Tehnologii Voice Over Ip

Tehnologii Voice over IP

Cuprins

Introducere

VoIP (Voice over Internet Protocol):

Telefonia IP cunoscută și sub numele de VoIP este o tehnologie care a început deja să schimbe modul de comunicare între oameni. Unul din principalele beneficii ale acesteia este micșorarea costurilor telefoniei clasice.

Tehnologia "Voice Over Internet Protocol", denumită pe scurt VoIP, se referă la posibilitatea efectuării de convorbiri telefonice între doi corespondenți (transmitere de voce), dintre care cel puțin unul trebuie să posede o conexiune Internet. Deoarece această tehnologie partajează rețeaua globală Internet și nu utilizează tehnologia clasică comutată, ca în cazul convorbirilor telefonice tradiționale, costul convorbirii este mult mai mic. Persoana care inițiază apelul se poate afla în orice loc de pe glob și poate suna în orice țară din lume. Apelul se poate face cu ajutorul unui calculator conectat la Internet sau cu ajutorul unor dispozitive hardware VoIP.

În acest caz, apelantul folosește un calculator sau un telefon conectat la un dispozitiv de conversie voce/IP, iar apelatul răspunde la un telefon obișnuit. Semnalul vocal parcurge cea mai mare parte a drumului sub forma de pachete IP în format standard, în rețeaua Internet. El este apoi reconvertit în semnal vocal și introdus în rețeaua telefonică prin intermediul unui echipament "gateway" sau "switch de telefonie". Dispozitivele hardware VoIP sunt asemănătoare telefoanelor obișnuite, realizând conversia vocii în pachete IP. Ele permit conectarea la Internet și efectuarea convorbirilor telefonice internaționale, fără ajutorul calculatorului. Prețul unei convorbiri prin Internet este de câteva ori mai mic decât prețul unei convorbiri tradiționale. La cele două capete ale unei conexiuni VoIP pot sta calculatoare, telefoane, hardware VoIP sau fax-uri, în orice combinație.

Odată cu dezvoltarea tehnologiilor fără fir, s-a dezvoltat și VoWiFi (Voice over Wireless Fidelity). Acesta reprezintă o evoluție a VoIP-ului, permițând mobilitatea utilizatorului în aria de acoperire wireless.

Interconectarea calculatoarelor

Integrarea comunicațiilor cu rețelele de calculatoare reprezintă o tendință modernă de integrare a serviciilor telefonice tradiționale prin migrarea spre noua generație de echipamente. Scopul final al acesteia fiind îmbunătățirea calităților serviciilor simultan cu reducerea costului acestora.

OSI este un model de referință ce se bazează pe o propunere dezvoltată de Organizația Internațională de Standardizare (International Standards Organization) ca un prim pas către standardizarea internațională a protocoalelor folosite pe diferite niveluri.

Modelul OSI cuprinde șapte niveluri (fiecare nivel realizează servicii pentru cel situat deasupra sa) dar nu reprezintă în sine o arhitectură de rețea întrucât nu specifică serviciile și protocoalele utilizate la fiecare nivel. Acest model este utilizat doar pentru a explicita diferența dintre cele trei concepte esențiale: Servicii, Interfețe și Protocoale – folosite și de modelul utilizat de tehnologiile actuale – TCP/IP.

Modelul de referință OSI a fost conceput înainte să fie inventate protocoalele. Ordinea respectivă semnifică faptul că modelul nu a fost orientat către un set specific de protocoale, fiind prin urmare destul de general.

Modelul OSI

Figura 1 – Modelul OSI

Nivelul 1 – fizic (phisical layer)

Nivelul fizic se referă la transmiterea biților printr-un canal de comunicație. Proiectarea trebuie să garanteze că atunci când unul din capete transmite un bit 1, aceste este receptat în cealaltă parte ca un bit 1, nu ca un bit 0.

