KX-TDA200/100 Rendszer (Ver.1.0) 12.1 fejezet VoIP Általános leírás Panasonic Communications Co., Ltd. Network Business Company 1.1 kiadás, 2003-Jan-27 Confidential 1

12.1 fejezet VoIP Általános leírás 1. A „VoIP” fogalma 1.1 A „VoIP” előnye 1.2 A „VoIP” tulajdonságai 1.3 Különböző VoXX alkalmazások 2. Jelenlegi “IP telefon szolgáltatás” 3. VoIP célú “IP hálózat” 4. ITU-T H.323 protokoll 5. VoIP csatlakozási típusok 6. KX-TDA0480 (VoIP Gateway kártya) 6.1 KX-TDA0480 előnye 6.2 KX-TDA0480 csatlakoztatása 6.3 KX-TDA0480 felépítése 6.4 KX-TDA0480 funkciók 7. Router funkciók a QoS –hez (szolgáltatás minőség) Confidential

IP csomagkapcsolt kommunikáció 1. A “VoIP” fogalma A „Voice over IP” (Internet Protokoll) az IP hálózaton keresztüli hang átviteli technológia. IP csomagkapcsolt kommunikáció Beszéd -> Adatcsomag Adatcsomag -> Beszéd IP hálózat VoIP-GW VoIP-GW A „VoIP” - „egyfajta bérelt vonal” a jelenlegi helyzetben. Confidential

Háttér A TCP/IP az adatkommunikáció alapvető szabványa. Analóg kommunikáció Digitális kommunikáció Adat(csomag) kommunikáció T1/E1/ISDN VoIP(VoFR/VoATM) Az Internet robbanásszerűen fejlődik és egyre népszerűbb. Amint az adat (IP) forgalom átbocsátóképessége növekszik, alkalmassá válik hang átvitelre is. Confidential

Kiszolgáló komputerek száma Kommunikációs forgalom [Tera Byte ] Adat kommunikáció 700,000 Kiszolgáló komputerek száma X1,000 600,000 Hang 500,000 400,000 ‘97 ‘98 ‘99 ‘00 ‘01 ‘02 ‘03 300,000 200,000 100,000 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 [Év] Confidential Internet felhasználók: 3 milliárd a Világon / 30 millió Japánban

1.1 A „VoIP” előnye A telefonvonalak és hívások költsége csökkenthető a hang és adat integrációval. Nyilvános hálózat Bérelt vonal PBX PBX PT/SLT PT/SLT IP-hálózat IP-GW SW HUB Router Router SW HUB IP-GW Tűzfal (Proxy Szerver) Tűzfal (Proxy Szerver) A növekvő kapacitás biztosítja a hang átvitelt. Confidential 1

1.2 A „VoIP” tulajdonságai (1) Csomagkapcsolt kommunikáció (IP,UDP) A kommunikációs útvonal előre nem biztosítható. (2) „Lehetőség szerinti legjobb” típusú kommunikáció A minőség nem garantálható, amikor telített a hálózat. (A telefonhálózat garantált minőségű kommunikációt biztosít.) (3) QOS(szolgáltatás minőség) gyenge - Késleltetési idő (Delay) - Ingadozás (Jitter) - Csomag elvesztés (Packet loss) Ezért a VoIP alkalmazást olyan hálózaton lehet megvalósítani, ahol a „QoS” ellenőrzött. (4) Terjedelmes fejléc adatok Az IP fejléc hosszabb, mint az ATM és a Frame Relay fejléc. Ezért a késleltetési idő csökkentésére a „router” –nek fejléc tömörítést kell alkalmaznia. Confidential 1

1.3 Különböző VoXX alkalmazások (1/2) JÓ Hang minőség Hálózat méret NAGY <A „VoIP” aktiválásának okai> (1) Az IP magas hálózati rétegeken alapul és vonal típus korlátozás nélkül használható. (2)Az alkalmazások skálája széles és tovább bővíthető. (3)A VoIP eszközök minősége javul és az árak elfogadható szintre csökkennek. Confidential

Frame Relay, vagy ATM hálózat 1.3 Különböző VoXX alkalmazások (2/2) (1) VoIP VoIP over FR PBX V I F PT/SLT Layer4 Layer3 Layer2 IP-GW Router Router IP-GW or VoIP over ATM V I A Layer4 Layer3 Layer2 FR/ATM vonal FR/ATM vonal (2) VoFR PBX V F Layer3 Layer2 PT/SLT FRAD FRAD FR vonal FR vonal Frame Relay, vagy ATM hálózat (3) VoATM PBX ATM vonal ATM vonal V A PT/SLT Layer3 Layer2 ATM ATM Confidential

