S-38.310 Tietoverkkotekniikan diplomityöseminaari IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa Diplomityön tekijä: Valvoja: Professori Raimo Kantola Ohjaaja: DI Sari Lehtonen Suorituspaikka: Kapiteeli Oy Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 1 Seminaarityön sisällysluettelo: Työn tausta ja tarkoitus Käytetty metodiikka Keskeisten tekniikoiden kuvaus Tietoverkon muutokset ja turvallisuus Vaikutukset liiketoimintaan Äänenlaatumittaukset Käyttöönoton vaiheet Johtopäätökset Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 2
Työn tausta ja tarkoitus: IP-puhelinratkaisua tarjoavia yrityksiä tulee jatkuvasti lisää Yritykset haluavat saada puhelinjärjestelmänsä parempaan hallintaan ja seurantaan Tarkoituksena on tutkia IP -pohjaisen puheratkaisun käyttöönoton mielekkyyttä eri näkökulmista. Kyseeseen tulevat laadulliset, taloudelliset sekä yrityksen asiakaspalvelun näkökulmat. Lisäksi tarkastellaan millaisia muutoksia käyttöönotto aiheuttaa tietoverkkoon, sekä tietoverkon turvallisuutta puhelinliikenteen siirtomediana. Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 3 Käytetyt menetelmät: Kirjallisuustutkimus Haastattelut ja kyselyt Analyysit ja suunnittelut Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 4
VoIP perusteet: - VoIP (Voice over IP) on pakettimuotoisen puheen välittämistä tietoverkoissa käyttäen hyväksi Internet protokollaa. - Puhe pakataan 10-30 ms puhepaketteihin ja lähetetään tietoverkkoon -Vastaanottava laite/ohjelmisto purkaa paketin ja puhe kuullaan kuulokkeesta - VoIP-puhelimet voidaan kytkeä tietokoneen äänikorttiin, USB-väylään tai suoraan lähiverkkoon Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 5 MOS (Mean Opinion Score): - Subjektiivinen menetelmä äänenlaadun selvittämiseksi, jossa koehenkilöt arvioivat äänenlaatua asteikolla 1-5 - Tavallisesti kokeeseen osallistuu yli 20 henkilöä, mutta MOSarvo voidaan saada myös laskennallisesti (E-malli G.107) - E-mallin tuloksena saadaan muuttuja, jota kutsutaan R-arvoksi Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 6
Puheen koodaaminen: - Puheen koodaamisessa äänisignaali muunnetaan digitaaliseen muotoon. - Koodaamisella pyritään: pienentämään bittinopeutta, parantamaan äänenlaatua sekä virheensietokykyä - Yhä nopeammat ja nopeammat tietokoneet ovat mahdollistaneet uusien, vähemmän siirtokaistaa vaativien koodekkien kehittämisen. Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 7 Data- ja puhelinverkon yhdistäminen : Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 8
Tietoverkon analysointi: - Jokaisen tietoliikenneyhteyden keskimääräinen kuorma työaikana (klo 8-17) oli alle 10% yhteyden kapasiteetista. - Ruuhkatuntien (se tunti kuukaudesta, jona verkkoa kuormitetaan eniten) keskimääräinen kapasiteetin käyttöaste oli 22%, kuitenkin Tampereella (46%) ja Kuopiossa (48%) - Tampereella Kapiteelin asiakaspalvelukeskus - Hallinnollinen vaihde Kapiteelin hoidettavaksi Tampereen yhteyttä parannettava Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 9 Tietoverkon muutosvaihtoehdot: - VoIP-liikenteen priorisointi joko koko Kapiteelin verkossa tai osassa siitä - Nostetaan Tampereen tietoliikenneyhteyden nopeus 2Mbps 4Mbps. MPK kytketään 2Mbps yhteydellä Helsingin konttoriin. - Yhdistetään Tampere nykyisen yhteyden lisäksi suoraan MPK:hon 2Mbps yhteydellä. MPK liitetään tämän lisäksi myös Helsingin konttoriin 2Mbps yhteydellä. - Nostetaan Tampereen tietoliikenneyhteyden nopeutta 2Mbps 4Mbps. MPK yhdistetään Kapiteelin ATM-pilveen. Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 10
