Сигнальные протоколы ip-телефонии
Сигнальные протоколы обеспечивают установку звонка, регистрацию IP-телефона на сервер провайдера, переадресацию вызова, передачу имени и номера абонента. В настоящее время широкое распространение получили следующие сигнальные протоколы:
SIP - обеспечивает передачу голоса и сигнала, не является чисто сигнальным
H.323
MGCP
SIGTRAN
SCTP
Unistim - закрытый протокол передачи сигнального трафика в продуктах компании Nortel
Виды соединений в сети ip-телефонии
В общем виде возможны следующие варианты организации соединений:
телефон-телефон
компьютер-телефон
телефон-компьютер
компьютер-компьютер
с сайта в интернете (SURF & CALL)
Рассмотрим их подробнее.
Используемые сокращения:
ТА - телефонный аппарат
КС - коммуникационный сервер
ПК - персональный компьютер
Телефон-телефон
Организация телефонного соединения двух абонентов ТфОП через IP-сеть.
Рисунок 1.1 –Вариант организации соединения телефон-телефон
На первом этапе установления соединения ТА1-АТС, абонент слышит сигнал "ответ станции".
Абонент набирает номер шлюза (в соответствии с рекомендацией ITU-T E.164), например, 597-81-10.
При установлении соединения ТА1-шлюз абонент слышит приглашение интерактивного голосового меню (IVR) для прохождения аутентификации и авторизации. В режиме тонального набора (DTMF) абонент набирает идентификационные данные (имя пользователя и пароль, либо др.).
В случае успешного входа в систему осуществляет набор номера вызываемого абонента 2 (ТА2) в соответствии. с рекомендациями ITU-T E.164.
Далее процесс установления соединения имеет различия в зависимости от используемого протокола сигнализации - H.323 или SIP , а так же из-за различия используемого оборудования в IP-сети. Однако, будем называть сервер установления и контроля соединений вне зависимости от протокола Н.323 и SIP общим термином - коммуникационный сервер (КС). В данном случае шлюзы со стороны абонентов 1 и 2 обращаются для обработки информации к одному КС (в более сложном варианте, когда оконечные шлюзы находятся в различных частях сети, в процессе соединения заняты два КС - на вызывающей и вызываемой сторонах).
КС определяет по таблице соответствия номеров Е.164 IP-адресам IP-адрес шлюза, удовлетворяющий одному из критериев: минимальная стоимость, число хопов, мини. задержка и др. (что позволяют настройки оборудования). Устанавливает с ним соединение.
После установления соединения между КС и вызываемым шлюзом 2 и передачи всей необходимой информации для организации разговора, дальнейшее соединение с ТА2 может иметь 3 различных варианта:
Шлюз и ТА2 подключены к городской ТфОП.
Шлюз устанавливает соединение с АТС и передает цифры ? абонента2 в формате системы сигнализации, действующей на данном участке ТфОП (CAS, R2, ОКС?7 и др.)
При ответе абонента 2, оконечная АТС посылает сигнальную информацию об ответе в обратном направлении по ТфОП; КС сообщает шлюзу 2 IP-адрес шлюза 1 и после получения данной информации шлюзом 1 - включается разговорный тракт (разговор).
После завершения разговора КС посылает соответствующие сигналы шлюзам о завершении сеанса связи, соответствующее оборудование, каналы, порты и т. д. освобождаются.
Если же первым повесил трубку абонент 2 - система IVR может предложить абоненту 1 совершить другой звонок и процесс повторится с п.4.
Шлюз и ТА2 подключены через междугородную ТфОП.
Шлюз устанавливает соединение с АТС и передает цифры номера абонента 2 в формате, соответствующем междугородному вызову (в соответствии с рекомендациями ITU-T E.164) : региональный или национальный код населенного пункта абонента 2.
В случае ответа абонента 2, оконечная АТС посылает сигнальную информацию об ответе в обратном направлении по ТфОП; КС сообщает шлюзу 2 IP-адрес шлюза1 и после получения данной информации шлюзом 1 - включается разговорный тракт (разговор).
После завершения разговора КС посылает соответствующие сигналы шлюзам о завершении сеанса связи, соответствующее оборудование, каналы, порты и т. д. освобождаются.
Если же первым повесил трубку абонент 2 - система IVR может предложить абоненту 1 совершить другой звонок и процесс повторится с п.4.
