Процедура соединения по протоколу н 323

Обновлено: 12.06.2024

Рекомендации ITU-T, входящие в стандарт H.323, обеспечивают проведение мультимедийных конференций в пакетных сетях, главным образом ЛВС Ethernet. Они определяют порядок функционирования абонентских терминалов в сетях с разделяемым ресурсом, не гарантирующих качества обслуживания (QoS).

Стандарт H.323 не связан с протоколом IP, однако, большинство реализаций основано на этом протоколе. Набор рекомендаций определяет сетевые компоненты, протоколы и процедуры, позволяющие организовать мультимедиа-связь в пакетных сетях.

H.323 следует рассматривать как объединение различных, уже известных спецификаций. Это пять стандартов на аудио, 2 - на видеокодеки, один - на мультиплексирование данных, 3 стандарта сигнализации, а также версия протокола передачи в режиме реального времени (RTP) речевых и видеопакетов.

Рис.19. Распределение функций по протоколам в сетях IP.

При том, что он сам включает множество стандартов, H.323 входит в еще более крупную серию коммуникационных стандартов на видеоконференции для сетей разных типов. Известная как H.32x, эта серия включает стандарт H.320 для видеоконференций по сетям ISDN, и аналогичные стандарты H.321 для B-ISDN и ATM, и H.324 для телефонных сетей общего пользования. Таким образом, достигается взаимодействие сетей мультимедиа различных типов.

Компоненты

Стандарт H.323 определяет четыре основных компонента, которые вместе с сетевой структурой позволяют проводить двусторонние (точка-точка) и многосторонние (точка - много точек) мультимедиа-конференции.

Рис.20. Схема проведения мультимедиа-конференций.

Терминал может представлять собой ПК или автономное устройство, способное выполнять мультимедиа-приложение. Он обязан обеспечивать звуковую связь и может дополнительно поддерживать передачу видео или данных. Вследствие того, что основной функцией терминала является передача звука, он играет ключевую роль в предоставлении сервиса IP- телефонии.

H.245 - для согласования параметров соединения
Q.931 - для установления и контроля соединения
RAS - для взаимодействия с привратником
RTP/RTCP - для оптимизации доставки потокового аудио (видео)
семейство протоколов H.450 - для поддержки обязательных в H.323 дополнительных видов обслуживания (ДВО) аудиокодек G.711. Дополнительными компонентами могут быть другие аудиокодеки и видеокодеки H.261 и H.263. поддержка T.120 для совместной работы над документами необязательна.

Примерами терминала H.323 могут служить компьютер с H.323 совместимым программным обеспечением (к примеру, NetMeeting) и IP телефон.

Шлюз (gateway) не входит в число обязательных компонентов сети H.323. Он необходим только в случае, когда требуется установить соединение с терминалом другого стандарта. Эта связь обеспечивается трансляцией протоколов установки и разрыва соединений, а также форматов передачи данных. Шлюзы H.323 сетей широко применяются в IP телефонии для сопряжения IP сетей и цифровых или аналоговых коммутируемых телефон-ных сетей.

маршрутизаторы Cisco
маршрутизаторы Motorola серии Vanguard
коммутаторы Cisco
Avaya Argent Branch

Привратник (gatekeeper) выступает в качестве центра обработки вызовов внутри своей зоны и выполняет важнейшие функции управления вызовами. (Зона определяется как совокупность всех терминалов, шлюзов и MCU под юрисдикцией данного привратника.) Привратник - необязательный компонент сети H.323, однако, если он присутствует в сети, то терминалы и шлюзы должны использовать его услуги. Определены основные и дополнительные функции контроллера зоны:

IOS маршрутизаторов Cisco
Cisco Call Manager
Avaya Argent Branch.

Сервер многосторонней конференции (MCU) обеспечивает связь трёх или более H.323 терминалов. Все терминалы, участвующие в конференции, устанавливают соединение с MCU. Сервер управляет ресурсами конференции, согласовывает возможности терминалов по обработке звука и видео, определяет аудио и видеопотоки, которые необходимо направлять по многим адресам.

Avaya Argent Branch
Cisco Call Manager

Значение H.323

В последнее время ведется много разговоров вокруг технологии передачи мультимедийной информации по IP сетям. Многие фирмы выпустили большое количество оборудования, обеспечивающего передачу голоса и видео через IP сети. Однако большинство из этих разработок использовали не стандартизованные решения и были не совместимы между собой. После появления стандарта H.323, описывающего механизмы взаимодействия устройств обеспечивающих передачу голоса по IP сетям, появилась возможность объединять устройства от разных производителей.

Сферы применения:

ЛВС телефония

Технология VoIP находит своё применение в области ЛВС-телефонии. С помощью H.323 локальная сеть может предоставлять услуги передачи речи. Включенные в ЛВС IP-телефоны или пользовательские ПК с H.323-совместимым программным обеспечением могут устанавливать соединение друг с другом либо по телефонному номеру, либо по IP-адресу.

