- •Глава 1 Конвергенция сетей связи 4
- •Глава 2. Сетевые аспекты ip-телефонии 34
- •Глава 3 Передача речи по ip-сетям 56
- •Глава 4 Протоколы сети Интернет 84
- •Глава 5 - Архитектура н.323 116
- •Глава 8 Протокол управления шлюзами mgcp 221
- •11 Принципы реализации
- •Глава 1 Конвергенция сетей связи
- •1.1 Пропорции в телекоммуникациях
- •А) Трафик в сша б) Трафик в Европе
- •1.2 Перспективы развития ТфОп и ip-сетей
- •1.3 Транспортные технологии пакетной коммутации
- •1.4 Уровни архитектуры ip-телефонии
- •1.5 Различные подходы к построению сетей ip-телефонии
- •1.5.1 Построение сети по рекомендации н.323
- •1.5.2 Сеть на базе протокола sip
- •1.5.3 Сеть на базе mgcp и megaco
- •1.5.4 Сравнение подходов к построению сети ip-телефонии
- •Глава 2. Сетевые аспекты ip-телефонии
- •2.1 Три основных сценария ip-телефонии
- •Вызов инициирован абонентом ТфОп
- •2.2 Проект tiphon
- •2.3 Установление телефонного соединения в ip-сети
- •Абонент а набирает телефонный номер вызываемого абонента б.
- •Шлюз консультируется с привратником о возможных способах маршрутизации вызова.
- •2.4 Эффективность ip-телефонии
- •Глава 3 Передача речи по ip-сетям
- •3.1 Особенности передачи речевой информации по ip - сетям
- •3.1.1 Задержки
- •3.1.3 Устройства ограничения эффектов эха
- •3.2 Принципы кодирования речи
- •3.2.1 Кодирование формы сигнала
- •3.2.2 Кодеры исходной информации (вокодеры) и гибридные алгоритмы
- •Генератор возбуждающего сигнала
- •3.2.3 Процессоры цифровой обработки сигналов для речевых кодеков
- •3.2.4 Основные алгоритмы кодирования речи, используемые в ip-телефонии
- •3.3 Кодеки, стандартизованные itu-t
- •Кодек g.711
- •Кодек g.723.1
- •Кодек g.726
- •Кодек g.728
- •3.3.5 Кодек g.729
- •3.4 Кодеки, стандартизованные etsi
- •3.5 Передача сигналов dtmf
- •3.6 Передача факсимильной информации
- •3.7 О реализации «стандартных» алгоритмов
- •Глава 4 Протоколы сети Интернет
- •4.1 Интернет ab ovo
- •4.2 Стандарты в сфере Интернет
- •4.3 Адресация
- •4.4 Уровни архитектуры Интернет
- •4.5 Протокол ip версии 4
- •4.6 Протокол ip версии 6
- •4.7 Протокол tcp
- •1 Потоки, стек протоколов, механизм портов и мультиплексирование
- •4.7.2 Установление tcp-соединения и передача данных
- •4.7.3 Механизмы обеспечения достоверности
- •4.7.4 Механизм управления потоком данных
- •4.7.5 Состав и назначение полей заголовка
- •4.8 Протокол udp
- •4.9 Требования к современным ip-сетям
- •4.10 Протоколы rtp и rtcp
- •4.11 Многоадресная рассылка
- •Глава 5 - Архитектура н.323
- •5.1 Стандарты мультимедийной связи
- •5.2 Архитектура систем видеотелефонии в узкополосных isdn
- •5.3 Мультимедийная связь в ip-сетях
- •5.4 Терминал н.323
- •5.5 Шлюз н.323
- •5.6 Привратник
- •5.7 Устройство управления конференциями
- •5.8 Реализация оборудования н.323
- •Глава 6 Сигнализация н.323
- •6.1 Семейство протоколов н.323
- •6.2 Протокол ras
- •6.2.1 Обнаружение привратника
- •6.2.2 Регистрация оконечного оборудования
- •6.2.3 Доступ к сетевым ресурсам
- •6.2.4 Определение местоположения оборудования в сети
- •6.2.5 Изменение полосы пропускания
- •6.2.7 Освобождение полосы пропускания
- •6.2.8 Метка доступа
- •6.3 Сигнальный канал н.225.0
- •Сигнальные сообщения h.225.0/q.931 Сообщения ras
- •6.4 Управляющий канал н.245
