|
Главная страница / Литература / Учебник по IP-телефонии
Глава №3. БАЗОВАЯ АРХИТЕКТУРА СИСТЕМ IP-ТЕЛЕФОНИИ
3.1. Архитектура системы на базе стандарта H.323
Рекомендация
H.323 разработана Сектором стандартизации телекоммуникаций Международного союза
электросвязи (МСЭ-Т) и содержит описания терминальных устройств, оборудования
и сетевых служб, предназначенных для осуществления мультимедийной связи в сетях
с коммутацией пакетов (например, в корпоративной интрасети или Интернет). Терминальные
устройства и сетевое оборудование стандарта H.323 могут передавать данные, речь
и видеоинформацию в масштабе реального времени. В Рекомендации H.323 не определены:
сетевой интерфейс, физическая среда передачи информации и транспортный протокол,
используемый в сети. Сеть, через которую осуществляется связь между терминалами
H.323, может представлять собой сегмент или множество сегментов со сложной топологией.
Терминалы H.323 могут быть интегрированы в персональные компьютеры или реализованы
как автономные устройства. Поддержка речевого обмена — обязательная функция
для устройства стандарта H.323.
В рекомендации H.323 описываются четыре основных компонента (рис. 3.1):
- терминал;
- gatekeeper (контроллер зоны);
- шлюз;
- устройство управления многоточечной конференцией (MCU).
Рис. 3.1. Зона H.323
Все перечисленные
компоненты организованы в так называемые зоны H.323. Одна зона состоит из gatekeeper
и нескольких конечных точек, причем gatekeeper управляет всеми конечными точками
своей зоны. Зоной может быть и вся сеть поставщика услуг IP-телефонии или ее
часть, охватывающая отдельный регион. Деление на зоны H.323 не зависит от топологии
пакетной сети, но может быть использовано для организации наложенной сети H.323
поверх пакетной сети, используемой исключительно в качестве транспорта.
Терминалы H.323
Терминал
H.323 представляет собой конечную точку в сети, способную передавать и принимать
трафик в масштабе реального времени, взаимодействуя с другим терминалом H.323,
шлюзом или устройством управления многоточечной конференцией (MCU).
Для обеспечения этих функций терминал включает в себя:
- элементы аудио (микрофон, акустические системы, телефонный микшер, система акустического эхоподавления);
- элементы видео (монитор, видеокамера);
- элементы сетевого интерфейса;
- интерфейс пользователя.
H.323-терминал
должен поддерживать протоколы Н.245, Q.931, RAS, RTP/RTCP и семейство протоколов
Н.450, а также включать в себя аудиокодек G.711. Также немаловажна поддержка
протокола совместной работы над документами Т. 120.
Примером
терминала, поддерживающим стандарт H.323, является аппарат фирмы Selsius Systems
(приобретена компанией Cisco Systems). Он выглядит как обычный цифровой системный
телефон, только оснащенный интерфейсом Ethernet вместо порта RJ-11. Такой терминал,
используя собственные процессоры, микропрограммные кодеки и стек TCP/IP, обеспечивает
высокие качество звука и уровень надежности.
Шлюзы H.323
Технология
передачи голоса по IP-сети вместо классической сети с коммутацией каналов предусматривает
конфигурацию с установкой шлюзов. Шлюз обеспечивает сжатие информации (голоса),
конвертирование ее в IP-пакеты и направление в IP-сеть. С противоположной стороны
шлюз осуществляет обратные действия: расшифровку и расформирование пакетов вызовов.
В результате обычные телефонные аппараты без проблем принимают эти вызовы.
Такое преобразование
информации не должно значительно исказить исходный речевой сигнал, а режим передачи
обязан сохранить обмен информацией между абонентами в реальном масштабе времени.
Более полно основные функции, выполняемые шлюзом, состоят в следующем.
- Реализация физического интерфейса с телефонной и IP-сетью.
- Детектирование и генерация сигналов абонентской сигнализации.
- Преобразование сигналов абонентской сигнализации в пакеты данных и обратно.
- Преобразование речевого сигнала в пакеты данных и обратно.
- Соединение абонентов.
- Передача по сети сигнализационных и речевых пакетов.
- Разъединение связи.
Большая часть
функций шлюза в рамках архитектуры TCP/IP реализуются в процессах прикладного
уровня.
