Файл: IP Телефония_Гольдштейн_1-4 части.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.10.2024

Просмотров: 55

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Б.С. Гольдштейн, А.В. Пинчук, А.Л. Суховицкий

IP ТЕЛЕФОНИЯ

МОСКВА «РАДИО И СВЯЗЬ» 2001

УДК 621.395.34 Г63

ББК 32.881

Гольдштейн Б.С., Пинчук А.В., Суховицкий А.Л.

IP+Телефония. — М.: Радио и связь, 2001. —

336 с.: ил.

Г63 ISBN 5 256 01585 0

Успехи IP+телефонии являются сегодня наиболее наглядным дока+ зательством необходимости и неизбежности конвергенции сетей и услуг связи. Книга посвящена этой новой и перспективной технологии. Рассмат+ риваются системно+сетевые аспекты IP+телефонии, методы и алгоритмы кодирования речевой информации, основные подходы и протоколы Н.323, SIP, MGCP, MEGACO, вопросы качества обслуживания QoS, аспекты реали+ зации оборудования IP+телефонии и его тестирования.

Для инженеров, программистов, менеждеров и специалистов, заня+ тых разработкой и эксплуатацией систем и средств IP+телефонии. Для сту+ дентов и аспирантов соответствующих специальностей. Для всех, кого ин+ тересуют современные технологии телекоммуникаций.

Научно техническое издание

ИБ № 3003

ISBN 5 256 01585 0

© Гольдштейн Б.С., Пинчук А.В., Суховицкий А.Л., 2001

B.S. Goldstein, A.V. Pintchuk and A.L. Souhovitsky

IP+Telephony, Moscow, Radio i Sviaz, 2001.

The success of IP+telephony is today the most clear proof of the necessity and inevitability of the convergence of the telecommunication networks and ser+ vices. The book is devoted to this new and promising technology. Discussed here are system and networking aspects of IP+telephony, voice coding methods and algorithms, H.323, SIP, MGCP, and MEGACO basic approaches and protocols, Quality of Service (QoS) issues, IP telephony equipment implementation and test+ ing aspects.

The book is primarily intended for engineers, programmers, managers, and professionals involved in the development and maintenance of IP+telephony systems and facilities. For college students and post+graduates studying in these areas. For all those who are interested in state+of+the+art telecommunications technologies.

Scientific and technical edition

Copyright © B.S. Goldstein, A.V. Pintchuk and A.L. Souhovitsky, 2001

Содержание

Предисловие..........................................................................

9

1

Конвергенция сетей связи ............................................

13

 

1.1

Пропорции в телекоммуникациях .............................................

13

 

1.2

Перспективы развития ТфОП и IP сетей ...................................

15

 

1.3

Транспортные технологии пакетной коммутации ......................

19

 

1.4

Уровни архитектуры IP телефонии ...........................................

21

 

1.5

Различные подходы к построению сетей IP телефонии ............

23

 

1.5.1 Построение сети по рекомендации H.323 .........................

23

 

1.5.2 Сеть на базе протокола SIP ...............................................

30

 

1.5.3 Сеть на базе MGCP и MEGACO ..........................................

35

 

1.5.4 Сравнение подходов к построению сетей IP телефонии ...

41

2

Сетевые аспекты IP телефонии ...................................

45

 

2.1

Три основных сценария IP телефонии ......................................

45

 

2.2

Проект TIPHON .........................................................................

54

 

2.3

Установление телефонного соединения в IP сети .....................

62

 

2.4

Эффективность IP телефонии ..................................................

64

3

Передача речи по IP сеть .............................................

67

 

3.1

Особенности передачи речевой информации по IP сетям ........

67

 

3.1.1

Задержки ..........................................................................

67

 

3.1.2

Эхо ...................................................................................

71

 

3.1.3 Устройства ограничения эффектов эха .............................

72

 

3.2

Принципы кодирования речи ....................................................

74

 

3.2.1

Кодирование формы сигнала ............................................

76

 

3.2.2 Кодеры источника информации (вокодеры)

 

 

 

 

и гибридные алгоритмы ....................................................

78

 

3.2.3 Цифровые процессоры обработки сигналов

 

 

 

 

для речевых кодеков .........................................................