позволяют использовать существующее аналоговое абонентское оконечное оборудование - телефонные аппараты и G3-факсы;
поддерживают всевозможные интерфейсы с телефонными сетями (E&M, BRI, PRI, FXO и.т.д.)
поддерживают интерфейсы с WAN-сетями

Для установления соединения с устройствами, не являющимися H.323 совместимыми (к примеру, аналоговыми телефонными аппаратами), шлюз принимает вызовы из телефонной сети или от телефонных аппаратов, подключенных к голосовым модулям, преобразует речевые сигналы в пакеты данных и отправляет их по известному ему IP адресу к месту назначения. В случае поступления вызова из локальной сети, шлюз H.323 выполняет обратное преобразование пакетов в аналоговые сигналы, в зависимости от набранных цифр выбирает маршрут и устанавливает соединение либо с абонентом ТфОП, либо с местным телефоном, подключенном к голосовой карте шлюза.

Введение с систему телефонного сервера (например, Cisco Call Manager) позволит создать полноценную расширяемую (вплоть до 2000 номеров) УАТС с широким набором дополнительных видов обслуживания, эффективной маршрутизацией и обработкой вызовов. Однако, если целью ставится телефонизация небольшого офиса, то достаточным будет использование шлюза, построенного на базе маршрутизатора или коммутатора.

Очевидно, что на практике возможны различные комбинации компонентов (маршрутизаторов, серверов, программного обеспечения и т.п.) в зависимости от конфигурации сети и производителя.
В настоящее время на рынке предлагаются интегрированные коммуникационные системы (ИКС), объединяющие в одном модульном или стековом техническом решении функциональность нескольких устройств: концентратора ЛВС, маршрутизатора и АТС. Такие системы выглядят как обычные коммутаторы ЛВС и позволяют наиболее простым способом развернуть ЛВС телефонию. Интегрировав множество традиционных технологий, разработчики ИКС предлагают предприятиям малого бизнеса экономически очень привлекательные решения (например, Avaya Argent Branch).

ЛВС-телефония предназначена, главным образом, для создания центров об-работки вызовов, где тесная интеграция ПК и телефона просто необходима.

не имеющим крупных вложений в традиционную телефонию и решивших создавать ЛВС;
расширяющих функциональность существующей УАТС и/или ЛВС
только начинающим создавать собственную информационную инфра-структуру.

Интегрированный доступ на базе IP

Использование H.323 протокола не ограничивается ЛВС. Реализация этого стандарта на IP позволяет предоставить клиенту по одному физическому каналу услуги телефонии и Интернет.

Рис.22. Предоставление по одному физическому каналу услуги телефонии и Интернет.

У заказчика устанавливается маршрутизатор с голосовыми модулями (вариант а), к которым подключаются телефонные аппараты (или офисная АТС). Голосовые модули выполняют функции шлюза между IP - сетью и аналоговыми телефонными аппаратами, преобразуя голос в IP пакеты. Наряду с подключением телефонных аппаратов к голосовым портам маршрутизатора возможно использование IP-телефонов (вариант б). В таком случае оцифровка речи и упаковка её в пакеты происходит непосредственно в IP-телефоне.

Количество телефонов и скорость доступа в Интернет для пользователей в ЛВС зависят от пропускной способности линии связи. При использовании G.729 кодека необходимая пропускная способность для каждого голосового соединения составит 12 кбит/с. При отсутствии телефонных разговоров вся ёмкость канала используется для доступа в Интернет. Подключение осуществляется по выделенному каналу или по каналу Frame Relay к территориально-распределённой сети поставщика услуг Интернет и IP телефонии.

поставщика услуг Интернет и IP-телефонии
узла предоставления интегрированной услуги корпоративной сети (в случае подключения к корпоративной IP сети)

Достоинство такого способа подключения в том, что имея одну линию связи клиент может получить выделенный доступ в Интернет и даже прямые городские телефонные номера.

Предоставление интегрированных услуг IP-телефонии и Интернет

Предложенная схема иллюстрирует возможность предоставления абонентам интегрированных услуг телефонии и передачи данных, используя всего одну линию связи к абоненту.

Рис.23. Cхема иллюстрирующая возможность предоставления интегрированных услуг.

На узле устанавливается маршрутизатор для IP-трафика и голосовой шлюз, соединяющийся с центральной АТС.

Центральная АТС в свою очередь имеет выход в ТфОП.

У клиента устанавливается маршрутизатор, выполняющий также функции шлюза - преобразования голоса в IP пакеты. К маршрутизатору через интерфейсные модули подключены телефонные аппараты или офисная АТС, а через Ethernet порт - ЛВС.

Клиентский шлюз, удовлетворяющий рекомендациям H.323, принимает вызовы от АТС или от оконечного абонентского оборудования, преобразует речевые сигналы в пакеты данных и отправляет их по глобальному IP соединению к месту назначения, устанавливая сессию RTP между шлюзами. Там, в свою очередь, центральный шлюз H.323 выполняет обратное преобразование пакетов в аналоговые сигналы, которые поступают в телефонную сеть центральной АТС, а затем - к абонентам. Очевидно, что процедура вызова клиента аналогична вышеизложенной.

