Особенности и принцип работы VoIP-шлюза в IP-телефонии

IP-телефония позволяет существенно снизить затраты на телефонизацию офисов и домовладений, одновременно снижая расходы на оплату международной и междугородней связи. Для её организации используется специальное оборудование – это шлюзы, IP-телефоны, IP-АТС и многое другое. В данной статье мы попробуем разобраться, для чего нужен и как работает VoIP-шлюз.

Что такое VoIP-шлюз

VoIP-шлюз – это прибор, позволяющий подключать аналоговые телефонные аппараты к IP-сетям для работы в сетях IP-телефонии. Также данные шлюзы могут работать с классическими телефонными линиями, преобразуя сигнал в цифровой и обеспечивая распределение звонков на IP-телефоны посредством IP-АТС. По своему внешнему виду они напоминают роутеры, оснащённые портами для подключения телефонных линий, телефонных трубок, локальной сети и интернета. Отдельные шлюзы предназначены для установки в серверную стойку – они обеспечивают работу с большим количеством абонентов и линий, обладая высокой производительностью и устойчивостью к отказам.

Разновидности

VoIP-шлюзы представлены следующими разновидностями:

• Простые одноканальные приборы, позволяющие подключить только один телефонный аппарат – фактически это простые VoIP-адаптеры, подходящие не только для офисного, но и для домашнего применения.
• Многоканальные приборы – работают с большим количеством абонентов, перенаправляя звонки на несколько телефонных трубок. Также они могут работать с большим количеством телефонных линий, подключённых к соответствующим портам.

Также существует классификация по портам, о чём будет рассказано чуть позже.

Устройство и как работает голосовой шлюз

Самый простой голосовой шлюз представляет собой небольшой прибор, оснащённый тремя разъёмами – для подключения к интернету (или локальной сети), для подключения телефона и для подключения питания. Работает он донельзя просто – преобразует аналоговый сигнал с трубки в цифровой, после чего отправляет его через сеть на IP-АТС или к IP-провайдеру. Аналогичным образом он принимает цифровой поток и преобразует его в аналоговый. Иными словами, шлюз обеспечивает передачу голосового трафика в обоих направлениях с одновременным преобразованием сигналов в цифровую или аналоговую форму.

Устройства с FXO-портами работают несколько по-другому, хотя принцип почти тот же. Они оснащаются одним или несколькими портами, предназначенными для подключения телефонных линий. Также они подключаются через LAN-порты к офисным IP-АТС. Оборудование обеспечивает приём и распределение звонков, поступающих из городской телефонной сети, и позволяет совершать голосовые вызовы с внутренних трубок через ТфОП.

ТфОП (она же ТСОП) расшифровывается как телефонная сеть общего пользования, работающая в рамках городских АТС.

Классификация VoIP шлюзов по портам

Шлюзы могут быть не только одноканальными и многоканальными. Они подразделяются на устройства с портами FXO и FXS. FXO – это аналоговый абонентский интерфейс, ожидающий подключение со стороны станции или шлюза. К данным портам подключаются телефонные линии. FXS – это порт, к которому подключаются абонентские устройства, к которым относятся факсы, модемы и обычные телефонные аппараты. Иными словами, FXS предоставляет сервис, а FXO ожидает его подключения.

Шлюзы с портами FXO подключаются к городским телефонными линиям и к IP-АТС, обеспечивая коммутацию вызовов с ТфОП на внутренние телефоны IP-сети. Шлюзы с портами FXS работают как адаптеры – они подключаются к IP-сетям, обеспечивая преобразование цифрового сигнала в аналоговый. К портам FXS в данных шлюзах подключаются телефонные аппараты.

Что выбрать: плату расширения АТС или VoIP-шлюз

Плата расширения обеспечивает подключение дополнительных внутренних абонентов. Это необходимо при увеличении количества рабочих мест на предприятии. Но стоимость плат расширения АТС достаточно высока, в то время как покупка VoIP-шлюзов обходится в разы дешевле. Одновременно с этим они проще в обслуживании и настройке, что позволяет избавиться от дополнительных затрат на услуги настройщиков – справиться с задачей смогут собственные IT-специалисты.