- •6.4.1 Определение ведущего и ведомого
- •6.4.2 Обмен данными о функциональных возможностях
- •6.4.3 Открытие и закрытие логических каналов
- •6.4.4 Выбор режима обработки информации
- •6.5 Алгоритмы установления, поддержания и разрушения соединения
- •6.5.1 Базовое соединение с участием привратника
- •6.5.2 Базовое соединение без участия привратника
- •Туннелирование управляющих сообщений
- •Процедура быстрого установления соединения
- •6.5.5 Установление соединения с участием шлюза
- •Глава 7 Протокол инициирования сеансов связи - sip
- •7.1 Принципы протокола sip
- •7.2 Интеграция протокола sip с ip-сетями
- •7.3 Адресация
- •7.4 Архитектура сети sip
- •Терминал
- •Прокси-сервер
- •7.4.3 Сервер переадресации
- •Сервер определения местоположения пользователей
- •Пример sip- сети
- •7.5 Сообщения протокола sip
- •7.5.1 Структура сообщений
- •7.5.2 Заголовки сообщений
- •7.5.3 Запросы
- •7.5.4 Ответы на запросы
- •7.6 Алгоритмы установления соединения
- •7.8 Сравнительный анализ протоколов н.323 и sip
- •Глава 8 Протокол управления шлюзами mgcp
- •8.1 Принцип декомпозиции шлюза
- •8.2 Классификация шлюзов
- •8.3 Модель организации связи
- •8.4 Команды протокола mgcp
- •1 (Телефонный ::: канал 2)
- •8.5 Структура команд
- •8.6 Структура ответов на команды
- •8.7 Описания сеансов связи
- •8.8 Установление, изменение и разрушение соединений
- •8.9 Реализация оборудования с поддержкой протокола mgcp
- •8.10 Возможности и перспективы протокола mgcp
- •Глава 9 Протокол megaco/h.248
- •9.1 История создания и особенности протокола megaco/h.248
- •9.3 Сравнительный анализ протоколов mgcp и megaco
- •9.4 Структура команд и ответов
- •9.5 Пример установления и разрушения соединения
- •Глава 10 Качество обслуживания в сетях ip-телефонии 10.1 Что понимается под QoS?
- •Качество обслуживания в сетях пакетной коммутации
- •Трафик реального времени в ip-сетях
- •10.4 Дифференцированное обслуживание разнотипного трафика - Diff-Serv
- •10.5 Интегрированное обслуживание IntServ
- •10.6.2 Процедура резервирования ресурсов
- •10.7 Технология mpls
- •10.8 Обслуживание очередей
- •10.8.1 Алгоритмы организации очереди
- •10.8.1.1 Алгоритм Tail Drop
- •10.8.1.2 Алгоритм Random Early Detection (red)
- •10.8.2 Алгоритмы обработки очередей
- •10.8.2.1 Стратегия fifo
- •10.8.2.2 Очередь с приоритетами
- •10.8.3 Алгоритмы сглаживания пульсации графика
- •10.8.3.1 Алгоритм Leaky Bucket
- •10.8.3.2 Алгоритм «Token Bucket»
- •Глава 11 Принципы реализации
- •11.1 Оборудование ip-телефонии
- •11.2 Особенности оборудования ip-телефонии для России
- •11.3 Шлюз ip-телефонии Протей-itg
- •11.4 Привратник Протей-gk и варианты организации связи
- •11.5 Экономические аспекты применения оборудования ip- телефонии
- •11.6 Виртуальная телефонная линия
- •Система сервисных телефонных карт
- •11.7 Центр обработки вызовов
- •11.8 Модуль ipu как средство интеграции цифровых атс с ip- сетями
- •11.9 Тестирование протоколов ip-телефонии
1.4 Уровни архитектуры ip-телефонии
Архитектура технологии Voice over IP может быть упрощенно представлена в виде двух плоскостей. Нижняя плоскость - это базовая сеть с маршрутизацией пакетов IP, верхняя плоскость - это открытая архитектура управления обслуживанием вызовов (запросов связи).