Наличие разноплановых
с вычислительной точки зрения функций, выполняемых системой, порождает проблему
ее программной и аппаратной реализации. Рациональное решение этой проблемы основано
на использовании распределенной системы, в которой управленческие задачи и связь
с сетью осуществляется с помощью универсального процессора, а решения задач
сигнальной обработки и телефонного интерфейса выполняются на цифровом процессоре
обработки сигналов.
Схема обработки
сигналов в шлюзе при подключении аналогового двухпроводного телефонного канала
PSTN показана на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Схема обработки сигналов в шлюзе
Телефонный
сигнал с двухпроводной абонентской линии поступает на дифференциальную систему,
которая разделяет приемную и передающую части канала. Далее сигнал передачи
вместе с «просочившейся» частью сигнала приема подается на аналого-цифровой
преобразователь (ADC) и превращается либо в стандартный 12-разрядный сигнал,
либо в 8-разрядный сигнал, закодированный по и- или А-закону. В последнем случае
обработка должна также включать соответствующий экспандер. В устройстве эхо-компенсации
(Echo canceller) из сигнала передачи удаляются остатки принимаемого сигнала.
Эхо-компенсатор представляет собой адаптивный нерекурсивный фильтр, длина памяти
(порядок) которого и механизм адаптации выбираются такими, чтобы удовлетворить
требованиям рекомендации МСЭ-Т G.165. Для обнаружения и определения сигналов
внутриполосной многочастотной телефонной сигнализации (MF сигналов), сигналов
частотного (DTMF) или импульсного наборов используются детекторы соответствующих
типов. Дальнейшая обработка входного сигнала происходит в речевом кодере (Speech
Coder). В анализаторе кодера сигнал сегментируется на отдельные фрагменты определенной
длительности (в зависимости от метода кодирования) и каждому входному блоку
сопоставляется информационный кадр соответствующей длины.
Часть параметров,
вычисленная в анализаторе кодера, используется в блоке определения голосовой
активности (VAD — voice activity detector), который решает, является ли текущий
анализируемый фрагмент сигнала речью или паузой. При наличии паузы информационный
кадр может не передаваться в службу виртуального канала. На сеансовый уровень
передается лишь каждый
пятый «паузный» информационный кадр. Кроме того, при отсутствии
речи для кодировки текущих спектральных параметров используется более короткий
информационный кадр. На приемной стороне из виртуального канала в логический
поступает либо информационный кадр, либо флаг наличия паузы. На паузных кадрах
вместо речевого синтезатора включается генератор комфортного шума (Noise Generator),
который восстанавливает спектральный состав паузного сигнала. Параметры генератора
обновляются при получении паузного информационного кадра. Наличие информационного
кадра включает речевой декодер, на выходе которого формируется речевой сигнал.
Для эхо-компенсатора этот сигнал является сигналом дальнего абонента, фильтрация
которого дает составляющую электрического эха в передаваемом сигнале. В зависимости
от типа цифро-аналогового преобразования (DAC) сигнал может быть подвергнут
дополнительной кодировке по А — или ц-закону.
Можно выделить следующие основные проблемы цифровой обработки сигналов в шлюзе.
При использовании
двухпроводных абонентских линий актуальной остаётся задача эхокомпенсации, особенность
которой состоит в том, что компенсировать необходимо два различных класса сигналов
— речи и телефонной сигнализации. Очень важной является задача обнаружения и
детектирования телефонной сигнализации. Её сложность состоит в том, что служебные
сигналы могут перемешиваться с сигналами речи.
С построением
кодеков тесно связана задача синтеза VAD. Основная трудность состоит в правильном
детектировании пауз речи на фоне достаточно интенсивного акустического шума
(шум офиса, улицы, автомобиля и т.д.)
Gatekeeper H.323
Функцию управления
вызовами выполняет gatekeeper (контроллер зоны). Gatekeeper выполняет следующие
функции:
- преобразовывает адреса-псевдонимы в транспортные адреса;
- контролирует доступ в сеть на основании авторизации вызовов, наличия необходимой для связи полосы
частот и других критериев, определяемых производителем;
- контролирует полосу пропускания;
- управляет зонами.
