МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Курсова робота
З дисципліни “Стандарти та протоколи засобів телекомунікацій”
На тему : “Протокол H.323”
Виконав :
Прийняв :
Львів 2020
Анотація
Метою даної роботи є дослідження одного з стандартів, що використовуються для організацій VoIP-телефонії та відеоконференції. Це ціла система протоколів та елементів, які дозволяють передавати медіа-дані по пакетним мережам з негарантованої пропускною спроможністю. В першому розділі буде розглянуто походження та роботу протоколу H.323. У другому розділі буде розглянуто встановлення з'єднання з H.323. В третьому розділі буде показано переваги та недоліки протоколу H.323.
Annotation
The purpose of this work is to study one of the standards used for VoIP telephony and video conferencing. It is a whole system of protocols and elements that allow you to transmit media data over packet networks with unsecured bandwidth. The first section will discuss the origin and operation of the H.323 protocol. The second section will discuss how to connect to H.323. The third section will show the advantages and disadvantages of the H.323 protocol.
Зміст
Вступ 4
Протокол H.323 6
Управління смугою пропускання 7
Платформна незалежність 8
Підтримка багатоадресной передачі 8
Стандарти для кодаків 8
Архітектура стандарта H.323 9
Стек протоколів H.323 10
Встановлення з'єднання з Н.323 13
Виявлення контролера зони (GRQ) 13
Реєстрація кінцевої точки 13
Стандарти H.225 - сигналізації виклику і H.245 - сигналізації управління 14
Метод з маршрутизацією «викликів в контролері зони» 14
Мультимедійний шлюз (Gateway) 15
Контролер управління багатоточковими конференціями (Multipoint Control Unit - MCU) 16
Обов'язкові функції контролера зони 18
Процедура з'єднання по H.323 20
Характеристики шлюзів IP-телефонії 22
Класифікація шлюзів IP-телефонії 25
Переваги та недоліки H.323: 28
Висновок 29
Список літератури 30
Вступ
Всього за кілька років технології IP-телефонії значно еволюціонували, і поширені сьогодні рішення істотно відрізняються від колишніх. З одного боку, це обумовлено розвитком апаратних рішень, зокрема появою потужних магістральних і транзитних маршрутизаторів і високошвидкісних телекомунікаційних каналів. З іншого боку, не можна не відзначити і появи таких якісно нових технологій, як динамічна маршрутизація з урахуванням якості обслуговування в мультисервісних IP-мережах і резервування ресурсів для контролю якості обслуговування транзитних маршрутизаторів.
Сучасне обладнання для передачі голосу за допомогою протоколу IP (VoIP) дозволяє забезпечувати пріоритет передачі голосового трафіку над передачею звичайних даних, отримувати прийнятну якість звукового сигналу при сильному стисненні, ефективно гасити різні шуми.
Сьогодні телекомунікаційні оператори, які спеціалізуються на наданні послуг IP-телефонії, застосовують виділені канали з пріоритетом голосового трафіку над трафіком даних, що гарантує високу якість передачі мови. При цьому використовується відразу кілька варіантів маршрутизації голосового трафіку для кожного з тисяч напрямків, а в разі виникнення будь-яких проблем трафік автоматично перенаправляється на інші канали.
У міру свого розвитку IP-телефонія зазнає важливі якісні зміни: з додаткової послуги вона поступово перетворюється на такий собі базовий сервіс, який незабаром може стати одним з компонентів мультисервісної технології.
Важливу роль відіграє протокол для передачі голосового трафіку. Активно розвиваються, по-перше, Н.323, що бере свій початок від традиційних телефонних протоколів, і, по-друге, протоколи, створені на базі IP-технологій, - такі як SIP, MGCP, MEGACO.
Оператори IP-телефонії найбільш часто використовують протоколи групи Н.323. Це викликано тим, що даний протокол був першим загальноприйнятим стандартом промислової реалізації IP-телефонії. В даний час все більша увага приділяється SIP. Протокол SIP в цій групі є найпростішим видом протоколу, більш доступним для сприйняття і розуміння пересічним IT-фахівцем. SIP особливо гарний у використанні під внутрішньокорпоративних мережах. При цьому зовнішнім протоколом в мережі телекомунікаційного оператора для підприємства, як правило, все одно залишиться або Н.323, або MGCP / MEGACO. Як було відзначено, IP-телефонія стає одним з компонентів рішення передачі різнорідного мультимедійного трафіку з використанням протоколу TCP / IP. І цілком природно, що розвиток окремих інструментів управління мультимедійним трафіком впливає на всю систему технологій пакетної передачі даних.
Слід також мати на увазі, що IP-телефонія - це не просто альтернатива звичайної телефонії. Актуальність розвитку рішень IP-телефонії обумовлена не тільки можливістю зниження витрат на телефонні переговори і технічне обслуговування інфраструктури (хоча і це, безумовно, має значення). У стратегічному плані IP-телефонія може стати єдиною технічною платформою, яка дозволить об'єднати рішення для передачі даних і голосу, а також для обробки і подальшого використання цієї інформації в усіх бізнес-процесах. Таким чином, розвиток IP-телефонії в певному сенсі є засобом підвищення продуктивності праці і розвитку бізнесу.
