Дәріс. Н.323 ұсынысы бойынша желілерді құру. Н.323 стандарты бойынша сигнализациялау

IP-телефония желілерін құрудың бірнеше жолдары бар.Олардың бәрі IP-желілердегі медиа-трафик таратуды және мультимедиа шақырулармен басқаруды жоспарлайды,бірақ бұл кезде телефондық сигнализациялау жүйесіне құруға түрлі әдістер жүзеге асырылады.

Тарихи бірінші және қазірде ең көп таралғаны-бұл халықаралық электробайланыс кеңесімен (МЭК) Н.323 ұсынысының жиынтығы. Н.323 протоколдарына негізделген желілер телефондық желілерді біріктіруге бағдарланған және мәліметтерді тарату желісіне жатқызылатын,ISDN желілері сияқты қарастырылуы мүмкін.

Н.323 ұсынысы сол дестелерді коммутациялайтын IP-желілері бойынша сөздік ақпараттарды таратуға ғана арналмаған біршама күрделі протоколдар жиынтығын қарастырады. Оның мақсаты-қызмет сапасы кепілденбеген желілердегі мультимедиялық қосымшалардың жұмысын қамтамасыз етеді.Сөздік трафик-бұл бейне ақпараттары мен мәліметтері бар Н.323-тің қосымшаларының бірі.

6.1 суретте Н.323 ұсынысына негізделген желілер құрылымы келтірілген.

6.1 - сурет. Н.323 желісінің құрылымы

Желінің негізгі құрылғылары келесідей: терминал,шлюз,привратник (зона контроллері) және конференциялармен жұмыс істеу құрылғысы.

Н.323 терминалы IP-телефония желісін пайдаланушының,шеткі құрылғысы,ол шлюздармен, Н.323-тің басқа терминалдары арасында екі жақты сөздік байланысты қамтамасыз етеді.Терминал келесілерден тұрады: аудио элементтер (акустикалық жаңғырық жүйесі); бейне элементтері (монитор, бейнекамера); желілік интерфейс элементтері; интерфейс ұсынушысы.

Шлюздың негізгі тағайындалуы-ЖҚТЖ жақтан түскен сөздік ақпаратты таратуға IP дестелерін бағыттайтын желілер бойынша жарамды түрге түрлендіру. Одан бөлек, шлюз DSS1 және ОКС7 сигнализациялау жүйесінің сигналдық хабарламасын Н.323 сигналдық хабарламаларына түрлендіреді және ITU H.246 ұсынысына сәйкес кері түрлендіреді.

Шлюз ақпаратты дауысты қосуды,оны IP-желіге бағыттауды қамтамасыз етеді. Кері жақта шлюз кері әрекетті жүзеге асырады:Шлюзбен атқарылатын негізгі әрекеттер мынадай: физикалық интерфейсті телефондық және IP желілік жүзеге асыру; абоненттік сигнализациялаудың сигналдарын детектрлеу және генерациялау; абоненттік сигнализациялаудың сигналдарын дестелерге және кері қарай түрлендіру; абоненттерді байланыстыру; сигналдық және сөздік дестелерді желі бойынша тарату; байланысты ажырату.

Шлюздік TCP/IP құрылымы ауқымындағы негізгі әрекеті қолданбалы деңгей үрдісінде жүзеге асырылады. Аналогты қос өткізгішті телефондық арнаны қосу кезінде шлюздағы сигналды (өңдеу сұлбасы) 6.2 суретте көрсетілген.

6.2-сурет. Шлюздағы сигналды өңдеу сұлбасы

Қос өткізгішті абоненттік байланыс жолынан келетін телефондық сигнал дифференциялдық сұлбаға келіп түседі,ол арнаның қабылдаушы және таратушы бөліктерін бөледі.Әрі қарай тарату сигналы қабылдау сигналының бөлігімен бірге аналогты-сандық түрлендіргішке беріледі және стандартты 12-разрядты сигналға айналады. Тарату сигналынан эхокомпенсация құрылғысында қабылданған сигнал қалдықтары жабылады. Ішкі жолақтық көп жиілікті телефондық сигнализацияның сигналдарын анықтау және табу үшін сәйкес типтің детекторлары қолданылады. Кіріс сигналдың әрі қарай өңделуі сөздік кодерде жүзеге асады.