Причем gatekeeper
осуществляет вышеперечисленные функции в отношении терминалов, шлюзов и устройств
управления, зарегистрированных в нем. Идентификация узла может осуществляться
по его текущему IP-адресу, телефонному номеру E.164 или подстановочному имени
— строке символов, наподобие адреса электронной почты. Gatekeeper упрощает процесс
вызова, позволяя использовать легко запоминающееся подстановочное имя.
Функции gatekeeper
могут быть встроены в шлюзы, элементы распределенных УПАТС, блоки управления
многоточечными конференциями, а также в конечные узлы H.323 (терминалы). С помощью
механизмов RAS (Registration/Admissions/Status) терминалы могут находить gatekeeper
и регистрироваться в них.
Сервер управления конференциями (MCU)
Сервер управления
конференциями (MCU — Multipoint Control Unit) обеспечивает связь трех и более
H.323-терминалов. Все терминалы, участвующие в конференции, устанавливают соединение
с MCU. Сервер управляет ресурсами конференции, согласовывает возможности терминалов
по обработке звука и видео, определяет аудио- и видеопотоки, которые необходимо
направлять по многим адресам.
В рамках
архитектуры H.323 может быть использовано два подхода для построения системы
управления многоточечными конференциями:
- децентрализованное управление многоточечной конференцией;
- централизованное управление многоточечной конференцией.
Первый тип
требует, чтобы все участники конференции пересылали многоадресные (групповые)
сообщения всем остальным. Это позволяет избежать концентрации трафика в некоторых
сегментах сети, но управлять такой конференцией не очень удобно. Но большинство
производителей предлагают централизованные системы MCU. При их использовании
конечные узлы передают сигнал системе MCU, которая и обеспечивает его рассылку.
Чтобы связывать группы участников конференции, централизованные системы MCU
могут каскадироваться.
Подавляющее
большинство производителей систем MCU стандарта H.323 предлагают использовать
стандартные браузеры для администрирования и планирования конференций, и для
прямого контроля и мониторинга gatekeeper и систем MCU. Это позволяет поместить
сервер MCU в коммуникационный шкаф и управлять им из любой точки сети.
По архитектуре
MCU подразделяются на системы на базе стандартных серверов (Windows NT) и автономные
программно-аппаратные комплексы, устанавливаемые в стойку.
Примерами
MCU первого типа являются — Encounter Netserver 1.2.1 фирмы VideoServer, MeetingPoint
4.0 фирмы -White Pine Software, PictureTel330 NetConference MultiPoint Video
Server фирмы PictureTel.
Продукты
MultiMedia Communications Exchange (MMCX) компании Lucent Technologies и MCU-323
фирмы RADVision представляют собой устройства второго типа. Такие системы, будучи
однажды сконфигурированными, могут круглосуточно работать в коммутационных шкафах
и управляться дистанционно. ММСХ компании Lucent представляет собой универсальную
коммуникационную систему, поддерживающую любые H.323-совместимые устройства
и IP-телефоны.
3.2. Характеристики шлюзов IP-телефонии
В общем случае
IP-телефония опирается на две основных операции: преобразование двунаправленной
аналоговой речи в цифровую форму внутри кодирующего/декодирующего устройства
(кодека) и упаковку в пакеты для передачи по IP. Эти функции чаще всего выполняют
автономные шлюзовые устройства, которые имеют несколько разновидностей. Это
могут быть выделенные устройства или совмещенные маршрутизаторы/коммутаторы
со встроенным аппаратным и программным обеспечением шлюза. Другой тип автономных
устройств представляют пограничные устройства, где шлюз объединен с удаленным
доступом и пулом модемов. Положение шлюзов в сети IP-телефонии показано на рис.
3.3. Независимо от способа аппаратной реализации шлюзы IP-телефонии могут иметь
ряд характеристик, которые приведены ниже.
Совместимость со стандартом H.323
Базовым протоколом
для работы IP-оборудования подавляющим большинством производителей был принят
протокол, описанный МСЭ-Т в рекомендации H.323v2, стандартизирующей мультимедийную
связь в сетях с коммутацией пакетов.
Пользователи
мультимедийных персональных компьютеров с программным обеспечением H.323 могут
подключиться к такой системе шлюзов. Вызовы при это м могут быть направлены
на поддерживающие H.323 шлюзы других производителей. В результате данная система
будет обеспечивать интеграцию речи, видео и данных в реальном времени для приложений
по организации совместной работы в рабочих группах, например Microsoft NetMeeting.
