1.1.2 Виды соединений в сети ip-телефонии

Сети IP-телефонии предоставляют возможности для вызовов четырех основных типов:

1. «От телефона к телефону» (рисунок 1.1). Вызов идет с обычного телефонного аппарата к АТС, на один из выходов которой подключен шлюз IP-телефонии, и через IP-сеть доходит до другого шлюза, который осуществляет обратные преобразования.

2. «От компьютера к телефону» (рисунок 1.2). Мультимедийный компьютер, имеющий программное обеспечение IP-телефонии, звуковую плату (адаптер), микрофон и акустические системы, подключается к IP-сети или к сети Интернет, и с другой стороны шлюз IP-телефонии имеет соединение через АТС с обычным телефонным аппаратом.

Рисунок 1.1 - Схема связи «телефон-телефон»

Следует отметить, что в соединениях 1 и 2 типов вместо телефонных аппаратов могут быть включены факсимильные аппараты, и в этом случае сеть IP-телефонии должна обеспечивать передачу факсимильных сообщений.

Рисунок 1.2 - Схема связи «компьютер-телефон»

3. «От компьютера к компьютеру» (рисунок 1.3). В этом случае соединение устанавливается через IP-сеть между двумя мультимедийными компьютерами, оборудованными аппаратными и программными средствами для работы с IР-телефонией.

4. «От WEB браузера к телефону» (рисунок 1.4).

Рисунок 1.3 - Схема связи «компьютер-компьютер»

Рисунок 1.4 - Схема связи «Web-браузер-телефон»

1.2 Базовая архитектура систем ip-телефонии

1.2.1 Архитектура системы на базе стандарта н.323

Рекомендация Н.323 разработана Сектором стандартизации телекоммуникаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т) и содержит описания терминальных устройств, оборудования и сетевых служб, предназначенных для осуществления мультимедийной связи в сетях с коммутацией пакетов (например, в корпоративной интрасети или Интернет). Терминальные устройства и сетевое оборудование стандарта Н.323 могут передавать данные, речь и видеоинформацию в масштабе реального времени. В Рекомендации Н.323 не определены: сетевой интерфейс, физическая среда передачи информации и транспортный протокол, используемый в сети.

Сеть, через которую осуществляется связь между терминалами Н.323, может представлять собой сегмент или множество сегментов со сложной топологией. Терминалы Н.323 могут быть интегрированы в персональные компьютеры или реализованы как автономные устройства. Поддержка речевого обмена — обязательная функция для устройства стандарта Н.323.

В рекомендации Н.323 описываются четыре основных компонента (рисунок 1.5):

• терминал;

• gatekeeper (контроллер зоны);

• шлюз;

• устройство управления многоточечной конференцией (MCU).

Рисунок 1.5 - Зона H.323

Все перечисленные компоненты организованы в так называемые зоны Н.323. Одна зона состоит из gatekeeper и нескольких конечных точек, причем gatekeeper управляет всеми конечными точками своей зоны. Зоной может быть и вся сеть поставщика услуг IP-телефонии или ее часть, охватывающая отдельный регион. Деление на зоны Н.323 не зависит от топологии пакетной сети, но может быть использовано для организации наложенной сети Н.323 поверх пакетной сети, используемой исключительно в качестве транспорта.

Терминалы Н.323

Терминал Н.323 представляет собой конечную точку в сети, способную передавать и принимать трафик в масштабе реального времени, взаимодействуя с другим терминалом Н.323, шлюзом или устройством управления многоточечной конференцией (MCU).

Для обеспечения этих функций терминал включает в себя:

• элементы аудио (микрофон, акустические системы, телефонный микшер, система акустического эхоподавления);

• элементы видео (монитор, видеокамера);

• элементы сетевого интерфейса;

• интерфейс пользователя.

Н.323-терминал должен поддерживать протоколы Н.245, Q.931, RAS, RTP/RTCP и семейство протоколов Н.450, а также включать в себя аудиокодек G.711. Также немаловажна поддержка протокола совместной работы над документами Т. 120.

