Терминал H.323

Терминал или клиент - это оконечный пункт, являющийся источником и получателем потоков данных H.323 и сигнализации. Это может быть мультимедийный ПК с H.323-совместимым стеком протоколов или автономное устройство, такое как IP-телефон с USB (универсальная последовательная шина), который предусматривает двухстороннюю связь в реальном времени с другим терминалом H.323, шлюзом или MCU.

Между оконечными пунктами могут устанавливаться только телефонные соединения, телефонные соединения и передача данных, телефонные соединения и видео, или телефонные соединения, передача данных и видео.

Шлюз (GW)

Шлюз является дополнительным компонентом в сети с возможностями H.323. Когда требуется организовать связь между разными сетями (например, между сетью на базе IP и сетью PSTN), шлюз на интерфейсе необходим.

Шлюз H.323 является оконечным пунктом H.323, который обеспечивает двухстороннюю связь в реальном времени между терминалами, относящимися к сетям с разными стеками протоколов. Например, есть возможность настроить для терминала H.323 конференц-связь с терминалами на базе H.320 или H.324 через соответствующий шлюз.

Шлюз обеспечивает трансляцию формата данных, трансляцию управления-сигнализации, трансляцию аудио и видео кодеков, а также настройку соединения и функции завершения на обеих сторонах сети. В зависимости от типа сети, в которой требуется трансляция, шлюз может поддерживать оконечные пункты H.310, H.320, H.321, H.322 или H.324.

Гейткипер (GK)

Гейткипер - очень полезный, но необязательный компонент сети с возможностями H.323. Гейткипер обеспечивает трансляцию адресов и управляет доступом к сетевым ресурсам для терминалов H.323, GW и MCU.

Оконечный пункт сам регистрируется в GK. Все оконечные пункты H.323, зарегистрированные в одном GK, образуют зону H.323. Гейткипер предоставляет несколько услуг для всех оконечных пунктов в этой зоне. К этим услугам относятся следующие:

• Трансляция адресов - GK транслирует псевдонимы H.323 в IP-адреса сигнализации соединения (особенно полезно для оконечных пунктов с динамическими IP-адресами). Гейткипер поддерживает базу данных для трансляции между псевдонимами (такими как международные телефонные номера) и сетевыми адресами.
• Управление допуском и доступом оконечных пунктов - это управление может основываться на данных о наличии пропускной способности, ограничениях на количество одновременных вызовов H.323 или о преимуществах оконечных пунктов при регистрации.
• Управление пропускной способностью - администраторы сети могут управлять пропускной способностью, определяя ограничения на число одновременных вызовов и ограничивая авторизацию конкретных терминалов на посылку вызовов в определенное время.
• Возможности маршрутизации - GK может маршрутизировать все входящие или исходящие вызовы в своей зоне. Таким образом, можно сохранять учетную информацию о вызовах для выписывания счетов (биллинга) и обеспечения безопасности. Гейткипер может перенаправить вызов в соответствующий шлюз, основываясь на сведениях о наличии пропускной способности. Перемаршрутизацию можно использовать для развертывания дополнительных услуг, таких как мобильная адресация, переадресация вызова и переадресация голосовой почты.

Блок управления многосторонней связью (MCU)

Заботой MCU, как дополнительного компонента сети с возможностями H.323, является организация многосторонних конференций. Он включает в себя:

• Обязательный Контроллер многосторонней связи (MC) - используется для сигнализации установки соединения и управления конференцией
• Дополнительный Процессор многосторонней связи (MP) - используется для коммутации/смешивания мультимедийных потоков, а иногда для транскодирования в реальном времени принимаемых потоков аудио/видео

Хотя MCU является отдельным логическим блоком, он может объединяться с терминалом, шлюзом или гейткипером.

MCU необходим в централизованной многосторонней конференции, где каждый терминал организует непосредственное соединение с MCU. MCU определяет возможности каждого терминала и передает каждому смешанный мультимедийный поток. В децентрализованной модели многосторонней конференции MCU гарантирует возможности организации связи, но мультимедийные потоки транслируются по множеству адресов и смешивание производится в каждом терминале.

 Рисунок 2. Стек протоколов H.323

Стек протоколов H.323

Стандарт H.323 определяет широкие требования для многих различных протоколов, которые составляют полный стек протоколов H.323 (Рисунок 2).