Протокол H.323
У 1990 р було схвалено перший міжнародний стандарт в області відео-конференц-зв'язку - специфікація H.320 для підтримки відеоконференцій по ISDN. Потім ITU-T схвалив ще цілу серію рекомендацій, що відносяться до відео-конференц-зв'язку. Ця серія рекомендацій, часто звана H.32x, крім H.320, включає в себе стандарти H.321-H.324, які призначені для різних типів мереж. У другій половині 90-х років інтенсивний розвиток отримали IP-мережі та Інтернет. Вони перетворилися в економічну середу передачі даних і стали практично повсюдними. Однак, на відміну від ISDN, IP-мережі погано пристосовані для передачі аудіо- та відеоданих.
Прагнення використовувати сформовану структуру IP-мереж призвело до появи в 1996 р стандарту H.323, який містить опису термінальних пристроїв, обладнання та мережевих служб, призначених для здійснення мультимедійного зв'язку в мережах з комутацією пакетів (наприклад, Intranet або Інтернет). Термінальні пристрої та мережеве обладнання стандарту H.323 можуть передавати дані, мова і відеоінформацію в масштабі реального часу. В рекомендації H.323 не визначені: мережевий інтерфейс, фізичне середовище передачі інформації і транспортний протокол, який використовується в мережі. Мережа, через яку здійснюється зв'язок між терміналами H.323, може являти собою сегмент або безліч сегментів зі складною топологією. Термінали H.323 можуть бути інтегровані в персональні комп'ютери або реалізовані як автономні пристрої. Але підтримка мовного обміну - обов'язкова функція для будь-якого пристрою стандарту H.323.
Рекомендації H.323 передбачають:
Управління смугою пропускання;
Можливість взаємодії мереж;
Платформену незалежність;
Підтримку багатоточкових конференцій;
Підтримку многоадресной передачі;
Стандарти для кодеків;
Підтримку групової адресації.
Управління смугою пропускання
Передача аудіо- та відеоінформації вельми інтенсивно навантажує канали зв'язку, і, якщо не стежити за ростом цього навантаження, працездатність критично важливих мережевих сервісів може бути порушена. Тому рекомендації H.323 передбачають управління смугою пропускання. Можна обмежити як число одночасних з'єднань, так і сумарну смугу пропускання для всіх додатків H.323. Ці обмеження допомагають зберегти необхідні ресурси для роботи інших мережевих додатків. Кожен термінал H.323 може управляти своєю смугою пропускання в конкретній сесії конференції.
Міжмережеві конференції
Рекомендації H.323 пропонують засоби з'єднання учасників відеоконференції в різнорідних мережах (наприклад, IP і ISDN, IP і PSTN).
Платформна незалежність
H.323 "не прив'язаний" до будь-яких технологічних рішень, пов'язаних з обладнанням або програмним забезпеченням. Взаємодіючі між собою додатки можуть створюватися на основі різних платформ, з різними операційними системами.
Підтримка багатоточкових конференцій
Рекомендації H.323 дозволяють організовувати конференцію з трьома або більше учасниками. Багатоточкові конференції можуть проводитися як з використанням центрального контролера - MCU (пристрої багатоточкової конференції), так і без нього.
Підтримка багатоадресной передачі
H.323 підтримує багатоадресну передачу в багатоточної конференції, якщо ця функція підтримується протокол керування груповою адресацією. При багатоадресной передачі один пакет інформації відправляється всім необхідним адресатам без зайвого дублювання. Багатоадресне передача використовує смугу пропускання набагато більш ефективно, оскільки всім адресатам - учасникам списку розсилки відправляється рівно один потік.
Стандарти для кодаків
H.323 встановлює стандарти для кодування і декодування аудіо- і відеопотоків з метою забезпечення сумісності обладнання різних виробників. Разом з тим стандарт досить гнучкий. Сформульовано вимоги, виконання яких є обов'язковим, і існують опціональні можливості, в разі використання яких також необхідно строго слідувати стандарту. Крім цього, виробник може включати в мультимедійні продукти і додатки додаткові можливості, якщо вони не суперечать обов'язковим і опціональним вимогам стандарту.
Сумісність
Можливі випадки, коли учасники конференції хочуть спілкуватися один з одним, не піклуючись про питання сумісності між собою. Рекомендації H.323 підтримують з'ясування загальних можливостей обладнання кінцевих користувачів і встановлюють найкращі із загальних для учасників конференції протоколів кодування, виклику і управління.
Гнучкість
H.323 конференція може включати учасників, кінцеве обладнання яких має різними можливостями. Наприклад, один з учасників може використовувати термінал тільки з аудіо можливостями, в той час як інші учасники конференції можуть мати можливості передачі / прийому також відео та даних.
Архітектура стандарта H.323
В рекомендації H.323 встановлюється чотири основні компоненти VoIP- з'єднання (рис. 1):
· Термінал;
· Контролер зони;
· Шлюз (gateway);
· Пристрій управління багатоточної конференцією (MCU).
