На трех страницах изложена информация о стандарте H.323.

О протоколах семейства H.32x

Базовая архитектура стандарта H.323

Терминал H.323

Мультимедиа-шлюз

Контроллер зоны H.323

Устройство управления многоточечными конференциями H.323

Тенденции развития рекомендаций H.323

Установление соединения между терминалами H.323

Базовая архитектура стандарта H.323

В число "объектов" H.323, как они названы в стандарте, включаются терминалы, мультимедиа шлюзы, устройства управления многоточечными конференциями и контроллеры зоны (Gatekeeper).

Терминал (Terminal) - оконечное мультимедийное (голос, видео, данные) устройство, предназначенное для участия в конференции.
Мультимедиа шлюз (Gateway) - устройство, предназначенное для преобразвания мультимедийной и управляющей информации при сопряжении разнородных сетей.
Устройство управления многоточечными конференциями (Multipoint Control Unit - MCU) - предназначено для организации конференций с участием трех и более участников
Контроллер зоны (Gatekeeper, Привратник, Конференц-менеджер) - рекомендуемое, но не обязательное устройство, обеспечивающее сетевое управление и исполняющее роль виртуальной телефонной станции.

Рис.1. Базовая архитектура стандарта H.323

Терминалы H.323

Под терминалом стандарт понимает оборудование конечных точек сети, которое позволяет пользователям общаться друг с другом в реальном времени.

Рис.2. Структура терминала H.323.

Терминал H.323 может представлять собой ПК или автономное устройство, способное выполнять мультимедиа-приложение. Он обязан обеспечивать звуковую связь и может дополнительно поддерживать передачу видео или данных. Вследствие того, что основной функцией терминала H.323 является передача звука, он играет ключевую роль в предоставлении сервиса IP-телефонии. H.323-терминал должен поддерживать протоколы
H.245 - согласование параметров соединения,
Q.931 - для установления соединения и согласования параметров этого соединения,
RAS (Registration/Admission/Status) - взаимодействия с контроллером зоны (Gatekeeper),
RTP/RTCP - для работы с потоками аудио и видео пакетов
и семейство протоколов Н.450, а также включать в себя аудиокодек G.711 для сжатия аудиопотока. Его дополнительными компонентами могут быть другие аудиокодеки и видеокодеки H.261 и/или H.263. Необязательной является поддержка протокола совместной работы над документами T.120.

Аудиокодек предназначен для оцифровки аналогового звукового сигнала и сжатия полученного цифрового сигнала, а также проведения обратной операции. Стандартом H.323 предусмотрена возможность использования пяти кодеков — G.711 (преобразование 3,1-кГц аналогового сигнала для передачи в цифровой форме на скоростях 48, 56 или 64 кбит/с), G.722 (7 кГц; 48, 56 или 64 кбит/с), G.723 (3,1 кГц; 5,3 или 6,3 кбит/с), G.728 (3,1 кГц; 16 кбит/с) и G.729 (3,1 кГц; 8 кбит/с). Каждый терминал должен поддерживать по крайней мере один аудиокодек.

Протокол сигнализации RAS (регистрации, подтверждения и состояния) применяется для передачи служебных сообщений между терминалами и контроллером зоны. RAS-сообщения служат для регистрации терминалов, допуска их к сеансу связи, изменения используемой полосы пропускания, информирования о состоянии сеанса и его прекращении. В отсутствии контроллера зоны протокол RAS не задействуется.

Протокол сигнализации Q.931 используется для установления и разрыва соединений между двумя терминалами H.323, а также между терминалом и шлюзом. Служебные сообщения этого протокола передаются поверх TCP.

Протокол управления мультимедийной конференцией H.245 обеспечивает:

• согласование возможностей компонентов;
• установление и разрыв логических каналов;
• передачу запросов на установление приоритета;
• управление потоком (загрузкой канала);
• передачу общих команд и индикаторов.

Сообщения протокола H.245 передаются по H.245-каналу управления. Это логический канал «0», который, в отличие от каналов обмена мультимедиа-потоками, постоянно открыт. Межтерминальный обмен параметрами позволяет согласовывать режимы работы и форматы кодирования информации, что обеспечивает взаимодействие терминалов от разных производителей. В процессе обмена сообщениями о параметрах уточняются возможности терминалов принимать и передавать различные виды трафика.

