30. А.Е. Кучерявый, Л.З. Гильченок, З.Б. Ревелова, А.Ю. Иванов. Перспективные решения по разделению трафика сети связи общего пользования и Интернет Электросвязь , № 5, 2000.

31. Связь. Оперативная информация. № 21, 2002. ЦНТИ Информсвязь .

32. J.S. Hwang. e-Korea: Making It Happen. Russia-Korea IT Forum. October 10, 2002. Moscow. Proceedings.

33. A.E. Кучерявый, Л.З. Гильченок. Системы коммутации с интегрированными функциями IN и IP. IN2001, Moscow, November 20-22, 2001. Proceedings.

34. K.B. Базилевич, B.A. Говорков. Трафик и работа приборов соединения автоматических телефонных станций. - Связьтехиздат, М., 1933.

35. И.М. Жданов, Е.И. Кучерявый. Построение городских телефонных сетей. Сборник научных работ по проводной связи. - Академия наук СССР, М., 1956.

36. И.М. Жданов. Районирование в городских телефонных сетях. Сборник научных работ по проводной связи. - Академия наук СССР, М., 1956.

37. Е.В. Махрай. Основы технико-экономического проектирования городских телефонных сетей. - Связьиздат, М., 1953.

38. П.Д. Куташов, Б.С. Лившиц, Г.Б. Ханин, А.Л. Пошерстник. Городские координатные АТС типа АТСК. - М., Связь, 1970.

39. Л.С. Васильева, Б.С. Лившиц, И.Е. Мошкович, И.З. Носоновский. Усовершенствованные городские координатные АТС типа АТСК-У. - М., Радио и связь, 1986.

40. В.П. Парилов, К.П. Мельников. Развитие технических средств местных телефонных сетей Электросвязь , № 6, 1983.

41. Н.А. Соколов. Эволюция местных телефонных сетей. - Пермь, 1994.

42. Российский статистический ежегодник. - Госкомстат России, М., 1998.

43. А.Е. Кучерявый. Функциональная архитектура систем коммутации 90-х годов Электросвязь , № 9, 1996.

44. И.М. Жданов. Низовая телефонная связь. - М., ОНТИ, 1938.

45. Л.С. Лебедева, И.Е. Мовшович, Л.Г. Фролова, Т.Я. Розитис. Координатная АТС К-50/200. - М., Связь, 1979.

46. Э.А. Меламуд, Э.К. Елекоева, СМ. Гранат. Сельская координатная АТС АТСК 100/2000. - М., Связь, 1979.

47. U. Shoen, J. Hamann, A. Jiuel, Н. Kurzwa, С. Schmidt. Convergence Between Public Switching and the Internet. XVI ISS. September 21-25, 1997, Proceedings, Toronto, Canada.

48. N.U. Schoen, S. Scholz. Convergence Between Public Switching and the Internet. British Telecommunication Engineering. V. 17, p. 4, January, 1999.

49. A.E. Кучерявый. Конвергенция сети Интернет и сети связи общего пользования. Материалы конференции АДЭ Развитие российского сегмента сети Интернет . - М., 6-8 октября, 1999.

50. A. Koucheryavy, С.Н. Yim, L. Gilchenok, S. Moiseev. Overlay IPOP-network for Russian PSTN. ICACT2000. Muju Resort, 16-18 February, 2000, Korea, Proceedings, 2000.

51. A. Koucheryavy, Z. Revelova, O. Kopytko. Internet Traffic Load on PSTN in Russian Federation. Proceedings First IEEE/Popov Workshop on Internet Technologies and Services. Moscow, 25-28 October, 1999.

52. S. Morgan, M. Delaney. The Internet and the Local telephone Network: Conflicts and Opportunities. XVI ISS, 21-25 September, 1997, Proceedings, Toronto, Canada.

53. AE. Кучерявый, O.K. Кузнецова, З.Б. Ревелова, А.Л. Цуприков. Совершенствование основных принципов доступа к сетям связи общего пользования для сетей различных типов и форм собственности. - Федеральный справочник, 2001.

54. F. Dolenc, A. Koucheryavy, I. Mazin, A. Tsoupricov. V.5.2 Interface Issue for Integrated IPOP Implementation. XVII ISS, 5-12 May, 2000. Proceedings. Birmingham, Great Britain.

55. А.Ю. Иванов, E.A. Кучерявый. Интернет и ТфОП: некоторые аспекты совместного функционирования Вестник связи , № 2, 1999.

56. К. Wieland. What Happens Now? France Telecom. Telecommunications, July, 2000.

