22
SIP - расширяемый протокол, поэтому различные функциональные
серверы и серверы приложений работают в рамках протокола SIP для доставки
различных специализированных приложений. Например, Сервер
преобразования текста в речь.
За исключением пользовательских агентов (которые должны быть
отдельными), все остальные компоненты могут быть расположены либо на
одном сервере (физически), либо на отдельных серверах (физически) в
зависимости от объема одновременных вызовов, количества сайтов, вариантов
резервирования и т. д
1.2.5. Протоколы MGCP и MEGACO
В июле 1998 года Telcordia (Bellcore) и Cisco Systems создали протокол
под названием Simple Gateway Control Protocol (SGCP) для управления
телефонными шлюзами от внешних элементов управления вызовами. [8]
Между тем, в середине 1998 года на третьем уровне был создан Технический
консультативный совет (TAC), состоящий из десятка ведущих производителей
оборудования связи. В августе 1998 года TAC предложила протокол
устройства, называемый Device Control (IPDC). IPDC предназначался для
использования между медиа-шлюзом и контроллером медиашлюза. Медиа-
шлюз мог работать как шлюз через IP-шлюз, голос через шлюз ATM, шлюз
модема, коммутатор цепи или кросс-коннектор. В октябре 1998 года, простой
протокол управления шлюзом (SGCP) был объединен с управлением
интернет-протоколом (IPDC), в результате чего образовался MGCP [29].
MGCP был представлен рабочей группе IETF Megaco в октябре 1998
года. В ноябре 1998 года Lucent Technologies представила проект для третьего
протокола устройства, называемого протоколом управления медиа-
устройствами (MDCP), который будет использоваться медиа-шлюзами и их
контроллерами. IETF объединил MGCP и MDCP и предложил в апреле 1999
23
года новый и улучшенный протокол, названный протоколом MeGaCo (также
известный как H.248).
Первая «официальная» версия MGCP определена в RFC 2705 как
информационная. RFC 3435 устарел RFC 2705. В настоящее время MGCP
является чисто информационным, а не стандартным протоколом, хотя он
включает в себя спецификацию протокола. Даже несмотря на то, что MGCP
по-прежнему являлся интернет-проектом, многие компании разработали
MGCP со своей собственной разработкой, а не дождались стандартного
протокола.
Дальнейшая стандартизация усилий MGCP проводилась в IETF, в
рабочей группе MEGACO, а также в ITU-T / SG16 под кодовым именем
H.GCP. Стандарт RFC 3015 отслеживает протокол MEGACO (также H.248).
Предназначением протокола Megaco являлось необходимостью
удовлетворить различные требования, которые не были надлежащим образом
решены MGCP. Megaco является эволюцией MGCP. Это комбинация MGCP и
MDCP и была опубликована как стандарт в RFC 3015 в ноябре 2000 года.
Megaco и MGCP отличаются друг от друга и не совместимы.
H.248 и MGCP являются протоколом для управления медиашлюзами с
использованием контроллера медиа-шлюза или агента вызова. В системе VoIP
H.248 и MGCP используются с SIP или H.323. SIP или H.323 обеспечивают
взаимодействие между контроллерами шлюза, а MGCP используется для
управления установкой носителя в медиашлюзах [29].
1.2.6. Архитектура MGCP
Архитектура протокола управления шлюзом мультимедийных данных
представляет собой методологию предоставления телекоммуникационных
услуг с использованием разложенных мультимедийных шлюзов для передачи
телефонных вызовов между сетью Интернет-протокола и традиционными
24
аналоговыми средствами коммутируемой телефонной сети общего
пользования (PSTN). [1] Архитектура первоначально была определена в RFC
2805 и использовалась в нескольких известных реализациях протокола
передачи голоса по протоколу IP (VoIP), таких как протокол управления
шлюзом мультимедиа (MGCP) и Megaco (H.248), как преемники устаревшего
Простой протокол управления шлюзом (SGCP).
Архитектура разделяет функции, необходимые для интеграции
традиционных телекоммуникационных сетей и современных пакетных сетей
в несколько физических и логических компонентов, в частности медиа-шлюз,
контроллер медиа-шлюза и сигнальные шлюзы. Взаимодействие между
медиашлюзом и его контроллером определяется в протоколе управления
шлюзом мультимедиа [20].
Протоколы медиашлюза были разработаны на основе интернет-модели
сети, пакета протоколов Интернета и называются протоколами управления
устройствами. Медиа-шлюз - это устройство, которое предлагает IP-
интерфейс и унаследованный телефонный интерфейс и который преобразует
носители, такие как аудио- и видеопотоки, между ними. Унаследованный
телефонный интерфейс может быть сложным, например, интерфейсом к
коммутатору PSTN, или может быть простым интерфейсом к традиционному
телефону. В зависимости от размера и назначения шлюза он может разрешать
вызовы, инициированные IP-терминалами, в PSTN или наоборот, или просто
предоставить средства для подключения телефона к телекоммуникационной
системе через IP-сеть.