Рис. 1. Структурна схема мережі IP-телефонії по стандарту H.323
Термінал (Terminal) - кінцеве мультимедійне (голос, відео, дані) пристрій, призначений для участі в конференції. Під терміналом стандарт розуміє обладнання кінцевих точок мережі, яке дозволяє користувачам спілкуватися один з одним в реальному часі. H.323-термінал повинен забезпечувати підтримку наступних протоколів:
H.245 для встановлення можливостей терміналів і створення каналу обміну аудіоінформацією.
H.225 для сигналізації виклику і установки параметрів зв'язку.
RAS для реєстрації терміналу користувача і установки додаткових параметрів управління контролером зони.
RTP / RTCP для упорядкування звукових і відеопакетів.
H.323-термінал повинен також підтримувати звуковий кодер-декодер відповідно до G.711. Протоколи H.225 і RAS використовуються між H.323-кінцевими точками (терміналами і шлюзами) і контролером зони для забезпечення:
Виявлення контролера зони (GRQ);
Реєстрації кінцевої точки;
Визначення розташування кінцевої точки;
Управління аутентифікацією;
Завдання маркера доступу.
RAS-повідомлення передаються через ненадійні RAS-канали, тому при обміні повідомленнями можливі втрати, затримки і повторні передачі.
Стек протоколів H.323
Стандарт H.323 визначає широкі вимоги для багатьох різних протоколів, які становлять повний стек протоколів H.323.
Стек H.323 становлять 7 груп протоколів:
управління і сигналізація;
обробка звукових сигналів;
обробка відеосигналів;
конференц-зв'язок;
передача мультимедійної інформації;
забезпечення інформаційної безпеки;
додаткові послуги;
1. Управління з'єднанням і сигналізація:
1.а. H.225.0: протоколи сигналізації і пакетування мультимедійного потоку (використовує підмножина протоколу сигналізації Q.931).
1.б. H.225.0 / RAS: процедури реєстрації, допуску та стану.
1.в. H.245: протокол управління для мультимедіа.
2. Обробка звукових сигналів:
2.а. G.711: імпульсно-кодова модуляція тональних частот.
2.б. G.722: кодування звукового сигналу 7 кГц в 64 кбіт / с.
2.в. G.723.1: мовні кодери на дві швидкості передачі для організації мультимедійного зв'язку зі швидкістю передачі 5.3 і 6.3 кбіт / с.
2.г. G.728: кодування мовних сигналів 16 кбіт / с за допомогою лінійного передбачення з кодуванням сигналу збудження з малою затримкою.
2.д. G.729: кодування мовних сигналів 8 кбіт / с за допомогою лінійного передбачення з алгебри кодуванням сигналу збудження сполученої структури.
3. Обробка відеосигналів:
3.а. H.261: відеокодеки для аудіовізуальних послуг зі швидкістю 64 кбіт / с.
3.б. H.263: кодування відеосигналу для передачі з малою швидкістю.
4. Конференц-зв'язок для передачі даних:
4.а. T.120: це стек протоколів (який включає T.123, T.124, T.125) для передачі даних між кінцевими пунктами. Він може використовуватися для різних додатків в області спільної роботи (Collaboration Work), такий як колективне редагування растрових зображень, спільне використання додатків і спільна організація документів. У T.120 застосовується багаторівнева архітектура, подібна моделі OSI.
5. Мультимедійна передача:
5.а. RTP: транспортний протокол реального часу.
5.б. RTCP: протокол управління передачею в реальному часі.
6. Забезпечення безпеки:
6.а. H.235: забезпечення безпеки і шифрування для мультимедійних терміналів мережі H.323.
7. Додаткові послуги:
7.а. H.450.1: узагальнені функції для управління додатковими послугами в H.323.
7.б. H.450.2: переклад з'єднання на телефонний номер третього абонента.
7.в. H.450.3: переадресація виклику.
7.г. H.450.4: утримання виклику.
7.д. H.450.5: парковка виклику (park) і відповідь на виклик (pick up).
7.е. H.450.6: повідомлення про виклик, що надійшов в стані розмови.
7.є. H.450.7: індикація повідомлення, що очікує.
7.ж. H.450.8: служба ідентифікації імен.
7.з. H.450.9: служба завершення з'єднання для мереж H.323.
Встановлення з'єднання з Н.323
Виявлення контролера зони (GRQ)
Процес виявлення контролера зони використовується H.323-кінцевими точками, в яких крайова точка повинна зареєструватися. Виявлення контролера зони може бути виконано статично або динамічно. У статичному режимі крайова точка знає транспортна адреса контролера апріорно. У динамічному режимі виявлення контролера крайова точка посилає багатоадресне повідомлення (multicasts GRQ) пошуку контролера на груповий адресу пошуку контролера, що містить питання: "Хто мій контролер?". Один або декілька контролерів можуть відповідати GCF-повідомленням: "Я можу бути вашим контролером".
Реєстрація кінцевої точки
Реєстрація - процес, який використовується кінцевими точками, щоб з'єднати зону і повідомити контролеру параметри несучої мережі зони, яка забезпечує транспорт, і один із псевдонімів своєї адреси. Всі кінцеві точки реєструються в контролері зони.
Визначення положення кінцевої точки
Визначення положення кінцевої точки - це процес прив'язки її мережевої адреси (адреси в мережі транспортування) до її H.323-псевдоніму або адресою E.164 (телефонним номером).
