фриисом из Дании (Niklas Zennstrom и Janus Friis). Новые владельцы доработали софт и к 2003 году Kazaa стал одним из самых скачиваемых приложений. Однако парни продали компанию, во многом из-за нескончаемых правовых проблем и повесток в суд, и занялись разработкой Skype (тогда он ещё назывался skyper = sky (небо) + peer (равный, отсылка к P2P), но был переменован в Skype потому что доменной имя skyper.com оказалось занятым).
Компания держала продукт в альфа-версии и, конечно, ничего не зарабатывала. В 2003 году она просто не смогла рассчитаться по зарплате с разработчиками. Создатели программы (а их было уже шесть) долго вынашивали вопрос, делать ли все звонки платными или нет. В те времена это был проект, который инвесторам казался очередным доткомом без конкретного и убедительного бизнес-плана. Однако несколько инвесторов всё же нашлось, они вложили в проект свои миллионы, которые окупились в течение трёх лет более, чем в тысячу раз. Ранней осенью 2003 года вышла первая бета-версия: в первый день Skype скачали 10 000 человек, в течение нескольких месяцев — 1 млн. Рынок был готов к такому предложению, он ждал его. На фоне дорогих услуг традиционной МГ/МН связи и тогда ещё дорогих минут у сотовиков, Skype был без преувеличения бомбой.
В своём новом детище разработчики использовали всё тот же принцип пиринговой сети, но уже для голосовой связи: чем больше пользователей было у приложения, тем надёжнее должно было становиться соединение. К тому же, все звонки совершались абсолютно бесплатно для любого направления и любой точки мира. Skype, построенному на базе одноранговой сети, было выгодно иметь огромное количество пользователей по всему миру. Приложение быстро обзавелось возможностью мгновенного обмена текстовыми сообщениями и видеоконференцсвязью.
Примерно в то же время компания нашла путь монетизации: стала взиматься плата за звонки с/на обычные и мобильные телефоны, которая всё равно оставалась низкой по сравнению с тарифами традиционной и тем более сотовой связи.
Однако нашлись и недовольные Skype — прежде всего, это были органы правопорядка, которые не могли перехватить зашифрованные разговоры в приложении. Кстати, именно эта фича вышла создателям боком — программой стали пользоваться преступники и мошенники, которых было невозможно засечь. Кроме этого, Skype имел ещё одно весомое преимущество — он устанавливался в два счёта и легко обходил брандмауэры и NAT.
Skype 3.0
В 2005 году Skype был куплен компанией eBay за $2,6 млрд. Это фантастическая цена покупки компании, которая практически не имела на тот момент доходов. Но мы же с вами понимаем, что основная ценность Skype была не в выручке и даже не в невероятно крутой концепции — и eBay, и позже Microsoft покупали огромное количество абонентов, с которыми они знали, что делать. Количество пользователей оценивалась более, чем в 500 миллионов человек. С eBay особо ярких проектов не сложилось, есть версия, что они просто ждали будущего дохода.
Сообщение о выходе новой версии на сайте inet-press.com. В нём и про пиринговую сеть, и скриншот того времени. Картинка кликабельна.
А теперь представьте себе Skype в мобильных телефонах, онлайн-документах, да хоть в чатах и переговорах игроков Xbox… Вот и Microsoft представил. В начале мая 2011 года корпорация купила Skype за $8,5 млрд., каждый абонент обошёлся в что-то около $12. Кстати, создатели программы отнеслись к такой покупке крайне негативно, назвав её едва ли не похоронами Skype. Но история пока продолжается. Skype остаётся уникальным явлением в ИТ-среде, он не отстаёт от потребностей, быстро реагирует на новые требования и непрерывно развивается, теперь уже под крылом сильной компании в Microsoft.
Те, кто знают английский, могут прочитать очень живую и захватывающую историю о Skype здесь.
Жизнь за пределами Skype
Skype, хоть и был отчасти монополистом, не был одинок на рынке. Начиная с 2004 года стали появляться компании, предлагающие коммерческие услуги на основе VoIP. Фишки были те же самые, что и сейчас: общение внутри офисов компаний бесплатно, где бы они ни находились, остальное — за деньги. Тогда же появились разнообразные способы подключения к провайдеру.
- Классический вариант: Ethernet и wi-fi.
- Аналоговый телефонный адаптер: телефон подключается к сети с помощью специального разъёма.
- Софтфоны (позднее — SIPphone): звонки осуществляются через приложение, имитирующее телефонный аппарат с дополнительными услугами. Все настройки прописываются в интерфейсе софтфона, с него же осуществляется набор номера и управление дополнительными услугами.
Постепенно софтфоны научились работать с телефонами ТфОП, мобильными, а также факсами и электронной почтой. Более того, до сих пор в крупных компаниях при тестировании средств IP-телефонии в тест-план обязательно входят тесты на отправку факсов с аппарата на аппарат, факса на почту и факса между протоколами SIP, H.323 и ОКС7.
IP-телефония имеет огромные преимущества, которые сделали её сверхпопулярной и оставили потенциал развития:
- она недорогая — фактически пользователь получает единый тариф, не зависящий от расстояния
- она имеет открытые стандарты
- она относительно простая для разработчиков и внедренцев
- её поддерживают многие устройства и платформы
- она легко встраивается в сторонние приложения и т.д.
Сегодня IP-телефония окружает нас и дома, и в бизнесе. Она буквально перепахала ландшафт мира связи — даже телекоммуникационные гиганты были вынуждены снизить цены и искать конвергентные решения для своих клиентов. В истории IP-телефонии немало интересных моментов: от шифрования до работы СОРМ в VoIP, от протоколов до нестандартного оборудования. История продолжается и обещает быть захватывающей.
Кстати, мы тоже отмечаем День радио и связи — не потому что разработали свой софтфон и не потому что у нас в штате есть связисты, которых бывших не бывает. Мы гордимся тем, что уже несколько лет облегчаем жизнь телерадиохолдингов по всей России, предлагая им специализированную CRM-систему — RegionSoft CRM Media.
Поэтому ещё раз поздравляем наших клиентов, наших друзей, всех, кто имеет отношение к радио и связи! Вы строите будущее, в котором нам всем жить.
Тем, кто ищет работу в Нижнем Новгороде. Мы в RegionSoft Developer Studio ищем программиста Delphi и web-разработчика.
Рассмотрим всех, в том числе молодых разработчиков, желающих развиваться в самых что ни на есть боевых условиях и практиковаться под руководством очень опытного инженера. Вы освоите не просто разработку, но и научитесь сопоставлять её с бизнес-задачами — в общем, энтерпрайз-хардкор.
Пишите письмо, шлите резюме и портфолио на contact@regionsoft.ru
Тем, кто учится. Если вам интересна теория связи, ТфОП, IP-телефонии, GSM — советуем классические учебники Бориса Гольдштейна и его соавторов. Они нам немного помогли при создании статьи.
Автор: RegionSoft Developer Studio
