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.
  

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.


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.