Інші функції управління
RAS-канал використовується і для інших видів механізмів управління, таких як контроль аутентифікації, обмеження входу кінцевої точки в зону, управління шириною смуги пропускання, управління процесами роз'єднання (відключення), коли крайова точка відключається від поточного контролера зони і виходить із зони.
Стандарти H.225 - сигналізації виклику і H.245 - сигналізації управління
H.225 - сигналізація виклику - використовується для встановлення з'єднання між H.323-кінцевими точками (терміналами і шлюзами), через які будуть транспортуватися дані в реальному масштабі часу. Сигналізація виклику включає обмін H.225-повідомленнями протоколу через надійний канал, задіяний для цієї мети (канал сигналізації викликів).
Якщо в H.323-мережі немає контролера зони, то кінцеві точки обмінюються сигналами викликів безпосередньо один з одним. Якщо контролер зони є, то можливе використання двох методів викликів: обмін сигналами безпосередньо між кінцевими точками (так званий "метод прямих викликів") і обмін між кінцевими точками тільки після звернення до контролера зони і маршрутизації виклику ( "метод з маршрутизацією викликів в контролері зони "). Вибір використовуваного методу здійснюється при реєстрації кінцевої точки в контролері зони.
Метод з маршрутизацією «викликів в контролері зони»
Сигнали викликів між кінцевими точками і контролером зони передаються по RAS-каналах. Контролер зони отримує повідомлення виклику через канал сигналізації з однієї кінцевої точки і направляє його до іншої кінцевої точки через канал сигналізації інший кінцевої точки.
H.245 - сигналізація управління - складається з наскрізного обміну H.245-сполучення між H.323-кінцевими точками. H.245-повідомлення управління передаються через H.245-канали управління. H.245 - канал управління вдає із себе логічний канал, який постійно відкритий, на відміну від каналів обміну мультимедіа потоків. Повідомлення сигналізації управління можна розділити на дві групи: обмін терміналів H.323 своїми параметрами і повідомлення управління.
Повідомлення обміну параметрами
Установки обміну дозволяє терміналам вибрати такі режими обміну даними і формати кодування, які вони можуть використовувати при спільній роботі один з одним. Уточнюються можливості терміналів, як на прийом, так і на передачу.
Повідомлення управління процесами логічними каналами між кінцевими точками
Логічний канал несе інформацію від однієї кінцевої точки до іншої кінцевої точки (в разі двухточной конференції) або множинних кінцевих точок (в разі позначки на багатоточної конференцію). Протокол H.245 надає набір повідомлень, що забезпечують відкриття і закриття цих каналів. Логічний канал завжди односпрямований.
Мультимедійний шлюз (Gateway)
Являє собою пристрій, призначений для перетворення мультимедійної і керуючої інформації при сполученні різнорідних мереж (рис. 2).
Рис. 2. Шлюз IP/ТфОП
Шлюз не входить в число обов'язкових компонентів мережі H.323. Він необхідний тільки в тому випадку, коли потрібно встановити з'єднання з терміналом іншого стандарту. Цей зв'язок забезпечується трансляцією протоколів установки і розриву з'єднань, а також форматів передачі даних. Згідно H.323, мультимедіа шлюз - це опціональний елемент в конференції H.323. Він може виконувати багато різних функцій. Типовою його функцією, наприклад, є завдання перетворення форматів протоколів передачі (наприклад, H.225.0 і H.221).
Шлюзи H.323 широко застосовуються в IP-телефонії для сполучення IP-мереж і цифрових або аналогових комутованих телефонних мереж (ISDN або PSTN). При відсутності в мережі шлюзу повинна бути обов'язково реалізована одна з його функцій - перетворення номера ТфОП в транспортна адреса IP-мережі за допомогою інших засобів. З боку мереж з маршрутизацією пакетів IP, так само, як і з боку ТМЗК, шлюз може брати участь в з'єднаннях в якості терміналу або пристрою управління конференціями.
Контролер управління багатоточковими конференціями (Multipoint Control Unit - MCU)
Призначений для організації конференцій за участю трьох і більше учасників. У цьому пристрої повинен бути присутнім контролер Multipoint Controller (MC) і, можливо, процесори Multipoint Processors (MP). Контролер MC підтримує протокол Н.245 і призначений для узгодження параметрів обробки аудіо- та відеопотоків між терміналами. Процесори займаються комутуваниям, мікшурованням і обробкою цих потоків. Конфігурація багатоточної конференції може бути централізованою, децентралізованою, гібридної і змішаної.
Рис. 3. Схеми централізованої і децентралізованої організацій конференції в H.323
Централізована багатоточної конференція вимагає наявності пристрою MCU. Кожен термінал обмінюється з MCU потоками аудіо, відео, дані і командами управління за схемою "точка-точка". Контролер MCU, використовуючи протокол H.245, визначає можливості кожного терміналу. Процесор MP формує необхідні для кожного терміналу мультимедійні потоки і розсилає їх. Крім того, процесор може забезпечувати перетворення потоків від різних кодеків з різними швидкостями даних. Децентралізована багатоточної конференція використовує технологію групової адресації. Беруть участь в конференції H.323-термінали здійснюють багатоадресну передачу мультимедіа потоку іншим учасникам без посилки на MCU. Передача контрольної і керуючої інформації здійснюється за схемою "точка-точка" між терміналами і MCU. У цьому випадку контроль багатоточної розсилки здійснюється контролером MCU.
