Cisco AVVID

Решение Cisco для построения сетей IP-телефонии основано на использовании архитектурной модели Cisco AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data) и предназначено для решения следующих основных задач:

• построение современной многофункциональной системы цифровой телефонии на базе корпоративной IP-сети;
• подключение системы корпоративной IP-телефонии к телефонной сети общего пользования и стыковка с существующими участками традиционной телефонной сети компании;
• обеспечение широкого круга современных сервисов для абонентов корпоративной сети IP-телефонии.

Кроме того, данное решение позволяет создать сеть видеотелефонии, которая может быть частью корпоративной IP телефонной системы.

С помощью средств Cisco IP-телефонии можно построить и небольшую сеть в несколько десятков пользователей малого предприятия или удаленного офиса компании, и сеть крупной корпорации в несколько сотен тысяч абонентов.

Архитектура предлагаемого решения позволяет технологически и экономически эффективно создать географически распределенную сеть корпоративной телефонии.

Решение Cisco IP-телефонии состоит из следующих основных компонентов:

• интеллектуальная сетевая инфраструктура на базе протокола IP, включающая маршрутизаторы, коммутаторы, шлюзы и другое сетевое оборудование. IP-инфраструктура является основой для дальнейшего внедрения пользовательских приложений и должна обеспечивать поддержку таких жизненно важных для сети сервисов, как безопасность, сетевое управление и механизмы качества обслуживания (QoS). В рамках архитектуры Cisco AVVID интеллектуальная сетевая инфраструктура используется наряду с передачей данных для функционирования корпоративной телефонной и видеотелефонной системы.
• Интеллектуальные клиентские устройства с поддержкой протокола IP, в том числе цифровые IP-телефоны Cisco, видеоустройства, персональные компьютеры со специализированным программным обеспечением для решения различных бизнес-задач, программные эмуляторы телефонов (например, Cisco IP Communicator) и так далее.
• Управление корпоративной системой IP-телефонии, а также видеотелефонии Cisco осуществляется специализированным приложением Cisco CallManager либо кластером Cisco CallManager. Кроме того, в системе могут использоваться дополнительные служебные устройства и приложения, такие как корпоративная служба каталогов, которая служит централизованным хранилищем информации об абонентах в телефонной и видеосистеме, а также служебные устройства для обеспечения аудио- и видеоконференций, H.323-гейткиперы и т.д.
• Современные телефонные приложения, возникшие благодаря развитию интегрированных систем с поддержкой голоса, видео- и данных, например, системa унифицированной обработки сообщений (Unified Messaging), интеллектуальные центры обработки вызовов (Contact Center), мультимедийные системы организации конференций. Внедрение подобных приложений создает дополнительные возможности для пользователей/абонентов корпоративной телекоммуникационной сети, повышает удобство и эффективность использования системы.

Управляющий сервер Cisco CallManager обеспечивает управление установлением телефонных соединений и видеосоединений в системе. CallManager также управляет предоставлением дополнительных функций абонентам, использующим как IP-телефоны, так и видеоустройства. Он также обеспечивает администратора сети средствами для настройки и управления взаимодействием различных компонентов системы IP-телефонии.

Специализированные цифровые IP-телефоны Cisco подключаются в коммутируемую локальную сеть Ethernet 10/100 и обеспечивают как традиционную функциональность цифровых телефонов, так и ряд новых возможностей.

Для стыковки с системами традиционной телефонии, в том числе с установленными ранее УАТС, и подключения к телефонной сети общего пользования применяются голосовые шлюзы. Данная возможность реализована на базе целого ряда мультисервисных маршрутизаторов Cisco. Существуют также голосовые модули для некоторых моделей коммутаторов Cisco Catalyst и самостоятельные устройства, обеспечивающие функциональность голосовых шлюзов.

Преимущества применения Cisco AVVID:

• скорость внедрения новых сервисов;
• надежность;
• возможность взаимодействия различных сетей;
• снижение материальных расходов.

Архитектура AVVID состоит из четырех уровней:

1. Инфраструктурный уровень — это фундамент сети.
2. Уровень обработки вызовов, выполняющий функции коммутации вызовов. Его функции схожи с функциями УАТС при использовании традиционных технологий телефонии.
3. Уровень приложений, обеспечивающих дополнительную функциональность.
4. Клиентский уровень, на котором располагаются устройства и приложения, с которыми пользователь непосредственно взаимодействует.