81

 

3.2.4 Основные алгоритмы кодирования речи,

 

 

 

 

используемые в IP телефонии ...........................................

82

 

3.3

Кодеки, стандартизованные ITU Т ............................................

86

 

3.3.1

Кодек G.711 ......................................................................

86

 

3.3.2

Кодек G.723.1 ...................................................................

86

 

3.3.3

Кодек G.726 ......................................................................

87


4 Содержание

 

3.3.4

Кодек G.728 ......................................................................

87

 

3.3.5

Кодек G.729 ......................................................................

87

 

3.4

Алгоритмы кодирования ETSI ...................................................

88

 

3.5

Передача сигналов DTMF .........................................................

88

 

3.6

Передача факсимильной информации .....................................

90

 

3.7

О реализации «стандартных» алгоритмов .................................

92

4

Протоколы сети интернет .............................................

95

 

4.1

Интернет ab ovo........................................................................

95

 

4.2

Стандарты в сфере Интернет ...................................................

99

 

4.3

Адресация ..............................................................................

100

 

4.4

Уровни архитектуры Интернет ................................................

104

 

4.5

Протокол IP версии 4 ..............................................................

106

 

4.6

Протокол IP версии 6 ..............................................................

109

 

4.7

Протокол TCP .........................................................................

115

 

4.7.1 Потоки, стек протоколов, порты

 

 

 

 

и мультиплексирование ..................................................

116

 

4.7.2 Установление TCP соединения и передача данных .........

117

 

4.7.3

Механизмы обеспечения достоверности ........................

118

 

4.7.4 Механизм управления потоком данных ...........................

119

 

4.7.5 Состав и назначение полей заголовка .............................

120

 

4.8

Протокол UDP ........................................................................

121

 

4.9

Требования к современным IP сетям ......................................

122

 

4.10 Протоколы RTP и RTCP .........................................................

125

 

4.11 Многоадресная рассылка .....................................................

128

5

Архитектура Н.323 ....................................................

131

 

5.1

Стандарты мультимедийной связи .........................................

131

 

5.2

Архитектура систем видеотелефонии в узкополосных ISDN ...

134

 

5.3

Мультимедийная связь в IP сетях ...........................................

137

 

5.4

Терминал Н.323 ......................................................................

139

 

5.5

Шлюз H.323 ............................................................................

141

 

5.6

Привратник ............................................................................

142


Содержание

5

 

 

5.7

Устройство управления конференциями ................................

144

5.8

Реализация оборудования Н.323 ............................................

146

6 Сигнализация Н.323...................................................

153

6.1

Семейство протоколов Н.323 .................................................

153

6.2

Протокол RAS .........................................................................

154

6.2.1

Обнаружение привратника ..............................................

155

6.2.2

Регистрация оконечного оборудования ..........................

156

6.2.3 Доступ к сетевым ресурсам ............................................

159

6.2.4 Определение местоположения оборудования в сети ......

160

6.2.5

Изменение полосы пропускания .....................................

161

6.2.6 Опрос текущего состояния оборудования .......................

162

6.2.7

Освобождение полосы пропускания ...............................

163

6.2.8

Метка доступа .................................................................

163

6.3

Сигнальный канал Н.225.0 ......................................................

167

6.4

Управляющий канал H.245 ......................................................

172

6.4.1 Определение ведущего и ведомого ................................

173

6.4.2 Обмен данными о функциональных возможностях ..........

174

6.4.3 Открытие и закрытие логических каналов .......................

177

6.4.4 Выбор режима обработки информации ..........................

179

6.5

Алгоритмы установления, поддержания

 

 

и разрушения соединения. .....................................................

183

6.5.1 Базовое соединение с участием привратника .................

183

6.5.2 Базовое соединение без участия привратника ................

187

6.5.3 Туннелирование управляющих сообщений ......................

189

6.5.4 Процедура быстрого установления соединения ..............

189

6.5.5 Установление соединения с участием шлюза ..................

191

7 Протокол инициирования сеансов связи – SIP ......

193

7.1

Принципы протокола SIP ........................................................

193

7.2

Интеграция протокола SIP с IP сетями ...................................

195

7.3

Адресация ..............................................................................

197

7.4

Архитектура сети SIP ..............................................................