Гібридна схема організації конференц-зв'язку є комбінацією двох попередніх. Беруть участь в конференції H.323-термінали здійснюють багатоадресну передачу тільки аудіо- або тільки відеопотоку іншим учасникам без посилки на MCU. Передача інших потоків здійснюється за схемою "точка-точка" між терміналами і MCU. В цьому випадку задіюються як контролер, так і процесор MCU.
Рис. 4. Схеми децентралізованої і змішаної організацій конференції в H.323
У змішаній схемі організації конференц-зв'язку одна група терміналів може працювати з централізованого схемою, а інша група - за децентралізованої.
Контролер зони (або Gatekeeper) - рекомендований, але не обов'язкове пристрій, що забезпечує мережеве управління і виконує роль віртуальної телефонної станції.Контролер зони забезпечує послуги управління викликами для H.323-кінцевих точок, типу трансляції адреси і управління шириною смуги пропускання відповідно до протоколу RAS. Контролер зони в H.323-мережі не обов'язковий компонент. Однак якщо він присутній в мережі, то термінали і шлюзи повинні використовувати його послуги. H.323-стандарт визначає як обов'язкові послуги контролера зони, так і додаткові (факультативні) функціональні можливості, які він може забезпечувати.
Факультативної можливістю контролера зони є маршрутизація сигналів виклику. Прикінцеві точки посилають повідомлення сигналів виклику контролера зони, який направляє їх до крайовим точкам адресатів. По черзі кінцеві точки можуть посилати повідомлення сигналізації виклику безпосередньо один одному. Ця можливість цінна для поточного контролю звернень та управління зверненнями в мережі. Маршрутизація звернень через контролер зони забезпечує кращу ефективність роботи мережі, оскільки контролер може приймати рішення про маршрутизації, засновані на ряді чинників, наприклад, про балансування завантаження серед шлюзів.
Послуги, пропоновані контролером зони, визначені в RAS і включають трансляцію адреси, управління прийомами, управління шириною смуги частот і зональне управління. H.323-мережі, що не мають контролер шлюзу, не мають цих можливостей. H.323-мережі, що містять IP-телефони і шлюзи, повинні обов'язково містити контролер зони, щоб транслювати входять E.164-телефонні адреси в транспортні адреси. Контролер зони - логічний компонент H.323, але він може бути виконаний і як частина шлюзу.
Обов'язкові функції контролера зони
Трансляція адреси;
Виклик, породжений всередині H.323-мережі, може використовуватися для адресування потрібного терміналу за допомогою його псевдоніма (короткого назви). Виклик, породжений поза H.323-мережі і отриманий через шлюз для адресування терміналу одержувача, може використовувати номер телефону відповідно до рекомендації E.164 (наприклад, 310-442-9222). Дана рекомендація використовується для адресування абонентів мережі ISDN. Контролер зони перетворює отриманий E.164-номер телефону або псевдонім в мережеву адресу (наприклад, 204.252.32.156 для IP-мережі) терміналу адресата. Оконечная точка адресата може бути досягнута з використанням цього мережевого адреси.
Управління реєстрацією;
Контролер зони може управляти реєстрацією кінцевих точок в H.323-мережі. При цьому використовуються RAS-повідомлення: запит реєстрації (ARQ), підтвердження (ACF) і відхилення (ARJ). Управління реєстрацією може бути фіктивною функцією, яка допускає все кінцеві точки до H.323-мережі.
Управління смугою пропускання;
Контролер забезпечує управління смугою пропускання, використовуючи RAS-повідомлення: запит ширини смуги пропускання (BRQ), підтвердження (BCF) і відхилення (BRJ). Наприклад, якщо мережевий диспетчер визначив поріг для числа одночасних з'єднань для H.323-мережі, контролер зони може відмовлятися встановлювати нові з'єднання, якщо тільки цей поріг досягнуто. В результаті є можливість обмежувати загальне значення розподіленої смуги пропускання деякою частиною загальної смуги мережі передачі даних, залишаючи залишається ширину смуги пропускання для додатків передачі даних. Управління смугою пропускання може також бути фіктивною функцією, яка просто отримує запити без їх обробки.
Управління викликами;
Контролер зони може маршрутизировать виклики між H.323-кінцевими точками. У двухточечной конференції контролер зони може обробляти H.225 повідомлення сигналів викликів. В якості альтернативи контролер зони може дозволяти кінцевим точкам самостійний обмін H.225-повідомленнями сигналів викликів безпосередньо один з одним.
Авторизація виклику;
Коли крайова точка посилає повідомлення виклику контролера зони, він, відповідно до стандарту H.225, може приймати або відхиляти виклик. Причинами для відхилення можуть бути обмеження щодо доступу або часу, задані для конкретних терміналів або шлюзів.