Turvallisuus - Tietovirran haistelu -työkaluja on helposti saatavilla - DoS-hyökkäykset, puhelinpalvelu on tämän takia vaarassa kaatua - VoIP-puhelujen yksityisyyttä voidaan helposti lisätä salauksella, mutta se vaatii hyvin paljon prosessoritehoa ja lisää viiveitä. Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 11 Suositukset turvallisuuden parantamiseksi: - Yrityksen lähiverkossa ei tulisi käyttää jaettuja komponentteja, kuten lähiverkon keskitintä - Mikäli VoIP-puheluita lähetetään yleisen Internetin läpi, nämä puhelut tulisi salata - Mikäli mahdollista, olisi syytä käyttää palomuureja, jotka ymmärtävät VoIP-protokollia. - Rajoitetaan käyttäjien oikeuksia asentaa ohjelmistoja toimistokoneisiin - Pidetään kirjaa laillisista koneista sisäverkon alueella Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 12
Vaikutukset liiketoimintaan - Puhelimen siirrettävyys Työpuhelin seuraa työpisteeltä toiselle - Asiakashallintajärjestelmän ja VoIP:n integraatio nopeampi ja tehokkaampi asiakaspalvelu - VoIP-palvelun logiikan avulla saadaan luotua parempi tavoitettavuusketju - Hallinnollinen vaihde itse hoidettavaksi - Puhelimen lisäominaisuudet helpottavat työskentelyä: tekstiviestien lähetys, puheposti, puhelinluettelo, puhelutiedot - VoIP-puhelinpalvelu muuttuu dynaamisesti yrityksen joko kasvaessa tai pienentyessä - Taitoihin pohjautuva puheluiden reititys Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 13 Taloudellinen analyysi - Laskelman lähtökohtana olivat Kapiteelin puhelinjärjestelmän todelliset kulut 11 kuukauden ajalta - Laskelmissa oletettiin, että puhelinliikenteen profiili pysyisi ennallaan myös puhelinjärjestelmän vaihtamisen jälkeen. Vaihteenhoitoon palkataan yksi täysipäiväinen työntekijä. Puhelinjärjestelmäkomponentti: Kustannussäästö: Puheluliikenne 9,6 % Järjestelmämaksut 2,1 % Hallinnollisen puhelinvaihteen hoito 28,1 % Puhelinvaihdelaitteistot ja -verkko 18,5 % - Kokonaisjärjestelmän kustannussäästöt ovat 13,3%, mutta mikäli hallinnollinen vaihteenhoito hoidettaisiin itse ilman uuden henkilön palkkaamista säästöt olisivat koko järjestelmän osalta 22,9%. Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 14
Puheenlaadun mittaukset - Mittaukset äänenlaadun selvittämiseksi suoritettiin kolmena päivänä siten, että ne tehtiin kunakin päivänä aamulla kello 9, keskipäivällä kello 12 ja iltapäivällä kello 15. - Mittaukset suoritettiin sekä normaalin toimistotyön rasittamassa tietoverkossa että kuormittamalla verkkoa myös siirtämällä suuria tiedostoja. -Viive 210-255 millisekuntia - Mittauksissa mitattiin yhteensä 182840 puhepakettia, joista hukkui 3 Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 15 Puheenlaadun mittaukset Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 16
Käyttöönoton vaiheet: 1. Tarvekartoitus 2. Järjestelmän ja palvelun valinta 3. Verkon VoIP-valmiuden tarkistus 4. Pilottivaiheen asennus ja testaus 5. Pilotointi 6. Vaiheittainen käyttöönotto Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 17 Johtopäätökset: * Saadut tulokset ovat ristiriidassa keskenään. * Kustannusten, palvelujen ja tietoverkon valmiuden osalta IPpuhelintekniikan käyttöönotto näyttää erittäin houkuttelevalta. * Mikäli katsotaan saatuja tuloksia puheluiden äänenlaadusta ja muista ongelmista kuten viiveestä näyttää käyttöönotto arveluttavalta. * Yrityksen tulee itse päättää ovatko kustannussäästöt ja uudet innovatiiviset palvelut äänenlaadun heikkenemisen arvoisia. Diplomityöseminaari, IP-pohjaisen puheratkaisun käyttöönotto vaihdeverkossa / Kapiteeli 18