ТА2 включается в оконечный шлюз.
В данном случае ТфОП на оконечном участке не используется. Аналоговый ТА2 напрямую подключен к порту шлюза FXS. При ответе абонента 2 КС сообщает шлюзу 2 IP-адрес шлюза 1 и после получения данной информации шлюзом 1 - включается разговорный тракт (разговор).
Данный вариант связи возможен только в том случае, если абонент 1 набирает IP-адрес физического порта шлюза, к которому подключен ТА2 (при наборе IP-адреса вместо точки используется кнопка "#"). IP-адрес должен быть прямым, то есть быть доступным в публичной IP-сети (Internet, выделенная IP-сеть)
Оборудование и система голосового меню IVR на вызывающей стороне должно уметь распознавать вводимый cклавиатуры ТА1 IP-адрес.
Применение данной схемы особенно эффективно, если абоненты удалены друг от друга на значительное расстояние, или небольшие группы абонентов территориально распределены, а объем разговоров достаточно велик.
Для конечного пользователя системы звонки с телефона на телефон мало отличимые от обычных телефонных звонков. Абонент может звонить и принимать звонки с телефонного аппарата, подключенного к шлюзу.
Компьютер-телефон
Организация соединения пользователя ПК и абонента ТфОП через IP-сеть. ПК вызывающего абонента оборудовано звуковой картой, гарнитурой (микрофон + акустическая система), специальное ПО - программный IP-телефон. ПК должен быть подключен к IP-сети/Internet по модемному соединению, выделенной линии, линии xDSL, либо по другому виду подключения. Программный IP-телефон должен быть совместим с серверным ПО провайдера IP-телефонии.
Рисунок 1.2 – Вариант организации соединения компьютер-телефон
Абонент 1 (пользователь) набирает имя абонента 2 (DNS-имя, номер Е.164 или IP-адрес) и нажимает кнопку "ВЫЗОВ".
Обработка вызова ложится на Коммуникационный сервер провайдера IP-телефонии, который регистрирует вызов от данного пользователя и анализирует принятый номер вызываемого абонента 2. По таблице соответствия номеров, Е.164/DNS-имен, IP-адресам выбирается IP-адрес шлюза, удовлетворяющий критерию: минимальная стоимость, число хопов, минимальная задержка и др. (что позволяют настройки оборудования).
Коммуникационный сервер по IP-сети устанавливает соединение с оконечным шлюзом и передает номер вызываемого абонента 2 в соответствии с конкретным протоколом передачи сигнальной информации в IP-сети (Н.323, SIP) и в соответствии с конфигурацией сетей, задействованных в данном вызове (терминал Н.323 абонента 1 и конечный шлюз регистрируются на одном ГК - принадлежат одной зоне, разным зонам, либо соединение устанавливается через Proxy-сервер и др.
После установления соединения между КС и вызываемым шлюзом 2 и передачи всей необходимой информации для организации разговора, дальнейшее соединение с ТА2 может иметь 3 различных варианта:
Шлюз и ТА2 подключены к городской ТфОП.
Шлюз устанавливает соединение с АТС и передает цифры номер абонента 2 в формате системы сигнализации, действующей на данном участке ТфОП (CAS, R2, ОКС?7 и др.).
В случае ответа абонента2, оконечная АТС посылает сигнальную информацию об ответе в обратном направлении по ТфОП; КС сообщает шлюзу 2 IP-адрес шлюза 1 и после получения данной информации шлюзом 1 - включается разговорный тракт (разговор).
После завершения разговора КС посылает соответствующие сигналы шлюзам о завершении сеанса связи, соответствующее оборудование, каналы, порты и пр. освобождаются.
Если же первым повесил трубку абонент 2 - система IVR может предложить абоненту 1 совершить другой звонок и процесс повторится с п.4.
Шлюз и ТА2 подключены через междугородную ТфОП.
Номер абонента 2 в формате, соответствующем междугородному вызову (в соответствии с рекомендациями ITU-T E.164): региональный или национальный код населенного пункта абонента 2.
В случае ответа абонента 2, оконечная АТС посылает сигнальную информацию об ответе в обратном направлении по ТфОП; КС сообщает шлюзу 2 IP-адрес шлюза 1 и после получения данной информации шлюзом 1 - включается разговорный тракт (разговор).
После завершения разговора КС посылает соответствующие сигналы шлюзам о завершении сеанса связи, соответствующее оборудование, каналы, порты и т. д. освобождаются.