Управління викликом;
Контролер зони може відстежувати дані щодо всіх активних H.323-з'єднань, що дозволяє управляти зоною, забезпечуючи контроль ширини смуги пропускання, і забезпечувати балансування завантаження мережі за рахунок перенаправлення викликів між терміналами і шлюзами.
Процедура з'єднання по H.323
Розглянемо по кроках сценарій встановлення з'єднання між двома терміналами H.323 без використання контролера зони (рис. 5).
1. Кінцевий пункт A (що викликає сторона) з'єднується з кінцевим пунктом B (викликається сторона) і посилає повідомлення Setup (установка, як визначено в H.225.0), що включає тип виклику (наприклад, тільки звукові сигнали), номер викликається і зухвалої сторони і адреса.
Рис. 5. Сценарій установки з'єднання по протоколу H.323
2. Кінцевий пункт B відгукується повідомленням (Alerting). Кінцевий пункт A повинен прийняти це повідомлення перш, ніж закінчиться час, відведений на установку.
3. Коли користувач в кінцевому пункті B відповідає на виклик (знімає трубку), повідомлення Connect (з'єднання) передається в кінцевий пункт A.
4. Обидва терміналу передають інформацію про свої можливості (типи середовища, вибір кодека і інформація про мультиплексування) в повідомленні TerminalCapabilitySet (установка можливостей терміналу).
5. Кожен термінал відповідає повідомленням TerminalCapabilitySetAck (підтвердження установки можливостей терміналу). У разі якщо віддалений кінцевий пункт не володіє якимись можливостями, буде передано повідомлення TerminalCapabilitySetReject (відхилення установки можливостей терміналу), і термінали продовжать передавати ці повідомлення, поки не визначать, що встановлюються можливості підтримуються обома кінцевими пунктами.
6. Кожен термінал передає повідомлення H.245 OpenLogicalChannel (відкрити логічний канал), що дозволяє відкрити логічний канал з віддаленим кінцевим пунктом, щоб налаштувати мовні канали, за якими буде проводитися обмін мультимедійними потоками.
7. У разі готовності до приймання даних кожен термінал передає OpenLogicalChannelAck (підтвердження відкриття логічного каналу) в віддалений кінцевий пункт, визначаючи номер порту, на який віддаленого кінцевого пункту слід передавати дані RTP, і номер порту, на який слід передавати дані RTCP віддаленого кінцевого пункту .
8. Прикінцеві пункти обмінюються інформацією в пакетах RTP. Під час цього обміну передаються пакети RTCP для контролю якості передачі даних.
9. Коли крайовий пункт A дає відбій (вішає трубку), він повинен передати повідомлення H.245 CloseLogicalChannel (закрити логічний канал) для кожного каналу, відкритого з кінцевим пунктом B.
10. Кінцевий пункт B відповідає повідомленням CloseLogicalChannelAck (підтвердження закриття логічного каналу).
11. Кінцевий пункт А посилає команду H.245 EndSessionCommand (команда завершення сеансу) і закриває канал після прийому такого ж повідомлення від кінцевого пункту B.
12. Обидва терміналу посилають повідомлення H.225.0 ReleaseComplete (звільнення завершено) по каналу сигналізації виклику, яке закриває канал і завершує з'єднання.
Характеристики шлюзів IP-телефонії
У загальному випадку IP-телефонія спирається на дві основні операції: перетворення двобічної аналогової мови в цифрову форму всередині кодує / декодирующего пристрої (кодека) і упаковку в пакети для передачі по IP-мережі. Ці функції найчастіше виконують автономні шлюзи, які мають кілька різновидів. Це можуть бути виділені пристрої або поєднані маршрутизатори / комутатори з вбудованим апаратним і програмним забезпеченням шлюзу. Інший тип - коли шлюз об'єднаний з обладнанням віддаленого доступу і пулом модемів.
Незалежно від способу апаратної реалізації шлюзи IP-телефонії повинні володіти рядом необхідних властивостей.
Сумісність зі стандартом H.323.
Базовим протоколом для роботи IP-обладнання переважною більшістю виробників був прийнятий протокол, описаний МСЕ-Т в рекомендації H.323v2, яка стандартизує мультимедійну зв'язок в мережах з комутацією пакетів.
Користувачі мультимедійних персональних комп'ютерів з програмним забезпеченням H.323 можуть підключитися до такої системи шлюзів. Виклики при цьому можуть бути спрямовані на підтримуючі H.323 шлюзи інших виробників. В результаті дана система буде забезпечувати інтеграцію мови, відео і даних в реальному масштабі часу (як, наприклад, система Microsoft NetMeeting).
Рис. 6. Положення шлюзу в мережі IP-телефонії
Наявність механізмів резервування ресурсів;
Підтримка будь-якої схеми пріоритетності (протокол резервування RSVP або байт диференціації послуг - DS byte) для здійснення можливості вибору пріоритету між переданої промовою або даними є важливою характеристикою шлюзу. При цьому протокол RSVP дозволяє маршрутизаторів резервувати частину смуги пропускання для організації голосового трафіку.
