IP телефония

IP-телефония

IP-телефония — это технология, позволяющая использовать Интернет  или другую IP-сеть в качестве  средства организации телефонных  переговоров. Основная идея состоит  в том, что человеческая речь  в виде оцифрованных данных  передается по сети Интернет, которая предоставляет возможность  доставлять данные по всему  миру по цене, не зависящей  от расстояния. IP-телефония позволяет  объединить телефонные сети и  сети передачи данных и осуществлять  международные переговоры по  цене локальных.

IP-телефония, или VoIP (Voice over IP), сочетает в себе высокое качество и удобство использования традиционной связи с технологией пакетной передачи данных. При обычном телефонном звонке пользователь платит за все этапы соединения, поэтому международные переговоры стоят дорого. Что касается IP-телефонии, то пользователь платит Интернет-сервис-провайдеру только за доступ в Интернет и за организацию соединения с провайдером в другой стране, в связи с чем пользоваться IP-телефонией особенно выгодно на направлениях дальней связи. Современные технологии позволяют предоставлять услуги IP-телефонии, качество которых близко к качеству традиционной телефонной связи.

IP-телефония может быть реализована  по схемам «компьютер-компьютер» (рис. 1) или «телефон-телефон» (рис. 2).

При схеме «компьютер-компьютер» вам понадобятся обычный ПК со звуковой картой, наушники (или колонки) и микрофон, модем со скоростью подключения не менее 28 800 бит/с и соответствующее ПО. В частности, в качестве ПО подойдет NetMeeting, входящий в поставку Internet Explorer.

В схеме «телефон-телефон» звонок осуществляется с обычного аппарата на телефон ближайшего шлюза IP-сети, после чего абонента просят набрать в тоновом режиме пароль, код страны, города и номер телефона. Шлюз принимает стандартный телефонный сигнал, оцифровывает его, сжимает, разбивает на IP-пакеты и отправляет через Интернет на аналогичный шлюз по месту назначения, где происходит обратное преобразование цифровых пакетов в телефонный разговор и обеспечивается выход на телефонную сеть общего пользования.

Кроме того, возможны переговоры по схемам «телефон-компьютер» и «компьютер-телефон».

IP-телефония открывает для пользователей  новые возможности, такие как  интерактивная электронная торговля, голосовая связь при совместной  работе на удаленных друг от  друга компьютерах и т.д. Рынок  развивается очень быстро: с 1997 года он вырос почти в 60 раз.

Самые крупные потребители оборудования IP-телефонии — высокоразвитые регионы  мира, особенно США и Европа. По прогнозам  аналитиков, к 2006 году Интернет-телефония  составит около 35% от всех звонков, а  к 2010-му более 50% всех голосовых вызовов  будет передаваться через Интернет.

Видеоконференции

истема видеоконференций дает возможность не только услышать, но и увидеть своего собеседника. Видеоконференция — это средство общения территориально удаленных людей на базе использования видео в компьютерных сетях. Видеоконференции часто используются в корпоративных сетях (без Интернета), где скорость канала Ethernet составляет 100 Мбит/с (этого более чем достаточно для проведения видеоконференции), однако именно Интернет позволяет соединять видеоконференц-связью людей, находящихся в любых точках земного шара, где есть соответствующее оборудование. Обычно видеосвязь сопровождается возможностью обмена аудио- и текстовой информацией. Совокупность аудиовизуального и текстового общения позволяет распределенным коллективам работать над совместными проектами.

Первые опыты по созданию видеоконференций проводились в середине 60-х годов  компанией АТ&Т, а сегодня видеоконференц-связь  нашла широкое применение в сферах управления, обеспечения безопасности, дистанционном обучении, медицине, при подборе персонала и т.д.

Видеоконференции оказывают незаменимую  помощь в координации работы фирм с разветвленной сетью филиалов, причем экономия достигается не только за счет командировочных расходов. Крупная компания, расположенная в многоэтажном здании, посредством установки пунктов видеоконференций достигает значительной экономии времени, проводя совещания по видеоконференц-связи и предоставляя возможность совместной работы с данными. К тому же современные средства криптографической защиты позволяют сохранить конфиденциальность содержания сеансов видеоконференций.

В зависимости от скорости канала передачи данных частота смены видеокадров  видеоконференции может варьироваться  в широких пределах. В случае медленного канала видеоконференция превращается в обмен статическими изображениями, а при широкополосной связи можно  получать изображения с такой  частотой смены, которой вполне достаточно для восприятия непрерывного движения.

На современном этапе развития технологий можно выделить три группы систем видеоконференций: студийные, групповые  и персональные.