2. Jelenlegi “IP telefon szolgáltatás” (1/2) (1) Internet telefon szolgáltatás (PC és PC között) Alkalmazások -Netscape Navigator -Cool Talk -Internet Phone Internet ISP ISP szélessávú vonal (ADSL stb.) (2) IP telefon szolgáltatás Megfelelő hálózat Helyi központ Helyi központ Router Router Internet Confidential

(4) Bérelt vonal szolgáltatás Digitális bérelt vonal 2. Jelenlegi “IP telefon szolgáltatás” (2/2) (3) IP-VPN szolgáltatás/MPLS(Multi Protocol Label Switching) PBX PT/SLT IP-VPN IP-GW Router Router IP-GW MPLS: kapcsolat típusú szolgáltatás, biztonsági funkciókkal (4) Bérelt vonal szolgáltatás PBX Digitális bérelt vonal PT/SLT IP-GW Router Router IP-GW Confidential

3. VoIP célú “IP hálózat” (1) Digitális bérelt vonal (2) IP-VPN (3) Frame Relay (VoIP over FR) (4) Internet Alkalmazása nem javasolt, mert az Internet „lehetőség szerinti” típusú hálózat és a „QoS” (szolgáltatás minőség) nem garantált az alábbi okok miatt: - A hálózat nem kontrollálható. - A késleltetés jelentős. - Nem szimmetrikus a hálózat. Confidential 1

4. ITU-T H.323 protokoll (1) A „H.323” története - V1 (1996 nov.) Vizuális telefonrendszerek és berendezések nem garantált minőségű szolgáltatást nyújtó helyi hálózatokhoz. - V2 (1998 febr.) Csomag-alapú multimédia kommunikációs rendszerek. (2) A „H.323” az IP telefónia vezérlő protokollja. A kommunikációs kapcsolat kiépítését, lebontását végző jelzés rendszer. Confidential

H.323 rendszer konfiguráció - Címfordítás - Kapcsolat (felhasználó) azonosítás Sávszélesség biztosítás vezérlés - Zóna kontroll - Hívásvezérlés - Beléptetés , hívás engedélyezés T : Terminál GK : Kapuőr (Gatekeeper) GW : Átjáró (Gateway) MCU : Multi point Control Unit R : Router - Hang - Videó - Adat átvitel Protokoll konverzió T1 GK GW T4 T5 T2 T3 R MCU R - Több végpontos kapcsolat vezérlés - Több jelforrásból érkező jel feldolgozása Confidential

H.323 kapcsolat létesítés Confidential <Példa> Végpont 1 Kapuőr ARQ(1) ACF/ARJ(2) Set-up(3) Call proceeding(4) ARQ(5) ACF/ARJ(6) Alerting(7) Connect(8) ARQ : Admission Request (belépés kérés) ACF : Admission Confirm (belépés jóváhagyás) ARJ : Admission Reject (belépés elutasítás) RAS(Registration/Admission/Status) üzenetek (Bejelent./Belépés/Állapot) Jelzésrendszer üzenet Confidential

H.323 protokoll elemei Audió / Videó Alkalmazás- és rendszervezérlés 7 Audió / Videó Alkalmazás- és rendszervezérlés Adat Voice Video H.225.0 (RTCP) H.225.0 (RAS) H.225.0 (Q.931) H.245. T.124 T.125 G.711 G.722 G.723 G.728 G729 H.261 6 5 H.225(RTP) 4 UDP TCP T.123 3 Hálózati réteg (IP) 2 Adatkapcsolati réteg (MAC/PPP/Q.922) 1 Fizikai réteg RTP ( Real time Transport Protocol ) A csomagok átvitelével és a szinkronizációs információk (sorrendezés, időbélyeg) előállításával foglalkozik. : VoIP felhasználásra RTCP ( Real time Control Protocol ) RTP társprotokoll, amely felügyeleti üzeneteket hordoz. Confidential