Рис. 12. Уровни архитектуры AVVID

Модели развертывания

Cisco поддерживает следующие модели развертывания IP-телефонии:

• однообъектная;
• с централизованной обработкой вызовов;
• с распределенной однокластерной обработкой вызовов;
• с распределенной многокластерной обработкой вызовов.

Однообъектная модель

В однообъектной модели развертывания (Рис. 14) все приложения CCM и DSP-ресурсы физически расположены в одном месте.

Рис. 13. Однообъектная модель AVVID

Отличительные черты модели:

• CCM, DSP и приложения находятся в одном месте;
• поддержка приблизительно 36 тыс. IP-телефонов на кластер;
• несколько кластеров могут быть соединены с помощью транков;
• для внешних звонков используется телефонная сеть общего назначения (PSTN).

Модель с централизованной обработкой вызовов

Данная модель (Рис. 15) подразумевает CCM-кластер на центральном узле и соединения к удаленным узлам через сеть передачи данных (IP-сеть с соблюдением QoS). Удаленные узлы обращаются к центральному CCM-кластеру для обработки вызовов. Приложения, такие как голосовая почта и автоответчик, обычно располагаются на центральном узле. Такая организация уменьшает затраты на содержание оборудования и обеспечивает централизованное администрирование и обслуживание.

Рис. 14. Структура модели с централизованной обработкой вызовов.

Сеть передачи данных может быть построена на технологиях выделенных линий, Frame Relay, ATM. На маршрутизаторах, стыкующихся с сетью передачи данных, должны быть реализованы механизмы QoS, такие как установка приоритетов на очередях и контроль трафика, для "защиты" голосового трафика от других типов трафика в сети.

В данной модели для защиты сети передачи данных от перегрузки может потребоваться контроль доступа (CAC). В версии CCM Release 3.3 используется возможность автоматического выбора маршрута (AAR — Automated Alternate Routing). AAR позволяет CCM динамически перенаправлять вызовы через телефонную сеть общего пользования, когда сеть передачи данных перегружена, для предотвращения ухудшения качества установленных вызовов.

Телефонная сеть общего назначения используется как резервная. Можно также применять технологию ISDN в качестве резервного канала передачи данных, но ISDN не годится для передачи голоса, так как не поддерживает требования QoS. Даже если удаленный офис потеряет связь с кластером CCM, обработка вызовов может быть осуществлена при помощи технологии безотказной телефонии удаленного узла (SRST — Survivable Remote Site Telephony), доступной при использовании маршрутизаторов Cisco IOS. На время потери связи с CCM эта технология будет обеспечивать внутреннюю коммутацию вызовов в удаленных точках.

Модели с распределенной обработкой вызовов

CCM-кластеры могут присутствовать во всех узлах, в этом случае локальная коммутация вызовов будет производиться без участия центрального узла. Также имеется возможность разнести компоненты одного CCM-кластера по разным точкам (Рис. 16 и Рис. 17).

Рис. 15. Многокластерная модель с распределенной обработкой вызовов.

Рис. 16. Однокластерная модель с распределенной обработкой вызовов.

Процесс регистрации IP-телефонов

Каждый раз, когда IP-телефон загружается, происходит следующий процесс:

1. Если используется коммутатор Cisco с поддержкой питания, коммутатор посылает специальный FLP (Fast Link Pulse) сигнал. Коммутатор использует этот сигнал, чтобы определить, подключен ли к нему IP-телефон, требующий питания. В обесточенном состоянии IP-телефон Cisco возвращает сигнал, запрашивая тем самым коммутатор подать напряжение 48 вольт постоянного тока.
2. После того как IP-телефон получил питание и загрузился, коммутатор посылает ему CDP (Cisco Discovery Protocol) пакет с информацией виртуальной голосовой локальной сети (если сконфигурировано).
3. IP-телефон посылает широковещательный запрос DHCP-серверу. DHCP-сервер возвращает телефону, как минимум, IP-адрес, маску подсети и IP-адрес Cisco TFTP-сервера.
4. Телефон соединяется с TFTP-сервером и получает с него свою конфигурационную информацию, содержащую перечень CCM (до трех CCM).
5. Телефон пытается зарегистрироваться с первым CCM из перечня, полученного с TFTP-сервера.