Студийные видеоконференции требуют специальных аппаратных средств, особо выделенных высокоскоростных линий связи и высококачественного телеоборудования. Обычно студийные видеоконференции используются для выступления одного человека перед большой аудиторией с жестко регламентируемым стилем общения.

Групповые видеоконференции, как и студийные, тоже требуют специализированного дорогостоящего оборудования, высокопроизводительных каналов связи и специализированного регламента общения. Такие видеоконференции чаще всего применяются в производственных и образовательных целях.

Персональные видеоконференции, как  правило, поддерживают разговоры двух или более (в многоточечном режиме) участников, которые находятся перед  персональными компьютерами, а подключение  к сеансу видеоконференции здесь сравнимо с простым телефонным звонком. Персональные системы обычно выполняются как приложения для Windows с видеоизображением в небольшом окне, помещенном на рабочем столе. Кроме традиционной двусторонней аудио- и видеосвязи, эти системы обычно оснащены возможностями, облегчающими совместное использование данных, разделяемых приложений и документов. В процессе общения пользователь имеет возможность видеть как своего собеседника, так и собственное изображение, которое передается собеседнику. Часть экрана занимают окна с видеокартинкой, а в оставшихся частях могут располагаться окна приложений совместной работы. Кроме того, совместно редактируемый документ может содержать не только текстовую, но и графическую информацию, отражаемую на так называемой белой доске (whiteboard — специальное приложение, открывающее окно, в котором каждый участник может вводить текст и графику, видимую каждому участнику).

Качество видеоконференций

Качество видео определяется разрешением  изображения (количеством точек  на дюйм) и частотой передачи кадров (количеством воспроизводимых кадров в секунду).

Какой же объем необходимо передавать для обеспечения полноценного видеоизображения? Если мы говорим о передаче некомпрессированных данных, то можно привести следующие цифры: для обеспечения цветного изображения формата 160Ѕ120 при 24-разрядном представлении цветности в RGB-представлении с частотой 24 кадра в секунду потребуется канал скоростью примерно в 1,5 Мбит/c. Очевидно, что такого высокоскоростного подключения большинство домашних пользователей не имеет. Для минимизации объема передаваемых данных изображение и звук сжимаются в десятки раз.

В основе любой современной системы  проведения видеоконференции лежит  кодек (кодер-декодер), задачей которого является кодирование, декодирование, сжатие и декомпрессия звуковых и  видеоданных. Все это позволяет  реализовать видеоконференции даже на медленных каналах — 28,8 Кбит/с, хотя и с малой скоростью смены кадров — около 3 кадров в секунду. Приемлемое качество видео получается при скорости порядка 200 Кбит/с, а высококачественное изображение достигается при скорости около 300 Кбит/с и выше.

Microsoft NetMeeting

Наиболее известным и распространенным продуктом для видеоконференций в Интернете является NetMeeting от корпорации Microsoft (www.microsoft.com), о котором следует рассказать подробнее (рис. 4).

Microsoft NetMeeting, представляющий удобное средство для проведения конференций в Интернете и корпоративных сетях, входит в поставку Windows 2000 и XP; кроме того, его можно бесплатно скачать с NetMeeting homepage. Программа локализована, а потому вызывает особый интерес для российских пользователей.

Программа позволяет говорить с  другими пользователями, использовать видео, обмениваться с другими пользователями приложениями и документами, совместно  использовать общие приложения, передавать файлы другим пользователям, рисовать на общей доске, обмениваться сообщениями  с другими участниками разговора.

Скачать последнюю версию NetMeeting можно по адресу http://www.microsoft.com/netmeeting/.

Распознавание изображения  и виртуальные герои

Исследования, проведенные зарубежными  учеными, показывают, что при телефонном разговоре в среднем удается  получить около 10% от общего объема транслируемой  информации. Использование телефонной связи в совокупности с факсимильной позволяет увеличить объем передаваемой информации примерно до 25%. Если же есть возможность в процессе разговора следить за жестикуляцией и мимикой собеседника, то КПД передачи информации возрастает до 60%. Однако для передачи реальной мимики необходимо использование широкополосной связи.