H.323 protokoll szabványok Alkalmazás- és rendszervezérlés H.323 - Packet-based multimedia communications systems H.225 - call control protocol H.235 - security H.245 - media control protocol Q.931 - digital subscriber signaling H.450.1 - Generic functional protocol for the support of supplementary services in H.323 H323 Mellékletek Annex D - Real Time fax over H.323 Annex E - Multiplexed call signaling Annex F - Simple Endpoint Terminal (SET) Annex G - Text SET Annex H - Mobility Annex I - Operation over low QoS Networks Annex J - Secure SET Annex K - HTTP Service Control Transport Annex L - Stimulus Signaling Annex M - QSig Tunneling Annex N - QoS Audió G.711 - PCM audio codec 56/64 kbps G.722 - audio codec for 7 Khz at 48/56/64 kbps G.723 - speech codec for 5.3 and 6.4 kbps G.728 - speech codec for 16 kbps G.729 - speech codec for 8/13 kbps Videó H.261 - video codec for >= 64kbps H.263 - video codec for < 64kbps Kapcsolódó szabványok H.320 - The original ISDN videoconferencing standard. H.324 - An extension of H.320 for videoconferencing over PSTN lines T.120 - Real time data conferencing protocol Confidential

Audió kódoló-dekódoló hangminőség MOS (Mean Opinion Score) – Vélemény alapú pontozás 5 Kiváló G.711 PCM G.728 LD-CELP G.726 G.727 ADPCM 4 G.729 Jó G.723 CS-ACELP MP-MLQ ACELP 3 Elfogadható 2 Gyenge 1 Rossz 2 4 8 16 32 64 kbps TDA200/100 támogatja Confidential

5. VoIP csatlakozási típusok (1) 1.fokozatú konfiguráció (jelenlegi modellek) (2) 2.fokozatú konfiguráció ( TDA200/100 Ver.1) PBX IP-GW Router PT/SLT PBX FXS/FXO/E&M/PRI/BRI/T1/E1 IP Trunk PT/SLT IP hálózat IP hálózat Router (3) 3.fokozatú konfiguráció (TDA200/100 Ver.2) PBX IP Telefon IP hálózat PT/SLT Router Confidential

6. KX-TDA0480 (VoIP Gateway kártya) - A KX-TDA0480 (VoIP Gateway) kártya szabad kártyahelyre tehető a KX-TDA200/100 rendszerben. - A KX-TDA200/100 rendszer a KX-TDA0480 kártyával széleskörű IP telefónia megoldást nyújt a felhasználók számára. Confidential 1

BRI-EXT (QSIG-Master) 6.1 KX-TDA0480 előnye T3 36 IP hálózat BRI kártya BRI-EXT (QSIG-Master) BRI-CO (QSIG-Slave) OKI-BV1250-BRI KX-TD500 IP hálózat KX-TDA0480 (VoIP kártya) BRI kártya QSIG-Master QSIG-Slave KX-TDA100/200 A VoIP kártya és az alközpont interfész QSIG kapcsolatát nem kell programozni a KX-TDA rendszerben. Confidential 1

6.2 KX-TDA0480 csatlakoztatása (IP-GW kártya) KX-TDA0480 (IP-GW kártya) KTS/PBX IP hálózat Router Router LAN LAN Fő iroda Fiók iroda A TDA480 kártya max. 511 címfordítási információt képes tárolni. (kapuőr (GK) nélkül) A KX-TDA0480 (VoIP kártya) nem működik együtt olyan hálózati kommunikációban, ahol hálózati címfordítást (NAT-Network Address Translation) használnak. Confidential

6.3 KX-TDA0480 felépítése (1/2) Confidential DSP CPU 10 Base T Ethernet Port SD RAM RS232C karbantartó Port FPGA Felső kártya ( VoIP/H.323 kontroll ) Alsó kártya (MPR és Felső kártya kommunikáció) Confidential

6.3 KX-TDA0480 felépítése (2/2) Confidential ROM(MAC Address) Tápellátás CPU ASIC SRAM LAN kontroller SRAM Dual Port RAM Flash Memória FPGA CPU Confidential ASIC

6.4 KX-TDA0480 funkciók (1)ITU-T H.323 verzió 2 megfelelősség (2)Hang kóder - dekóder: G.729a / G.723.1 Hang csatorna: 4 (3)Belső DNS képesség (4)Adaptív ingadozás kiegyenlítő (jitter buffer) technológia (5)Automatikus, integrált visszhangzár (6)Fax (G3 szabvány) Fax csatorna: 4 (7)DTMF átvitel (8)Egyszerű karbantartás (RS232C és LAN) Confidential