198

7.4.1

Терминал ........................................................................

198

7.4.2

Прокси сервер................................................................

199

7.4.3

Сервер переадресации ...................................................

200

7.4.4 Сервер определения местоположения пользователей ....

200

7.4.5

Пример SIP сети .............................................................

201

7.5

Сообщения протокола SIP ......................................................

202


6 Содержание

7.5.1

Структура сообщений .....................................................

202

7.5.2

Заголовки сообщений .....................................................

204

7.5.3

Запросы ..........................................................................

208

7.5.4

Ответы на запросы ..........................................................

211

7.6

Алгоритмы установления соединения.....................................

217

7.6.1 Установление соединения с участием сервера

 

 

 

переадресации ...............................................................

217

7.6.2 Установление соединения с участием прокси сервера ...

218

7.7

Реализация дополнительных услуг на базе протокола SIP ......

220

7.8

Сравнительный анализ Н.323 и SIP .........................................

222

8 Протокол управления шлюзами MGCP ..................

229

8.1

Принцип декомпозиции шлюза...............................................

229

8.2

Классификация шлюзов .........................................................

232

8.3

Модель организации связи.....................................................

233

8.4

Команды протокола MGCP .....................................................

235

8.5

Структура команд ...................................................................

243

8.6

Структура ответов на команды ...............................................

247

8.7

Описания сеансов связи .........................................................

249

8.8

Установление, изменение и разрушение соединений .............

251

8.9

Реализация оборудования с поддержкой протокола MGCP ....

254

8.10 Возможности и перспективы протокола MGCP .....................

256

9 Протокол MEGACO/H.248 .......................................

257

9.1

История создания и особенности

 

 

протокола MEGACO/H.248 ......................................................

257

9.2

Модель процесса обслуживания вызова .................................

258

9.3

Сравнительный анализ протоколов MGCP и MEGACO.............

262

9.4

Структура команд и ответов ...................................................

265

9.5

Пример установления и разрушения соединения ...................

271

10 Качество обслуживания в сетях IP телефонии ....

283

10.1 Что понимается под QoS? .....................................................

283

10.2 Качество обслуживания в сетях пакетной коммутации ..........

285


Содержание

7

 

 

10.3

Трафик реального времени в IP сетях ...................................

286

10.4

Дифференцированное обслуживание

 

 

разнотипного трафика – Diff Serv ..........................................

287

10.5

Интегрированное обслуживание IntServ ...............................

289

10.6

Протокол резервирования ресурсов – RSVP .........................

290

10.6.1

Общие принципы протокола .........................................

290

10.6.2

Процедура резервирования ресурсов ...........................

291

10.7

Технология MPLS ..................................................................

295

10.8

Обслуживание очередей .......................................................

299

10.8.1

Алгоритмы организации очереди ..................................

299

10.8.1.1

Алгоритм Tail Drop ......................................................

299

10.8.1.2 Алгоритм Random Early Detection (RED) ......................

300

10.8.2

Алгоритмы обработки очередей ....................................

300

10.8.2.1

Стратегия FIFO ...........................................................

301

10.8.2.2

Очередь с приоритетами ............................................

301

10.8.2.3 Class Based Queuing (CBQ) .........................................

302

10.8.2.4

Взвешенные очереди .................................................

303

10.8.3 Алгоритмы сглаживания пульсации трафика .................

304

10.8.3.1

Алгоритм Leaky Bucket ...............................................

304

10.8.3.2

Алгоритм «Token Bucket» ............................................

305

11 Принципы реализации ............................................

307

11.1

Оборудование IP телефонии ................................................

307

11.2

Особенности оборудования IP телефонии для России ..........

311

11.3

Шлюз IP телефонии Протей ITG ............................................

312

11.4

Привратник Протей GK и варианты организации связи ........

315

11.5

Экономические аспекты применения оборудования

 

 

IP телефонии .......................................................................

316

11.6

Виртуальная телефонная линия ............................................

318

11.7

Центр обработки вызовов .....................................................

322

11.8

Модуль IPU как средство интеграции

 

 

цифровых АТС с IP сетями ......................................................

323

11.9

Тестирование протоколов IP телефонии ..............................

325

Глоссарий

..........................................................................

 

328

Список литературы..........................................................

332