Основная проблема видеоконференции — необходимость передачи большого объема информации в условиях недостатка высокоскоростного доступа. Для  того чтобы передавать 30 кадров в  секунду формата 160Ѕ120 RGB, необходимо иметь высокоскоростной канал, которого нет у большинства домашних пользователей. Для реализации видеоконференции на медленных каналах производят прореживание видеосигнала, вследствие чего получается аналог замедленного кино, которое  не слишком комфортно для общающихся сторон. Одним из решений этой проблемы является возможность передавать только формализованную мимику в виде анимации так называемых аватаров. Суть данной технологии представлена на рис. 5: вначале камера фиксирует реальную мимику, потом на исходном изображении распознается лицо и удаляется фон, затем выделяются отдельные черты лица, мимика формализуется, благодаря чему объем передаваемых данных сокращается в сотни раз.

Web-мониторинг

Имея цифровую Web-камеру, можно не только принимать участие в видеоконференциях, но и осуществлять Web-мониторинг, например мониторинг жилища в период вашего отсутствия. Для этого необходимо установить ПО, которое обеспечивает захват изображения через определенные промежутки времени, сохраняет его, в частности, как JPG-файл, и загружает  на сервер. В этом случае, подключившись  к серверу в любом месте, где  есть доступ в Интернет, можно следить  за происходящим в квартире, проверяя, например, не завял ли ваш любимый  цветок (рис. 6).

Нажимая на клавишу Refresh, посетители вашей Интернет-странички могут поинтересоваться, какую температуру показывает термометр у вас в комнате. В принципе, можно организовать и автоматическое обновление картинки для посетителей сайта.

Если необходим длительный мониторинг, то желательно соединение по выделенной линии.

В Сети существуют специальные серверы  и приложения, позволяющие каждому  желающему подключить свою камеру через  компьютер к Интернету и транслировать  происходящее в поле зрения камеры всем желающим. Ярким характерным  примером использования камер для  массового просмотра может служить  сайт по адресу: www.crk.umn.edu/technology/webtech/cameras.htm, где можно в реальном времени перенестись в любую точку мира.

Безопасность IP-телефонии и видеоконференций

IP-телефония и видеоконференции сейчас переживают бум — о них говорят все. При этом расписываются их несомненные достоинства — сокращение расходов за междугородние и международные переговоры, возможность совместной передачи данных и голоса по одним физическим каналам связи, интеграция с различными приложениями и т.д.

Но как быть с безопасностью этих приложений? Сети IP-телефонии и видеоконференций — хорошая цель для хакеров. Некоторые из них могут подшутить над вами, послав вам голосовое сообщение от имени руководства компании. Кто-то захочет получить доступ к голосовому почтовому ящику вашего руководства или даже перехватить голосовые данные о финансовых сделках, которыми обмениваются сотрудники финансового департамента или бухгалтерии. Ваши конкуренты могут попытаться подорвать вашу репутацию путем выведения из строя шлюзов и диспетчеров, нарушая тем самым доступность телефонных услуг для ваших абонентов, что, в свою очередь, может также привести к нанесению ущерба бизнесу ваших клиентов. Существуют и такие виды мошенничества, как, например, звонки за чужой счет (кража сервиса).

Главная проблема, связанная с IP-телефонией и видеоконференциями, состоит в том, что они слишком открыты, и злоумышленники могут относительно легко совершать атаки на их компоненты. IP-телефония, являясь прямой родственницей обычной телефонии и IP-технологии, вобрала в себя не только их достоинства, но и недостатки. Атаки, присущие обычной телефонии, также могут быть применены и для ее IP-составляющей. Несмотря на то, что случаи таких нападений пока не особенно распространены, хакеры при желании в состоянии их реализовать, т.к. атаки на обычные IP-сети могут быть практически без изменений направлены и на сети передачи оцифрованного голоса и видео. С другой стороны, схожесть обычных IP-сетейи сетей IP-телефонии и видеоконференций подсказывает нам и пути их защиты.

Начинается все с выбора правильной топологии, который помогут сделать специалисты Департамента проектирования и консалтинга компании НИП «ИНФОРМЗАЩИТА». Мы не рекомендуем использовать для VoIP-инфраструктуры концентраторы, которые облегчают злоумышленникам перехват данных. Оцифрованные голос и видео передаются обычно по той же кабельной системе и через то же сетевое оборудование, через которые проходят данные, и поэтому стоит правильно разграничить между ними информационные потоки. Это, например, может быть сделано с помощью механизма VLAN, однако не стоит полагаться только на него. Сервера, входящие в инфраструктуру IP-телефонии и видеоконференций, желательно размещать в отдельном сетевом сегменте. Он должен быть защищен не только с помощью встроенных в коммутаторы и маршрутизаторы механизмов (списков контроля доступа, трансляции адресов и обнаружения атак), которые могут быть настроены нашими специалистами, но и с помощью дополнительно установленных средств защиты, к которым относятся: