Подключение ip телефона к коммутатору
В этой статье мы разберем принцип работы и настройку IP-телефонии по Ethernet сетям.
В мире IP-телефонии телефоны используют стандартные порты Ethernet для подключения к сети, и поэтому для отправки и приема голосового трафика, передаваемого посредством IP-пакетов, они используют стек протоколов TCP/IP . Чтобы это работало, необходимо, чтобы порт коммутатора работал как порт доступа, но, в то же время, этот порт работал как магистраль для передачи другого трафика.
ПРИНЦИП РАБОТЫ VLAN ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ И ГОЛОСА
До IP-телефонии компьютер и телефон располагались на одном рабочем месте. Телефон подключался по специальному телефонному кабелю (телефонный UTP-кабель). Причем этот телефон был подключен к специальному голосовому устройству (часто называемому voice switch или частной телефонной станцией private branch exchange [PBX]). ПК, конечно же, подключался с помощью Ethernet кабеля (UTP витой пары) к обычному коммутатору локальной сети, который находился в коммутационном шкафу - иногда в том же коммутационном шкафу, что и голосовой коммутатор (voice switch). На рисунке показана эта идея.
Предположим, что у нас есть три виртуальные сети VLAN1, VLAN2 и VLAN3. Виртуальные сети VLAN 1 и VLAN 3 содержат по две пары ПК, которые подключаются к коммутатору через отдельные интерфейсы. Для сети VLAN 1 отведены четыре интерфейса " fa0/12 ", " fa0/11 ", " fa0/22 ", и " fa0/21 " соответственно. Аналогично, 4 интерфейса отведены для сети VLAN 3 - " fa0/15 ", " fa0/16 ", " fa0/23 ", и " fa0/24 " соответственно. Сеть VLAN 2 состоит из двух ПК, которые подключаются к коммутатору через интерфейсы " Fa0/13 " и " Fa0/14 ". Два коммутатора соединены между собой через магистраль, и интерфейсы "Gi0/1" и "Gi0/2".
Термин IP-телефония относится к отрасли сети, в которой телефоны используют IP-пакеты для передачи и приема голоса, представленного битами в части данных IP-пакета. Телефоны подключаются к сети, как и большинство других устройств конечных пользователей, используя либо кабель Ethernet, либо Wi-Fi . Новые IP-телефоны не подключаются непосредственно по кабелю к голосовому коммутатору, а подключаются к стандартной IP-сети с помощью кабеля Ethernet и порта Ethernet, встроенного в телефон. После чего телефоны связываются по IP-сети с программным обеспечением, которое заменило операции вызова и другие функции АТС.
Переход от использования стационарных телефонов, которые работали (некоторые работают по сей день) с использованием телефонных кабелей к новым IP-телефонам (которые нуждались в UTP-кабелях, поддерживающих Ethernet) вызвал некоторые проблемы в офисах.
- Старые, не IP-телефоны, использовали категорию UTP-кабелей, у которых частотный диапазон не поддерживал скорость передачи данных в 100-Mbps или 1000-Mbps .
- В большинстве офисов был один кабель UTP, идущий от коммутационного шкафа к каждому столу. Теперь же на два устройства (ПК и IP-телефон) требовалось два кабеля от рабочего стола к коммутационному шкафу.
- Прокладка нового кабеля к каждому рабочему месту вызовет дополнительные финансовые затраты, и плюс потребуется больше портов коммутатора.
Чтобы решить эту проблему, компания Cisco встроила небольшие трехпортовые коммутаторы в каждый телефон.
IP-телефоны включают в себя небольшой коммутатор локальной сети, расположенный в нижней части телефона. На рисунке показаны основные кабели, причем кабель коммутационного шкафа подключается напрямую к одному физическому порту встроенного коммутатора телефона, ПК подключается патч-кордом к другому физическому порту телефона, а внутренний процессор телефона подсоединяется к внутреннему порту коммутатора телефона.
кабель коммутационного шкафа подключается напрямую к одному физическому порту встроенного коммутатора телефона кабель коммутационного шкафа подключается напрямую к одному физическому порту встроенного коммутатора телефонаКомпании, использующие IP-телефонию, теперь могут подключать два устройства к одному порту доступа. Кроме того, лучшие практики Cisco, для проектирования IP-телефонии, советуют поместить телефоны в один VLAN, а ПК в другой VLAN. Чтобы это работало, порт коммутатора действует частично в режиме канала доступа (для трафика ПК) и частично как магистраль (для трафика телефона).