Кодер анализаторында сигнал белгілі ұзындық пен жеке бөліктерге бөлінеді, кодерлеу әдісіне, тәуелділікке және әр кіріс блокта сәйкес ұзындықта ақпараттық кадр орналастырылады. Кодер анализаторында есептелген параметр бөліктері дауыстық белсенділікті анықтау блогында қолданылады, ол ағымдық талданып отырған сөздің сигналының бөлшегі немесе үзіліс екендігін шешеді. Ақпараттық кадр үзіліс жағдайында виртуалдық арна қызметіне берілмеуі мүмкін. Сеанстық деңгейге әр бесінші үзілістік ақпараттық кадр беріледі. Сөздің болмауы кезінде ағымдық спектральды параметрлерді кодтау үшін біршама қысқа ақпараттық кадр қолданылады. Виртуалдық арнаның қабылдаушы жағында логикалыққа не ақпараттық кадр,не үзілістің болу флагы келіп түседі. Үзілістік кадрларда сөздік синтезатормен бірге комфорттық шуыл генераторы қосылады, ол үзілістік сигналдың спектралды құрамын қайта қалыпқа келтіреді. Сигнал параметрлері үзілістік ақпараттық кадр болған жағдайда жаңартылады.

Аумақтын контроллерінде (привратникте) IP-телефонияның барлық интеллект желісі орналысқан. Бір зонада бір контроллер жұмыс істейді. Зонаның контроллерінің атқаратын қызметтері:

– RAS сигнализациясы көмегімен IP-телефония қызметтеріне жүйе пайдаланушының енуін бақылау;

– alias түрлендіруі – IP дестелерін бағыттайтын (IP адрес TCP портының нөмірі)желілердің транспорттың адресіндегі шақырылатын пайдаланушы адресі;

– желінің өткізу қабілетін сақтауды және басқаруды бақылау;

– Н.323 сигналдық хабарламаларын терминалдар арасында ретрансляциялау.

IP телефонияның ITU H.323 талабына жауап беретін желілерінің біреуінде бір-бірімен RAS протоколы арқылы байланысатын бірнеше аймақтық контроллерлер орналасуы мүмкін.

(MCU) конференцияларын басқаратын сервер үш немесе одан да көп H.323-терминалдарының байланысын қамтамасыз етеді. Конференцияға барлық терминалдар MCU арқылы байланыс орнатады. Сервер конференция көздерін басқарады, дыбысты және бейнені өңдеудегі терминал мүмкіндіктерін ұйымдастырады, көп адрестерге бағытталуы тиіс бейне ағындар мен аудиоларды анықтайды.

Конференцияларды басқаратын құрылғы конференция контроллерінің (MC) бір элементінен тұрады және пайдаланушы ақпаратын өңдеуге арналған бір немесе бірнеше үрдістерден (МР) тұруы мүмкін. МС аймақ контроллерінен, шлюзбен немесе конференцияны басқаратын құрылғымен бірігіп орналасуы мүмкін, ал соңғысы зона контроллерімен немесе шлюзбен бірге орналасуы мүмкін.