Рис. 3.3. Положение шлюза в сети IP-телефонии
Стандарты,
отличные от H.323, используют в своей работе шлюзы СХ950 Access Switch компании
Memotec Comminications Inc., F-50 IP и F-200 IP компании Neura Communications
Inc., VIP Gateway от Nortel Networks, сетевые станции Network Exchange 2201/2210
фирмы Netrix Corp.
Наличие механизмов резервирования ресурсов
Поддержка
какой-либо схемы приоритезации (протокол резервирования RSVP или байт дифференциации
услуг — DS byte) для осуществления возможности выбора приоритета между передаваемой
речью или данными является важной характеристикой шлюза. При этом протокол RSVP
позволяет маршрутизаторам придерживать часть полосы пропускания для организации
голосового трафика. У шлюзов IPT (Ericsson Inc.), Netblazer 8500 (Digi International),
Packetstar IP Gateway 1000 (Lucent Technologies Inc.), Vocaltec Telephony Gateway
(Vocaltec Communications Ltd.), Webphone Gateway Exchange (Netspeak Corp.) эта
возможность отсутствует.
Поддержка основных телефонных интерфейсов и типов сигнализаций
Важными критериями
при оценке характеристик шлюзов является возможно большое разнообразие телефонных
интерфейсов, поддерживаемых IP-шлюзом (E1, PRI, BRI) и аналогового в частности,
а также поддержка основных типов телефонной сигнализации: CAS, DTMF, PRI и ОКС
№7. Существенную роль играет поддержка оборудованием механизмов безопасности
в соответствии с Рекомендацией Н.235.
Транспортные архитектуры
Диапазон
транспортных архитектур, с которыми работают современные шлюзы, достаточно широк:
выделенные линии, ISDN, Frame Relay, ATM, Ethernet.
Шлюзы, поддерживающие
передачу речи через Frame Relay, производят компании 3COM (Pathbuilder S200
Voice Access Switch), Cisco (серия 2600, 3600), Motorola (Vanguard 6560/6520),
Newbridge Networks Corp. (MainStreetXpress 36100 VoIP Gateway) и другие. Режим
ATM поддерживают шлюзы, выпускаемые фирмами Lucent Technologies (Packetstar
IP Gateway 1000), Cisco (серия 2600, 3600), Ascend Communications (MultiVoice
Gateway), Motorola Vanguard 6560/6520 Multiservice Access Device и другие.
Масштабируемость
Важной характеристикой
шлюза является его масштабируемость, что обеспечивается модульным построением
оборудования. На первом этапе развертывания сети IP-телефонии возможно использование
неполного ресурса имеющихся портов при постепенном дальнейшем увеличении числа
задействованных голосовых портов. При этом число портов соответствует количеству
одновременных вызовов, которые может сделать шлюз, поскольку каждый ее порт
оснащен собственным цифровым сигнальным процессором (DSP — Digital Signal Processor)
для оцифровки голосовых сигналов.
Обеспечение факс-связью
Подавляющее
большинство производимых шлюзов имеют возможность обеспечивать факсимильную,
связь на базе протокола IP. Она опирается на два основных стандарта, предложенных
МСЭ-Т. Стандарт Т.37 сводит передачу факсов к доставке с промежуточным хранением,
так как изображения факсов передаются в виде вложений электронной почты. Благодаря
Т.37 факс-аппараты и факс-серверы на базе IP различных поставщиков могут взаимодействовать
друг с другом так же согласованно, как и традиционные факсы. Еще один стандарт
Т.38 описывает передачу факсов в реальном времени либо посредством имитации
соединения с факс-аппаратом, либо с помощью метода модуляции под названием FaxRelay.
Т.38 может использоваться для реализации функциональности, более схожей с традиционной
факсимильной связью, например для немедленного подтверждения.
Управление шлюзом
Шлюзы могут
отличаться предусмотренными средствами управления. Данные средства управления
имеют своей функцией маршрутизацию вызовов между шлюзами и перекодировку телефонных
номеров в IP-адреса. Такими средствами оснащаются почти все шлюзы. Они конструктивно
могут быть интегрированы со шлюзом или представлять собой отдельный мультимедийный
менеджер конференций или многоголосовый менеджер доступа. Одним из решений является
использование единого пакета, включающего в себя средства бил-линга, маршрутизации
вызовов и сетевого администрирования. Примером является шлюз компании Clarent
(Clarent Carrier Gateway), взаимодействующий с пакетом Clarent Command Center,
а также пакет Telephony Packet Network компании Northern Telecom Ltd. (Nortel).