Стек H.323 составляют следующие протоколы:

• Управление соединением и сигнализация:
  • H.225.0: Протоколы сигнализации и пакетирования мультимедийного потока (использует подмножество протокола сигнализации Q.931).
  • H.225.0/RAS: Процедуры регистрации, допуска и состояние
  • H.245: Протокол управления для мультимедиа
• Обработка звуковых сигналов:
  • G.711: Импульсно-кодовая модуляция тональных частот.
  • G.722: Кодирование звукового сигнала 7 кГц в 64 кбит/с
  • G.723.1: Речевые кодеры на две скорости передачи для организации мультимедийной связи со скоростью передачи 5.3 и 6.3 кбит/с.
  • G.728: Кодирование речевых сигналов 16 кбит/с с помощью линейного предсказания с кодированием сигнала возбуждения с малой задержкой
  • G.729: Кодирование речевых сигналов 8 кбит/с с помощью линейного предсказания с алгебраическим кодированием сигнала возбуждения сопряженной структуры
• Обработка видеосигналов:
  • H.261: Видеокодеки для аудиовизуальных услуг со скоростью P 64 кбит/с
  • H.263: Кодирование видеосигнала для передачи с малой скоростью
• Конференц-связь для передачи данных:
  • T.120: Это стек протоколов (который включает T.123, T.124, T.125) для передачи данных между оконечными пунктами. Он может использоваться для разных приложений в области Совместной Работы (Collaboration Work), такой как коллективное редактирование растровых изображений, совместное использование приложений и совместная организация документов. В T.120 используется многоуровневая архитектура подобная модели OSI.
• Мультимедийная передача:
  • RTP: Транспортный протокол реального времени
  • RTCP: Протокол управления передачей в реальном времени
• Обеспечение безопасности:
  • H.235: Обеспечение безопасности и шифрование для мультимедийных терминалов сети H
• Дополнительные услуги:
  • H.450.1: Обобщенные функции для управления дополнительными услугами в H.323.
  • H.450.2: Перевод соединения на телефонный номер третьего абонента
  • H.450.3: Переадресация вызова
  • H.450.4: Удержание вызова
  • H.450.5: Парковка вызова (park) и ответ на вызов (pick up).
  • H.450.6: Уведомление о поступившем вызове в состоянии разговора
  • H.450.7: Индикация ожидающего сообщения
  • H.450.8: Служба идентификации имен
  • H.450.9: Служба завершения соединения для сетей H.323

Установка соединения H.323

Далее по шагам будет рассмотрен сценарий установления базового соединения между двумя терминалами H.323 без использования гейткипера:

1. Оконечный пункт A (вызывающая сторона) соединяется с оконечным пунктом B (вызываемая сторона) и посылает сообщение Setup (установка, как определено в H.225.0), включающее тип вызова (например, только звуковые сигналы), номер вызываемой и вызывающей стороны и адрес.
2. Оконечный пункт B откликается сообщением уведомления (Alerting). Оконечный пункт A должен принять это сообщение прежде, чем истечет время, отведенное на установку.
3. Когда пользователь в оконечном пункте B отвечает на вызов (снимает трубку), сообщение Connect (соединение) передается в оконечный пункт A.
4. Оба терминала передают информацию о своих возможностях (типы среды, выбор кодека и информация о мультиплексировании) в сообщении TerminalCapabilitySet (установка возможностей терминала).
5. Каждый терминал отвечает сообщением TerminalCapabilitySetAck (подтверждение установки возможностей терминала). В случае если удаленный оконечный пункт не обладает какими-то возможностями, будет передано сообщение TerminalCapabilitySetReject (отклонение установки возможностей терминала), и терминалы продолжат передавать эти сообщения, пока не определят, что устанавливаемые возможности поддерживаются обоими оконечными пунктами.
6. Каждый терминал передает сообщение H.245 OpenLogicalChannel (открыть логический канал), чтобы открыть логический канал с удаленным оконечным пунктом, чтобы настроить речевые каналы, по которым будет производиться обмен мультимедийными потоками.
7. В случае готовности к приемке данных каждый терминал передает OpenLogicalChannelAck (подтверждение открытия логического канала) в удаленный оконечный пункт, определяя номер порта, на который удаленному оконечному пункту следует передавать данные RTP, и номер порта, на который следует передавать данные RTCP удаленному оконечному пункту.
8. Оконечные пункты обмениваются информацией в пакетах RTP. Во время этого обмена передаются пакеты RTCP для контроля качества передачи данных.
9. Когда оконечный пункт A дает отбой (вешает трубку), он должен передать сообщение H.245 CloseLogicalChannel (закрыть логический канал) для каждого канала, открытого с оконечным пунктом B.
10. Оконечный пункт B отвечает сообщением CloseLogicalChannelAck (подтверждение закрытия логического канала).
11. Оконечный пункт A посылает команду H.245 EndSessionCommand (команда завершения сеанса) и закрывает канал после приема такого же сообщения от оконечного пункта B.
12. Оба терминала посылают сообщение H.225.0 ReleaseComplete (освобождение завершено) по каналу сигнализации вызова, которое закрывает канал и завершает соединение.