Особенности настройки VLAN’ов на этом порту:
- VLAN передачи данных: та же идея настройки, что и VLAN доступа на access порту, но определенная как VLAN на этом канале для пересылки трафика для устройства, подключенного к телефону на рабочем месте (обычно ПК пользователя).
- Voice VLAN: VLAN для пересылки трафика телефона. Трафик в этой VLAN обычно помечается заголовком 802.1 Q .
На рисунке изображена типичная конструкция локальной сети. Имеется коммутатор, подключенный к двум последовательным уровням сетей, VLAN 11 и VLAN 10, где сеть VLAN 11- Voice VLAN, содержащая 4 IP-телефона, и сеть VLAN 10 - Data VLAN, состоящая из 4 ПК.
НАСТРОЙКА И ПРОВЕРКА РАБОТЫ DATA И VOICE VLAN
Для настройки порта коммутатора, который сможет пропускать голосовой трафик и информационные данные, необходимо применить всего несколько простых команд. Однако разобраться в командах, позволяющих просмотреть настройки режима работы порта, непросто, так как порт действует как access порт во многих отношениях.
Ниже показан пример настройки. В данном примере используются четыре порта коммутатора F0/1F0/4, которые имеют базовые настройки по умолчанию. Затем добавляются соответствующие VLAN’ы: VLAN 10 Data Vlan, VLAN 11- Voice Vlan. Далее все четыре порта настраиваются как порты доступа и определяется VLAN доступа (Vlan 10 Date Vlan). В конце настройки определяем на порт VLAN для передачи голосовых данных (Vlan 11- Voice Vlan). Данный пример иллюстрирует работу сети, изображенную на рисунке:
При проверке состояния порта коммутатора, из примера выше, увидим разницу в отображаемой информации выходных данных, по сравнению с настройками по умолчанию порта доступа и магистрального порта. Например, команда show interfaces switchport показывает подробные сведения о работе интерфейса, включая сведения о портах доступа. В примере 2 отображены эти детали (подчеркнуты) для порта F0/4 после добавления настроек из первого примера.
Первые три выделенные строки в выходных данных отображают детали настройки, соответствующие любому порту доступа. Команда switchport mode access переводит порт в режим порта доступа. Далее, как показано в третьей выделенной строке, команда switchport access vlan 10 определила режим доступа VLAN.
Четвертая выделенная строка показывает новый фрагмент информации: идентификатор Voice VLAN, активированная командой switchport voice vlan 11. Эта небольшая строка является единственной информацией об изменении состояния порта.
В этом документе приведены примеры конфигурации коммутаторов Catalyst для подсоединения IP-телефонов Cisco. В этом документе содержится конфигурация порта коммутатора, встроенного источника питания и механизма обеспечения качества обслуживания (QoS). Конфигурация порта коммутатора выполняется предварительно заданным макросом, который настраивает порт коммутатора и механизм обеспечения качества обслуживания с использованием минимального числа команд.
Предварительные условия
Требования
Для данного документа нет особых требований.
Используемые компоненты
Данный документ не ограничен отдельными версиями программного и аппаратного обеспечения.
Условные обозначения
См. дополнительные сведения об условных обозначениях в документе Технические советы Cisco. Условные обозначения.
Общие сведения
В этом документе объясняется конфигурация коммутаторов, соединяющих ПК и IP-телефоны через порт коммутатора. IP-телефон Cisco содержат интегрированный коммутатор 10/100 с тремя портами. Эти порты выделены для определенных подключений.
Порт 1 служит для подсоединения к коммутатору Catalyst или другому устройству, поддерживающему технологию передачи речи по протоколу IP.
Порт 2 – это внутренний интерфейс 10/100 для передачи трафика, проходящего через телефон.
Порт 3 служит для подсоединения к ПК или другому устройству.
Примечание: Физически можно увидеть только два порта. Третий порт является внутренним, и увидеть его нельзя. В этом разделе порт 2 не виден.