С другой стороны, описываемая схема также позволяет принимать вызовы из ТфОП и перенаправлять их в сеть передачи данных осуществляя услугу Интернет-телефонии.

При использовании G.729 кодека необходимая пропускная способность для каждого голосового соединения составит 12 кбит/с. При отсутствии телефонных разговоров вся ёмкость канала используется для доступа в Интернет.

операторами услуг Интернет и телефонии;
корпорациями, как для предоставления услуг, так и для объединения филиалов в единую сеть передачи данных и голоса

Объединение корпоративных УАТС через сеть передачи данных

Раньше при организации корпоративной телефонной сети, необходимо было создавать инфраструктуру корпоративных межстанционных соединительных линий или арендовать их у операторов связи. Нередко параллельно с телефонной сетью создавалась сеть передачи данных. Таким образом, предприятие имело две различных сети для передачи данных и собственно телефонии.

VoIP позволяет объединить передачу голоса и данных в сетях передачи данных (СПД) как корпоративных, так и публичных. Ключевым компонентом в этом объединении играют шлюзы.

Рис.24. Схема, показывающая возможность объединения передачи голоса и данных в сетях передачи данных.

Обеспечивая связь удалённых УАТС через сеть IP, шлюзы сохраняют прозрачность телефонных функций, поскольку передают также и телефонную сигнализацию (например, Q.SIG), в том числе и фирменную (например, ABC у Alcatel или DCS у Avaya). То есть, при использованию шлюзов по IP передаётся и речь, и сигнализация. Таким образом, относительно сервиса ситуация почти не отличается от классической, когда УАТС связывались выделенными каналами.

Производители УАТС выпускают IP-шлюзы в виде плат/модулей, устанав-ливаемых в стативы УАТС. Также доступны шлюзы третьих производителей, например, на базе маршрутизаторов Cisco или Motorola. Помимо обычной импульсно-кодовой модуляции G.711 (64Кбит/с) шлюз способен осуществить G.723 (5,3/6,3 Кбит/с) и G.729 (8 Кбит/с) кодирование, обеспечивая существенное сжатие сигнала и экономию полосы пропускания.

Стек протоколов H.323 является одним из самых распространенных на сегодня. Это старейший и наиболее стабильный из всех используемых сейчас протоколов, поэтому он требует особого внимания.

Протокол инициации сессий (SIP) — это относительно новый протокол, получающий широкое распространение. Он является значительно более молодым относительно H.323 и поэтому пока не получил такого же масштабного распространения.

Протокол MGCP — это управляющий VoIP-протокол, который наиболее часто используется для управления шлюзами в VoIP-сети. Относительно новый протокол MGCP получил широкое распространение как часть архитектуры Cisco AVVID. AVVID обычно использует именно MGCP в связке с CCM для управления шлюзами.

Как уже говорилось, H.323 является набором протоколов. Взаимодействие протоколов H.323 показано на Рис. 5.

Все устройства, используемые H.323, можно поделить на четыре категории: терминалы, шлюзы, гейткиперы (Gatekeeper — привратник) и точки многопунктового контроля (Multipoint Control Unit — MTU).

Терминалы, также называемые конечными точками (endpoints), предоставляют пользовательский интерфейс к протоколу H.323 и обеспечивают двустороннюю мультимедийную связь реального времени. Шлюзы выполняют роль "переводчиков" для обеспечения взаимодействия между H.323 и не-H.323 сущностями. Шлюзы, так же как и терминалы, рассматриваются как конечные точки. Гейткиперы выполняют функции контроля вызовов, такие как трансляция адресов и управление занимаемой полосой пропускания. Гейткиперы можно считать наиболее важным компонентом в стеке H.323. MCU обеспечивают возможность конференций.

Стек протоколов H.323

IP, TCP, UDP

Протоколы IP, TCP и UDP несомненно являются протоколами стека TCP/IP, но они здесь рассматриваются потому, что предоставляют транспортный сервис для стека протоколов H.323.

Каждый терминал, шлюз, гейткипер и MCU должен иметь свой уникальный IP-адрес. Это также относится и к ПК с приложениями, которые используют H.323. IP предоставляет каждой точке H.323-адрес и обеспечивает механизм маршрутизации H.323-пакетов в сети. TCP используется для установления начального соединения между терминалами H.323 и шлюзами/гейткиперами. Протокол UDP используется для передачи непосредственно голоса через сеть.

H.225 обеспечивает установление и контроль вызовов со всей необходимой сигнализацией для осуществления соединения между двумя конечными точками.

После установления вызова все процессы передачи информации проходят по логическим каналам.

RAS — это протокол, использующийся между конечными точками (терминалами и шлюзами) и гейткиперами. Он применяется для осуществления регистрации, контроля доступа, статуса и изменений доступной полосы пропускания, а также для отключения конечных точек от гейткипера. RAS использует порт UDP 1719.

RTP предоставляет сквозной сетевой транспорт для приложений, передающих данные реального времени. Он использует для передачи данных протокол UDP. Передача данных сопровождается управляющим протоколом (RTCP) для мониторинга доставки данных.