57. Recommendation H.323. Packet Based Multimedia Communication Systems. ITU-T, Geneva, February, 1998.

58. B.C. Гольдштейн. Новые функции в цифровых АТС: опыт эксплуатации ATCU-90/L5, DX-200/L4.5 Электросвязь , № 5, 2001.

59. R. Zygen-Meus, A. Exnez. Network Architecture for Voice Data Convergence Services. XVII ISS, 5-12 May, 2000. Proceedings. Birmingham, Great Britain.

60. R. Minerva, C. Moiso. Next Generation Networks: Should the New Service Architecture Approximate the IN. XVII ISS, 5-12 May, 2000. Proceedings. Birmingham, Great Britain.

2.1. Протокол инициализации сеанса SIP. Краткое описание и некоторые терминологические аспекты

В настоящее время для установления вызовов через сети IP создано несколько протоколов, например, SIP (Session Initiation Protocol) (RFC 2543) и H.323. Появление данных стандартов открывает широкие возможности децентрализации обеспечения услуг телефонии, так что теперь услуги могут управляться со стороны пользователя.

Протокол инициирования сеансов связи - Session Initiation Protocol (SIP) - предназначен для организации, модификации и завершения мультимедийных сеансов или вызовов. Мультимедийные сеансы включают в себя мультимедийные конференции, Интернет-телефонию и другие аналогичные приложения. SIP является одним из ключевых протоколов, используемых для реализации передачи речи по сетям IP (Voice over IP - VoIP). Таким образом, SIP есть упрощенный протокол сигнализации, имеющий широкое применение в Интернет-телефонии.

В самом начале данной главы авторы посчитали целесообразным привести некоторые терминологические сведения. Ниже перечислены некоторые термины с их определениями, которые могут, по нашему мнению, оказаться читателю полезными.

Транспортный шлюз (Media Gateway) - шлюз, который конвертирует информационный поток одной сети в формат, пригодный для передачи этого потока в другой сети. Например, транспортный шлюз

может выполнять преобразование речевой информации, которая поступает со стороны ТфОП, в вид, пригодный для передачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP. Также транспортный шлюз может обрабатывать аудио/видеоинформацию, воспроизводить аудио-, видеосообщения и выполнять много других функций.

Контроллер транспортного шлюза (MGC) - выполняет функции управления шлюзом. Осуществляет управление частями состояний вызова и относится к управлению соединением информационных каналов в шлюзе MG.

Поток (Stream) - двунаправленный информационный поток (данные или информация управления), который принимается или посылается шлюзом, как часть вызова или конференции.

Магистраль (Trunk) - коммутационный канал между двумя системами коммутации, например, DS0 и Т1 или линия Е1.

Приглашение (invitation) - первоначальный запрос INVITE транзакции SIP, посредством которого одна сторона инициирует вызов по отношению к другой стороне.

Сервер перенаправления вызова (redirect server) - устройство SIP, отвечающее на приглашения и прочие запросы информированием объекта - источника запроса об альтернативном адресе, на который может быть перенаправлен запрос.

Proxy-сервер - устройство SIP, принимающее приглашения и прочие запросы и передающее их другим устройствам SIP. Затем сервером производится прием ответов на переданные запросы и передача их в обратном направлении источнику первоначального запроса.

Посредник пользователя (user agent) - устройство SIP, создающее и принимающее запросы с целью установления или оказания еще какого-либо влияния на состояние вызова. Например, это может быть телефонный аппарат или система речевой почты.

Клиент посредника пользователя (user agent client) - часть посредника пользователя, инициирующая запросы.

Сервер посредника пользователя (user agent server) - часть посредника пользователя, отвечающая на запросы.

Серверы сигнализации являются устройствами, передающими сигнальную информацию или управляющими ею. В SIP - это proxy-серверы, серверы перенаправления или регистрирующие устройства (registrars), в Н.323 - это устройства контроля шлюзовых функций.

Серверы сигнализации могут выполнять три типа действий относительно информации установления вызова:

Proxy - направление информации вызова на одну или более сетей или оконечных систем при возвращении одного из полученных ответов.

Перенаправление - возвращение ответа, информирующего посылающую запрос систему о другом адресе, на который может быть отправлен запрос.

Отклонение - информирование посылающей запрос системы о невозможности выполнения запроса установления вызова.

RFC 2543 содержит иллюстрации функциональных возможностей proxy и сервера перенаправления. Оконечные системы также могут выполнять некоторые из этих действий: почти всегда - отклонение и, возможно, перенаправление.