Первоначально шлюзы рассматривались как монолитные устройства,
которые управляли вызовами, используя такие протоколы, как H.323 и
протокол инициирования сеанса, и аппаратное обеспечение, необходимое для
управления интерфейсом PSTN. В 1998 году была предложена идея
разделения шлюза на две логические части: одна часть, которая содержит
логику управления вызовами, называется контроллером медиа-шлюза (MGC)
25
или агентом вызова (CA), а другая часть, которая взаимодействует с PSTN,
называется медиашлюзом (MG). Благодаря этому функциональному
расщеплению между MGC и MG существовал новый интерфейс, требующий
структуры для связи между элементами, что привело к архитектуре протокола
управления медиашлюзом.
Протоколы SIP и H.323 являются сигнальными протоколами, а
протоколы управления медиа-шлюзом - протоколами управления
устройствами. Архитектурное различие между протоколами SIP и H.323 и
протоколами управления медиашлюзом заключается в том, что отношения
между объектами в SIP и H.323 являются одноранговыми, тогда как
отношения между объектами в протоколах управления шлюзом мультимедиа
используют master/slave (технологии). SIP и H.323 обрабатывают настройку
вызова, соединение, управление и разрывы вызовов между одинаковыми
интерфейсами, тогда как протоколы управления медиашлюзом определяют
механизмы настройки путей передачи данных и потоков между IP и другими
сетями.
1.2.7. Обзор протокола MGCP
Протокол Media Gateway Control Protocol (MGCP) является протоколом
сигнализации и управления вызовами протокола связи используется голос
поверх IP (VoIP) в телекоммуникационных систем. Он реализует архитектуру
протокола медиа управления шлюзом для управления медиа - шлюзами по
интернет - протоколу сети (IP), подключенные к коммутируемой телефонной
сети общего пользования (PSTN). Протокол является преемником протокола
Simple Gateway Control Protocol (SGCP) [29].
MGCP предназначен для взаимодействия с контроллером медиашлюза и
медиашлюзом. Протокол поддерживает централизованную модель вызова.
Контроллер медиашлюза называется Call-агентом (агентом вызова) в
терминологии MGCP, а медиа-шлюзы могут быть либо различными типами
26
VoIP-шлюзов (транкинговые, корпоративные и т. д.), серверы доступа к сети
или даже голосовые шлюзы ATM.
MGCP является протоколом, работающим по принципу «ведущий-
ведомый». Он использует другие протоколы для выполнения своих
требований, таких как протокол описания сеанса, который используется для
описания мультимедийных аспектов телефонного звонка. В своем принципе
MGCP очень близок к проприетарным протоколам производителей
коммутаторов, которые передают информацию между точками управления
вызовами и точек коммутации обслуживания. Этот принцип (в контексте
MGCP), работает на физическом отдельном элементе - контроллер
медиашлюза, а не на конечную точку оборудования, медиаконвертер, и т.д. Но
в отличие от архитектуры коммутатора, как указано в документах описания
протокола, контроль вызова остается близкой к фактическим конечным
точкам аппаратного обеспечения, в архитектуре MGCP функциональность
управления вызовом больше не привязана, именно к медиа-части [20].
Первоначально протокол был разработан для поддержки только
постоянных возможностей (например, одних и тех же кодеков). Но
потребности рынка и все большее число требований побудили разработчиков
рассмотреть возможность добавления динамических возможностей, таких как
согласование кодеков, функция, встроенных в H.323. Конечные точки H.323
могут взаимодействовать посредством протокола H.245 и даже изменять одну
или несколько своих возможностей вовремя уже текущего сеанса.
Протокол имеет несколько особенностей, таких как:
Соответствует RFC 3035
MGCP работает как с IPv4, так и с IPv6
Поддерживает как SIP, так и H.323
27
Программное обеспечение протокола MGCP можно расширить с
помощью дополнительных возможностей и использовать для
многих мультимедийных приложений.
В MGCP протокол описания сеанса используется для описания
формально различных параметров, позволяющих устанавливать соединения
между конечными точками. MGCP не использует мультимедийные функции
SDP, такие как описание многопартийных мультимедийных конференций.
MGCP не предназначен для поддержки мультимедийных вызовов, таких как
H.323 или SIP. Тем не менее ожидается, что эта функциональность будет
добавлена в скором времени. Одной из других приятных особенностей SDP
является гибкость и расширяемость. Новые информационные элементы могут
быть легко добавлены и зарегистрированы в IANA. [29]
1.2.8. Архитектура MEGACO
Протокол Megaco/H.248 были введены в межсетевые IP-сети и
традиционные системы телефонии и для поддержки широкомасштабных
сквозных развертываний. Следовательно, он позволяет традиционным
телефонным сетям передавать речевой трафик через IP. В то время как другие
протоколы мультимедиа по протоколу IP, такие как протокол инициации
сеанса (SIP) и H.323, основаны на одноранговой архитектуре и определяет
архитектуру ведущего/ведомого для шлюзов. В основной/подчиненной
архитектуре, MGC является главным сервером, а MG - подчиненными
клиентами, которые ведут себя как простые коммутаторы и может
обслуживать несколько MG (рисунок 4).