Кодеки

Кодеки используются не только протоколом H.323, а всеми протоколами VoIP для определения алгоритмов компрессии и декомпрессии, применяемых для передачи аудио/видео по сети. H.323 поддерживает большинство стандартов кодирования аудио и видео, включая G.7XX для аудио и H.26X для видео.

Рис. 6 иллюстрирует взаимодействие протоколов стека H.323.

Этапы соединения

Обнаружение и регистрация.
Установление вызова.
Сигнальный поток.
Медийный поток и поток управления.
Завершение вызова.

Обнаружение и регистрация устройств

Внутризоновые вызовы

Межзоновые вызовы

Процесс установления вызова содержит следующие этапы (Рис. 9):

Шлюз X запрашивает соединение со шлюзом Y у своего локального гейткипера.
Запрос местоположения (LRQ — Location request). Гейткипер шлюза X не знает IP-адрес шлюза Y и запрашивает адрес у гейткипера шлюза Y.
Местоположение подтверждено (LCF — Location confirm). Гейткипер шлюза Y отвечает IP-адресом шлюза Y.
Гейткипер шлюза X подтверждает его запрос и предоставляет ему IP-адрес шлюза Y.
Установление соединения между шлюзами.

Установление соединения

Установление соединения основано на протоколе ITU-Q.931 (H.225 является подмножеством Q.931), который определяет метод установления, обработки и завершения сетевого соединения по цифровой сети ISDN. Процесс состоит из шести фаз (Рис. 10):

Установление логических каналов

После того как соединение установлено, взаимодействие происходит по логическим каналам. H.245 используется для определения процесса управления этими каналами. На один вызов может приходиться несколько каналов для различных типов трафика (видео, аудио, данные). H.245 LCSE (Local Channel Signaling Entity) открывает логический канал для каждого потока. Каналы могут быть как однонаправленными, так и двунаправленными.

Медийный поток и поток управления

Медийный поток управляется RTCP. RTCP использует выделенный логический канал для каждого RTP-потока. Конечные точки могут попытаться изменить выделенную полосу пропускания, которую они изначально запросили. Для увеличения выделенной полосы пропускания конечные точки должны запросить на это разрешение у гейткипера.

Завершение вызова останавливает медиапоток и закрывает логические каналы. Оно может быть запрошено как конечными точками, так и гейткипером. Завершение вызова также завершает H.245-сессию, освобождает H.225/Q.931 соединение и предоставляет гейткиперу подтверждение о разъединении по RAS.

Сигнализация между конечными точками без посредника в H.323

Шлюз инициирует H.225.0-сессию со шлюзом назначения.
Процедура установления вызова, базирующаяся на Q.931, создает сигнальный канал между конечными точками.
Конечные точки открывают канал для функций управления H.245. Происходит обмен возможностями и дескрипторами логических каналов.
Открывается RTP-сессия.

Протокол MGCP представляет собой пример модели с централизованным управлением вызовами. Он определяет управление телефонными шлюзами с центрального управляющего компонента, называемого телефонным агентом (Call Agent). Шлюзы взаимодействуют с агентами, которые осуществляют сигнализацию и обработку вызовов.

Компоненты MGCP

В MGCP-окружении используются следующие компоненты:

конечные точки;
шлюзы;
телефонный агент (назовем для краткости агентом).

Конечные точки — это точки соединения пакетной сети и традиционной телефонной сети. Они могут быть физическими и логическими. Шлюзы — это узлы объединения конечных точек.

Телефонный агент MGC (Media Gateway Controller) представляет собой центральный управляющий элемент в MGCP-окружении. MGC осуществляет управление деятельностью шлюзов в предположении, что шлюзы фиксируют события и докладывают о них. Агент, основываясь на событиях, инструктирует шлюзы о действиях, которые необходимо предпринимать. Он также инициирует все VoIP-этапы соединения.

Понятия MGCP

Базовые понятия MGCP:

вызовы и соединения. Позволяют устанавливать сквозные соединения двух и более конечных точек.
События и сигналы. Позволяют телефонным агентам инструктировать шлюзы.
Цифровые карты и пакеты. Позволяют шлюзам определять пункт назначения вызовов.

Взаимодействие агентов и шлюзов

Процесс взаимодействия телефонного агента со шлюзами для обеспечения телефонного вызова можно описать следующей последовательностью действий (Рис. 11):

Принятие Международным союзом по электросвязи (МСЭ) стандарта H.323 открыло двери для беспрепятственной интеграции систем мультимедийной конференц-связи с существующими пакетными сетями, в том числе локальными, интрасетями и Internet.

До его появления компании, которые хотели иметь базирующуюся на стандартах конференц-связь, использовали оборудование, совместимое с рекомендацией МСЭ Н.320. Хотя этот стандарт во многом способствовал распространению телеконференций, поскольку обеспечивал стыкуемость продуктов различных производителей, он налагал и некоторые ограничения. Большинство Н.320-совместимых систем работает только на линиях базового доступа ISDN (BRI), поэтому компаниям приходилось дополнять существующую у них сетевую инфраструктуру каналами ISDN.