Если в коммутаторе содержится модуль, обеспечивающий конечные станции питанием через Ethernet, то можно настроить каждый интерфейс этого модуля таким образом, чтобы он автоматически определял, что конечной станции необходимо питание и подавал на нее питание через Ethernet. По умолчанию, когда коммутатор определяет в интерфейсе устройство, на которое подается электропитание, он предполагает, что это устройство потребляет максимальную мощность, которая может быть подана через порт. В традиционных модулях максимум мощности питания через Ethernet составляет 7 Вт, а в модулях IEEE PoE, включенных в программное обеспечение Cisco IOS®, выпуск 12.2(18)EW он составляет 15,4 Вт. Когда коммутатор получает пакет данных по протоколу обнаружения Cisco (CDP) от устройства, на которое подается электропитание, потребляемая мощность автоматически уменьшается в соответствии с требованиям конкретного устройства. Обычно эта автоматическая регулировка срабатывает правильно, и после нее дальнейшая регулировка не требуется и не рекомендуется. Однако можно указать потребление электропитания на устройстве для всего коммутатора (или для конкретного интерфейса), чтобы обеспечить на коммутаторе дополнительную функциональность. Это полезно, когда протокол CDP отключен или не доступен.
Поскольку при неравномерной передаче данных качество речерых вызовов на IP-телефоне может снизиться, в коммутаторе используется механизм обеспечения качества обслуживания на базе класса обслуживания IEEE 802.1p. Механизм обеспечения качества обслуживания при передаче сетевого трафика с коммутатора использует классификацию и расписания предсказуемым образом. См. дополнительные сведения по механизму обеспечения качества обслуживания в разделе Настройка QoS. Функция Cisco AutoQoS обеспечивает автоматическое последовательное применение механизма обеспечения качества обслуживания во всех маршрутизаторах и коммутаторах Cisco. Она подключает различные компоненты обеспечения качества обслуживания Cisco в зависимости от сетевого окружения и рекомендаций Cisco.
Настройка
В этом разделе приводятся сведения о настройке функций, описанных в данном документе.
Схема сети
В данном документе используется следующая настройка сети:
Настройки
Конфигурация коммутатора Catalyst содержит следующие настройки:
Настройка порта коммутатора для трафика данных и передачи речевых сигналов
Введите ключевое слово untagged для передачи пакетов CDP для настройки передачи непомеченного речевого трафика от IP-телефона. Коммутатор помещает непомеченный речевой трафик в виртуальную локальную сеть доступа.
Введите ключевое слово none, чтобы IP-телефон мог использовать собственную конфигурацию и передавать непомеченный речевой трафик. Коммутатор помещает непомеченный речевой трафик в виртуальную локальную сеть доступа.
В следующем примере виртуальная локальная сеть VLAN 10 используется для трафика данных, а виртуальная локальная сеть VLAN 20 для голосового трафика.
Конфигурация коммутатора Catalyst для трафика данных и передачи речевых сигналов
Настройка встроенного источника питания
Cisco предлагает широкий диапазон коммутаторов Catalyst с поддержкой питания через Ethernet и совместимых с 802.3af, которые также поддерживают предстандартные реализации Cisco для подачи питания через Ethernet. В IEEE 802.3af-2003 описаны пять классов электропитания, которым может соответствовать устройство. В соответствии с классификацией по электропитанию IEEE 802.3af на каждое электрическое устройство подается мощность 15,4 Вт. Подача электропитание через Ethernet с использованием классификации IEEE 802.3af по умолчанию может значительно повысить требования к электропитанию как на переключателе питающего устройства (PSE), так в инфраструктуре электропитания. Для обеспечения рентабельного и эффективного питания через Ethernet коммутаторы Catalyst поддерживают не только классификацию IEEE 802.3af, но и интеллектуальную систему управления питанием. Благодаря этому устройство, потребляющее электропитание, и питающее устройство согласовывают свои мощности и явно регулируют, какую мощность необходимо подать на устройство, а также каким образом переключатель питающего устройства направляет питание на отдельные устройства, потребляющие электропитание.