(3) Belső DNS képesség - Nem szükséges speciális külső H.323 kapuőrt (GK) vagy DNS szervert üzembe helyezni az IP Trunk címfordítási információkhoz. - A KX-TDA0480 belső DNS (Domain Name Server) képességgel rendelkezik a feladat ellátásához. A:10.75.49.212 B:10.75.42.242 C:10.75.40.252 A:10.75.49.212 B:10.75.42.242 C:10.75.40.252 PBX-A PBX-B IP hálózat PT/SLT IP-GW Router Router IP-GW A:10.75.49.212 B:10.75.42.242 C:10.75.40.252 PBX-C Router IP-GW Felügyeleti PC Confidential

(4)Adaptív ingadozás kiegyenlítő(jitter buffer)technológia - A hangot a csomagok tárolóban történt összegyűjtése után állítják vissza. A KX-TDA0480 támogat egy másodlagos ingadozás kiegyenlítést, amely dinamikus módon aktiválódik. (rendszeresen és kisebb késleltetéssel) - Ez a funkció használható a hálózati telítettség okozta problémák kompenzálására. Hang csomag IP hálózatból IP Gateway Alközpontba Egyenletes Egyenetlen Tároló A maximális vételi tároló méret meghatározza az ingadozás kiegyenlítés mértékét (max 1920ms). Confidential

(5) Automatikus, integrált visszhangzár (1)Visszhangzár nélkül <Példa> PBX PBX Caller 10 ms 100 ms 10 ms PT/SLT PT/SLT Router Router 10 ms 100 ms 10 ms (2)Visszhangzárral Visszhangzár <Példa> PBX Caller 10 ms 100 ms PBX 10 ms PT/SLT PT/SLT Router Router A késleltetés max. mértéke: 150ms - 200ms között lehet. Confidential

(6) Fax (G3 szabvány) - G3 fax átvitel megfelel az ITU-T Rec. T.38 szabványnak - Max. 4 fax vonal kártyánként - Kommunikációs sebesség: 9600, 4800bps (lecsökkentés nélkül) PT/SLT PBX NEM FAX? Hang tömörítés IGEN FAX kódoló IP(T.38) átvitel Működési korlátok - A G3 fax készüléken manuális átvitel és hangkapcsolat foglalás funkció nem használható. - A hálózat telítettségekor és gyenge átviteli körülmények között, a fax kapcsolat eldobódhat. - A fax kapcsolat felépítése alatt a KX-TDA0480 csengetési visszhangot (RBT) küld. Confidential

(7) DTMF átvitel - A küldő berendezés érzékeli és átalakítja a DTMF jeleket a megbízható TCP átvitelhez. - A vevő berendezés visszaalakítja a DTMF jeleket. PT/SLT PBX Kóder - Dekóder PB jel NEM PB? CS-ACELP IGEN PB kóder Biztosítja a pontos és megbízható átvitelt Automata Kezelő/Hangposta vagy Interaktív Hangbemondó rendszerek hozzáférésénél. Confidential

(8) Egyszerű karbantartás (RS232C és LAN) Távkarbantartás végezhető a hálózaton keresztül, a hálózatra telepített karbantartó konzol segítségével. Karbantartó konzol Telefon hálózat Telefon hálózat IP hálózat PBX PBX (1) File frissítés (2) IP Trunk működési állapot ellenőrzés (3) Adat módosítás (4) Riport/Log (forgalom, hibajegyzék, és telefonhívás történet, stb.) lekérdezés (5) Leállítás és újraindítás, stb. (6) Idő beállítás Confidential

(8) Egyszerű karbantartás (RS232C és LAN) A parancs korlátozás megakadályozhatja a kettő, vagy több távkarbantartótól egyidőben érkező parancsok végrehajtását. PBX LAN RS232C Egynél többen is bejelentkezhetnek a berendezésbe. - csak 1 soros porti kapcsolat lehet - max. 3 telnet kapcsolat lehet Confidential