Коммутация на Cisco CallManager

CCM маршрутизирует два типа вызовов:

1. Внутренние (on-cluster).
2. Внешние (off-cluster).

Коммутация внутренних вызовов

Когда поступает вызов с IP-телефона, CCM анализирует набранный номер. Если он соответствует DN (Directory Number), зарегистрированному на том же CCM-кластере, CCM направляет вызов на IP-телефон назначения, ассоциированный с соответствующим DN. Это внутренний (on-cluster) вызов. CCM позволяет обрабатывать такие вызовы без направления его на внешний шлюз.

Не только IP-телефоны могут выступать в роли устройств, способных инициировать и принимать внутренние вызовы, это может быть любое устройство с зарегистрированным на CCM DN. Например, такими устройствами могут быть Cisco софтфоны и аналоговые телефоны, подключенные к MGCP-шлюзам или шлюзам, работающим по протоколу Skinny.

Коммутация внешних вызовов

Если на IP-телефоне набирается номер, для которого не нашлось соответствующего DN, значит, имеет место внешний (off-cluster) вызов. CCM в этом случае просматривает свою таблицу внешних маршрутов, чтобы определить, куда направить вызов. CCM использует концепцию таблиц маршрутов и шаблонов трансляций для определения, куда и как направлять внешний вызов.

Можно создавать планы маршрутизации для внешних вызовов, используя трехъярусную архитектуру, которая предоставляет несколько уровней маршрутизации и манипуляций с цифрами. Шаблон маршрута (Route Pattern) определяет по номеру дозвона список маршрутов (Route List), который выберет доступный путь для исходящего звонка на основе приоритетов. Эти пути Cisco определяет как "группы маршрутов" (Route Group).

Уровни выбора маршрута показаны на Рис. 18.

Рис. 17. Элементы маршрутизации внешних вызовов в CCM.

Процесс конфигурирования маршрутов для внешних вызовов содержит следующие этапы:

• добавление шлюзов;
• создание групп маршрутов из доступных устройств;
• создание списков маршрутов из доступных групп маршрутов;
• создание шаблона маршрута и ассоциирование его с доступным списком маршрутов или шлюзом.

Шаблон маршрута является ключевым элементом в плане маршрутизации. Он определяет набранный номер и направляет вызов на подходящий шлюз. Когда набранный номер соответствует шаблону маршрута, CCM направляет вызов на соответствующий список маршрутов или шлюз.

Шлюзы

Шлюзы — это устройства, позволяющие CCM взаимодействовать с не-IP-сетями, такими как телефонная сеть общего пользования (PSTN). Cisco разделяет свои шлюзы на две главные категории — аналоговые и цифровые. Аналоговые шлюзы могут быть шлюзами станций или транковыми шлюзами.

Шлюзы станций используют порты FXS для подключения оконечных устройств, таких как аналоговые телефоны и факсы. Транковые шлюзы используют порты FXO и подключаются к телефонной сети общего пользования или УАТС для обеспечения связи с другими телефонными системами по аналоговым линиям.

Цифровые шлюзы обеспечивают то же подключение к телефонной сети общего пользования или УАТС, однако они используют цифровые технологии подключения, такие как PRI CCS и транки T1 CAS.

CCM поддерживает три типа шлюзов:

• MGCP-шлюзы. Использует модель клиент-сервер, в которой CCM управляет шлюзом. MGCP-шлюзы поддерживают все дополнительные сервисы CCM, избыточность CCM и бесперебойность вызовов. Дополнительным преимуществом таких шлюзов является их несложное конфигурирование.
• Non-IOS MGCP-шлюзы. Аналогичны MGCP-шлюзам, но не поддерживают бесперебойность вызовов.
• H.323-шлюзы. Используют одноранговую модель. Большая часть конфигурации производится непосредственно на шлюзе. При одноранговой модели CCM не имеет контроля над шлюзом, что приводит к уменьшению количества доступных сервисов CCM при использовании таких шлюзов. Зато H.323-шлюзы поддерживают дополнительную функциональность Cisco IOS — CAC и SRST.

Помимо перечисленных здесь, существует еще один тип шлюзов — межкластерный транк. Это логический шлюз, который используется для коммуникации между кластерами CCM.