Н.323 желісінің тағы бір элементі – Н.323 прокси-сервері, яғни байланыстырғыш сервер. Бұл сервер қолданбалы деңгейде әрекет етуді және екі қосымшаны алмастыратын ақпараттан тұратын дестелерді тексеруі мүмкін. (Н.323 немесе басқасы) шақыру ассоцацияланған және керекті қосылуды орнатады. Прокси-сервер келесі қызметтерді орындайды:

– құрылғылар арқылы коммутацияланатын енуді немесе (RSVP) ресурстарды сақтау протоколдарымен жұмыс істей алмайтын терминалдардың жергілікті желісін қосу. Осындай екі прокси-сервер IP-желіде белгіленген қызметтік сапамен туннельді байланыс орната алады;

– Н.323 трафигін мәліметтердің кәдімгі трафигінен бөлек бағыттау;

– Н.323 құрылғыларын желіде жеке желілердің адрес кеңістіктерімен орналасуы болса да, желілік адрес түрлендіргіштерен сәйкестендіру;

– желіге енуді қорғау – желіге ену тек Н.323 трафиктеріне рұқсат етілген.

IP-телефония желілері сигнализациясының жалпы қағидалары.

Дестелерді коммутациялайтын барлық желілерде сигнализация жүйесі ОКС№7 тобына негізделген. IP-телефония сигнализациясының ерекшеліктерінің бірі түпкі тораптары біршама кең мүмкіндіктерге ие.

IP-телефония жүйелерінде шақыруларды басқару рәсімдері сигнализация протоколдарымен орындалады, ал трафиктің тікелей маршрутизациясы IP желі протоколдарымен: OSPF (қысқа бағыт іздеу ашық протоколы) немесе BGP (шекаралық маршрутизаторлар протоколы) қамтамасыз етеді. Осылай, желі құрылымы басқару жазықтықтарын бөлуді және пайдаланушы ақпаратын таратуды қарастырады (6.4 сурет).

6.4- сурет. IP-телефония желілерінде шақыруларды басқару

IP-телефониядағы тағы бір маңызды мәселе – бұл желіге енуді бақылау. Жалпы қолданыстың телекоммуникация желісіндегі (ЖҚТЖ) абонент белігеленген жергілікті желі арқылы АТС-ке жалғанады, сондықтан оның телефондық аппаратын сәйкестендіріп қосу өте оңай. IP-телефония желісінде бүкіл баптаулар анағұрлым күрделі, себебі оған ену тәсілдері көп: кәдімгі телефоннан ЖҚТЖ арқылы; модемдік байланыста түпкі ену сервері арқылы, СЕЖ және шекаралық таратылған желілер арқылы және т.б. желіге тиімді ену үшін оператор әр абоненттің сұралған қызметін аутентификациялау керек.

Жалпы жағдайда шақыратын және шақырылатын абоненттер арасында байланыс орнату үшін IP-телефония шлюздері келесілерді орындауы тиіс: түпкі құрылғы (оконечое) тіркелген аймақ (зона) контроллерін табу; аймақ контроллерінде өзіндік мнемоникалық адресті тіркеу; талап етілетін өткізу жолағын көрсету; қосылуды орнатуға сұрау жіберу; қосылуды орнату; шақыру кезінде қосылу параметрін басқару; қосылуды ажырату.

Н.323 стандарты бойынша сигнализация. Н.323 протоколдар тобы 3 негізгі протоколдан тұрады: түпкі құрылғының RAS приватнигімен әрекеттесу құрылғысы; желіге қосылуды басқару протоколы (шақыру сигналдарын таратуды басқару) – Н.225 және логикалық арналарды басқару протоколы – Н.245.

RAS протоколы (тіркеу, желіге ену және күйі). Халықаралық электробайланыс кеңесі Н.225.0 ұсынысында Н.323 желісі компоненттерінің өзара әрекеттесу протоколдарын анықтайды: приватникпен түпкі құрылғы(терминалдар, шлюздер,конференцияларды басқару құрылғысы). Бұл протокол RAS (Registration, Admission and Status) деп аталады.

Түпкі құрылғы мен приватник арқылы RAS протоколы көмегімен орындалатын негізгі әрекеттер:

– (Gatekeeper) привратниктің табылуы;

– түпкі құрылғының приватникте тіркелуі;

– түпкі құрылғының желілік ресурсқа енуін бақылау;

– түпкі құрылғының желідегі орнын анықтау;

– шақыруға қызмет көрсету кезіндегі өткізу жолағының өзгерісі;

– түпкі құрылғының ағымдық жағдайын көрсету және сұрау салу;

– жабдықты қолданған өткізу жолағының босауы туралы приватниктің хабарламалауы.

