В этой публикации будем разбираться как провайдеры телефонной связи (например, Ростелеком) могут туннелировать телефонную связь через интернет (IP сеть).
Для чего это надо, зачем?
Что мало им обычных "проводов" так интернет ещё сюда решили "приплести", у меня обычный городской телефон зачем мне "ваши интернеты", отстаньте, отстаньте.
Все мы наверно помним как в нулевые в новогоднюю ночь да и в аналогичные праздники дозвониться было сложно, а в последнее время таких проблем почти нет. Так вот, такой вариант туннелирования и резервирования связи через интернет позволяет организовывать дополнительные голосовые каналы в большом количестве в часы пик и при чрезвычайных ситуациях, когда ТфОП перегружена (ТфОП - телефонная сеть общего пользования). Ну наверно ненужно говорить насколько важно дозвониться в скорую в таких ситуациях и т.п.
Скажу пару слов про реализацию современной связи. В целом обычно говорится про технологии по отдельности, а вот простыми словами как в настоящее время осуществляется магистральная телефонная связь (привет, Ростелеком) никто не озвучивает, по крайней мере я не натыкался на такое. В общем, как и интернет сейчас телефонная сеть общего пользования (ТфОП) тоже осуществляется по оптике. Только через своё оборудование, не через IP маршрутизаторы, а через своё SDH оборудование и со своей телефонной адресацией. Вместо сетевых IP адресов есть другие свои адреса, коды узла сигнализации и коды маршрута, плюс телефонные номера.
В предыдущей публикации я писал про ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СЕТИ СВЯЗИ, так вот, несмотря на то что интернет и ТфОП это разные сети, они передаются по одной и той же оптике, по одной медиа среде.
Для туннелирования тел. связи через интернет и IP сеть используются инструменты IP телефонии и в 90% случаев для сигнализации протокол SIP, поэтому будем рассматривать его.
В то время как в ТфОП для идентификации абонента используется телефонный номер в формате E.164, например, +7-495-123-4567, то в IP телефонии используются имя пользователя и имя узла. Да, в традиционных сетях абонент, а в IP сетях пользователь. Имя пользователя не является глобально уникальным, чтобы идентифицировать пользователя, а имя узла глобально уникальное в интернете, поэтому используется оно. Это изображено ниже.
Хост слева имеет пользователя "user2" и у второго хоста также есть одноимённый пользователь "user2", так завели. На одном сервере один админ завёл пользователя "user2", и на втором тоже, и ему всё равно на чужой сервер кроме своего. А теперь через время выяснилось что нужно связать два этих хоста по SIP'у и соответственно этих пользователей и что получается что "user2" звонит сам себе? Нет. В локальной идентификации используется только имя пользователя, а для глобальной идентификации используется ещё и имя хоста. Так что получается что "user2@sipnet1.ru" вызывает "user2@sipnet2.ru" и теперь ошибок и "непоняток" нет.
Идём далее. Для стыковки двух сетей используются шлюзы как на изображении ниже.
В них с одной стороны "заканчивается" ТфОП и "начинается" IP сеть, и наоборот. Задача передать вызывающий и вызываемый телефонный номер через IP сеть без изменений чтобы их потом "восстановить" в первозданном виде.
Теперь подходим к тому что под "капотом" и как это работает. Как известно, для сигнализации и передачи тел. номеров в ТфОП используется ОКС-7, а в интернете SIP с расширением "The tel URI".
Как туннелируется обычная телефонная связь через интернет, ч\з IP сеть. Для этого используются и имена пользователей, которые не имеют отношения к исходным тел. номерам и непосредственно эти тел. номера E.164 через расширение SIP'а The tel URI. Посмотрим на изображение ниже.
Здесь тел. номер вызываемого абонента отмечен меткой "CalledID", а вызывающего, т.е. тот кто звонит, "CallerID". Абонент поднимает трубку и звонит из Москвы в Новосибирск и даже не подозревает что Ростелеком в пик загрузки ТфОП сети перед новым годом "прокинул" его вызов через интернет.
Вызов туннелируется через входящий шлюз, через хост интернета msk.ru (Москва) в хост nvs.ru (Новосибирск) и далее выходит в традиционную телефонную сеть через шлюз уже в Новосибирске. В сообщениях (SIP) вызываемый номер так и указывается в поле CalledID, это +7-383-123-4567, а вместо вызывающего указывается имя пользователя хоста nvs.ru. Так работает. Это делается для авторизации входящего SIP вызова на хосте Новосибирска, т.к. он должен быть им принят за свой локальный вызов внутри своего хоста nvs.ru, а то что вызов пришёл из Москвы с другого хоста "msk.ru" и тем более из ТфОП его не интересует абсолютно. В данном примере имя пользователя "user_msk" хоста "nvs.ru" указывается в CallerID.
А как быть с тел. номером вызывающего абонента. Он указывается в другом поле сигнальных сообщений "Remote-Party-ID". При "выныривании" вызова через шлюз обратно в ТфОП телефонные номера вызываемого и вызывающего встают на свои места, а дальнейшая маршрутизация идёт согласно конфигурации шлюза.
В продолжении того как физически реализуется IP сеть (интернет) при звонке с sipnet1.ru на sipnet2.ru (см. первую схему), с практическим подходом так сказать. Хост "sipnet.ru" непосредственно подключается к сети по витой паре, см. изображение выше, а далее для связи с "sipnet2.ru" несущая среда меняется на оптическое волокно. Оптоволокно позволяет передавать сигнал на десятки километров. Для смены среды и сохранения сигнала используются медиаконвертеры.
Изначально считалось что в интернете пакетная коммутация с негарантированной доставкой, т.е. в принципе так и есть, допускается что часть сигнала может потеряться и качество голоса ухудшится. Но при хорошем скоростном и главное при стабильном интернете качество связи не хуже чем в традиционной ТфОП или ISDN, если конечно не злоупотреблять сжатием. Поэтому разницу в качестве связи при туннелировании через интернет если всё сделано правильно заметить невозможно.
@ Ярошенко О. Ю. 2024