  Рисунок 3. Установка соединения H.323

Приложения H.323

Множество приложений может воспользоваться преимуществом технологии H.323 как в среде корпоративных пользователей, так и в среде домашних пользователей.

IP-телефония - область, в которой H.323 играет значительную роль. Стандарт H.323 обеспечивает хорошую основу для организации универсальной телефонной связи IP в больших объединенных сетях. Вторая редакция рекомендации H.323 с дополнениями еще более подходит для IP-телефонии.

Одно из очевидных применений - организация видеоконференции между двумя и более пользователями в сети. В этом приложении пользователь ожидает таких же услуг, как и услуги, предоставляемые по телефону. Обеспечиваемое качество обслуживания (QoS) должно быть сравнимо или превышать показатели POTS. Интернет пока не готов решать эти проблемы; однако проводится работа на уровне корпоративной интрасети по улучшению качества мультимедийной связи.

Центры обработки мультимедийных вызовов - еще одна область применения технологии H.323. Центр обработки вызовов H.323 обеспечивает хорошо интегрированную среду для Web-доступа и других коммерческих приложений передачи данных/телефонии. Центры обработки вызовов используются банками для обслуживания клиентов, магазинами для дополнительных розничных торговых точек и т.д. Центр обработки вызовов может быть терминалом H.323 или MCU, а также может быть представлен оконечным пунктом, интегрированным с возможностями гейткипера, шлюза и MCU. В качестве входного устройства традиционного центра обработки вызовов может использоваться шлюз, который позволяет установленным системам работать с минимальным нарушением.

Другой областью применения H.323, заслуживающей внимания, является осуществление дистанционного доступа. Дистанционные пользователи могут присутствовать на совещаниях, проверять свой почтовый ящик или разговаривать с кем-либо из сотрудников компании, находясь в дороге или дома.

Технология H.323 является центральной в решениях VoIP и может быть интегрирована в следующие устройства:

• Гейткипер H.323
• Мультимедийный шлюз
• Корпоративные PBX с возможностью коммутации пакетов.
• Гибкие коммутаторы уровня оператора связи, агенты вызовов и др.
• Блок видеоконференц-связи H.323 между несколькими пунктами
• Испытательные инструменты и анализаторы H.323
• Программофоны и IP-телефоны
• Стационарные устройства, устанавливаемые в помещении пользователя (CPE)
• Кодеки
• Системы голосовой почты

Преимущества/недостатки H.323

Стандарт H.323 - не только всеобъемлющий, но и гибкий. Его можно использовать при разработке решений только для аудио или для законченных сетей конференц-связи для передачи сигналов видео/аудио/данных. Существует множество выгод от реализации конференц-связи H.323:

• Технология H.323 обеспечивает высококачественную наращиваемую конференц-связь на базе мультимедиа. Мультимедийная конференц-связь H.323 может поддерживать такие приложения, как коллективное редактирование растровых изображений, совместная работа по передаче данных или видеоконференция.
• Технология H.323 допускает возможность взаимодействия оборудования на базе H.320 и H.323 от разных производителей.
• Технология H.323 использует с выгодой имеющиеся капиталовложения в инфраструктуру корпоративной сети.
• Технология H.323 может использоваться для организации междугородных и международных телефонных соединений для снижения их стоимости.
• Технология H.323 позволяет более эффективно использовать технологию ISDN с применением шлюзов H.320 и меньшего числа линий ISDN.
• В корпоративной интрасети H.323 может обеспечивать более надежные соединения и уменьшать проблемы поддержки.
• Технология H.323 предлагает более сложные возможности управления конференц-связью в сети.
• Технология H.323 не зависит от аппаратного обеспечения и операционной системы.

Технология SIP в некоторой степени близка к компонентам Q.931 и H.225 технологии H.323. Есть некоторые недостатки H.323 по сравнению с SIP:

• Технология H.323 расходует больше времени на установку соединения.
• Технология H.323 требует около 12 пакетов для установки соединения (тогда как для SIP требуется около 4 пакетов).
• Технология H.323 требует и TCP, и UDP во время установки соединения.
• Реализация H.323 намного сложнее реализации SIP.
• В настоящее время в H.323 не доступно управление вызовом третьей стороны.