Протокол RTP (RFC 1889) обеспечивает в IP-сетях доставку адресатам аудио- и видеопотоков в масштабе реального времени. Согласно стандарту H.323, в сетях с негарантированной полосой пропускания с целью минимизации задержек и максимального использования имеющейся полосы пропускания для передачи аудио- и видеопотоков, а также сигнализации RAS применяется протокол User Datagram Protocol (UDP). Этот протокол задействует механизм многоадресной рассылки (IP Multicast) для негарантированной доставки звука и видео определенному числу пользователей. Поверх IP Multicast работает RTP, который создает необходимые условия для нормального воспроизведения полученных потоков на абонентских терминалах.

RTP идентифицирует тип и номер пакета, устанавливает в него метку синхронизации. На основе этой информации приемный терминал синхронизирует звук, видео и данные, осуществляет их последовательное и непрерывное воспроизведение. Корректное функционирование RTP возможно при наличии в абонентских терминалах механизмов буферизации принимаемой информации.

Транспортный протокол управления передачей в режиме реального времени RTCP (RFC 1889) контролирует реализацию функций RTP. Он также отслеживает качество обслуживания и снабжает соответствующей информацией компоненты, участвующие в конференции.

Дополнительные услуги в сетях Н.323 определяет семейство рекомендаций Н.450. Так, 450.1 описывает протокол сигнализации между двумя компонентами сети, позволяющий предоставлять дополнительные услуги, а Н.450.2 — механизмы услуги трансформации вызова (Call Transfer), благодаря которой соединение между терминалами А и Б преобразуется в соединение между Б и В. Дополнительная услуга Call Diversion, которую определяет рекомендация Н.450.3, предоставляет возможность переадресовать вызов в тех случаях, когда вызываемый абонент занят, не отвечает или когда предварительно установлен соответствующий параметр.

Видеовозможности терминалов H.323

Несмотря на то, что стандарт считает функции видео необязательными, все терминалы с видеовозможностями должны поддерживать кодек H.261, опционально возможна поддержка H.263.
H.263 является развитием кодека H.261, видеокартинка, полученная с помощью кодека H.263 обладает лучшим качеством, поскольку используется полупиксельная технология предсказания движения. Кроме того, используемое кодирование по Хаффману оптимизировано для работы с более низкими скоростями передачи.
Определено пять стандартных форматов кадров:

Формат кадра	Размер в пикселях	H.261	H.263
sub-QCIF	128x96	не определено	обязательно
QCIF	176x44	обязательно	обязательно
CIF	352x288	возможно	возможно
4CIF	702x576	не определено	возможно
16CIF	1408x1152	не определено	возможно

Табл.2. Форматы кадров H.261 и H.263.

Мультимедиа шлюз (Gateway) H.323              

Рис.3. Мультимедиа шлюз H.323/PSTN.

Шлюз не входит в число обязательных компонентов сети H.323. Он необходим только в том случае, когда требуется установить соединение с терминалом другого стандарта. Эта связь обеспечивается трансляцией протоколов установки и разрыва соединений, а также форматов передачи данных. Согласно H.323, мультимедиа шлюз - это опциональный элемент в конференции H.323. Он может выполнять много различных функций. Типичной его функцией являются задача преобразования форматов протоколов передачи (например, H.225.0 и H.221). Шлюзы H.323 широко применяются в IP-телефонии для сопряжения IP-сетей и цифровых или аналоговых коммутируемых телефонных сетей (ISDN или PSTN). На Рис.3. показан шлюз H.323/PSTN.

Контроллер зоны (Gatekeeper, Привратник, Конференц-менеджер)

Это рекомендуемое, но не обязательное устройство, обеспечивающее сетевое управление и исполняющее роль виртуальной телефонной станции.

Рис.4. Контроллер зоны (Gatekeeper)

Контроллер зоны (gatekeeper) — важнейший компонент H.323-сети и центральная точка для всех обращений внутри одной зоны. H.323-зона — это совокупность терминалов, шлюзов и серверов MCU, управляемых одним контроллером. В зоне присутствует по крайней мере один терминал, а кроме того, она может включать сегменты ЛВС, объединенные маршрутизаторами (рис. 4).

Контроллер зоны — необязательный компонент сети H.323, однако если он присутствует в сети, то терминалы и шлюзы должны использовать его услуги. Отметим, что он может быть выполнен как часть шлюза или сервера MCU.