Введите команду show power inline, чтобы увидеть потребление электроэнергии по умолчанию, которое может подать коммутатор:
По умолчанию все порты коммутатора настроены для автоматического определения устройств с питанием через Ethernet и подачи на них питания. Введите команду show power inline, чтобы увидеть состояние конфигурации встроенного источника питания любого из портов:
Для настройки встроенного источника питания отдельного порта можно использовать команду power inline. Ниже приведены параметры конфигурации встроенного источника питания:
Auto — По умолчанию порт настроен на поддержку питания через Ethernet. Устройства, потребляющие электроэнергию, обслуживаются в порядке поступления запросов. Если в автоматическом режиме встроенные источники питания не подают достаточно электроэнергии для обслуживания всех устройств, потребляющих электроэнергию, то невозможно гарантировать, на какое из них будет подаваться питание.
Never — Управляющий модуль не посылает команду на модуль переключений для подачи питания на порт даже при подключении телефона, на который не подается электропитание.
В следующем примере показана конфигурация встроенного источника питания порта коммутатора. Как объяснялось ранее в этом разделе, по умолчанию в качестве настройки встроенного источника питания порта устанавливается auto. При изменении конфигурации по умолчанию, чтобы вернуть настройку auto, настройте порт следующим образом.
Настройте встроенный источник питания для коммутатора Catalyst, на котором установлено ПО Cisco IOS
Настройка механизма обеспечения качества обслуживания
Для упрощения распространения существующих функций обеспечения качества обслуживания можно использовать функцию auto-QoS. Функция Auto-QoS делает предположения о структуре сети. В результате коммутатор может присвоить приоритеты разным потокам данных и правильно использовать выходную очередь, а не использовать механизм обеспечения качества обслуживания по умолчанию. По умолчанию механизм обеспечения качества обслуживания отключен. После этого коммутатор предлагает наилучшее обслуживание каждого пакета вне зависимости от его содержания или размера и отправляет все пакеты из единой очереди.
Функция Auto-QoS настраивает классификацию обеспечения качества обслуживания и выходную очередь. До настройки функции auto-QoS убедитесь, что на коммутаторе не настроен иной механизм обеспечения качества обслуживания. При первой настройке auto-QoS на коммутаторе происходит подключение отключенного механизма обеспечения качества обслуживания, а также настройка очередей и пороговых значений в глобальной конфигурации. Наконец, выполняется настройка порта коммутатора таким образом, чтобы он доверял входящим параметрам обеспечения качества обслуживания, а также настройка параметров формирования трафика для этого порта. После этого при каждой следующей настройке любого порта с использованием функции auto-QoS выполняется только настройка параметров обеспечения качества обслуживания для портов коммутатора.
Выполните команду debug auto qos в режиме включения (режим enable) и настройте auto-qos для портов коммутатора, чтобы выяснить какая конфигурация обеспечения качества обслуживания была применена при настройке auto-QoS. Команда отладки auto qos выводит список команд коммутатора.
После выполнения команды auto qos можно изменить конфигурацию обеспечения качества обслуживания в соответствии со своими требованиями. Однако это делать не рекомендуется. Ниже можно увидеть список доступных параметров команды auto qos voice:
Настройка Auto-QoS для коммутаторов Catalyst, на которых установлено ПО IOS
Хотя синтакисис команды auto qos одинаков на всех коммутаторах Catalyst, настройки обеспечения качества обслуживания, применяемые на разных коммутаторах Catalyst при помощи функции auto-QoS, различаются для разных коммутаторов.
Настройка механизма обеспечения качества обслуживания в каскадном подключении уровня 2
Если речевой трафик будет проходить через коммутатор по магистральной сети, необходимо настроить параметры обеспечения качества обслуживания для магистральных портов. В этом случае необходимо использовать команду auto qos voip trust вместо команды auto qos voip cisco-phone.
Настройка Auto-QoS для магистральных линий коммутаторов Catalyst, на которых установлено ПО IOS
Настройка механизма обеспечения качества обслуживания в каскадном подключении уровня 3
Настройка Auto-QoS для порта уровня 3 коммутатора Catalyst, на котором установлено ПО IOS
Настройка коммутатора с использованием предварительно заданного макроса
Для коммутаторов Catalyst 3560, 3750 и 4500, использующих программное обеспечение Cisco IOS версии 12.2 и выше, доступно несколько предварительно заданных макросов для настройки портов коммутатора. Ниже приведены примеры макросов и их роль в настройке порта коммутатора для поддержки IP-телефонов.
cisco-switch — Этот макрос предназначен для каскадного соединения портов от коммутатора доступа до коммутатора уровня распределения. Если речевой трафик проходит через коммутатор по магистральным линиям, можно использовать макрос cisco-switch для настройки каскадного соединения портов. Этот макрос позволяет настроить порт с транком dot1q, двухточечным соединением по протоколу связующего дерево и auto qos voip trust. Этот макрос не следует использовать для групп etherchannel/port.
