Стандарты и протоколы IP-телефонии
При наладке работы оборудования важно придерживаться установленных правил. Это и есть стандарты, определяющие качество его функционирования. При их нарушении не удастся избежать ошибок в процессе эксплуатации. Также играют ключевую роль и стандарты IP-телефонии. Благодаря им обеспечивается качество связи, передачи данных. Для отправки сообщений в разных форматах используются протоколы. Существуют ранние и современные стандарты, они определяют технические требования для передачи данных по сетям.
Содержание статьи
Ранние протоколы IP-телефонии
Переход от АТС на современные технологии осуществляется постепенно. Это поэтапный процесс. Он предполагает отказ от аналоговой телефонии и передачу «эстафеты» цифровой. По мере изменения принципа работы оборудования и применяемых технологий выполняется переход к более современным протоколам. Это обусловлено необходимостью – меняются технические требования.
Примером служит:
- малая полоса пропускания;
- задержки (чем они короче, тем лучше);
- обеспечение качества голосовых сообщений;
- переустройство, восстановление с возможностью обновления потерянных пакетов: до 30% данных теряется, запаздывает, современные стандарты телефонной связи восполняют этот недостаток – возмещают нехватку пакетов или восстанавливают утраченные, причем используют определенные алгоритмы кодирования, т. к. они тоже оказывают свое влияние.
Изначально применялись закрытые протоколы, что предполагало обязательное наличие таких продуктов у обоих абонентов. Для этого был создан протокол H.323. Он использовался для передачи аудио- и видеоданных.
Основные стандарты:
- управление вызовами;
- видео кодер-декодер;
- контроль над системой;
- голосовые кодер-декодеры;
- приложения, общедоступные для среднестатистического пользователя.
Популярность протокола Н.323 обусловлена еще и тем, что он был первым. Разработка началась в 90-е годы. Первое применение не было связано с IP-телефонией. Протокол имеет специфическое строение, состоит из шлюза, устройства для проведения многопользовательских конференций, терминала, привратника. Можно выделить несколько составляющих:
- Н.225: в основе – протокол TSP, главные функции заключаются в установлении и поддержке соединения;
- RAS: в основе – протокол DCP, главная задача – регистрация в ip-сети, также протокол позволяет получить доступ к ресурсам, обеспечить контроль полосы пропускания;
- Н.450.х: без этого протокола не могут быть реализованы дополнительные интеллектуальные возможности;
- Н.245: основной функцией является согласование работы UDP¬-портов и кодеков.
Изначально главным назначением H.323 было применение для организации локальных сетей. Стандарт для голосового кодер-декодера G.711 в его составе не соответствует требуемым параметрам. Причина – увеличенная ширина полосы частот (64 кбит/с). Стандарт Н.323 определяет и параметры других кодер-декодеров, характеристики которых более подходящие для сети интернет. Несмотря на то что этот протокол разработан давно, он продолжает использоваться, т. к. сохранил актуальность.
Протокол RTP
Расшифровывается как Real-time Transport Protocol. Представляет ранние протоколы ip-телефонии. Впервые опубликован в 1996 г. Главное назначение RTP – передача данных в формате аудио, видео. Применяется протокол в системах, которые используют потоковые медиа. Он отличается тем, что работает совместно с RTCP, но у них разные функции. Последний применяется для контроля параметров передачи потока, а первый непосредственно передает медиапоток.
Современные протоколы IP-телефонии
По мере развития технологий предлагаются расширенные возможности. После 1999 г. стали появляться новые или усовершенствованные протоколы на базе существующих. К ним относится SIP. Протокол способствует установлению сеанса связи. С тех пор появилось немало расширений, дополнений, улучшающих его работу. SIP прост в использовании, т. к. реализуется посредством текстовых тегов. Он представляет основу оборудования IP-телефонии, имеет расширенные возможности – инициирует передачу данных разных типов:
- голосовых сообщений;
- мультимедийных данных.
Дополнительно протокол позволяет создать конференц-связь, а также удерживать вызов. SIP работает в паре с SDP. Последний определяет параметры сеанса по ходу процесса передачи данных. Другие прикладные протоколы: RTP, TLS. Принцип действия SIP очень схож с HTTP, который предназначен для передачи данных по электронной почте и через интернет-приложения.
Преимущества протокола SIP:
- мобильность: пользователи получают возможность перемещаться в зоне действия сети, каждому присваивается идентификационный номер, что позволяет обнаружить местоположение;
- масштабируемость: АТС может строиться по серверному принципу;
- расширение функциональности сети: есть возможность дополнения, когда возникает потребность в каких-то опциях, предложении новых услуг.
Архитектура этого протокола включает в себя: клиента, прокси-сервер, сервер регистрации и редирект-сервер. SIP позволяет выстраивать VoIP-сети, даже те, что могут заменить стандартные АТС.
MGCP
Объединяет несколько стандартов, включает в себя SGCP, MEGACO, IPDC и др. Отвечает за управление сигнализацией, для чего используется центральное управляющее устройство. Для работы применяются шлюзы, абонентские терминалы. Пример использования протокола MGCP – взаимодействие контроллеров со шлюзами для передачи сигналов.SCCP
Это протокол для работы со сторонним оборудованием. Разрабатывался для управления процессом взаимодействия серверами IP-АТС и телефонными устройствами. Функционально схож с протоколом SIP, MGCP и подобными. Передача данных осуществляется по стандартному порту 2000 по TCP. Но протокол RTCP не задействуется, если состояние статуса передачи трафика контролируется другим механизмом.
H.248
Создает условия для взаимодействия между элементами телекоммуникационных сетей (шлюз и контроллер шлюза). Благодаря H.248 обеспечивается работа систем сигнализации сетей с функцией коммутации каналов. Известен в качестве стандартного протокола, наряду с SIP и подобными.
IAX2
Главная цель использования IAX2 – обеспечение работы IP-АТС. Благодаря узкоспециальному назначению, создаются улучшенные условия для организации трансляции сетевых адресов, преодоления NAT голосовых пакетов. Есть существенные отличия от распространенных стандартов: SIP, H.323. Примером является использование одного порта (4569) протокола UPD, когда целью является организация сигнализации и передачи медиаданных.
SRTP
Постепенно возникает необходимость в усовершенствовании технологий, т. к. постоянно меняются условия работы, параметры оборудования и т. д. Одним из примеров является расширение к протоколу RTP под названием Secure Real-Time Transport protocol (SRTP). Его функции:
- шифрование;
- аутентификация;
- защита повторов.
При организации работы IP телефонии используется порт 5004. Особенность расширения (SRTP, в том числе) заключается в отсутствии условия обязательного использования. Его применяют по необходимости. Причем опции этого расширения также допустимо подключать и отключать, когда возникает такая потребность. Исключение составляет функция аутентификации сообщений. Она является обязательной, если применяется родственный к SRTP – SRTCP.
Когда возрос спрос на удаленные услуги, вместе с тем увеличилось количество предложений различных технологий, которые позволяют реализовать имеющиеся функции и развить новые возможности. Некоторые их решений (как протокол Н.323), стали транзитными – они устоявшиеся, хорошо зарекомендовали себя на рынке. Другие совершенствуются, дополняются или заменяются новыми стандартами (как SIP и подобные).