Также голосовые шлюзы характеризуются лучшей совместимостью с оборудованием от других брендов, что делает работу IP-телефонии более надёжной и стабильной.

Обзор популярных вариантов шлюзов SIP

Мы разобрались, какими бывают шлюзы и как они работают. Теперь мы рассмотрим несколько самых популярных моделей от наиболее известных производителей. Они нашли своё применение дома и в офисах.

CISCO SPA112-XU

Простой и надёжный телефонный шлюз от всемирно известного бренда Cisco, обеспечивающий доступ к IP-сетям. Он оснащён двумя портами FXS, к которым подключаются телефонные трубки. Для подключения к локальной сети или интернету используется порт RJ-45.

Особенности и возможности шлюза:

• Поддержка SIP-протокола (в том числе второй версии).
• Музыкальное сопровождение в режиме ожидания.
• Поддержка трёхсторонней конференц-связи.
• Классические телефонные функции – ожидание, переадресация и перехват.
• Функция определения номера и запрета на определение номера.
• Поддержка факсимильной связи.

Прибор отличается простотой в настройке и обеспечивает качественную передачу голоса. Пользователи отмечают его стабильную работу, а его доступная стоимость (около 2500-3200 рублей) даёт возможность использовать его не только в офисных целях, но и дома.

Grandstream GXW-4108 (FXO)

Перед нами классический шлюз с портами FXO для подключения телефонных линий. Его особенности:

• Возможность настройки в автоматическом режиме.
• Высокая отказоустойчивость, обеспечивающая стабильную работу офисной телефонии.
• Возможность интеграции с IP-АТС от любых производителей.
• Одновременная работа с восемью телефонными линиями, подключаемыми к портам FXO на задней панели.
• Поддержка SIP-протокола.
• Поддержка видеокодека H.264 для видеозвонков через IP-сети.
• Мощный функционал, удачно сочетающийся с лёгкостью в настройке.

Данный шлюз создан для работы на предприятиях с большим количеством рабочих мест. Порты FXS – отсутствуют, зато присутствует поддержка переадресации вызовов и Caller ID. Для подключения к IP-сетям и АТС предусмотрены два LAN-порта. Также устройство поддерживает функции маршрутизатора. Стоимость прибора варьируется в пределах 19-23 тыс. рублей.

В базовой комплектации присутствует карта оплаты IP-провайдера Sipnet, но ничто не мешает использовать шлюз для подключения к любым другим провайдерам – например, к Zadarma.

D-Link DVG-7111S

Ещё один простой голосовой VoIP-шлюз для бытового и офисного применения. Его ключевая особенность – возможность работы с IP-сетями и традиционными телефонными линиями, для чего на его борту присутствуют порты LAN, WAN, FXS и FXO. Прибор наделили расширенной светодиодной индикацией, позволяющей контролировать состояние портов и статус шлюза.

Особенности и возможности прибора:

• Генерация комфортного шума – добавляет к разговору «белый шум», заполняя паузы в разговорах (иначе создаётся впечатление обрыва связи).
• Контроль голосовой активности – позволяет экономить трафик.
• Функция эхоподавления для более качественной передачи голоса.
• Поддержка классических телефонных функций – переадресация, повторный набор, конференц-связь, перевод звонков, ожидание/удержание и многие другие.
• Поддержка импульсного набора для работы с аналоговыми АТС.
• Поддержка телефонной книги.
• Встроенный маршрутизаторы.

Шлюз отличается стабильной работой, может использоваться в небольших офисах или дома. Благодаря наличию порта FXO имеется возможность создания правил дозвона, когда для местной связи используется ТфОП, а для межгорода – ресурсы IP-телефонии. Ориентировочная стоимость данной модели – от 3700 до 5000 рублей, в зависимости от аппетитов той или иной торговой точки.

