Розділ I. Теоретична частина

1.1 Розвиток ip-телефонії

IP-телефонія - це сервіс, який забезпечує комутовані голосові з’єднання переважно за схемою «один до одного» і який підтримується мережею, що використовує протокол IP у формі загальнодоступного Інтернету або приватної IP-мережі.

У своєму розвитку IP-телефонія пройшла три етапи.

На першому етапі це була, швидше, інтернет-іграшка, придатна хіба що для спілкування двох ентузіастів, готових миритися з супроводжуючим діалогом кваканням і шипінням. Два комп’ютери, оснащені мікрофонами, динаміками, звуковими картами з підтримкою оцифровки звуку і не дуже складним програмним забезпеченням, дозволяли вести двосторонній діалог через Інтернет в реальному часі.

Проте до зручностей звичайних телефонних послуг такий спосіб спілкування явно недотягував. Абонентам потрібно було знати IP-адресу комп’ютера співрозмовника, домовлятися про час розмови, вибирати момент для якіснішої передачі голосу, коли трафік Інтернету між даними конкретними точками не стикався з перевантаженнями і затримками. Крім того, за відсутності стандартів на обох комп'ютерах потрібно було встановити таке програмне забезпечення, яке підтримувало б один і той же спосіб кодування голосу і упаковки його в пакети. Взаємодії між комп’ютером і телефоном, підключеним до звичайної телефонної мережі, не передбачалося. Зате витрати обмежувалися невеликою платою провайдеру за звичайне комутоване підключення до Інтернету.

Другий етап ознаменувався появою стандартів IP-телефонії, насамперед - стандартів групи Н.323, розроблених ITU-T, і стандартів на основі протоколу SIP, розробленого IETF.

До третього етапу можна віднести появу нового покоління IP-телефонії, що підтримує широкий спектр додаткових послуг, подібний до того, який надають абонентам розвинені телефонні мережі.

1.2 Стандарти н.323

Розробники стандартів Н.323 виходили з того, що дві мережі - телефонна і IP - будуть співіснувати пліч-о-пліч достатньо тривалий час, а значить, важливо регламентувати їх взаємодію з урахуванням існуючих у традиційних телефонних мережах процедур встановлення з'єднання, а також домовитися про спосіб передачі виклику і власне голосу по IP-мережі.

В рамках встановленого сеансу Н.323 абоненти можуть обмінюватися не тільки голосовою, але й відео інформацією, тобто користуватися відеотелефонами або устаткуванням для організації відеоконференцій.

У стандартах Н.323 визначається дві групи протоколів (рис. 1.1):

1. Протоколи транспортної (transport plane) або користувальницької (user plane) площини відповідають за безпосередню передачу голосу по мережі з комутацією пакетів. Протоколи цієї площини визначають способи кодування голосу (сюди входять стандарти різних кодеків, наприклад G.711, G.723.1, G.729, G.72 8 і ін.) і відео (кодеки Н.261, Н.263 та ін.) . Голос і відео передаються в пакетах протоколу RTP, який визначений в RFC3550 і переносить позначки часу і послідовні номери пакетів, допомагаючи кінцевим вузлам сеансу відновлювати аналогову інформацію реального часу. Пакети RTP переносяться в пакетах протоколу UDP.

2. Протоколи управління викликами (call control plane) переносять по мережі запити на встановлення з'єднань і реалізують такі службові функції, як авторизація доступу абонента до мережі і облік часу з’єднання. Ця група протоколів працює через надійні ТСР-з’єднання і включає протокол сигналізації Q.931, що забезпечує встановлення і завершення з’єднання між абонентами; протокол Н.245, за допомогою якого абонентське обладнання дізнається про функціональні можливості протилежної сторони, наприклад про те, які аудіо- і відео кодеки підтримуються, а також про те, скільки аудіо- та відео потоків будуть використовувати абоненти в рамках даного з’єднання. За замовчуванням IP-телефон підтримує тільки один голосовий потік, але відеотелефон вже підтримує два потоки один голосової та один відео, а обладнання відеоконференцій може підтримувати декілька аудіо потоків і кілька відео потоків. Ще один протокол цієї групи - RAS (Registration, Admission, Status) служить для обліку дзвінків, реєстрації користувача в деякому адміністративному домені (наприклад, в домені організації, де працює користувач) і контролю доступу в мережу (тобто перевірці мережевих ресурсів, таких як вільна пропускна спроможність, необхідних для якісного обслуговування телефонного виклику).

Рисунок 1.1 – Стек протоколів Н.323

Основними елементами мережі Н.323, в яких реалізуються протоколи цього стеку, є так звані IP-телефони, що підключаються безпосередньо до IP-мережі, і шлюзи, що зв’язують традиційну телефонну мережу з IP-мережею (рис. 1.2). Основне завдання площині управління викликами - встановлення з’єднання між абонентами через мережі з комутацією пакетів - в простому випадку може бути вирішена шлюзом, а в більш загальній постановці доручається спеціальному елементу мережі - воротареві.

Зазвичай один воротар обслуговує так звану зону, тобто частину мережі, що знаходиться під адміністративним управлінням однієї організації. Всі функції воротаря в архітектурі Н.323 можуть виконувати термінальні пристрої - телефони та шлюзи, але таке рішення погано масштабується, а потік викликів насилу контролюється і тарифікується.

Рисунок 1.2 – Елементи мережі Н.323