Возможность установки различных алгоритмов кодирования речи
На показатели
качества передаваемого голоса по IP-сети существенно влияет схема кодирования,
используемая в шлюзе VoIP при сжатии голосовой информации. Наиболее распространена
схема, обеспечивающая наибольшую степень сжатия информации и соответствующая
спецификации G.723.1 (до 5,3 кбит/с). Применяются и другие схемы — G.729a, G.711,
G.726, G.728. При этом чрезвычайно важной является оснащение шлюза дополнительной
установкой используемой схемы сжатия голоса. Для различных задач и при разных
условиях владелец имеет возможность определить для работы шлюза тот или иной
алгоритм кодирования. Такие шлюзы имеют многие компании: Lucent Technologies
Inc. (Packetstar IP Gateway 1000), Hypercom Corp. (серия Integrated Enterprise
Network), Memotec Communications Inc. (CX950 Access Switch), Netrix Corp. (сетевые
станции Network Exchange 2201, 2210), Vocaltec Communications Ltd. (Vocaltec
Telephony Gateway).
3.3. Классификация шлюзов IP-телефонии
Классификация шлюзов по области применения
Шлюзы IP-телефонии
по масштабности применения можно разделить на два основных типа: шлюзы, ориентированные
на корпоративное применение, и шлюзы, предназначенные для операторов и поставщиков
услуг связи. Продукты последнего типа отличаются большой емкостью и масштабируемостью,
присутствием средств аутентификации и мониторинга, а также дополнительных возможностей
биллинга. Примерами таких устройств являются следующие шлюзы: IPTC компании
Ericsson, PacketStar IP Gateway 1000 компании Lucent Technologies, MainStreetXpress
36100 от Newbridge, Hi-Gate 1000 компании ECI Telecom, Clarent Gateway фирмы
Clarent. Типовая инсталляция этих шлюзов предусматривает их подключение с одной
стороны к IP-сети (например, через Ethernet-интерфейс), а с другой — к традиционной
телефонной сети общего пользования (обычно по Е1-каналам).
Исполнение шлюзов IP-телефонии
1. Автономные IP-шлюзы
Большинство
производителей шлюзов предлагает автономные IP-шлюзы, которые обычно состоят
из серверов на базе персональных компьютеров с комплектом голосовых плат. Голосовые
платы не предназначены для компрессии/декомпрессии звука, поэтому данная операция
должна выполняться главным процессором ПК.
Существуют
шлюзы на базе ПК-серверов с платами с цифровой обработкой сигналов (Digital
Signal Processing, DSP). Фирма Dialogic выпускает плату DM3 IP (с программным
обеспечением от VocalTec); Micom — платы IP-телефонии для аналоговых линий,
Т-1 и Е-1; NMS — платы E-Fusion Inc., используемые многими разработчиками, в
том числе Inter-Tel. Оборудование этого типа производят также компании Vocaltec
Communications Ltd., Neura Communications Inc., Netrix Corp. и другие. Автономные
устройства могут стать хорошим решением для сетей, уже имеющих маршрутизаторы
от различных производителей. Платы-маршрутизаторы, в свою очередь, применимы
для дополнительного оснащения работающего оборудования функциями IP-телефонии.
2. Маршрутизаторы-шлюзы
В мире производителей
оборудования телекоммуникаций наметилась тенденция к тому, что крупные компании
традиционное сетевое оборудование оснащают узлами, отвечающими за IP-телефонию.
Одной из первых в этом направлении стала работать компания Cisco Systems (устройства
серии 2600 и 3600), за которой последовали другие фирмы (Memotec Comminications
Inc. с машиной СХ950 Access Switch, Motorola Inc. с устройством Vanguard). Эта
продукция — маршрутизаторы и устройства доступа к распределенным сетям со встроенными
шлюзами IP-телефонии — занимает отдельную, важную нишу на рынке сетевого оборудования.