Шлюзы Н.323

Технология передачи голоса по IP-сети вместо классической сети с коммутацией каналов предусматривает конфигурацию с установкой шлюзов. Шлюз обеспечивает сжатие информации (голоса), конвертирование ее в IP-пакеты и направление в IP-сеть. С противоположной стороны шлюз осуществляет обратные действия: расшифровку и расформирование пакетов вызовов. В результате обычные телефонные аппараты без проблем принимают эти вызовы.

Такое преобразование информации не должно значительно исказить исходный речевой сигнал, а режим передачи обязан сохранить обмен информацией между абонентами в реальном масштабе времени.

Более полно основные функции, выполняемые шлюзом, состоят в следующем.

• Реализация физического интерфейса с телефонной и IP-сетью.

• Детектирование и генерация сигналов абонентской сигнализации.

• Преобразование сигналов абонентской сигнализации в пакеты данных и обратно.

• Преобразование речевого сигнала в пакеты данных и обратно.

• Соединение абонентов.

• Передача по сети сигнализационных и речевых пакетов.

• Разъединение связи.

Большая часть функций шлюза в рамках архитектуры TCP/IP реализуются в процессах прикладного уровня.

Наличие разноплановых с вычислительной точки зрения функций, выполняемых системой, порождает проблему ее программной и аппаратной реализации. Рациональное решение этой проблемы основано на использовании распределенной системы, в которой управленческие задачи и связь с сетью осуществляется с помощью универсального процессора, а решения задач сигнальной обработки и телефонного интерфейса выполняются на цифровом процессоре обработки сигналов.

Gatekeeper H.323

Функцию управления вызовами выполняет gatekeeper (контроллер зоны). Gatekeeper выполняет следующие функции:

• преобразовывает адреса-псевдонимы в транспортные адреса;

• контролирует доступ в сеть на основании авторизации вызовов, наличия необходимой для связи полосы частот и других критериев, определяемых производителем;

• контролирует полосу пропускания;

• управляет зонами.

Причем gatekeeper осуществляет вышеперечисленные функции в отношении терминалов, шлюзов и устройств управления, зарегистрированных в нем. Идентификация узла может осуществляться по его текущему IP-адресу, телефонному номеру Е.164 или подстановочному имени - строке символов, наподобие адреса электронной почты. Gatekeeper упрощает процесс вызова, позволяя использовать легко запоминающееся подстановочное имя.

Функции gatekeeper могут быть встроены в шлюзы, элементы распределенных УАТС, блоки управления многоточечными конференциями, а также в конечные узлы Н.323 (терминалы). С помощью механизмов RAS (Registration/Admissions/Status) терминалы могут находить gatekeeper и регистрироваться в них.

Сервер управления конференциями (MCU)

Сервер управления конференциями (MCU - Multipoint Control Unit) обеспечивает связь трех и более Н.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.

В рамках архитектуры Н.323 может быть использовано два подхода для построения системы управления многоточечными конференциями:

• децентрализованное управление многоточечной конференцией;

• централизованное управление многоточечной конференцией.

Первый тип требует, чтобы все участники конференции пересылали многоадресные (групповые) сообщения всем остальным. Это позволяет избежать концентрации трафика в некоторых сегментах сети, но управлять такой конференцией не очень удобно. Но большинство производителей предлагают централизованные системы MCU. При их использовании конечные узлы передают сигнал системе MCU, которая и обеспечивает его рассылку. Чтобы связывать группы участников конференции, централизованные системы MCU могут каскадироваться.

Подавляющее большинство производителей систем MCU стандарта Н.323 предлагают использовать стандартные браузеры для администрирования и планирования конференций, и для прямого контроля и мониторинга gatekeeper и систем MCU. Это позволяет поместить сервер MCU в коммуникационный шкаф и управлять им из любой точки сети.

По архитектуре MCU подразделяются на системы на базе стандартных серверов (Windows NT) и автономные программно-аппаратные комплексы, устанавливаемые в стойку.