RAS протоколымен қарастырылған, бастапқы үш әрекеттің орындалуы алғашқы фазасы болып табылады. Әрі қарай Н.225.0 (Q.931) сигнализация фазасы және Н.245 басқару хабарламаларымен алмасу жүреді. Ажырау үрдісі кері тізбекте болады: алдымен Н.225.0 сигналдық арнасы және басқарушы арна жабылады, содан кейін RAS арнасы бойымен приватник өткізу жолағын алдыңғы қолданған жабдық босатқандығын хабарламалайды.

RAS хабарламаларын тарату UDP (ақпараттың жеткізілгендігінің кепілсіздігі протоколы) дейтаграммаларында жүзеге асады. Осыған байланысты ITU-T RAS-тың сол хабарламасын қайта жіберуді, оның сол уақыт аралығында қабылданбағандығын ұсынады. Алынған сұрауға сол уақыт аралығында жауап беруге мүмкіндігі жоқ приватник немесе түпкі жабдық сұрау өңдеу стадиясында жатқандығы жайлы хабарламады көрсетуге арналған RIP (Request in Progress) хабарламасы жіберілуі мүмкін. RIP хабарламасын қабылдар кезде приватник пен түпкі жабдық өздерінің таймерін қайта қосып тексеруі тиіс.

Ескеретін бір жайт, желіде RAS сигналдық арнасы приватниксіз қолданылады.

RAS адрестеу үшін келесілер кіретін адрестік ақпараттарды қолданады: жабдықтардың желілік адресі, TSAP көрсеткіші(индикатор); мнемоникалық адрес. Желілік адрес желіде КП-мен қолданылатын форматтағы адрес болып табылады, мысалы, IPv4, IPv6 форматтағы адрес. TSAP идентификаторы бір желілік адрестен жіберілген ақпараттық ағынды идентификациялау үшін қолданылады. Привратник (контроллер) үшін TSAP тұрақты мәндері белгіленген: 1718 (привратниктің іздеуі), 1719 (RAS сигнализациясы хабарламасын тарату үшін). Мнемоникалық адрес түпкі жабдықтың пайдаланушыға қолайлы формада адрестеу үшін қызмет етеді. Адрес Е.164 форматтағы телефондық нөмір, жеке желідегі телефондық нөмір, электронды почта адресі болуы мүмкін. Приватниктің өзі мнемоникалық адрестен тұрмайды.

Н.225 – желіге қосылуды басқару протоколы. Н.323 желілеріндегі желіге қосылуды басқару рәсімдері Халықаралық элекробайланыс кеңесімен Н.225.0 ұсынысы негізінде бағдарланған. Осы рәсімдер шақыру қызметтері үрдістерінде Q.931 сигналдық хабарламалар қатарын пайдалануды қарастырады, Q.931 ұсынысына қосымшасына сәйкес сигналдық хабарламаның ауысуы симметриялы жүзеге асырылуы тиіс. Бұл талап шлюздің арналар коммутациясы желісімен байланысына қатысты емес.

Шақыруды басқарудың қорғалған арнасы IP желісінде TCP 1720 портында құрылады. Бұл порт Q.931 шақыруды басқару хабарламасын шақыруды аяқтауға, қолдауға және орнатуға арналған екі түпкі нүктелер арасында сәйкестендіреді.

Н.225 протоколы қосымша қызметтерге Q.932 хабарламасын қолдануға мүмкіндік береді.