(8) Egyszerű karbantartás (RS232C és LAN) A VP Trunk-ben keletkezett hiba és hibajavítás információ memorizálható és lámpa jelzés is van a VP Trunk kártya elején. [Lekérdezés parancs példa] # ELOG There are 003 messages 10 (Remove) 20 (Voice) 00 (DSP-Fault) SEQ=01 TUE Jul 08 12:29:30 1997 4EF94000 15784E71 009029D0 009029D0 N.@..xNq..)...). 00 (Fault) 20(Voice) 00 (DSP-Fault) SEQ=01 TUE Jul 08 12:29:30 1997 0008F75C 4FEF000C 300748C0 7204B081 …/0...0.H.r... 01 (Report) 00(System) 00 (Power-ON) SEQ=00 TUE Jul 08 12:28:52 1997 47EEFF8C 42420C33 00202000 6D080C33 G...BB.3. .m..3 ...ELOG Command End. [Thu Jul 08 12:30:30 1997] # (1) A memorizálható információk száma 700, vagy kevesebb. A 700 túllépésekor a régi információk egyenként törlődnek. (2) Hiba esetén a hiba információ memorizálódik és a VP Trunk informálja (TRAP átvitel) a kijelölt NMS-t (hálózat felügyeleti állomás). (3) A VP Trunk hiba lámpa a hiba okának megfelelően világít. (4) A rögzített hiba log információ kiiratható a képernyőn a karbantartó konzol működtetésével. (5) A hiba információ az alábbi módon gyűjthető össze: - A karbantartó konzol szoftver - hiba „log” - összegyűjtő funkcióval - PC-s kommunikációs szoftverrel (Telnet, stb.) - Közvetlen soros (RS232C) port kapcsolattal Confidential

LED információ állapot- és hibajelzéshez Confidential

(8) Egyszerű karbantartás (RS232C és LAN) Hiba esetén e-mail küldhető egy megadott címre. Hiba üzenet: (1) Tápellátás BE (2) Újraindítás paranccsal (3) Újraindítás hiba miatt Gyár Fő iroda Kiszolgáló PBX Router PBX SW-HUB SW-HUB Router Levelező Szerver Kereskedelmi iroda Internet Confidential

7. Router funkciók a QoS-hez (szolgáltatás minőség) (1) RSVP (Resource reServation Protocol) (2) Hang- és adatcsomag ütközés megelőzés (Elkülönített hálózati port) (3) Hang elsőbbség vezérlés (4) Sávszélesség biztosítás (5) Csomag tördelés (6) RTP fejléc tömörítés Confidential

(1) RSVP (Resource reSerVation Protocol) (1) Az RSVP az IP router-en működik. (2) Feladata a hang kommunikáció előtt az erőforrások lefoglalása és a sávszélesség biztosítása végponttól végpontig. (3) Valós-idejű adat áramlás nem garantálható, de az RSVP garantálja a sávszélességet. (4) Az RSVP funkció használatához az útvonalon lévő minden routernek RSVP képességgel kell rendelkezni. PBX PBX Útvonal üzenet PT/SLT PT/SLT IP-GW Router Router IP-GW Foglalás üzenet Confidential

(2) Hang- és adatcsomag ütközés megelőzés (1) Ugyanazon hálózati port IP Trunk PT/SLT Router IP hálózat (2) Elkülönített hálózati port IP Trunk PT/SLT Router IP hálózat Confidential

(3)Hang elsőbbség vezérlés (1)Sorbanállás IP Trunk Router A hang-csomagnak elsőbbsége van. PT/SLT IP hálózat Confidential

(2) A bérelt vonal sávszélessége (4) Sávszélesség biztosítása (1) Jelenlegi megoldás PBX PBX PT/SLT Analóg bérelt vonal (4 vonal PT/SLT Digitális bérelt vonal (64kbps) Router Router (2) A bérelt vonal sávszélessége PBX PBX Digitális bérelt vonal (128kbps) PT/SLT PT/SLT IP-GW Router Router IP-GW Egy csatorna sávszélessége : 14kbps, Hangcsatorna : 4 csatorna, Vezérlőjel sávszélesség : 8kbps Teljes sávszélesség : 14 X 4 + 8 = 64Kbps Confidential

(5) Csomag tördelés (1) A csomag nincs megosztva IP Trunk Router PT/SLT Hang késleltetés jön létre. IP hálózat (2) A csomag meg van osztva IP Trunk Router PT/SLT A hang késleltetés csökken. IP hálózat Confidential

(6) RTP fejléc tömörítés G729A(8kbps) esetén a csomag időköz : 40ms Csomag időköz : 40ms IP csomag/80B RTP/12B UDP/8B IP/20B Hang/40B Hang/40B fejléc/5B IP csomag/45B Confidential

Javasolt „Router” típus - Cisco 1000 sorozat ISO10.0, vagy felette Cisco 1600 sorozat ISO10.0, vagy felette - Cisco 2500 sorozat ISO10.0, vagy felette - Cisco 3000 sorozat ISO10.0, vagy felette - Cisco 4000 sorozat ISO10.0, vagy felette Confidential

Köszönjük a figyelmet ! 12.1 fejezet VoIP Általános leírás Confidential