3. RAS-шлюзы
Свою часть
рынка оборудования для IP-телефонии занимают шлюзы для VoIP, состоящие из плат,
устанавливаемых в серверы дистанционного доступа (RAS). В этом направлении работают
компании Ascend Communications и Digi International (устройства Multivoice Gateway
и Netblazer 8500 соответственно). Установка устройств данного типа при построении
IP-сетей оправдана при работе с приложениями с множеством голосовых портов и
имеющими предельно важное значение.
4. Шлюзы-модули для УПАТС
В настоящее
время получили распространение шлюзы IP-телефонии, представляющие собой конструктивно
модули для классических учрежденческих АТС. Компании Lucent Technologies и
Nortel Networks производят их для своих станций Defmity и Meridian 1. Причем,
такая система перед тем, как установить соединение через IP-сеть, проверяет
качество связи. В случае достаточного ее качества (норма устанавливается администратором
системы), соединение устанавливается. Иначе, вызов направляется по традиционным
линиям связи. Таким образом, налицо стремление фирм-производителей постепенно
заменять транспортную среду, не затрагивая при этом телефонный сервис, предоставляемый
конечным пользователям.
5. Шлюзы с интеграцией бизнес-приложений
По мере развития
систем IP-телефонии на ведущие роли выходят сервис-функции. При этом оборудование
должно ориентироваться не только на интеграцию трафика, но и на интеграцию бизнес-приложений,
позволяющую повысить продуктивность работы предприятий. К таким продуктам следует
отнести систему eBridge Interactive Web Responce компании eFusion, обеспечивающую
интеграцию Web-служб и центров по обработке вызовов. Она позволяет реализовать
службу типа «щелкни и говори» для установления телефонной связи между
посетителями Web-узла компании и ее сотрудниками.
6.
Учрежденческие АТС на базе шлюзов
Еще одно
направление развития оборудования IP-телефонии — построение учрежденческих телефонных
систем на базе инфраструктур ЛВС. Примерами такого оборудования могут послужить
продукты фирм NBX (приобретена компанией 3COM) и Selsius (приобретена компанией
Cisco Systems).
В случае,
когда нецелесообразна установка отдельного сервера для преобразования телефонных
сигналов в IP-пакеты, используются сетевые устройства, подключаемые напрямую
к сети 10BaseT (по типу концентраторов Ethernet). При этом каждый концентратор
представляет, по сути, небольшую УАТС с голосовой почтой и автоматическим секретарем,
подключаемую через разъем RJ-14 к внешним и внутренним телефонным линиям и через
соединители RJ-45 к локальной сети Ethernet.
Обладая простотой
управления и наличием встроенных средств компьютерно-телефонной интеграции эти
системы в состоянии составить конкуренцию обычным учрежденческим АТС.
7. Сетевые платы с функциями телефонии
Одним из
решений IP-телефонии являются многоцелевые сетевые платы с функциями телефонии
(небольшие устройства типа Internet PhoneJACK от Quicknet Technologies, EtherPhone
фирмы PhoNet Communications или крупные устройства типа плат ATM от Sphere Communications).
Такие устройства оборудованы портами RJ-11 для подключения обычного телефонного
аппарата.
8. Автономные IP-телефоны
Представляют
собой решение «все в одном» для одной линии. По внешнему виду и базовым
сервисным возможностям аппаратные реализации IP-телефонов ничем особо не отличаются
от обычных телефонов, но их электронная «начинка» позволяет существенно
уменьшить нагрузку на персонал, отвечающий за телефонную связь. Такой тип продуктов
предлагает компания Cisco Systems.
Помимо аппаратной
существуют и программные реализации IP-телефонов. В этом случае персональный
компьютер (ПК), оборудованный телефонной гарнитурой или микрофоном и акустическими
системами, превращается в многофункциональный коммуникационный центр. Пользователь
ПК, кроме доступа к обычному телефонному сервису, получает набор дополнительных
возможностей: получение информации о звонящем клиенте (благодаря наличию стандартного
интерфейса TAPI к другим программам), контроль за телефонными вызовами и работой
с речевой почтой. Примером могут послужить программные продукты NetMeeting от
Microsoft и InternetPhone фирмы Vocaltec Communications. Недостатками таких
систем является неполная совместимость с H.323 версии 2, а также отсутствие
поддержки функций по обеспечению безопасности в работе с gatekeeper.
3.4. Архитектура системы на базе проекта TIPHON
Недостатки архитектуры H.323
Основной
недостаток архитектуры на базе стандарта H.323 заключается в сложности разработки
и использования систем IP-телефонии. Охватывая несколько уровней модели OSI,
H.323 структурно является довольно сложной рекомендацией, а некоторые ее места
допускают неоднозначную трактовку.