Серверы сигнализации обычно обслуживают информацию о местонахождении пользователя. Либо с помощью средств регистрации (сообщения SIP REGISTER или Н.323 RAS), статической конфигурации, либо устройств динамического поиска серверы сигнализации должны иметь возможность обнаружения местонахождения пользователя в настоящее время с целью интеллектуального выбора для определения поведения proxy или перенаправления.

Обычно при программном управлении серверы сигнализации могут хранить регистрационные данные проходящих через них транзакций и отправлять электронную почту к пунктам назначения на ;ети Интернет.

Интерфейсом для реализации услуг на серверах SIP является SIP CGI. В отличие от интерфейса CPL, это низкоуровневый интерфейс; он не соответствует для выполнения услуг, созданных пользователями, с которыми у него нет доверительных отношений.

Независимо от того, является ли основной протокол протоколом SIP, Н. 323 или любыми другими средствам установления вызова, для предоставления услуг телефонии должны быть пригодны к употреблению одни и те же средства описания (язык представления) и форматы адресной и другой информации. Полезной и необходимой возможностью языка является способность инициирования и реагирования на события сигнализации вызовов. К процессу решения о выборе средств описания и форматов относятся варианты свойств конкретного вызова. Например, для адреса пункта назначения необходимо обеспечить возможность выполнения маршрутизации или отображения на экране

на базе информации пункта назначения. При этом в SIP желательно иметь возможность фильтрования заголовка То и/или Request-URI.

В случае применения SIP вызывающий пользователь может выражать предпочтение относительно типа устройства, к которому ему желательно получить доступ. Для передачи информации о вызывающем пользователе или вызове SIP имеет текстовые поля типа Объект, Организация, Приоритет, и т.д., а также display name для адресов; пользователи могут также добавлять нестандартные дополнительные заголовки. Н.323 имеет одно поле Display field.

При отклонении или перенаправлении вызова должна иметься возможность индикации того, что вызов не принят или соединение не может быть установлено. Для случая использования SIP должна иметься возможность послать и более определенные коды отклонения вызова, включая соответствующую текстовую строку (последовательность), коды предупреждения, или информацию полезной нагрузки сообщения.

Модель вызова определенной услуги может являться обязательно привязанной к состояниям соединения. Сервер SIP может оперировать и в режиме с привязкой к состояниям, и без такой привязки, в зависимости от требований приложения. Для повышения скорости, надежности и расширения возможностей масштабирования серверы SIP могут запускаться без привязки к состояниям. Продолжительность и количество обслуживаемых на сервере SIP-состояний невелико по сравнению с возможностями традиционной телефонной сети, где коммутационная станция может обслуживать состояния вызова в течение всего времени его обработки. Для запуска в режиме привязки к состояниям вызова сервер SIP должен быть сконфигурирован так, чтобы он оставался участником тракта сигнализации до разъединения вызова. Это возможно при использовании поля заголовка Record-Route.

Сигнализация между контроллерами шлюзов, управляющими возможностями среды передачи, может осуществляться не только посредством ISUP со специальным расширением для IP или протокола Н.323 с расширением для ТфОП, но и протокола SIP с расширением для ТфОП. Надо отметить, что в настоящее время Целевой Группой Разработки Интернет (IETF) для SIP с расширением ТфОП еще не полностью согласованы соответствующие стандарты.

Такие протоколы, как Н.323 МСЭ-Т, наиболее часто используются в промежуточных контроллерах для выполнения отображения и различных функций управления установлением соединений между серверами сети. Кроме того, на данный момент IETF предлагается новый облегченный аналог протокола SIP для выполнения подобных функций.

Мы уже отмечали, что SIP представляет собой простой протокол сигнализации для установления, модифицирования и разрушения речевых и мультимедийных соединений в сеансах IP-телефонии (VoIP) и мультимедийной конференц-связи. Является протоколом типа клиент - сервер и подобен протоколу передачи гипертекста (HyperText Transfer Protocol - HTTP) как с синтаксической, так и с семантической точек зрения. Имеет текстовые запросы и отклики, содержащие поля заголовков, в которых передается информация об обслуживании и характеристиках соединения.

Как и в случае применения HTTP, клиент общается с сервером так называемыми методами запроса. SIP определяет 6 таких методов - INVITE, АСК, OPTIONS, BYE, CANCEL и REGISTER, а также разнообразные коды откликов, подразделенные на 6 классов, указанных в табл. 3.

INVITE - приглашает пользователя принять участие в конференц-связи или в обычном речевом соединении.

BYE - завершает соединение между двумя пользователями.

OPTIONS - указывает на ожидание информации о возможностях пользователя (но не устанавливает соединений).

STATUS - информирует другой сервер о прохождении текущих сигнальных действий.

CANCEL завершает поиск, проводившийся для пользователя.