Используйте команду show для просмотра доступных макросов:
Используйте команду show для просмотра сценария макроса:
В этом примере показана конфигурация портов коммутатора в окружении IP-телефона:
Настройка коммутатора с использованием предварительно заданного макроса
Проверка
Чтобы убедиться, что конфигурация на коммутаторах с ПО Cisco IOS работает правильно, используйте команду show interface:
Устранение неполадок
Catalyst 3560G: на IP-телефон не подается питание после отсоединения устройства с питанием не через Ethernet
Обходным путем эту проблему можно решить при помощи команды shutdown/no shutdown для данного порта. После этого коммутатор начинает подавать питание на IP-телефон. Эта проблема была устранена в программном обеспечении Cisco IOS, выпуск 12.2(25)SED1.
IP-телефон для конференц-связи 7935 вместо IP-адреса для передачи голоса получает IP-адрес для передачи данных
Рассмотрим примеры как можно подключить типовой IP телефон и ПК к коммутатору доступа.
В качестве примера рассмотрим IP телефон с двумя портами Ethernet. На рисунке ниже схематично показана структура IP телефона
IP-телефон имеет трехпортовый коммутационный чип:
- Порт P1 подключается к коммутатору (аплинк) или к другому коммутационному для передачи данных в сеть предприятия.
- Порт P2 подключается к внутренней ASIC для передачи голосового трафика.
- Порт P3 подключается к ПК или другому клиентскому устройству.
Как показано на рисунке, IP-телефон имеет два выделенных интерфейса для подключения к коммутатору (аплинк - LAN) и для подключения к ПК соответственно (даунлинк - PC).
При необходимости одновременного подключения ПК и IP телефонара к сети существуют два метода:
1. ПК подключается к IP-телефону в даунлинк порт (PC), как показано на рисунке ниже. Телефон подключается к коммутатору через аплинк порт (LAN). Используется только один интерфейс на коммутаторе. То есть один интерфейс свитча используется для передачи и голосового траффика и данных от/к ПК.
2. ПК и IP-телефон подключаются к коммутатору отдельно, как показано на рисунке ниже. При этом голосовые потоки и потоки данных развертываются отдельно, что облегчает управление и обслуживание, однако такой метод требует уже двух портов на коммутаторе что увеличивает требования к емкости портов на коммутаторе доступа.
Как правило при развертывании телефонии останавливаются именно на 1м методе, т.к. это позволяет сэкономить на прокладывании UTP-кабелей от свитча до 2х устрйоств находящихся рядом на рабочем месте сотрудника: ПК и телефона, и вместо двух независимых кабелей использовать только один. Также экономится количсевто занятых портов в коммутаторе доступа.
Для использования 1го метода на свитче доступа происходит логическое разделение траффика от ПК и от телефона как правило на основе VLAN. От ПК данные приходят без установленного тега VLAN, а от ПК, как правило, приходят сразу с тегом, что и позволяет различить два потока данных на стороне свитча. Настройка свитча для такой схемы будет рассмотрена позже.
IP-телефония – это технология голосовой связи, с помощью которой сигнал в оцифрованном виде передается через интернет или локальную сеть. От традиционных аналоговых систем цифровая телефония отличает значительно более высоким качеством передачи данных и низкой стоимостью. Для организации IP-телефонии предусмотрены типовые схемы, которые применяются в зависимости от потребностей заказчика и наличия у него необходимой коммуникационной инфраструктуры.
Что необходимо для IP-телефонии
IP-телефония позволяет совершать голосовые и видеозвонки через интернет
Чтобы понять, как устроены схемы организации IP-телефонии, необходимо разобраться в оборудовании и принципах работы устройств. Все оборудование для IP-телефонии можно разделить на две большие группы: серверную и клиентскую.