Рекомендации МСЭ, входящие в стандарт Н.323, обеспечивают проведение мультимедийных конференций в пакетных сетях, в том числе в ЛВС Ethernet. Они определяют порядок функционирования абонентских терминалов в сетях с разделяемым ресурсом, не гарантирующих качества обслуживания (QoS). Стандарт Н.323 не связан с протоколом IР, однако, по-видимому, большинство реализаций Н.323 будет основано на этом протоколе, поскольку он широко применяется в корпоративных сетях. Многие известные производители, в том числе корпорации Intel (в семействе продуктов ProShare) и Microsoft (в продукте NetMeeting), обеспечивают поддержку Н.323.

Что такое H.323?

Набор рекомендаций МСЭ H.323 определяет сетевые компоненты, протоколы и процедуры, позволяющие организовать мультимедиа-связь в пакетных сетях. Под последними понимаются сети, в основу функционирования которых заложен принцип коммутации пакетов.

Пакет — это небольшой фрагмент данных, снабженный заголовком, который содержит адрес и другие служебные данные. Пакеты от различных пользователей передаются через один канал связи в режиме статистического разделения времени, что обеспечивает очень высокий коэффициент использования пропускной способности канала связи. Классическим примером пакетных сетей являются IP-сети (включая Internet). H.323-совместимые устройства могут применяться для телефонной связи (IP-телефония), передачи звука и видео (видеотелефония), а также звука, видео и данных (мультимедийные конференции).

Версии H.323

Стандарт H.323 утвержден 16-й исследовательской группой МСЭ. Его первая версия, принятая в октябре 1996 г., определила требования к аудиовизуальным системам и оборудованию ЛВС.

В связи с появлением множества аппаратно-программных средств организации телефонной связи по протоколу IP потребовалось внести изменения в спецификации H. 323, так как эти средства зачастую оказывались несовместимыми друг с другом. В частности, понадобилось обеспечить взаимодействие телефонных устройств на базе ПК и обычных телефонов для сетей, функционирующих по принципу коммутации каналов. Вторая версия H.323, учитывающая новые требования, была принята в январе 1998 г.

Стандарты семейства H.32x

Стандарт H.323 входит в семейство рекомендаций H.32x, описывающих порядок организации мультимедиа-связи в сетях различных типов:

H.320 — узкополосные цифровые коммутируемые сети, включая ISDN;
H.321 — широкополосные сети ISDN и АТМ;
H.322 — пакетные сети с гарантированной полосой пропускания;
H.324 — телефонные сети общего пользования (ТфОП).

Одна из основных целей разработки стандарта H.323 — обеспечение взаимодействия с другими типами сетей мультимедиа-связи. Данная задача реализуется с помощью шлюзов, осуществляющих трансляцию сигнализации и форматов данных.

Основные компоненты H.323

Стандарт H.323 определяет четыре основных компонента, которые вместе с сетевой структурой позволяют проводить двусторонние (точка—точка) и многосторонние (точка—много точек) мультимедиа-конференции.

Терминал H.323 может представлять собой ПК или автономное устройство, способное выполнять мультимедиа-приложение. Он обязан обеспечивать звуковую связь и может дополнительно поддерживать передачу видео или данных. Вследствие того, что основной функцией терминала H.323 является передача звука, он играет ключевую роль в предоставлении сервиса IP-телефонии.

H.323-терминал должен поддерживать протоколы H.245, Q.931, RAS, RTP/RTCP и семейство протоколов Н.450, а также включать в себя аудиокодек G.711. Его дополнительными компонентами могут быть другие аудиокодеки (см. ниже) и видеокодеки H.261 и/или H.263. Необязательной является поддержка протокола совместной работы над документами T.120.

Шлюз (gateway) не входит в число обязательных компонентов сети H.323. Он необходим только в том случае, когда требуется установить соединение с терминалом другого стандарта. Эта связь обеспечивается трансляцией протоколов установки и разрыва соединений, а также форматов передачи данных. Шлюзы H.323 широко применяются в IP-телефонии для сопряжения IP-сетей и цифровых или аналоговых коммутируемых телефонных сетей (ISDN или ТфОП).

Контроллер зоны (gatekeeper) — важнейший компонент H.323-сети и центральная точка для всех обращений внутри одной зоны. H.323-зона — это совокупность терминалов, шлюзов и серверов MCU, управляемых одним контроллером. В зоне присутствует по крайней мере один терминал, а кроме того, она может включать сегменты ЛВС, объединенные маршрутизаторами (рис. 1).

Контроллер зоны — необязательный компонент сети H.323, однако если он присутствует в сети, то терминалы и шлюзы должны использовать его услуги. Отметим, что он может быть выполнен как часть шлюза или сервера MCU.

Стандарт H.323 определяет основные (обязательные) и дополнительные функции контроллера зоны (см. таблицу). К первой группе относятся трансляция адресов, контроль за установлением соединений между терминалами, а также последних с шлюзами и серверами MCU, управление полосой пропускания и др. Во вторую группу входит, в частности, такая важная функция, как маршрутизация вызовов. Она позволяет повысить эффективность работы сети, поскольку контроллер способен выбирать маршрут соединения на основе, например, данных о загрузке шлюзов своей зоны. Эта функция может служить и для переадресации вызова при отсутствии возможности установить соединение с вызываемым абонентом.