АСК - применяется в целях повышения надежности обмена сообщениями приглашений.

REGISTER - передает информацию о местонахождении пользователя на сервер SIP.

Коды отклика SIP Таблица 3.

SIP не зависит от модели и масштабов связи или конференц-свя-зи и от пакетного уровня, требуя лишь услуг доставки датаграмм без подтверждения, так как надежность их доставки обеспечивается его собственным механизмом. Несмотря на то, что SIP в типовом варианте применяется поверх User Datagram Protocol (UDP) или Transmission Control Protocol (TCP), без каких-либо технических изменений он может использовать возможности Internetwork Packet Exchange (IPX), Frame Relay, AAL5/ATM или X.25.

Уже отмечалось, что для осуществления сигнализации VoIP существуют два конкурирующих стандарта протоколов: Н.323 МСЭ-Т и протокол инициализации сеанса SIP IETF. Оба они изначально ориентированы на модель установления соединения IP из конца в конец.

Протокол MGCP, представляющий собой протокол управления соединением, не противопоставляет их, но делает взаимодополняющими. Как показано на рис. 23, если для управления ресурсами среды передачи MG между MGC и шлюзами среды передачи (то есть, транспортными или медиа-шлюзами) используется MGCP, то SIP или Н.323 могут применяться для установления речевого соединения на участке между MGC и клиентом VoIP.

Контроллер шлюза среды передачи

Н.323 или SIP (сигнализация вызова)

Клиент VoIP

Шлюз среды передачи

RTP (поток среды передачи)

Рис. 23. Отношение между MGCP и протоколами сигнализации H.323/SIP VoIP

В случае необходимости установления телефонного соединения между шлюзами среды передачи, не связанными с одним и тем же контроллером, связь сигнализации вызова устанавливается между MGC, управляющим первым транспортным шлюзом, и MGC, управляющим вторым шлюзом среды передачи, в соответствии с рис. 24.

Контроллер шлюза среды передачи

Шлюз сигнализации

Т

ИКМ

Контроллер шлюза среды передачи

Протокол MGC - MGC

MGCP

Шлюз среды передачи

MGCP

Шлюз сигнализации

Шлюз среды передачи

ИКМ

Рис. 24. Сигнализация между MGC

Хотя и Н.323, и SIP могут использоваться для осуществления такой сигнализации, необходимо помнить, что ни один, ни другой из них не разрабатывался в расчете на поддержку услуг этого типа. Следовательно, можно ожидать, что для поддержки связи между MGC в целях VoIP тот и/или другой будут соответственно оптимизированы.

2.2. Протокол SIP-T

SIP-T (SIP for Telephones) предоставляет рамки для интеграции традиционной телефонной сигнализации в сообщения SIP. SIP-T представляет собой набор механизмов для согласования традиционной телефонной сигнализации с SIP. Целью SIP-T является предоставление трансляции протокола и прозрачность свойств через точки взаимосвязи ТфОП-SIP. Он предназначен для использования там, где сеть VoIP (сеть SIP в данном документе) имеет интерфейс с ТфОП.

Современная ТфОП уже не может обходиться без системы межстанционной сигнализации ОКС №7. Ее подсистема ISUP является протоколом уровня 4, используемым в сетях ОКС №7. ISUP является базовым протоколом для обслуживания вызова ТфОП, развитой до уровня ISDN. В данной главе значительное внимание мы уделим именно вопросам взаимодействия протоколов, затрагивающим аспекты применения ISUP.

2.3. Основные положения для протокола SIP

SIP является протоколом прикладного уровня для установления, завершения и изменения мультимедийных сеансов. Обычно он передается средствами IP. Телефонные вызовы считаются разновидностью мультимедийных сеансов, где передается только звук.

ISUP, как правило, передается средствами подсистемы МТР, хотя он также может передаваться через IP (см. SCTP). ISUP используется для управления телефонными вызовами и обслуживания сети (блокировки каналов, переустановления каналов, и т.д.).

Модуль, выполняющий отображение между этими двумя протоколами, называется контроллером транспортного (медиа) шлюза (Media Gateway Controller (MGC)), хотя для различных его реализаций также иногда используются термины softswitch или call agent. MGC имеет логические интерфейсы с обоими сетями - сетью, передающей ISUP, и сетью, передающей SIP. MGC также имеет некоторые возможности для управления речевым трактом; обычно имеется транспортный шлюз (Media Gateway (MG)) с канальными интерфейсами Е1/Т1 (голос от ТфОП) и с интерфейсами IP (VoIP). MGC и MG могут объединяться в одном физическом блоке или оставаться раздельно.