Підтримка основних телефонних інтерфейсів і типів сигналізацій;
Важливим критерієм при оцінці характеристик шлюзів є якомога більшу різноманітність телефонних інтерфейсів, підтримуваних IP-шлюзом (E1, PRI, BRI), і аналогового зокрема, а також підтримка основних типів телефонної сигналізації: CAS, DTMF, PRI і ОКС № 7. Істотну роль відіграє підтримка обладнанням механізмів безпеки відповідно до згаданої рекомендації Н.235.
Транспортні архітектури;
Діапазон транспортних архітектур, з якими працюють сучасні шлюзи, досить широкий: виділені лінії, ISDN, Frame Relay, ATM, Ethernet.
Масштабованість;
Важливою характеристикою шлюзу є його масштабованість, що забезпечується модульним побудовою обладнання. На першому етапі розгортання мережі IP-телефонії можливе використання неповного ресурсу наявних портів при поступовому подальшому збільшенні числа задіяних голосових портів. При цьому число портів відповідає кількості одночасних викликів, які може зробити шлюз, оскільки кожен його порт оснащений власним цифровим сигнальним процесором (DSP - Digital Signal Processor) для оцифровки голосових сигналів.
Забезпечення факс-зв'язком;
Переважна більшість вироблених шлюзів мають можливість забезпечувати факсимільний зв'язок на базі протоколу IP. Вона спирається на два основні стандарти, запропонованих МСЕ-Т. Стандарт т.37 зводить передачу факсів до доставки з проміжним зберіганням, так як зображення факсів передаються у вигляді вкладень електронної пошти. Завдяки т.37 факс-апарати і факс-сервери можуть взаємодіяти один з одним так само злагоджено, як і традиційні факси. Ще один стандарт Т.38 описує передачу факсів в реальному масштабі часу або за допомогою імітації з'єднання з факс-апаратом, або за допомогою методу модуляції під назвою FaxRelay. Т.38 може використовуватися для реалізації функціональності, більш схожою з традиційною факсимільним зв'язком, наприклад, для негайного підтвердження.
Управління шлюзом;
Шлюзи можуть відрізнятися передбаченими засобами управління. Дані кошти управління мають своєю функцією маршрутизацію викликів між шлюзами і перекодування телефонних номерів в IP-адреси. Вони конструктивно можуть бути інтегровані зі шлюзом або являти собою окремий "мультимедійний менеджер конференцій" або "багатоголосовий менеджер доступу". Одним з рішень є використання єдиного пакета, що включає в себе кошти білінгу, маршрутизації викликів і мережевого адміністрування.
Можливість установки різних алгоритмів кодування мови;
На показники якості переданого голосу по IP-мережі істотно впливає схема кодування, яка використовується в шлюзі VoIP при стисненні голосової інформації. Найпоширенішою є схема, що забезпечує найбільший ступінь стиснення інформації та відповідна специфікації G.723.1 (до 5.3 кбіт / с). Застосовуються й інші схеми - G.729a, G.711, G.726, G.728. При цьому надзвичайно важливо оснащення шлюзу додаткової установкою використовуваної схеми стиснення голосу.
Класифікація шлюзів IP-телефонії
За масштабністю застосування їх можна розділити на два основних типи: шлюзи, орієнтовані на корпоративне застосування, і шлюзи, призначені для операторів і постачальників послуг зв'язку. Продукти останнього типу відрізняються великою ємністю і масштабованість, присутністю засобів аутентифікації і моніторингу, а також додаткових можливостей білінгу.
За виконання шлюзи можуть бути:
Автономні;
Більшість виробників шлюзів пропонує автономні IP-шлюзи, які зазвичай складаються з серверів на базі персональних комп'ютерів з комплектом голосових плат. Голосові плати не призначені для компресії / декомпресії звуку, тому дана операція повинна виконуватися головним процесором ПК.
Маршрутизатори-шлюзи;
У світі виробників устаткування телекомунікацій намітилася тенденція до того, що великі компанії традиційне мережеве обладнання оснащують вузлами, що відповідають за IP-телефонію. Ця продукція - маршрутизатори та пристрої доступу до розподілених мереж з вбудованими шлюзами IP-телефонії - займає окрему важливу нішу на ринку мережевого обладнання.
RAS-шлюзи;
Свою частину ринку обладнання для IP-телефонії займають шлюзи для VoIP, які складаються з плат, встановлених в сервери дистанційного доступу (RAS). Установка пристроїв даного типу при побудові IP-мереж виправдана при роботі з додатками з безліччю голосових портів.
Шлюзи-модулі для УПАТС;
В даний час набули поширення шлюзи IP-телефонії, конструктивно представляють собою модулі для класичних офісних АТС. Подібна система перед тим, як встановити з'єднання через IP-мережу, перевіряє якість зв'язку. У разі достатнього її якості (норма встановлюється адміністратором системи) з'єднання встановлюється. Якщо справа йде інакше, виклик направляється за традиційними лініях зв'язку. Таким чином, у наявності прагнення фірм-виробників поступово замінювати транспортну середу, не зачіпаючи при цьому телефонний сервіс, що надається кінцевим користувачам.
Шлюзи з інтеграцією бізнес-додатків;
У міру розвитку систем IP-телефонії на провідні ролі виходять сервіс-функції. При цьому обладнання повинно орієнтуватися не тільки на інтеграцію трафіку, а й на інтеграцію бізнес-додатків, що дозволяє підвищити продуктивність роботи підприємств. Вона дозволяє реалізувати службу типу "клацни і говори", наприклад, для встановлення телефонного зв'язку між відвідувачами Web-сайті та її співробітниками.