Серверное оборудование – это, по сути, центральный узел всей системы. Сервер соединяет телефонные аппараты с Сетью, преобразует аналоговый сигнал в «цифру» и отправляет его абонентам в виде пакетов данных.
К серверному оборудованию относятся:
- VoIP-шлюз – многоканальное устройство с маршрутизатором и коммутатором. В шлюзе хранятся все пользовательские данные и настройки, а специальные программы в нем отвечают за управление связью. Шлюз может быть аппаратным, то есть подключенным к АТС, либо работающим с мобильной сотовой сетью.
- IP-АТС – аппаратное или программное устройство, к которому через компьютерную сеть подключаются VoIP-терминалы.
- Сетевой коммутатор – устройство для соединения узлов сети: шлюзов, компьютеров, IP-телефонов и прочего. Коммутатор содержит софтсвич – специальную программу, которой управляет сетевая ОС. Софтсвич можно гибко настроить под любую логику действий, а при необходимости – доработать или удалить ошибки. – облачное решение для IP-телефонии, оно не требует установки стационарного оборудования на стороне заказчика.
Клиентское оборудование – это набор устройств, которые подключаются к серверу. Именно они являются источниками аналогового сигнала. К этой группе оборудования относятся:
- IP-телефоны – аппараты со встроенным ethernet-портом для подключения телефона к интернету, средствами создания IP-адреса и поддержкой протоколов связи SIP и H.323. Могут также оснащаться экранами для видеосвязи.
- SIP-DECT-телефоны – беспроводные устройства с базой DECT, которая подключается к протоколам цифровой телефонии.
- Виртуальный телефон – программа для ПК или мобильное приложение, по сути, цифровой IP-терминал. Для работы с ним оператору необходимы наушники и микрофон. Как правило, виртуальная телефония используется в кол-центрах и службах клиентской поддержки. Возможности виртуального телефона легко масштабируются под задачи клиента. В программу можно добавить, например, передачу файлов, видеоконференцию и текстовый чат.
- USB-телефон – аппаратное устройство, подключается к виртуальному телефону через USB-порт ПК или ноутбука.
В крупных кол-центрах удобнее всего использовать виртуальные телефон и гарнитуру для связи
Принцип работы IP-телефонии достаточно прост. Один абонент соединяется с другим по IP-телефону, который подключен к VoIP-шлюзу. Сервер переводит аналоговый сигнал в цифровой, обрабатывает его, упаковывает в пакеты данных и отправляет в сеть с помощью IP-протоколов. На другом конце происходит обратный процесс: прием, распаковка, преобразование. При этом абоненты могут находится друг от друга на расстоянии в тысячи километров – высокоскоростные сети обеспечивают мгновенную передачу пакетов информации.
Схемы организации IP-телефонии
Типовая сеть IP-телефонии
Базовую схему подключения IP-телефонии – «телефон-шлюз-VoIP-канал» – можно дополнить в зависимости от потребностей заказчика. Например, через локальную сеть LAN легко организовать цифровую связь между подразделениями на предприятии.
К схеме IP-телефонии можно добавить рабочую станцию оператора международного переговорного пункта. В этом случае достаточно подключить клиента к тарифу – система самостоятельно будет насчитывать суммы по всем звонкам. При этом оператор способен в реальном времени вести и анализировать статистику звонков.
IP-телефония с оператором
Для компании, которая работает на местном и международном рынке, будет удобно организовать IP-телефонию с разделением трафика данных между российскими и зарубежными абонентами. Для распределения используется офисная миниАТС. В первом случае голосовые пакеты направляются в городские телефонные сети общего пользования, во втором – в IP-терминал через VoIP-сеть.
IP-телефония между удаленными офисами
Если компания располагает офисами в разных городах, удобнее всего в этом случае использовать схему единой телефонной сети, подключенной к выделенному VoIP-каналу. Для этого в каждом офисе оборудуется телефонная станция из клиентских устройств, шлюза и АТС. Все станции объединяются под единым номером и управлением. Таким образом можно быстро перевести звонок в нужный офис, насколько бы удален тот не был.
Компания New-Tel поможет создать на предприятии IP-телефонию любой сложности с учетом бизнес-задач. Мы предлагаем широкий ассортимент оборудования для цифровой связи, гибкую систему тарифов и техническую помощь на каждом этапе работы.
Читайте также: