Организация узла ip-телефонии
Узел, предоставляющий услугу IP-телефонии на основе стандарта H.323, состоит из:
IP-шлюза,
привратника (gatekeeper),
системы биллинга.
IP-шлюз H.323 представляет собой абонентский шлюз между ТфОП и сетью с КП. Он обеспечивает стандартные интерфейсы для связи с ТфОП и для связи с сетью передачи данных обрабатывает голосовые и факсимильные сигналы с помощью кодирующих и декодирующих устройств, преобразует формат сообщения в сети с КК в формат пакетов в сети с КП и обратно. Шлюз работает с привратником по протоколу RAS и маршрутизирует вызовы и голосовые пакеты. В качестве IP-шлюза можно использовать сервер доступа, который поддерживает передачу VoIP или маршрутизатор, поддерживающий VoIP.
Привратник H.323 является программным компонентом, который взаимодействует с терминалами и шлюзами по протоколу RAS и поддерживает работу системы биллинга. В сети может быть несколько привратников, и каждый привратник отвечает за свою зону административного контроля, в пределах которой он управляет IP-шлюзами и контролирует доступ в сеть с КП через IP-шлюз. Программное приложение привратника может быть организовано как на отдельном компьютере, так и на маршрутизаторе. Привратник управляет доступом в сеть с КП, но не маршрутизаторами и другими устройствами сети с КП.
Система биллинга обеспечивает аутентификацию, авторизацию и учёт звонков абонентов. Система биллинга использует серверы биллинга и серверы Radius.
Серверы биллинга необходимы для выставления счетов на повременной основе. Серверы Radius выполняют функции аутентификации, авторизации и учета. Для поддержки этих функций могут использоваться серверы Radius, уже имеющиеся у интернет-провайдера.
Серверы биллинга собирают данные с серверов Radius, обрабатывают их с помощью биллинговых приложений и посылают абонентам по почте. А сервер Radius собирает данные о вызовах с IP-шлюзов.
Покажем на рисунке 43 схему узла IP-телефонии:
Рис.43. Схема узла IP-телефонии.
В узле связи используется и другое оборудование, которое не показано на рисунке, например, коммутатор для объединения всех компонентов узла в единую ЛВС, маршрутизатор для сопряжения с магистральной сетью. На рис.43 показано оборудование, обеспечивающее услугу IP-телефонии.
Рассмотрим работу узла IP-телефонии.
Абонент 1 (Т1) набирает номер IP-шлюза1. Система автоматически запрашивает идентификатор пользователя (его PIN-код) и телефонный номер второго абонента (Т2). После ввода этой информации абонентом 1 информация передается привратнику. Привратник определяет ближайший IP-шлюз 2 абонента и сообщает системе биллинга о начале и завершении разговора. Система биллинга ведет учёт всех звонков, определяет продолжительность разговора, проверяет права доступа абонента и производит взаиморасчет. После этого шлюз 1 соединяется со шлюзом 2 по IP-сети с использованием протокола H.323.
Протоколы h.323
Покажем на рисунке 44 стек протоколов IP-телефонии:
Гарантированная доставка по TCP |
Негарантированная доставка по UDP |
|||
H.245 |
H.225 |
Потоки речи, видео |
||
Q.931 |
RAS |
RTP |
RTCP |
|
TCP |
UDP |
|||
IP |
||||
Рис.44. Стек протоколов Н.323.
Голосовые пакеты передаются с помощью протоколов RTP/UDP/IP.
Протокол RTP (Real Time Transrort Protocol) – протокол передачи в реальном масштабе времени потоков речи и видео по Internet.
В заголовке RTP содержатся поля, которые позволяют на приеме вычислить качество передачи:
Тип полезной нагрузки, которую несёт RTP-пакет.
Порядковый номер пакета. Позволяет выявить потерю пакетов и нарушение последовательности пакетов на приеме.
Временная метка. Используется для согласования звуковых и видео потоков. Временная метка указывает время формирования голосового пакета на передаче. Зная это время и зафиксировав время прихода пакета на приёме, можно вычислить задержку пакета как разницу этих времён. По задержкам пакетов можно вычислить среднюю задержку пакета и вариации задержки пакета. Анализируя порядковые номера на приёме, можно определить количество переданных пакетов и долю потерянных пакетов. Таким образом, на приёме известны параметры качества обслуживания.
Доставка RTP-пакетов контролируется протоколом RTCP (Real Time Control Protocol).RTCP обеспечивает обратную связь приёмника с источником и передаёт источнику сведения о задержке, вариации задержки, доле потерянных пакетов.
Протоколы RTP и RTCP работают совместно, и они никак не влияют на качество передачи голосовых пакетов по IP-сети.
Источник, получив RTCP-информацию, в случае ухудшения параметров качества может перейти на другой кодек, то есть увеличить коэффициент сжатия информации и тем самым снизить потребность в полосе пропускания, тогда, возможно, IP-сеть сможет передавать голосовые пакеты с меньшей задержкой.
Покажем на рисунке 45 этапы прохождения вызова:
Т1 Привратник Т2
Рис.45. Процедура установления сеанса связи между конечными точками.
Процедура установления сеанса связи между конечными точками делится на три фазы.
Первая фаза – регистрация конечной точки и контроль доступа. Выполняется между терминалом и привратником.
Вторая фаза – маршрутизация вызова в сети и установление соединения между конечными точками. Сообщения могут передаваться либо через привратника, либо непосредственно между конечными точками. На этой фазе определяется готовность вызываемого абонента, и используются сообщения сигнализации Q.931.
Третья фаза – согласование параметров передачи и открытие/закрытие канала передачи.