Н.323 желілерінде Q.931 және Q.932 сигналдық хабарламалары қолданылады:

– Setup (орнату). Н.323 объектісімен байланыс орнату кезіндегі Н.323 шақырушы объектісіне жіберілетін тікелей хабарлама. Бұл хабарлама шақырушы жабдықтың 1720 қоғамдық TCP портына жіберіледі;

– Call Proceeding (шақырудың жалғасуы). Шақыру қызмет етуге қабылданғандығын хабарламалайтын шақырушы жабдыққа жіберіледі;

– Alerting (хабарламалау). Шақырушы абонентке жіберіледі және шақырылып жатқан абонент бос екендігі жайлы хабарламалайды, пайдаланушыға кіріс шақыру жайлы сигнал беріледі;

– Connect (желіге қосылу). Шақырылып жатқан жақ жауап бергенді жайлы хабарлама беретін кері хабарлама. Connect хабарламасы Н.245 басқару сигналдарын таратуға арналған UDP/IP транспорты адресінен тұрады;

– Release Complete (босаудың аяқталуы). Байланысты аяқтау мақсатында шақырушы және шақырылып отырған жабдықтарға жіберіледі. Бұл хабарлама тек сигналдық арна ашық кезде ған жіберіледі;

– Facility (құрал). Q.932 хабарламасы ITU H.450.X ұсынысына сәйкес қосымша қызметке жүгіну үшін қолданылады. Ол шақыру тура немесе аймақ контроллері арқылы болуын көрсетуге арналған.

Сигналдық хабарламаның жіберілуін желіге қосылуды орнатумен және TCP ақпаратын кепілді жеткізумен протокол қамтамасыз етеді. Н.323 ұсынысының бірініші және екінші нұсқаларына сәйкес әр жаңа шақыру үшін жеке дара сигналдық арна ашылады. Н.323 ұсынысының үшінші нұсқасынан бастап бір Н.225.0 сигналдық арна түрлі белгілерден тұратын және түрлі шақыруларға қатысты хабарламаларды тасымалдауы мүмкін. Осындай мүмкіндіктің болуы шлюзбен қосылуды орнату уақытын жіберілетін қызметтік ақпараттың көлемін азайтуға мүмкіндік береді. 6.5 суретте шақыруды орнату кезіндегі сигналдық хабарламалар ұсынылған. Аймақ контроллерімен өзара әрекеттесу шақыруға арналған RAS хабарламасымен шектелген.

6.5 - сурет. Шақыруды орнатудың сигналдық хабарламалары

Н.323 желілерінде шақырудың қызметтік сигналдарының тарату арнасын бағыттауды екі тәсілмен жүзеге асыруға болады: шеткі нүктелерінің шақыру сигналдарының тікелей таратылуы – DECS; GKRCS.

Түпкі нүктелердің сигналдарын тікелей тарату кезінде сигналдық хабарламалар екі түпкі нүктелер арасында тікелей жіберіледі. Бұл егер нөмірлердің орталықтандырылған жабық жүйесі қолданылған жағдайда түпкі жабдық жұмысына ыңғайлы.

GKRCS-ті пайдалану кезінде шақырудың сигналдық хабарламалары екі шеткі нүктелер арасында аймақ конроллері арқылы беріледі. Мұндағы шеткі нүктелер аймақ контроллерінің (RE) маршрутизация процессорына (мысалы, тұтынушы идентификаторы) жіберуші жайлы ақпаратты ұсынады, себебі шақыруды түрлі мекемелермен біріктіруі тиіс. Дегенмен шеткі нүктелер Re процессорынан алынған кез-келген тұтынушылық идентификаторды өшіруі қажет, себебі көрсетілген идентификаторға сәйкес қызмет шақыруын қамтамасыз етуі тиіс.

Н.245(ресурстарды басқару және транспорт) – логикалық арналарды басқару протоколы. Н.245 протоколы Н.323 объектілері арасында аралық басқару хабарламаларын бағыттайды. Н.245 процедурасы дыбысты, бейнені, мәліметтерді тарату және арнаның басқару ақпараттары үшін логикалық арналарды орнатады. Әр шақыру үшін шеткі нүкте қарама қарсы түпкі нүктеге бір Н.245 арнаны құрауы керек. Шақырудың сигналдық хабарламаларының алмасуы аяқталған кезде динамикалық тағайындалған TCP порты пайдаланатын IP желіде қорғалған басқару арнасы құрылады.