Функции контроллера зоны

Сервер многосторонней конференции (MCU) обеспечивает связь трёх или более H.323-терминалов. Все терминалы, участвующие в конференции, устанавливают соединение с MCU. Сервер управляет ресурсами конференции, согласовывает возможности терминалов по обработке звука и видео, определяет аудио- и видеопотоки, которые необходимо направлять по многим адресам.

Другие компоненты и протоколы

Видеоконференции стандарта H. 323 не зависят от типа сети пакетной коммутации и транспортных протоколов, используемых для их проведения. Однако стандарт определяет компоненты и протоколы, без которых мультимедийная конференция с применением программно-аппаратных средств от разных производителей становится невозможной (рис. 2). Такими обязательными элементами являются аудио- и видеокодеки, протоколы RAS, Q.931, H.245, RTP, RTCP, семейство рекомендаций Н.450.

Аудиокодек предназначен для оцифровки аналогового звукового сигнала и сжатия полученного цифрового сигнала, а также проведения обратной операции. Стандартом H.323 предусмотрена возможность использования пяти кодеков — G.711 (преобразование 3,1-кГц аналогового сигнала для передачи в цифровой форме на скоростях 48, 56 или 64 кбит/с), G.722 (7 кГц; 48, 56 или 64 кбит/с), G.723 (3,1 кГц; 5,3 или 6,3 кбит/с), G.728 (3,1 кГц; 16 кбит/с) и G.729 (3,1 кГц; 8 кбит/с). Каждый терминал должен поддерживать по крайней мере один аудиокодек.

Видеокодек предназначен для кодирования/раскодирования кадров видеопотока. Хотя стандарт H.323 определяет поддержку видео как необязательную услугу, каждый видеотерминал должен включать в себя кодек H.261. Он обеспечивает передачу оцифрованного видеопотока по одному или множеству каналов с пропускной способностью 64 кбит/с. Особенность этого кодека заключается в том, что часть кадров кодируется полностью, а в остальных кадрах — только их изменения.

Кроме того, H.323 допускает применение кодека H.263. Он обеспечивает передачу более качественного видео, но на меньших скоростях (передаются лишь коды изменений кадров). Взаимодействие между терминалами H.261 и H.263 возможно, поскольку те и другие поддерживают формат разрешения QCIF (176x144 пиксела).

Протокол управления мультимедийной конференцией H.245 обеспечивает:

согласование возможностей компонентов;
установление и разрыв логических каналов;
передачу запросов на установление приоритета;
управление потоком (загрузкой канала);
передачу общих команд и индикаторов.

Протокол RTP (RFC 1889) обеспечивает в IP-сетях доставку адресатам аудио- и видеопотоков в масштабе реального времени. Согласно стандарту H.323, в сетях с негарантированной полосой пропускания с целью минимизации задержек и максимального использования имеющейся полосы пропускания для передачи аудио- и видеопотоков, а также сигнализации RAS применяется протокол User Datagram Protocol (UDP). Этот протокол задействует механизм многоадресной рассылки (IP Multicast) для негарантированной доставки звука и видео определенному числу пользователей. Поверх IP Multicast работает RTP, который создает необходимые условия для нормального воспроизведения полученных потоков на абонентских терминалах.

RTP идентифицирует тип и номер пакета, устанавливает в него метку синхронизации. На основе этой информации приемный терминал синхронизирует звук, видео и данные, осуществляет их последовательное и непрерывное воспроизведение. Корректное функционирование RTP возможно при наличии в абонентских терминалах механизмов буферизации принимаемой информации.

Транспортный протокол управления передачей в режиме реального времени RTCP (RFC 1889) контролирует реализацию функций RTP. Он также отслеживает качество обслуживания и снабжает соответствующей информацией компоненты, участвующие в конференции.

Дополнительные услуги в сетях Н.323 определяет семейство рекомендаций Н.450. Так, 450.1 описывает протокол сигнализации между двумя компонентами сети, позволяющий предоставлять дополнительные услуги, а Н.450.2 — механизмы услуги трансформации вызова (Call Transfer), благодаря которой соединение между терминалами А и Б преобразуется в соединение между Б и В. Дополнительная услуга Call Diversion, которую определяет рекомендация Н.450.3, предоставляет возможность переадресовать вызов в тех случаях, когда вызываемый абонент занят, не отвечает или когда предварительно установлен соответствующий параметр.

Взаимодействие с другими типами мультимедиа-сетей

Стандарт H. 323 определяет также порядок взаимодействия с оконечными устройствами других стандартов. Наиболее часто такая задача возникает при сопряжении телефонных сетей с коммутацией пакетов и коммутацией каналов (рис. 3). Сети стандарта H.323 совместимы и с другими типами H.32x-сетей. Межсетевое взаимодействие различных H.32x-сетей определяет рекомендация H.246.

