Private SIP サーバを用いた VoIP環境構築の試み ２００３／３／１５　 明治大学情報科学センター　情報技術研究会 Private SIP サーバを用いた VoIP環境構築の試み 明治大学 情報システム管理課 服部裕之 ( hhat@isc.meiji.ac.jp )

『ＩＰネットワーク上に「組織内のＩＰ電話網」 を 分りにくいタイトルですね...　反省！ VoIP: Voice over Internet Protocol SIP: Session Initiation Protocol 「Private SIPサーバを用いたVoIP環境構築の試み」 ↓ 『ＩＰネットワーク上に「組織内のＩＰ電話網」　を 作ってみよう！』

ＶｏＩＰ端末 ３種類の接続形態 ＰＣ ＶｏＩＰルータ ＩＰ電話機 ＩＰネットワーク 音声データ （Windows Messenger） （http://www.isl.intec.co.jp/contents/proj/ifax/iphone/iphone.htm　より抜粋） ＰＣ （Windows Messenger） ＶｏＩＰルータ ＩＰネットワーク 音声データ 通常の電話/FAX ＩＰ電話機

ＶｏＩＰの仕組み 相手先のＩＰアドレス（または対応するＶｏＩＰ電話番号）を指定 呼び出し 通話 通常の電話機 ＩＰネットワーク ＶｏＩＰ電話 133.26.208.75 （VoIP番号：５０００） 通常の電話機 ＩＰネットワーク ＶｏＩＰ電話 ＶｏＩＰルータ (133.26.208.75)

ＶｏＩＰ端末が増えたら・・・ VoIP電話番号とＩＰアドレスの管理が大変! ＶｏＩＰ用交換機が必要 →　ＳＩＰ (Session Initiation Protocol)サーバ ＶｏＩＰ電話番号 ＩＰアドレス 050-1234-2051 133.26.208.97 050-1234-2052 133.26.208.71 050-1234-2053 133.26.208.88

１．ＶｏＩＰ端末の登録 SIPサーバ ＶｏＩＰ端末 VoIP番号：2504 ＩＰ：133.26.226.16 VoIP番号：2501 ＩＰアドレス:ポート番号 SIPサーバ ２５０２ 133.26.208.71:5060 ２５０１ 133.26.208.97:10081 ＶｏＩＰ端末 ２５０３ 133.26.208.88:20081 ２５０４ 133.26.226.16:5060 2.OK １．REGISTER From: sip:2502@misc-news.mind.meiji.ac.jp Contact: sip:133.26.208.71:5060 VoIP番号：2504 ＩＰ：133.26.226.16 VoIP番号：2501 ＩＰ：133.26.208.97 VoIP番号：2502 ＩＰ：133.26.208.71 VoIP番号：2503 ＩＰ：133.26.208.88

２．ＶｏＩＰ端末の呼び出し SIPサーバ ＶｏＩＰ端末 VoIP番号：2504 ＩＰ：133.26.226.16 VoIP番号：2501 ＩＰアドレス:ポート番号 SIPサーバ ２５０２ 133.26.208.71:5060 ２５０１ 133.26.208.97:10081 ＶｏＩＰ端末 2．INVITE sip:2502@misc-news.mind.meiji.ac.jp From: sip:2501@misc-news.mind.meiji.ac.jp To: sip:2502@misc-news.mind.meiji.ac.jp CALL-ID: DmxhDB837@133.26.208.97 １．INVITE sip:2502@misc-news.mind.meiji.ac.jp From: sip:2501@misc-news.mind.meiji.ac.jp To: sip:2502@misc-news.mind.meiji.ac.jp CALL-ID: DmxhDB837@133.26.208.97 4. OK Contact: sip:2502@133.26.208.71:5060 3. OK Contact: sip:2502@133.26.208.71:5060 VoIP番号：2504 ＩＰ：133.26.226.16 VoIP番号：2501 ＩＰ：133.26.208.97 VoIP番号：2502 ＩＰ：133.26.208.71 VoIP番号：2503 ＩＰ：133.26.208.88

３．通話 SIPサーバ ＶｏＩＰ端末 音声データ (RTP - Real-Time Transport Protocol) VoIP番号：2504 ＩＰ：133.26.226.16 VoIP番号：2501 ＩＰ：133.26.208.97 VoIP番号：2502 ＩＰ：133.26.208.71 VoIP番号：2503 ＩＰ：133.26.208.88

ＳＩＰサーバの役割 呼出制御のみ 音声データの転送には関知しない ＱｏＳ（ネットワーク帯域制御）の定義には関知しない ＶｏＩＰ端末の認証 ＶｏＩＰ端末の所在地（ＩＰアドレス）管理 ＶｏＩＰ端末の状態管理（On/Off） （本来は、ノード間の呼制御への広い応用が可能） 音声データの転送には関知しない ＱｏＳ（ネットワーク帯域制御）の定義には関知しない ＶｏＩＰ網と公衆電話回線網(PSTN)とのゲートウェイはしない

ＳＩＰサーバ関連ソフト 商用、オープンソースなどいろいろ存在 オープンソース ＳＩＰサーバ SER - SIP Express Router http://www.iptel.org/ser/ IWU SipProxy http://www.mysip.ch/ ＩＰ～ＰＳＴＮゲートウェイ、VoiceMail、電話会議 asterisk http://www.asteriskpbx.com/