Рисунок 4 – системная архитектура протокола Megaco/H.248
28
MGC или «софтсвитч» (программный коммутатор) - это основа сетей
следующего поколения, обеспечивающих интеллект и надежность сети с
коммутацией каналов со скоростью и экономичностью сети с коммутацией
пакетов. MG является шлюзом, который обеспечивает связь между двумя
различными сетями, например, IP и коммутируемой телефонной сетью общего
пользования.
MG могут связываться посредством транспортного протокола реального
времени (RTP), который обеспечивает сквозные транспортные функции,
подходящие для приложений, передающих данные в реальном времени, такие
как интерактивное аудио и видео.
Служба RTP дополнительно дополняется протоколом управления в реальном
времени (RTCP), позволяющим контролировать доставку данных. В таблице 1
приводятся основные различия между Megaco / H.248 и MGCP.
Таблица 1 - основные различия между Megaco и MGCP
29
1.2.9. Возможности и перспективы протокола MGCP
Для построения хорошо функционирующих и совместимых с ТфОП
сетей IP-телефонии сегодня подходят протоколы Н.323 и MGCP. Подход с
использованием MGCP обладает весьма важным преимуществом перед
подходом, предложенным в стандарте Н.323: Call Agent поддерживает
сигнализацию ОКС7 и другие виды телефонной сигнализации;
поддерживается также прозрачная трансляция сигнальной информации по
сети P-телефонии. В сети, построенной на базе рекомендации Н.323,
сигнализация ОКС7, как и любая другая сигнализация, должна
конвертироваться шлюзом в сигнальные сообщения Н.225.0 (Q.931).
Бытует мнение, что протоколы MGCP и MEGACO, лучше других
подходят для развертывания глобальных сетей IP-телефонии, приходящих на
смену традиционным телефонным сетям. Но в существующих сегодня
приложениях IP-телефонии, таких как предоставление услуг международной
и междугородной связи, использовать протокол MGCP (так же, как и протокол
SIP) нецелесообразно в связи с тем, что подавляющее большинство сетей IP-
телефонии сегодня построено на базе протокола Н.323. Оператору придется
строить на базе протокола MGCP (или SIP) отдельную сеть IP-телефонии, что
потребует значительных капиталовложений, в то время как оператор связи,
имеющий оборудование стандарта Н.323, может легко присоединить свою
сеть к существующим сетям.
1.3. Качество IP-телефонии
Для дальнейшего решения поставленных задач исследования стоит
рассмотреть факторы, влияющие на качество передачи голоса в пакетных
сетях. IP-телефония является одной из областей передачи данных, где все
процессы передачи информации должны происходить в режиме реального
времени и где особенно важна динамика передачи сигнала, которая
обеспечивается современными методами кодирования и передачи
30
информации, следовательно, для IP-телефонии необходимо увеличивать
пропускную способность каналов по сравнению с традиционными
телефонными сетями.
1.3.1. Шлюзы IP-телефонии их функции и характеристики
IP-телефония по своей сути, заключает в себе две основных операции:
преобразование аналогово сигнала (голоса) в цифровой вид и посредством
кодирующего устройства упаковать уже цифровой сигнал в IP пакет, для
дальнейшей передачи его по сети передачи данных. Данные операции
производятся как в одну, так и в обратную строну. Поэтому стоит более
подробнее рассмотреть роль шлюза в сети IP-телефонии, его функции и
основные характеристики. Ниже приведён пример, вариантов организации IP
телефонии и положение VoIP-шлюза в сети (рисунок 5) [7].
Рисунок 5 - Положение шлюза в сети IP-телефонии
VoIP шлюзы бывают двух типов, операторский и пользовательский
(абонентский). Абонентские в свою очередь могут являться как выделенные
устройства (АТА) или совмещенные маршрутизаторы/коммутаторы со
встроенным аппаратным и программным обеспечением.
Типовая инсталляция этих шлюзов предусматривает их подключение с одной
стороны к IP-сети, посредством Ethernet-интерфейса, а с другой — к
традиционной телефонной сети общего пользования (обычно по Е1-каналам).
31
VoIP шлюз представляет собой часть аппаратных средств с целью
стандартного преобразования трафика TDM - телефонии от PSTN в цифровые
пакеты IP для транспортировки поверх IP сети (например, локальная сеть).
VoIP-шлюз также может преобразовывать цифровые IP-пакеты в трафик
телефонии TDM для транспортировки по телефонной сети общего
пользования (PSTN).
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.
Недостатками таких систем является неполная совместимость с H.323 версии
2, а также отсутствие поддержки функций по обеспечению безопасности в
работе с GateKeeper.
Так же на рынке представлены шлюзы с интеграцией для бизнес-
приложений. С развитием индустрии систем IP-телефонии, для бизнес-сектора
также наблюдается спрос на дополнительные 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 «click-to-call» для установления телефонной связи
между посетителями Web-узла компании и ее сотрудниками, иными словами
– поддержка создания сеанса связи через сайт между клиентом и сотрудником
компании;