Если же первым повесил трубку абонент 2 - система IVR может предложить абоненту 1 совершить другой звонок и процесс повторится с п.4.
ТА2 включается в оконечный шлюз.
В данном случае ТфОП на оконечном участке не используется. Аналоговый ТА2 напрямую подключен к порту шлюза FXS. При ответе абонента 2 КС сообщает шлюзу 2 IP-адрес шлюза1 и после получения данной информации шлюзом 1 - включается разговорный тракт (разговор). В данном соединении "Компьютер-телефон" КС может не использоваться, т. е. ПК пользователя 1 напрямую может установить соединение с требуемым шлюзом, но только в том случае, если ПК и шлюз подключены к одной IP-сети и имеют прямые адреса.
Компьютер-компьютер
Организация соединения пользователя ПК и абонента ТфОП через IP-сеть. ПК абонентов оборудованы звуковой картой, гарнитурой (микрофон + акустическая система), специальное ПО - программный IP-телефон. ПК должны быть подключены к IP-сети/Internet по модемному соединению, выделенной линии, линии xDSL, либо иным способом. Программный IP-телефон должен быть совместим с серверным ПО провайдера IP-телефонии, если в соединении участвует Коммуникационный сервер.
Рисунок 1.3 – Вариант организации соединения компьютер-компьютер
Абонент 1 (пользователь) набирает имя абонента 2 (DNS-имя, IP-адрес) и нажимает кнопку "ВЫЗОВ".
Обработкой вызова занимается КС провайдера IP-телефонии, который регистрирует вызов от данного пользователя и анализирует принятый номер вызываемого абонента 2. По таблице соответствия номеров DNS-имени IP-адресам выбирается IP-адрес ПК (либо другого КС), удовлетворяющий критерию: минимальная стоимость, число хопов, минимальная задержка и др. (что позволяют настройки оборудования).
КС по IP-сети устанавливает соединение с ПК2 и посылает сигнальную информацию для инициализации разговора. Пользователь 2 получает звуковой/визуальный сигнал о поступлении вызова и при желании начинает разговор.
После окончания разговора КС получает сигнальную информацию о завершении сеанса разговора. При соединении "Компьютер-компьютер" КС может не использоваться, т. е. ПК пользователей могут напрямую установить соединение, если ПК 1 и 2 подключены к одной IP-сети и имеют прямые адреса.
Телефон-компьютер
Организация телефонного соединения абонент ТфОП и пользователя ПК через IP-сеть. В данном случае ТфОП на оконечном участке не используется.
Рисунок 1.4 – Вариант организации соединения телефон-компьютер
На первом этапе установления соединения ТА1-АТС, абонент слышит сигнал "ответ станции".
Абонент набирает номер шлюза (в соответствии с рекомендацией ITU-T E.164), например, 597-81-10.
При установлении соединения ТА1-шлюз абонент слышит приглашение интерактивного голосового меню (IVR) для прохождения аутентификации и авторизации. В режиме тонального набора (DTMF) абонент вводит идентификационные данные (имя пользователя и пароль, либо др.).
В случае успешного входа в систему осуществляет набор номера вызываемого пользователя 2 (ПК2) (IP-адрес).
Обработкой вызова занимается КС IP-телефонии, который регистрирует вызов от шлюза (с параметрами данного пользователя), анализирует принятый IP-адрес вызываемого пользователя 2, и отправляет запрос по данному адресу на установление соединения.
При ответе пользователя 2 КС сообщает шлюзу 1 IP-адрес пользователя 2 и после получения данной информации шлюзом 1 - включается разговорный тракт (разговор). Данный вариант связи возможен только в том случае, если абонент 1 набирает IP-адрес пользователя 2 (при наборе IP-адреса вместо точки используется кнопка "#"). IP-адрес должен быть прямым, то есть быть доступным в публичной IP-сети (Internet, выделенная IP-сеть). Оборудование и система голосового меню IVR на вызывающей стороне должны уметь распознавать вводимый с тастатуры ТА1 IP-адрес. Возможен и такой вариант, что абонент 1 может набирать номер пользователя 2 по стандарту Е.164. Шлюз передаст этот номер КС, и если в таблице соответствия Е.164 IP-адресам данная запись IP-адреса существует - КС совершит попытку установить соединение с ПК2.