ОБ АВТОРАХ

Телекоммуникационный мир охвачен процессом конвергенции сетей телефонной связи и передачи данных. Internet-телефония, центры телефонного обслуживания на базе Web и некоторые другие приложения, которым прочат большое будущее, обеспечивают передачу речи и видео одновременно с данными и опираются на один и тот же стандарт — Н.323. Он определяет все — от процедур установления связи до различных услуг, которые могут предоставлять ПК, серверы, шлюзы и прочие устройства, образующие новую инфраструктуру универсальной связи.

Если речевые и видеосигналы объединяются с данными в одном приложении, то для его реализации требуется оборудование, поддерживающее ряд обязательных функций. Осознав необходимость такой поддержки, Международный союз электросвязи (МСЭ) утвердил в 1996/98 гг. стандарт Н.323, регламентирующий проведение видеоконференций в сетях с коммутацией пакетов.

Средства универсальной связи, соответствующие Н.323, не должны поддерживать каждую входящую в него спецификацию. Эти продукты обеспечивают лишь определенное подмножество функций, выбор которых зависит от роли конкретного устройства в Н.323-системе. Таких ролей всего четыре, поэтому все оборудование универсальных сетей подразделяется на четыре типа: терминалы, шлюзы, контроллеры зон и серверы многосторонней конференции.

ЛВС-телефония развивает эти возможности: подобно АТС, локальная сеть предоставляет услуги передачи речи, которые активизируются телефонными серверами, встроенными в учрежденские АТС или реализованными на базе Windows NT. Для того чтобы передавать вызовы в пределах ЛВС, телефонный сервер создает соединения между пользовательскими ПК и IP-телефонами, управляет ими и разрывает их в пределах пакетной сети. Соединения с пользователями, находящимися вне локальной сети, осуществляются с помощью шлюза Н.323.

Оба способа позволяют сократить расходы на телефонную связь. Кроме того, они создают базу для легкого перехода к поддержке видеоконференций. И это — лишь начало.

Многие обозреватели и аналитики считают Н.323 важнейшим компонентом, стимулирующим процесс конвергенции сетей. Организации, которые занимаются стандартами, входящими в Н.323, стремятся ускорить процесс их окончательного утверждения, дабы пользователи сумели как можно быстрее воспользоваться этими спецификациями в реальных проектах.

По предположению специалистов из компании 3Com на следующем этапе развития IP-телефонии к спецификациям Н.323, соответствующим нижним уровням ЭМВОС, будут добавлены новые. Они зафиксируют возможности обеспечения классов (class-of-service, CоS) и качества обслуживания (quality-of-service, QoS), т. е. услуг, относящихся, соответственно, ко второму (канальному) и третьему (сетевому) уровням. Разработкой спецификаций CоS/QoS занимается ряд организаций, в том числе рабочие группы IEEE 802.1p и IETF Diff-Serv, а также Европейский институт стандартизации в области электросвязи (ETSI), который включил продукты Н.323 в свой проект Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks.

Рассмотрим последовательность шагов по установлению связи между двумя мультимедийными H.323-терминалами (T1 и Т2), соединенными с контроллером зоны. Последнее условие не исключает прямых вызовов.

Прохождение запроса на установление соединения

Установление соединения по протоколу H.245

В настоящем документе представлено развернутое введение в функциональные возможности и работу привратника в сетях передачи голоса по IP (H.323 VoIP).

Дополнительная информация о H.323 содержится в документе Руководство по работе с H.323 .

Предварительные условия

Требования

Используемые компоненты

Данный документ не ограничен отдельными версиями программного и аппаратного обеспечения.

Условные обозначения

Дополнительные сведения об условных обозначениях см. в разделе Условные обозначения для практических рекомендаций компании Cisco.

Определение привратника

Привратник – это объект H.323 в сети, обеспечивающий преобразование адреса и управление доступом для терминалов, шлюзов и устройств управления многопунктовой связью H.323. Кроме того, эти объекты могут выполнять и другие функции, включая управление пропускной способностью, ведение учета и план набора номера, которые могут быть централизованы для обеспечения масштабируемости.

Привратники логически отделены от конечных точек H.323, таких как терминалы и шлюзы. В сети H.323 это дополнительные элементы. Но в случае наличия привратника конечные точки могут использовать предоставляемые функции.

Зоны и подсети привратника

Функциональные возможности привратника

Стандарт H.323 определяет обязательные и дополнительные функции привратников:

Обязательные функции привратника

Контроль на входе—контролирует допуск конечных точек к сети H.323. Для выполнения этих функций привратник использует следующие средства:

Запрос на доступ (ARQ)

Подтверждение допуска (ACF)

Отказ от доступа (ARJ)

Bandwidth Request (BRQ)

Bandwidth Confirm (BCF)

Bandwidth Reject (BRJ)

Дополнительные функции привратника

Авторизация вызовов – с этим параметром привратник может ограничить доступ к определенным терминалам или шлюзам и/или иметь политики времени дня, ограничивающие доступ.

Управление вызовами – при помощи этого параметра привратник получает информацию об активных вызовах, которую он использует для обозначения загруженных конечных точек или перенаправления вызовов.

Управление пропускной способностью–при помощи этого параметра, привратник может отклонить доступ, если требуемая пропускная способность недоступна.