Нижняя плоскость, говоря упрощенно, представляет собой комбинацию известных протоколов Интернет: это - RTP (Real Time Transport Protocol), который функционирует поверх протокола UDP (User Datagram Protocol), расположенного, в свою очередь, в стеке протоколов TCP/IP над протоколом IP. Таким образом, иерархия RTP/UDP/IP представляет собой своего рода транспортный механизм для речевого трафика. Этот механизм будет более подробно рассмотрен в главе 4, посвященной протоколам Интернет для передачи речи в реальном времени. Здесь же отметим, что в сетях с маршрутизацией пакетов IP для передачи данных всегда предусматриваются механизмы повторной передачи пакетов в случае их потери. При передаче информации в реальном времени использование таких механизмов только ухудшит ситуацию, поэтому для передачи информации, чувствительной к задержкам, но менее чувствительной к потерям, такой как речь и видеоинформация, используется механизм негарантированной доставки информации RTP/UDPD/IP. Рекомендации ITU-Т допускают задержки водном направлении не превышающие 150 мс. Если приемная станция запросит повторную передачу пакета IP, то задержки при этом будут слишком велики. Эти проблемы более подробно рассматриваются в главе 10, посвященной качеству обслуживания.
Теперь перейдем к верхней плоскости управления обслуживанием запросов связи. Вообще говоря, управление обслуживанием вызова предусматривает принятие решений о том, куда вызов должен быть направлен, и каким образом должно быть установлено соединение между абонентами. Инструмент такого управления -телефонные системы сигнализации, начиная с систем, поддерживаемых декадно-шаговыми АТС и предусматривающих объединение функций маршрутизации и функций создания коммутируемого разговорного канала в одних и тех же декадно- шаговых искателях. Далее принципы сигнализации эволюционировали к системам сигнализации по выделенным сигнальным каналам, к многочастотной сигнализации, к протоколам общеканальной сигнализации №7 [6, 7] и к передаче функций маршрутизации в соответствующие узлы обработки услуг Интеллектуальной сети [8].
В сетях с коммутацией пакетов ситуация более сложна. Сеть с маршрутизацией пакетов IP принципиально поддерживает одновременно целый ряд разнообразных протоколов маршрутизации. Такими протоколами на сегодня являются: RIP - Routing Information Protocol, IGRP - Interior Gateway Routing Protocol, EIGRP - Enhanced Interior Gateway Routing Protocol, IS-IS - Intermediate System-to- intermediate System, OSPF - Open Shortest Path First, BGP - Border Gateway Protocol и др. Точно так же и для IP-телефонии разработан целый ряд протоколов. Рассматриваемые в этой книге стандарты содержат положения, относящиеся к передаче речи по IP-сетям (глава 3) и к сигнализации для IP-телефонии (главы 6, 7, 8 и 9).
Наиболее распространенным является протокол, специфицированный в рекомендации Н.323 ITU-T, в частности, потому, что он стал применяться раньше других протоколов, которых, к тому же, до внедрения Н.323 вообще не существовало. Этот протокол подробно рассматривается в главах 5 и 6.
Другой протокол плоскости управления обслуживанием вызова - SIP - ориентирован на то, чтобы сделать оконечные устройства и шлюзы более интеллектуальными и поддерживать дополнительные услуги для пользователей. Этот протокол подробно рассматривается в главе 7.
Еще один протокол - SGCP - разрабатывался, начиная с 1998 года, для того, чтобы уменьшить стоимость шлюзов за счет реализации функций интеллектуальной обработки вызова в централизованном оборудовании. Протокол IPDC очень похож на SGCP, но имеет много больше, чем SGCP, механизмов эксплуатационного управления (ОАМ&Р). В конце 1998 года рабочая группа MEGACO комитета IETF разработала протокол MGCP, базирующийся, в основном, на протоколе SGCP, но с некоторыми добавлениями в части ОАМ&Р. Протокол MGCP подробно рассматривается в главе 8.
Рабочая группа MEGACO не остановилась на достигнутом, продолжала совершенствовать протокол управления шлюзами и разработала более функциональный, чем MGCP, протокол MEGACO. Его адаптированный к Н.323 вариант (под названием Gateway Control Protocol) ITU-T предлагает в рекомендации Н.248. Протоколу MEGACO/H.248 посвящена глава 9.