Установчі АТС на базі шлюзів;
Ще один напрямок розвитку обладнання IP-телефонії - побудова відомчих телефонних систем на базі інфраструктур ЛВС. У разі, коли недоцільна установка окремого сервера для перетворення телефонних сигналів в IP-пакети, використовуються мережеві пристрої, що підключаються безпосередньо до мережі 10BaseT (по типу концентраторів Ethernet). При цьому кожен концентратор являє, по суті, невелику УАТС з голосовою поштою і автоматичним секретарем, що підключається через роз'єм RJ-14 до зовнішніх і внутрішніх телефонних лініях і через з'єднувачі RJ-45 до локальної мережі Ethernet. Володіючи простотою управління і наявністю вбудованих засобів комп'ютерно-телефонної інтеграції, ці системи в змозі скласти конкуренцію звичайним відомчих АТС.
Мережеві плати з функціями телефонії;
Одним з рішень IP-телефонії є багатоцільові мережеві плати з функціями телефонії. Такі пристрої обладнані портами RJ-11 для підключення звичайного телефонного апарату.
Автономні IP-телефони.
Являють собою рішення "все в одному" для однієї лінії. За зовнішнім виглядом і базовим сервісними можливостями апаратні реалізації IP-телефонів нічим особливо не відрізняються від звичайних телефонів, але їх електронна "начинка" дозволяє істотно зменшити навантаження на персонал, який відповідає за телефонний зв'язок. Крім апаратної існують і програмні реалізації IP-телефонів. В цьому випадку персональний комп'ютер (ПК), обладнаний телефонною гарнітурою або мікрофоном і акустичними системами, перетворюється в багатофункціональний комунікаційний центр. Користувач ПК, крім доступу до звичайного телефонного сервісу, отримує набір додаткових можливостей: отримання інформації про абонента клієнта (завдяки наявності стандартного інтерфейсу TAPI до інших програм), контроль телефонних викликів і роботу з мовної поштою. Недоліками таких систем є неповна сумісність з H.323 версії 2, а також відсутність підтримки функцій по забезпеченню безпеки в роботі з gatekeeper.
Переваги та недоліки H.323:
Існує безліч переваг від реалізації конференц-зв'язку за допомогою H.323:
Технологія H.323 забезпечує високоякісну нарощувану конференц-зв'язок на базі мультимедіа. Мультимедійна конференц-зв'язок H.323 може підтримувати такі додатки, як колективне редагування растрових зображень, спільна робота з передачі даних або відеоконференція.
Технологія H.323 допускає можливість взаємодії обладнання на базі H.320 і H.323 від різних виробників.
Технологія H.323 використовує з вигодою наявні капіталовкладення в інфраструктуру корпоративної мережі.
Технологія H.323 може застосовуватися для організації міжміських і міжнародних телефонних з'єднань для зниження їх вартості.
Технологія H.323 дозволяє більш ефективно використовувати технологію ISDN із застосуванням шлюзів H.320 і меншого числа ліній ISDN.
У корпоративної інтрамережі H.323 може забезпечувати більш надійні з'єднання і зменшувати проблеми підтримки.
Технологія H.323 пропонує і більш складні можливості управління конференц-зв'язком в мережі.
Технологія H.323 не залежить від апаратного забезпечення і операційної системи.
Технологія SIP в деякій мірі близька до компонентів Q.931 і H.225 технології H.323. Є деякі недоліки H.323 в порівнянні з SIP:
Технологія H.323 витрачає більше часу на установку з'єднання.
Технологія H.323 вимагає близько 12 пакетів для установки з'єднання (тоді як для SIP потрібно близько 4 пакетів).
Технологія H.323 вимагає і TCP, і UDP під час установки з'єднання.
Реалізація H.323 набагато складніше реалізації SIP.
В даний час за допомогою H.323 недоступно управління викликом третьої сторони.
Висновок
В даній курсовій роботі було розглянуто один з стандартів, що використовуються для організацій VoIP-телефонії та відеоконференції. Стандарт H.323 є всеосяжним і гнучким. Його можна використовувати при розробці рішень для аудіо або для повних мереж конференц-зв'язку для передачі сигналів відео / аудіо / даних. Стандарт H.323 містить велику кількість протоколів, пов’язаних з реєстрацією устаткування, різними сценаріями встановлення з’єднань, передавання мови, відео і даних, аутентифікацію користувачів, тарифікацію і інші задачі.
Отже, на даний час H.323 — найбільше поширений стандарт для створення мереж інтернет — телефонії. Цей стандарт підтримує програма Microsoft NetMeeting, різні фірми пропонують IP — телефони і різне інтернет устаткування для побудови мереж на його основі.
Список літератури
1. https://uk.wikipedia.org/wiki/H.323
2. https://trueconf.com/standart-h323.html
3. https://skomplekt.com/tools/4119471.html/
4. https://www.researchgate.net/publication/2618112_H323_and_Associated_Protocols
5. https://asterisk.com/knowledgebase/H.323