D-Link DVG-N5402GF/A1A

Перед нами маршрутизатор с функциями VoIP-шлюза. Он оснащён модулем Wi-Fi, обеспечивая подключение клиентов к интернету. Также у него имеются два порта FXS для подключения телефонных аппаратов, комбинированный порт WAN с возможностью подключения оптического кабеля и четыре LAN-порта для подключения компьютеров и прочего оборудования. Шлюз D-Link DVG-N5402GF/A1A ориентирован на офисное применение, но подойдёт и для домашнего использования. Благодаря сразу двум антеннам, он создаёт широкую зону покрытия Wi-Fi, необходимую для подключения к интернету смартфонов, планшетов и прочих устройств. Ориентировочная стоимость шлюза составляет 9000 рублей.

На самом деле популярных VoIP-шлюзов гораздо больше. Для домашнего использования рекомендуется выбирать самое простое оборудование – потребители зачастую не пользуются дополнительным функционалом. Что касается офисного применения, то здесь следует отдать предпочтение дорогостоящему оборудованию от известных брендов, отличающемуся высокой отказоустойчивостью и способному работать при высоких нагрузках.

Услуги IP-телефонии предоставляют абонентам интересные тарифы на совершение внутрисетевых и междугородних звонков. Сегодня на их базе телефонизируют офисы и проводят телефоны домой – для этого нужны простые VOIP-телефоны и доступ в интернет. В некоторых случаях удобнее приобрести VOIP-шлюз, который поможет состыковать доступ в интернет, доступ к традиционной телефонии, к IP-телефонии и к офисной АТС.

Давайте разберемся, что это за устройства и для чего они нужны.

VOIP-шлюз — что это

Самый простой VOIP-шлюз представляет собой устройство, предназначенное для организации IP-телефонии посредством подключения традиционных телефонных аппаратов. Само устройство подключается к интернету, соединяясь с серверами провайдера. В результате абоненты могут совершать недорогие вызовы по всему миру и бесплатно общаться внутри сети (тарификация зависит от выбранного провайдера).

Более продвинутые модели совмещают в себе голосовой шлюз и маршрутизатор, обеспечивая подключение компьютеров с раздачей IP-адресов и подключение телефонных аппаратов. Отдельные модели VOIP-шлюзов умеют работать совместно с офисными телефонными станциями и городскими линиями, обеспечивая распределение звонков в соответствии с заданными настройками.

Как работает голосовой шлюз

VOIP-шлюзы могут работать в самых разных режимах, обеспечивая потребности пользователей в совершении звонков по тем или иным направлением. Мы рассмотрим лишь несколько схем:

• Работа в качестве простого шлюза;
• Работа с офисными АТС;
• Организация внутренней телефонии.

Самый простой SIP-шлюз призван заменить собой обыкновенный VOIP-телефон. Фактически, он работает в режиме простого VOIP-адаптера. К нему подключаются один или сразу несколько телефонных аппаратов, после чего шлюз настраивается на работу со сторонними IP-провайдерами и соединяется с интернетом. Соответственно, все звонки совершаются именно через интернет, минуя городские сети. Тем самым, достигается существенная экономия на телефонных звонках по межгороду и по всему миру.

VOIP-шлюзы могут работать и с SIP-серверами и с офисными АТС, обеспечивая связь по самым разным направлениям. Например, при наборе местных номеров АТС они будут обеспечивать связь через городские телефонные сети, а при наборе выхода на межгород маршрутизировать вызовы через подключенный голосовой шлюз. За счет этого обеспечиваются бесплатные местные звонки и дешевые вызовы по России и в другие страны.

При необходимости, VOIP-шлюзу можно задать любую другую схему распределения звонков – настройка осуществляется через web-интерфейсы.

Если компания имеет несколько филиалов в регионах, то она может снизить расходы на связь путем организации внутренней телефонии. В этом случае в каждом филиале устанавливается SIP-шлюз, который соединяется с голосовыми шлюзами других филиалов. В результате организуется местная сеть, разнесенная по всей стране. Благодаря этому, позвонить из Москвы в дальневосточный филиал будет также просто, как совершить вызов в соседний кабинет.