Примечание: Привратники Cisco IOS передают сигнал непосредственно в конечную точку. Они не поддерживают модель GKRCS. Дополнительную информацию можно найти в разделе Сравнение передачи сигнала вызова с маршрутом, назначаемым привратником, и непосредственной передачи сигнала в конечную точку этого документа.

Семейство протоколов H.323

Набор протоколов H.323 разделен на три основные области управления:

Передачи сигналов RAS (H.225)

Управление вызовами/Настройка вызовов (H.225)

Сигналы передачи и контроля средств связи (H.245)

Передачи сигналов H.225

RAS – это протокол обмена сигналами, используемый между шлюзами и привратниками. Канал RAS открывается раньше всех остальных каналов и не зависит от настройки вызовов и каналов передачи средств связи.

Более подробная информация представлена в разделе Передачи сигналов H.225 RAS: привратники и шлюзы.

Передача сигналов управления вызовами H.225

Сигналы передачи и контроля средств связи H.245

Подробное объяснение функций H.245 не входит в область рассмотрения данного документа.

Обзор семейства протоколов H.323

Передача сигналов по каналам H.225 RAS Привратники и шлюзы

Обнаружение привратника RAS

Существует два процесса, с помощью которых терминалы/шлюзы H.323 находят привратников своей зоны:

Если привратник недоступен, шлюз периодически пытается повторно его обнаружить. Если шлюз обнаруживает, что привратник перешел в автономный режим, он прекращает принимать новые вызовы и пытается вновь обнаружить привратника. Активные вызовы не затрагиваются.

Ответ от привратника на конечную точку, которая указывает транспортный адрес канала привратника RAS.

Шлюз H.323 регистрируется с идентификатором H.323 (идентификатор электронной почты) или адресом E.164. Пример.

адрес E.164: 5125551212

Ответ от привратника, подтверждающий регистрацию в конечной точке.

Ответ привратника конечной точке, отклоняющий ее запрос на регистрацию

Отсылается из конечной точки или от привратника для отмены регистрации.

Отсылается из конечной точки или от привратника для подтверждения отмены регистрации.

Допуски RAS

Попытка конечной точки инициировать вызов.

Отклоняет запрос конечной точки на получение доступа к сети для данного конкретного вызова.

Для получения дополнительных сведений см. раздел Поток вызова привратник-шлюз в данном документе.

Расположение конечной точки RAS

Отправляется, чтобы запросить контактную информацию привратника для одного и более адресов E.164.

Отправляется привратником и содержит сигнальный канал для вызова, собственный адрес канала RAS или запрошенную конечную точку. LCF использует собственный адрес, когда используется GKRCS. LCF использует запрошенный адрес конечной точки, если используется Directed Endpoint Call Signaling.

Для получения дополнительных сведений см. раздел Поток вызова привратник-шлюз.

Сведения о состоянии RAS

Сведения о состоянии

Запрос о состоянии, отсылаемый от привратника на конечную точку.

Управление пропускной способностью RAS

Управление пропускной способностью

Запрос на увеличение/уменьшение пропускной способности вызова, отсылаемый привратнику конечной точкой.

Отправляется привратником, чтобы подтвердить получение запроса на изменение пропускной способности.

Отправляется привратником, чтобы отклонить запрос на изменение пропускной способности.

RAI (Resource Availability Indicator)

Используется шлюзами для информирования привратника, имеются ли у шлюза доступные ресурсы для дополнительных вызовов.

RAC (Resource Availability Confirm)

Сравнение передачи сигнала вызова с маршрутом, назначаемым привратником, и непосредственной передачи сигнала в конечную точку

Существует два типа методов сигнализации вызова привратника:

Примечание: Привратники Cisco IOS передают сигнал непосредственно в конечную точку и не поддерживают GKRCS.

Следующие схемы показывают разницу между этими двумя способами:

Поток вызова привратник-шлюз

Следующие разделы содержат только сценарии протекания вызовов прямого сигнального канала. Предположим также, что шлюзы уже завершили процедуру обнаружения и регистрации у своих привратников.

Настройка внутризонных вызовов

Настройка межзонного вызова с помощью привратника каталога

Главной функцией привратников является сохранение канала других зон H.323 и корректная переадресация вызовов. При наличии большого количества зон H.323 управление конфигурациями привратника может быть усложнено. В таких больших сетях VoIP можно настроить центрального привратника каталога, содержащего реестр различных зон и управляющий процессами пересылки LRQ. При наличии привратников каталогов не требуется полной сетки между привратниками внутри зоны.

Примечание: Привратник каталога является не промышленном стандартом, а продуктом компании Cisco.

Дополнительная информация содержится в разделе Масштабирование сети H.323 с привратниками.

Настройка вызова с помощью прокси

Вызов отключен

Масштабирование сети H.323 с привратниками

На диаграмме далее показаны принципы масштабирования сети VoIP дополнительными привратниками и привратниками каталогов:

Таблица элементов протокола H.225 RAS

Примечание: Образцы конфигурации привратника см. в документе Общие сведения о маршрутизации вызовов привратником Cisco IOS.

Читайте также: