Курс 3 Специальность 210401-Физика и техника оптической связи Научный (стр. 3 из 9)

2. Подключение к IP сети

2.1 Принципы построение узла IP-телефонии

Сеть IP-телефонии представляет собой совокупность оконечного оборудования, каналов связи и узлов коммутации. Сети IP-телефонии строятся по тому же принципу, что и сети Интернет. Однако, в отличие от сетей Интернет, к сетям IP-телефонии предъявляются особые требования по обеспечению качества передачи речи. Одним из способов уменьшения задержки речевых пакетов в узлах коммутации является сокращение количества узлов коммутации, участвующих в соединении. Поэтому при построении крупных транспортных сетей в первую очередь организуется магистраль, которая обеспечивает транзит трафика между отдельными участками сети, а оконечное оборудование (шлюзы) включается в ближайший узел коммутации (рисунок 5). Оптимизация маршрута позволяет улучшить качество предоставляемых услуг. При подключении к сети других операторов их оборудование также подключается к ближайшему узлу коммутации.

Рисунок 5 - Пример построения сети IP-телефонии с использованием магистрали

Для связи между устройствами внутри сети и с устройствами других сетей IP-телефонии используются выделенные каналы или сеть Интернет[12]. По способу связи оконечных устройств между собой сети IP-телефонии можно разделить на выделенные, интегрированные и смешанные.

В выделенных сетях (рисунок 6) связь между оконечными устройствами осуществляется по выделенным каналам и пропускная способность этих каналов используются только для передачи речевых пакетов.

Чаще всего провайдеры IP-телефонии не строят собственную сетевую инфраструктуру, а арендуют каналы у провайдеров первичной сети. Это позволяет уменьшить затраты на эксплуатацию сети и увеличить окупаемость вложений.

Рисунок 6 - Пример построения выделенной сети IP-телефонии

Главное преимущество выделенной сети - это высокое качество передачи речи, так как такие сети предназначены только для передачи речевого трафика. Кроме того, для обеспечения гарантированного качества предоставляемых услуг в этих сетях, кроме протокола IP, применяются и другие транспортные протоколы: ATM и Frame Relay[5].

В интегрированных сетях IP-телефонии для связи между устройствами используется глобальная сеть Интернет (рисунок 7). Это может быть уже существующая собственная сеть (Интранет) или доступ к сети Интернет через провайдеров. Если оператор имеет собственную (корпоративную) сеть, то для предоставления услуг IP-телефонии он лишь устанавливает дополнительное оборудование, которое обеспечивает преобразование речи в данные и наоборот, и модернизирует уже имеющееся оборудование, чтобы обеспечить требуемое качество предоставляемых услуг. Если оператор IP-телефонии пользуется услугами провайдеров Интернет, то качество услуг такой сети может быть низким, так как обычные сети Интернет не рассчитаны на передачу информации в реальном масштабе времени.

Рисунок 7 - Пример построения интегрированной сети IP-телефонии

Операторы сетей IP-телефонии для объединения своих устройств в сети могут использовать выделенные каналы и сеть Интернет. Такие сети можно назвать сетями смешанного типа (рисунок 8). Вопрос о том, какие каналы использовать для связи устройств между собой, решается оператором индивидуально в зависимости от имеющихся возможностей.

Рисунок 8 - Пример построения смешанной сети IP-телефонии

Если оператор, обычно использующий выделенные каналы, по каким-либо причинам не может арендовать канал до оконечного устройства, он прибегает к услугам провайдеров Интернет. Если оператор IP-телефонии, использующий сеть Интернет, не имеет возможности получить доступ в Интернет в конкретной точке, или качество услуг доставки через сеть Интернет очень низкое, то для подключения оконечного устройства к сети используется выделенный канал. К построению сети по смешанному типу прибегают редко, только в том случае, когда нет другого варианта. Чаще всего такой способ используют операторы, обслуживающие небольшую группу пользователей, подключая свое оборудование к сети крупного оператора.

По своему масштабу все сети IP-телефонии можно разделить на международные, региональные и местные.

Международная сеть IP-телефонии имеет точки своего присутствия в нескольких странах и обеспечивает доставку трафика практически в любую точку мира при минимальном использовании телефонной сети общего пользования. Чаще всего, международные сети не работают с конечными пользователями, а предоставляют свои ресурсы другим сетям для передачи трафика. Главной задачей международных сетей является транзит трафика между сетями различного уровня. Кроме того, операторы международной сети организуют международные клиринг-центры, которые упрощают процедуры взаиморасчетов между операторами. При построении международной сети в первую очередь строится мощная магистраль, имеющая большую пропускную способность. Международные сети строятся с использованием выделенных каналов и на базе уже существующих сетей Интернет.

В отличие от международной сети, национальная сеть имеет точки своего присутствия в одной или, в крайнем случае, в нескольких близлежащих странах и обслуживает абонентов и местных операторов только этого региона. С помощью заключения договоренности с международными сетями национальная сеть предоставляет своим абонентам и другим местным сетям возможность доставки вызовов в любую точку мира.

Чаще всего, национальные сети строятся национальными телекоммуникационными компаниями с использованием уже существующей инфраструктуры, поэтому большая часть национальных сетей IP-телефонии являются интегрированными сетями. Крупные национальные операторы проводят дооборудование своих сетей передачи данных для предоставления услуг IP-телефонии. Прежде всего, оператор заботится об обеспечении качества передачи речи по сети с помощью модернизации имеющегося оборудования или приобретения нового. В зависимости от имеющегося на сети оборудования, оператор или приобретает дополнительное оборудование шлюзов, или дооборудует уже используемое на сети оборудование передачи данных функциями шлюза.

2.2 Выбор подхода к организации узла IP-телефонии

На сегодняшний день существует несколько походов к построению сетей IP-телефонии: основанные на протоколах H.323, SIP, MGCP и MEGACO.

Можно много говорить о преимуществах и недостатках того или иного протокола, но сразу стоит отметить, что альтернативы по сути дела нет. Подавляющее количество сетей IP-телефонии в России и за рубежом построено на базе протокола Н.323.

Использование протокола MGCP затруднено тем, что региональному оператору придется строить отдельную сеть IP-телефонии, что связано со значительными капиталовложениями и по силам лишь крупным операторам. Оборудование, работающее по протоколу SIP, подключается на сегодняшний день только к одной российской сети. В то же время, как оборудование стандарта Н.323, может присоединиться к имеющимся в большом количестве сетям IP-телефонии данного стандарта[6].

2.3 Построение узла IP-телефонии

Итак, приходя к выводу, что в нашей стране и сегодня наилучшим для построения сетей IP-телефонии является подход, предложенный ITU-T в рекомендации Н.323.

На (рисунок 9.) предложена архитектура регионального узла сети IP-телефонии.

Шлюз IP-телефонии должен реализовывать передачу речевого трафика и факсимильной информации по сетям с маршрутизацией пакетов IP по протоколу Н.323, версия 2. Основным функциональным назначением шлюза является преобразование речевой информации, поступающей от ТфОП с постоянной скоростью передачи, в вид, пригодный для передачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP: кодирование и упаковка речевой информации в пакеты RTP/UDP/IP, а также обратное преобразование. Кроме того, шлюз конвертирует сигнальные сообщения систем сигнализации E-DSS1 и ОКС7 в сигнальные сообщения Н.323 и производит обратное преобразование.

Шлюз должен подключаться к ТфОП по аналоговым абонентским линиям или цифровым линиям со скоростью передачи 2048 Кбит/с (Е1) с использованием сигнализации ISUP-R, абонентской сигнализации E-DSS1, а также сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам «Rl,5» (являющейся обязательной с учетом российской специфики), а к сетям с маршрутизацией пакетов IP - при помощи интерфейса 10/100BaseT.

Привратник (Gatekeeper) сетей IP-телефонии. Считается, что в привратнике сосредоточен весь интеллект сети IP-телефонии. Он выполняет функции управления зоной сети IP-телефонии, в которую входят терминалы, шлюзы и устройства управления конференциями, зарегистрированные в этом привратнике[6].

В число наиболее важных функций, выполняемых привратником с целью обеспечения нормального функционирования управляемой зоны, входят:

· Регистрация оконечного оборудования

· Контроль доступа пользователей системы к услугам IP-телефонии при помощи сигнализации RAS (Рекомендация ITU H.225.0)

· Преобразование alias-адреса (объявленного имени абонента, телефонного номера, адреса электронной почты и др.) в транспортный адрес сетей с маршрутизацией пакетов IP (IP адрес + номер порта TCP/UDP)

· Контроль, управление и резервирование пропускной способности сети

В одной сети IP-телефонии могут находиться несколько Привратников, которые взаимодействуют между собой по протоколу RAS.