Главным достоинством последней схемы является то, что организация внутренней телефонии посредством VOIP-шлюзов позволяет не задействовать сторонних SIP-провайдеров и сети традиционной телефонии – все вызовы совершаются через интернет, напрямую между отдельными шлюзами. Следовательно, оплачивается только потребляемый трафик (как правило, сегодня все тарифы интернет-провайдеров являются безлимитными).

Обзор популярных моделей SIP-шлюзов

Мы уже разобрались в основных возможностях голосовых VOIP-шлюзов. Осталось разобраться в наиболее популярных моделях и их основных возможностях.

VOIP-шлюз D-Link DVG-7111S

Этот голосовой шлюз обладает неплохим функционалом и доступной ценой. Его можно подключить к офисной АТС для организации недорогого межгорода. Также, на борту присутствуют разъем для подключения одного телефонного аппарата и разъемы для подключения к интернету и компьютеру/роутеру. Главное достоинство – минимальные размеры. Устройство пригодится для малых офисов или для домашнего использования.

VOIP-шлюз D-Link DVG-N5402GF/A1A

Данный VOIP-шлюз представляет собой многофункциональное устройство. Оно совмещает в себе голосовой шлюз и маршрутизатор. Устройство позволяет подключать компьютеры и целые локальные сети к интернету, обеспечивать доступ к сети для беспроводных устройств через Wi-Fi. Предусмотрены два порта для подключения телефонных аппаратов, а в некоторых модификациях присутствует USB-порт для подключения внешних устройств и обновления встроенного ПО. Для увеличения радиуса действия беспроводной сети предусмотрены две внешние антенны.

VOIP-шлюз Grandstream GXW-4108 (FXO)

Если нужно организовать телефонную связь в небольшом офисе, необходимо купить VOIP-шлюз Grandstream GXW-4108 (FXO). Это устройство оснащено восемью FXO-портами для подключения аналоговых телефонных аппаратов и двумя портами WAN/LAN для подключения к интернету. Устройство ориентировано на работу с виртуальными АТС и позволяет подключать до восьми телефонных номеров, распределяемых на отдельные FXO-порты. Также, имеется возможность подключения компьютера. Этот VOIP-шлюз станет идеальным решением для организации офисной телефонии.

Устройство поддерживает подключение многоканальных номеров с распределением звонков на подключенные телефонные аппараты – пригодится для организации служб поддержки клиентов с небольшим количеством операторов/консультантов.

VOIP-шлюз CISCO SPA112-XU

Голосовые шлюзы CISCO отличаются высочайшей стабильностью работы и безотказностью. В списке лидеров мы видим шлюз CISCO SPA112-XU. Устройство обладает минимальными размерами и рассчитано на малые офисы и домашнее использование. К нему подключаются сразу два аналоговых телефонных аппарата. Также, допускается возможность подключения факсимильных аппаратов для передачи факсов. Шлюз характеризуется легкостью в настройке, которая осуществляется через web-интерфейс.

на 1 порт	на 2 порта	на 4 порта	на 8 портов	16 портов	32 порта
FXS шлюз (для телефонов)смотреть все	Grandstream HT701	Grandstream HT502	Yeastar TA400	Yeastar TA800	Yeastar Neogate TA1600	Yeastar Neogate TA3200
FXO шлюз (для линий ГТС)смотреть все	Grandstream HT503	Nateks VC-110-1	Yeastar NeoGate TA410	Grandstream GXW4108	Yeastar NeoGate TA1610	Nateks VC-220
FXO-FXS (гибридный шлюз)смотреть все	Grandstream HT503	D-link DVG-7022S	Dinstar DAG1000 4S4O	Dinstar DAG1000 8S8O	—	—
GSM-VoIP шлюз смотреть все	GSM-VoIP GoIP1	Yeastar NeoGate TG200	GSM шлюз GoIP 4	GSM-VoIP GoIP8	Yeastar NeoGate TG1600	GSM шлюз GoIP 32

Что такое VoIP шлюз

VoIP шлюз (Voice over IP-шлюз) — устройство, предназначенное для подключения телефонных аппаратов или офисных АТС к IP-сети для передачи через неё голосового трафика. Это преобразователь среды: из аналогового телефонного сигнала на входе, получается цифровой поток пакетных данных на выходе и наоборот. Кроме преобразования аналоговой телефонии, некоторые шлюзы могут конвертировать цифровой поток E1 в VoIP. А шлюзы, оборудованные GSM модулями, умеют работать с сотовыми сетями. Для решения нескольких задач в одном устройстве, VoIP шлюз оснащается комбинацией интерфейсов. Эти устройства называются гибридными VoIP шлюзами.