Стандарт H.323 определяет основные (обязательные) и дополнительные функции контроллера зоны (см. таблицу). К первой группе относятся трансляция адресов, контроль за установлением соединений между терминалами, а также последних с шлюзами и серверами MCU, управление полосой пропускания и др. Во вторую группу входит, в частности, такая важная функция, как маршрутизация вызовов. Она позволяет повысить эффективность работы сети, поскольку контроллер способен выбирать маршрут соединения на основе, например, данных о загрузке шлюзов своей зоны. Эта функция может служить и для переадресации вызова при отсутствии возможности установить соединение с вызываемым абонентом.

Функции контроллера зоны

Функции	Описание
Основные
Трансляция адресов	Преобразование внутренних адресов ЛВС и телефонных номеров формата E.164 (применяются в сетях ISDN) в транспортные адреса протоколов IP или IPX
Управление доступом	Авторизация доступа в H.323-сеть путем обмена RAS-сообщениями «запрос регистрации» (ARQ), «удовлетворение запроса» (ACF) и «отклонение запроса» (ARJ). Например, если сетевой администратор установил лимит числа одновременных соединений, то при достижении этого порога контроллер зоны будет отклонять новые запросы на доступ. Параметру данной функции может быть присвоено значение «0», что означает допуск всех оконечных точек в H.323-сеть
Управление полосой пропускания	Используются RAS-сообщения «запрос ширины полосы пропускания» (BRQ), «удовлетворение запроса» (BCF) и «отклонение запроса» (BRJ). Параметру данной функции может быть присвоено значение «0», что означает автоматическое удовлетворение всех запросов на изменение полосы пропускания
Дополнительные
Управление процессом установления соединений	При двусторонней конференции контроллер способен обрабатывать служебные сообщения протокола сигнализации Q.931. Контроллер может служить и простым ретранслятором таких сообщений от оконечных точек
Авторизация соединения	В соответствии со спецификациями Q.931 допускается отклонение контроллером запроса на установление соединения. Среди оснований — ограничение прав или времени доступа, а также другие критерии, находящиеся вне рамок стандарта Н.323
Управление вызовами	Контроллер зоны может отслеживать состояние всех активных соединений, что позволяет управлять вызовами, обеспечивая выделение необходимой полосы пропускания и баланс загрузки сетевых ресурсов за счет переадресации вызовов на другие терминалы и шлюзы

Устройство управления многоточечной конференцией
(Multipoint Control Units (MCU))

Устройство MCU предназначено для поддержки конференции между тремя и более участниками. В этом устройстве должен присутствовать контроллер Multipoint Controller (MC), и, возможно, процессоры Multipoint Processors (MP). Контроллер MC поддерживает протокол Н.245 и предназначен для согласования параметров обработки аудио- и видеопотоков между терминалами. Процессоры занимаются коммутированием, микшированием и обработкой этих потоков.

Конфигурация многоточечной конференции может быть централизованной, децентрализованной, гибридной и смешанной.

Рис. 5. Схемы централизованной и децентрализованной организаций конференции в H.323.

Централизованная многоточечная конференция требует наличия устройства MCU. Каждый терминал обменивается с MCU потоками аудио, видео, данными и командами управления по схеме "точка-точка". Контроллер MC, используя протокол H.245, определяет возможности каждого терминала. Процессор MP формирует необходимые для каждого терминала мультимедийные потоки и расссылает их. Кроме того, процессор может обеспечивать преобразования потоков от различных кодеков с различными скоростями данных.
Децентрализованная многоточечная конференция использует технологию групповой адресации. Участвующие в конференции H.323 терминалы осуществляют многоадресную передачу мультимедиа потока остальным участникам без посылки на MCU. Передача контрольной и управляющей информации осуществляется по схеме "точка-точка" между терминалами и MCU. В этом случае контроль многоточечной рассылки осуществляется контроллером MC.
Гибридная схема организации конференцсвязи является комбинацией двух предыдущих. Участвующие в конференции H.323 терминалы осуществляют многоадресную передачу только аудио- или только видеопотока остальным участникам без посылки на MCU. Передача остальных потоков осуществляется по схеме "точка-точка" между терминалами и MCU. В этом случае задействуются как контроллер, так и процессор MCU.

Рис. 6. Схемы децентрализованной и смешанной организаций конференции в H.323.

В смешанной схеме организации конференцсвязи одна группа терминалов может работать по централизованной схеме, а другая группа - по децентрализованной.

---

---

---

---

---

---