音声データ ＲＴＰ (Realtime Transport Protocol) 音声の符号化 UDPを用いた音声・映像に適したプロトコル 圧縮の有無、種類により多数あり 代表例 （ＩＴＵ標準） Ｇ．７１１　　　（無圧縮、64Kbps） Ｇ．７２３．１　（圧縮あり、6.3Kbps） →　プロバイダの「ＩＰ電話」サービスでは、G.711を採用 Ｇ．７１１ Ｇ．７２３．１　etc. ＲＴＰ／ＲＴＣＰ ＵＤＰ ＩＰ データリンク層 物理層

VoIP端末（ＳＩＰクライアント） ＩＰ電話 ＶｏＩＰアダプタ ＰＣ＋ソフトウェア ２万円台の製品が登場 ヤマハ RT56v など Windows Messenger もうダメかも... Linux linphone http://www.linphone.org/

実験概要 ＳＩＰサーバを学内ネットワーク上に作る ＶｏＩＰ端末を学内ネットワークに接続 ↓ ＶｏＩＰ端末による内線通話網を実現 ＰＣ→電話機（ＶｏＩＰアダプタ） 電話機（ＶｏＩＰアダプタ）→ＰＣ 電話機（ＶｏＩＰアダプタ）→電話機（ＶｏＩＰアダプタ） ＰＣ→ファックス（ＶｏＩＰアダプタ）

実験環境 SIPサーバ ＶｏＩＰ端末（ＳＩＰクライアント） VoIP番号：2502 VoIP番号：2503 ＩＰ：133.26.226.? 133.26.226.x (教室内,LAN・10～100Mbps) 133.26.136.x (生田) SIPサーバ 100Mbps～1Gbps 133.26.208.x (事務室内) misc-news.mind.meiji.ac.jp ＩＰ：133.26.136.153 VoIP番号：2502 ＩＰ：133.26.226.? (DHCPによる自動割当） VoIP番号：2503 ＩＰ：133.26.226.? (DHCPによる自動割当） SunFire 280 (Solaris8) + SER(Ver.0.8.10)　 富士通Loox S8＋ Messenger(Ver.4.7) ヤマハRT-56v （VoIPルータ） ＋電話機　 VoIP番号：2501 ＩＰ：133.26.208.97 ＶｏＩＰ端末（ＳＩＰクライアント） ヤマハRT-56v （VoIPルータ） ＋ファックス　

実験結果 ネットワーク負荷 音声品質 G.711 ヤマハRT56vのCODECは... 遅延が気になる （ＶｏＩＰ端末の性能に依存？） 8KHz,8bit量子化 ヤマハRT56vのCODECは... パケット送出間隔、サイズ 20msec, 160バイト 実質帯域 80Kbps (IPパケット) 95,2Kbps (Ethernetフレーム) 音声品質 遅延が気になる　（ＶｏＩＰ端末の性能に依存？） PC(Messenger)との通話時。感覚的には500msec程度の遅延 ＶｏＩＰルータ間での通話ではまったく気にならない。 とぎれ、ゆらぎ、雑音、エコーは無し （RT56vの場合） 地区間の学内内線電話(9.6Kbps, 無音圧縮有）よりは高音質（と感じる）

ＶｏＩＰの優れている点 移動が容易 コストは... 機器の移動 ＶｏＩＰ番号の継続利用 高価なＰＢＸが不要 運用コストは「？」 ＰＢＸを完全に無くせるかどうかがポイント ＩＰセントレックス NTT-com: １０００回線で￥1,277,000（月額）

ＶｏＩＰ化に際しての (学内)ネットワークの課題 ネットワーク設計の見直し 信頼性 QoS ファイアウォールポリシー （事務ネット、教研ネット） 電源 （番外） 既存の公衆電話回線網との連携 緊急電話 着信 インターネット ファイアウォール MIND × ○ 教育研究系ネット 事務系ネット

これからのお楽しみ FireWall Control Protocol 公衆電話回線網とＶｏＩＰ網との相互接続 SIPサーバとファイアウォールの連携 動的アクセスリスト制御 公衆電話回線網とＶｏＩＰ網との相互接続 OpenSource＋低コストなハードウェアで可能か？

おまけの実験 SIPサーバ ＶｏＩＰ端末（ＳＩＰクライアント） インターネット OCN(神奈川） ＭＩＮＤ Ether(100M) １．大学のＳＩＰサーバに接続 SIPサーバ インターネット OCN(神奈川） ２．音声通話 Ether(100M) ＡＤＳＬ(12M,Acca) ＭＩＮＤ 富士通 Flashwave2040 （VoIP機能付ADSLルータ） 富士通Loox S8＋ Messenger(Ver.4.7) ヤマハRT-56v （VoIPルータ） ＋電話機　 ＶｏＩＰ端末（ＳＩＰクライアント）

（付録） 音声評価基準 評価基準（ＩＴＵ－Ｔ） Ｒ値 ＭＯＳ値 検査ツール 客観評価 主観評価 Atliza VoIP analizer (http://www.artiza.co.jp/) （http://www.soumu.go.jp/s-news/2001/011226_3_e.html　より抜粋）