Чем VoIP шлюз отличается от ATA адаптера (SIP адаптера)

Это частый вопрос, который задают наши покупатели. ATA расшифровывается как analog telephone adapter, т.е. адаптер для аналогового телефона. Но почему тогда устройство Yeastar NeoGate TA800, оснащенное аналоговыми портами для подключения обычных телефонов, называется шлюзом? Ведь это приводит к путанице и покупатель не знает что ему купить: VoIP шлюз или заказать ATA адаптер. А может нужен SIP адаптер или SIP шлюз? Внести ясность в этот вопрос поможет схема.

Принято считать, что ATA-адаптер — это VoIP шлюз, имеющий на борту не более 2-х аналоговых портов: FXS, FXO или комбинации FXS+FXO. SIP-адаптер — тоже самое устройство, поддерживающее протокол SIP. На наш взгляд, такая классификация вносит путаницу и мы в VoIPdevice.ru не применяем названия «ATA адаптер» или «SIP-адаптер», заменяя их на общее «VoIP шлюз».

Устройства на 1-2 порта обычно применяют в малых офисах или для домашнего использования. Их размещают непосредственно на рабочем месте, подключают аналоговый телефон и получают доступ к интернет телефонии. По-другому её часто называют sip телефония, voip телефония и даже бесплатная телефония. Последнее название обусловлено возможностью IP-телефонии, которая позволяет двум и более VoIP устройствам взаимодействовать между собой абсолютно бесплатно. Оплачивается только интернет трафик, который чаще всего безлимитный.

Классификация VoIP шлюзов по портам. Отличие портов FXS от FXO.

В самом простом рассмотрении все VoIP шлюзы различаются количеством портов. То есть, сколько телефонных аппаратов можно подключить в одно устройство. Но есть важное отличие самих портов по типу, которое определяет их предназначение. FXO и FXS служат для решения диаметрально противоположных задач.

FXS (Foreign Exchange Station или Subscriber) — голосовой интерфейс или порт, эмулирующий расширение интерфейса АТС (PBX), для подключения обычного аналогового телефона. Если проще, это телефонная розетка, куда следует включить аппарат для совершения голосовых вызовов.

FXO (Foreign eXchange Office) — аналоговый интерфейс абонентских устройств телефонных станций. FXO — это эмуляция телефонного аппарата. Существует такое простое правило — если есть провод, соединяющий два аналоговых устройства телефонии, то с одной стороны этого провода должен быть FXS (АТС), а с другой — FXO (телефон). Таким образом, шлюзы с интерфейсом FXO подключаются вместо телефона.