Осы басқару арналарымен логикалық арналардың жабылуы, ашылуы және мүмкіндіктері жайлы ақпарат алмасу және күтілетін режимдер туралы, басқарылатын хабарламалар ауысуы жүзеге асады.

Егер аймақ контроллері пайдаланылса, онда арналар екі тәсілмен басқарылады: екі түпкі нүктелер арасында тікелей жүзеге асырылатын Н.245 тікелей басқарылуы; түпкі нүктелер арасында аймақ контроллері арқылы жүзеге асатын Н.245 бағыттауымен басқару.

Н.245 басқаруына байланысты амалдарды жүзеге асыру үшін келесі хабарламалар мен рәсімдер қолданылады:

– мүмкіншіліктері жайлы ақпарат алмасу. Терминал деп аталатын екі түпкі нүктелері арасындағы мүмкіндіктер жайлы қорғалған хабарлама алмасудан тұрады. Бұл хабарлама терминал басқа терминалдан мәліметтерді және бейне, дыбыстарды қбылдауға және жіберуге дайын екендігін білдіреді;

– басқарушы – бағынушы қатынасы. Белгілі шақыруға бағынатын түпкі нүктелердің қайсысы негізгі екендігін анықтайтын рәсімдер. Бұл қатынастар шақыру уақытысы кезінде болады және түпкі нүктелер арасындағы қақтығыстарды шешуге мүмкіндік береді;

– десте өтуінің толық уақыты. Хабарлама кідірісті өлшеуге мүмкіндік береді, сондай-ақ Н.245 протоколының түпкі объектісінің рұқсат етілетіндігін тексереді;

– логикалық арна сигналдарының таратылуы. Логикалық арнаны ашады және жабады. Арна нақты таратуы кезінде орнатылады, терминалдар дайын және ақпаратты алуға, қайта кодтауға қабілетті екендіктерін кепілдейді.

Түпкі нүктелер арасында тарату ортасының арналарын орнатуға мүмкіндік беретін екі рәсім бар: Н.245 протоколы; жылдам қосылу алгоритмі. Бұл әдіс шақыру орнатуды жылдамдатуға мүмкіндік береді және Н.245 басқару хабарламаларын алмастыруды жеңілдетеді.

Н.225 шақырудың қызметтік сигналын таратудың ішкі арнасындағы Н.245 хабарламасын Н. 245 жеке басқаруарнасын қолданбай қабаттауға немесе туннель құруға болады. Бұл тәсіл шақыру орнатуды жылдамдатады, ресурстарды пайдалануды төмендетеді және шақыру және басқару сигналдарын таратуды синхронизациялайды.

Шақыруды аяқтауды кез келген түпкі нүкте орындай алады.

RTP протоколы Н.323 протоколдары үшін тарату ортасы транспортын қамтамасыз етеді. RTCP протоколы мәліметтердің жеткізілуін бақылайды және қызметті сәйкестендіреді. Тарату ортасының арнасы UDP протоколы көмегімен құрылады, мұндағы RTP ағыны көрсетілген нөмір портында жұмыс істейді, ал сәйкес RTCP ағыны біршама жоғары нөмір порттарында жұмыс жасайды.

Негізгі әдебиеттер: 2[23 – 30, 131 –146], 3[255 –268].

Қосымша әдебиеттер: 14[47 –48], 16.

Бақылау сұрақтары:

1. Н.323 ұсынысының базасына қандай желі элементі кіреді?

2. IP-телефония желісінде дабылдың жалпы принциптері қандай?

3. Н.323 ұяшығына қандай хаттамалар кіреді?

4. RAS, Н.323, Н.245 желілерінде қосынды басқару үдерістері нені қарастырады?

5. Привратник қандай қызмет атқарады?