Так, функции
безопасности (согласно рекомендации Н.235) Определены в H.323 версии 2 как необязательные.
Наличие механизмов аутентификации, шифрования и обеспечения целостности информации
не исключается, но и не является необходимым условием того, чтобы считать продукт
соответствующим H.323.
Согласно
H.323, необязательной является и поддержка серии рекомендаций Н.450, в которой
определены механизмы предоставления дополнительных видов обслуживания, например,
перевод и переадресация телефонных вызовов. Без поддержки Н.450 подобные виды
обслуживания будут невозможны в инфраструктуре IP-телефонии, построенной на
базе продуктов разных производителей.
Упростить
процесс внедрения технологии IP-телефонии призван проект TIPHON, реализация
которого позволит успешно решить задачи установления, модификации и завершения
телефонных соединений, включая процессы межсетевого взаимодействия, управления
безопасностью вызова, запроса качества обслуживания, шифрования, аутентификации
и другие.
Функциональная
модель TIPHON также состоит из трех компонентов — gatekeeper, шлюза и терминала,
но шлюз разделен на три функциональных объекта. Это шлюз сигнализации (SG),
транспортный шлюз (MG) и контроллер транспортного шлюза (MGC).
Шлюз сигнализации
служит промежуточным звеном сигнализации между сетями IP и сетями на основе
коммутации каналов (СКК). В задачи транспортного шлюза входят:
- преобразование и/или перекодирование передаваемой информации;
- обеспечение терминирования ИКМ-трафика, СКК и пакетного трафика;
- трансляция адресов;
- эхоподавление;
- воспроизведение различных сообщений для абонентов;
- прием и передача цифр кодом DTMF.
Контроллер
MGC выполняет процедуры сигнализации H.323, которые определены в рекомендациях
H.323, H.225 (RAS и Q.931) и Н.245, и преобразует сообщения сигнализации СКК
в сообщения сигнализации H.323. Основная его задача — управлять работой транспортного
шлюза, т.е. осуществлять контроль за соединениями, использованием ресурсов,
трансляцией протоколов.
Главная функция
транспортного шлюза (MG) — преобразование ИКМ-трафика в IP-пакеты и наоборот.
В качестве этого элемента могут использоваться разные устройства:
- шлюзы;
- серверы доступа;
- системы передачи ATM;
- серверы интерактивных речевых сообщений.
Смоделированный
на основе трех описанных элементов шлюз воспринимается внешними элементами как
единая система. Причем эти три элемента могут не быть физически разделены, однако
такое разделение дает определенные преимущества.
Решение с
тремя шлюзами позволяет обрабатывать большее количество вызовов, так как при
этом функции разделены по отдельным процессорам.
Gatekeeper
отвечает за контроль и управление объектами сети: выполняет преобразование адресов
(например, телефонных номеров в соответствующие IP-адреса H.323 и обратно) и
маршрутизацию вызовов.
Gatekeeper
в модели TIPHON поддерживает все те функции, которые определены для него в стандарте
H.323. Но, помимо этого, gatekeeper отвечает за:
- тарификацию;
- взаиморасчеты;
- составление отчетов по использования ресурсов;
- управление.
Разработанная
в рамках проекта TIPHON модель сети, состоящая из функциональных элементов и
интерфейсов между ними, показана на рис. 3.4.
Чтобы соответствовать
рекомендациям TIPHON, продукты должны поддерживать следующие интерфейсы:
- интерфейс D — предназначен для маршрутизации вызовов между контроллерами зоны (gatekeeper);
- интерфейс С — для взаимодействия между шлюзом (MGC) и контроллером зоны;
- интерфейс N — определяет особенности взаимодействия между объектами MGC и MG.
Контроллер
и шлюз обмениваются информацией при создании, модификации и разрыве соединений;
определении требуемого формата информации; включении в поток тональных сигналов
и различных речевых уведомлений; запросе ответов по событиям, связанным с прохождением
информационного потока. Показанные на рис 3.4 службы поддержки могут быть использованы
для аутентификации, биллинга, преобразования адресов
Рис. 3.4. Функциональная архитектура, предложенная в рамках проекта TIPHON
| 