Рассмотрим примеры выбора VoIP шлюза в зависимости от задачи

1. Для подключения аналоговой АТС к IP-телефонии нужен FXS шлюз. Подключается он к внешним CO-портам АТС и эмулирует городскую телефонную сеть. В момент поступления на него вызова по правилам, настроенным на АТС, шлюз устанавливает соединение с VoIP-провайдером и отправляет звонок по дешевому маршруту, делая возможным дешевые звонки в корпоративном секторе. Это простое решение на основе IP-телефонии существенно экономит расходы компании на связь. По нашим данным, разница между звонками через VoIP оператора и вызовами через традиционную телефонию составляет в среднем 650%!
2. Если на аналоговой АТС не осталось свободных CO-портов, на помощь приходят гибридные VoIP шлюзы FXS + FXO. Схема подключения немного сложнее и настройка обработки звонков выполняется как на АТС, так и шлюзе. В FXO порт подключается аналоговая линия ГТС, в FXS освободившийся от этой линии CO порт АТС. Таким образом, голосовой шлюз находится между традиционным провайдером связи и АТС. По определенным правилам происходит маршрутизация на оператора IP-телефонии, а местные уходят в ГТС.
3. Для домашнего пользователя нужен FXS шлюз на 1-2 порта. Это устройство многие называют SIP-адаптером. К шлюзу подключается аналоговый или радиотелефон DECT, превращая последний в IP-телефон с дешевыми звонками через VoIP оператора или вовсе в бесплатный телефон, если используется связь между VoIP устройствами без участия провайдера IP-телефонии.
4. Вы уехали на дачу или в командировку, но хотите принимать все входящие вызовы на домашний или рабочий телефон? Надо купить гибридный VoIP шлюз FXS+FXO, подключить его в разрыв с телефонным аппаратом и АТС. Настроить его на переадресацию по условию «не ответа» в течение нескольких секунд, и звонки начнут поступать на другое устройство в любой стране. Если второе устройство тоже шлюз или ip-телефон — они будут бесплатными!
5. FXO шлюз потребуется в случаях, когда надо преобразовать аналоговый сигнал с ГТС и отправить SIP-поток на другой VoIP шлюз или IP-АТС. Иногда для этой задачи используют интерфейсные платы, например Digium, OpenVox. Но шлюз имеет несколько важных преимуществ перед платами:

• • Может работать с линиями, которые находятся в другом месте на удалении от сервера IP-АТС;
  • Берет на себя преобразование аналогового сигнала в цифровой, снижая нагрузку на IP-АТС;
  • На выходе у шлюза поток голосовых данных согласно стандарту RFC, что делает его применение оправданным в работе с различными АТС. Он не требует драйвера и тонкой настройки.
  • Скачек напряжения выведет из строя только шлюз, а не сервер в целом.

Основные протоколы VoIP шлюзов: SIP, H.323

SIP (англ. Session Initiation Protocol — протокол установления сеанса) — протокол передачи данных, описывающий способ установления и завершения пользовательского интернет-сеанса, включающего обмен мультимедийным содержимым.В модели взаимодействия открытых систем SIP является сетевым протоколом прикладного уровня. Протокол описывает, каким образом клиентское приложение (например, софтфон) может запросить начало соединения у другого, возможно, физически удалённого клиента, находящегося в той же сети, используя его уникальное имя. Протокол определяет способ согласования между клиентами об открытии каналов обмена на основе других протоколов, которые могут использоваться для непосредственной передачи информации (например, RTP). Допускается добавление или удаление таких каналов в течение установленного сеанса, а также подключение и отключение дополнительных клиентов (то есть допускается участие в обмене более двух сторон — конференц-связь). Протокол также определяет порядок завершения сеанса.

H.323 — рекомендация ITU-T, определяющий набор стандартов для передачи мультимедиа-данных по сетям с пакетной передачей. Получил довольно широкое распространение в рамках услуг IP-телефонии. Многие известные производители телекоммуникационного оборудования (Avaya, Huawei, D-Link, Wildix,) имеют в своей линейке H.323 устройства.

Полный стэк протоколов H.323

Кодеки в голосовых шлюзах

Кодек происходит от слов coder-decoder, то есть кодеки — это алгоритмы, предназначенные для сжатия и распаковки данных. Сжатием добиваются минимального размера передаваемых данных. Существует зависимость качества голоса от используемого кодека. Чем сильнее сжатие, тем ниже качество на выходе и наоборот.

Жирным выделены наиболее распространенные кодеки.

Последнее обновление: 17 мая 2018VoIPdevice.ru Эта статья была полезна? ДаНетИспользуемые источники:

• https://kakoperator.ru/telefoniya/osobennosti-i-printsip-raboty-voip-shlyuza-v-ip-telefonii-2
• https://tarifkin.ru/ip-telefoniya/obzor-voip-shlyuzov-dlya-ip-telefonii
• https://voipdevice.ru/hub/4/kak-pravilno-vybrat-voip-shlyuz/