Problemele tipice se referă la câți volți trebuie utilizați pentru a reprezenta un 1 și câți pentru un 0, dacă transmisia poate avea loc simultan în ambele sensuri, cum este stabilită conexiunea inițială și cum este întreruptă când au terminat de comunicat ambele părți, câți pini are conectorul de rețea și la ce folosește fiecare pin. Aceste aspecte de proiectare au o legatură strânsă cu interfețele mecanice, electrice, funcționale și procedurale, ca și cu mediul de transmisie situat sub nivelul fizic.

Nivelul 2 – legătură de date (datalink layer)

Sarcina principală a nivelului legătura de date este de a transforma un mijloc oarecare de transmisie într-o linie care să fie disponibilă nivelului rețea fără erori de transmisie nedetectate. Nivelul legatura de date relizează această sarcină obligând emițătorul să descompună datele de intrare în cadre de date ( în mod tipic câteva sute sau câteva mii de octeți ), să transmită cadrele secvențial și să prelucreze cadrele de confirmare trimise înapoi de către receptor.

Deoarece nivelul fizic nu face decât să accepte și să transmită un flux de biți, fără să se preocupe de semnificația sau de structura lor, responsabilitatea pentru marcarea și recunoașterea delimitatorilor între cadre îi revine nivelului legătură de date. Aceasta se poate realiza prin atașarea unor șabloane speciale de biți la începutul și la sfârșitul cadrului. În cazul în care șabloanele speciale de biți pot apărea accidental în datele propriu-zise, trebuie luate măsuri speciale de precauție pentru ca aceste șabloane să nu fie incorect interpretate ca delimitatori de cadre.

Un zgomot apărut pe linie poate distruge un cadru în întregime. În acest caz, programele nivelului legătură de date de pe mașina sursă pot să retransmită cadrul. Transmiterile multiple ale aceluiași cadru introduc posibilitatea cadrelor duplicate. Un cadru duplicat poate apărea la transmisie în situația în care s-au pierdut cadrele de confirmare trimise de către receptor înapoi către emițător Rezolvarea problemelor datorate cadrelor deteriorate, pierdute sau duplicate cade în sarcina nivelului legătură de date. Acesta poate oferi nivelului rețea câteva clase de servicii diferite, fiecare de o calitate și un preț diferit.

O altă problemă care apare la nivelul legătură de date (și, de asemenea la majoritatea nivelurilor superioare) este evitarea inundării unui receptor lent cu date provenite de la un emițător rapid. În acest scop sunt necesare mecanisme de reglare a traficului care să permită emițătorului să afle cât spațiu tampon deține receptorul la momentul în care dorește să transfere informație.

Nivelul 3 – rețea (network layer)

Nivelul rețea se referă la controlul funcționării subrețelei. O problemă cheie în proiectare este determinarea modului în care pachetele sunt dirijate de la sursă la destinație. Dirijarea se poate baza pe tabele statistice care sunt „cablate” intern în rețea și care sunt schimbate rar.

Traseele pot fi de asemenea stabilite la începutul fiecărei conversații, de exemplu la începutul unei sesiuni la terminal. Dirijarea poate fi dinamică, traseele determinându-se pentru fiecare pachet în concordanță cu traficul curent din rețea. Dacă în subrețea există prea multe pachete simultan, ele vor intra unul pe traseul celuilalt și astfel se vor produce blocări. Controlul unor astfel de congestii îi revine tot nivelului rețea.

În nivelul rețea există de obicei înglobată o funcție de taxare a traficului pentru ca operatorii subrețelei să-și acopere costurile. Pentru a calcula suma datorată de clienții rețelei, programul trebuie cel puțin să numere câte pachete, sau câte caractere, sau câți biți a trimis fiecare client.

Nivelul 4 – transport (transport layer)

Rolul principal al nivelului transport este să accepte date de la nivelul sesiune, să le descompună, dacă este cazul, în unități mai mici, să transfere aceste unități nivelului de rețea și să se asigure că toate fragmentele sosesc corect la celălalt capăt. În plus, toate acestea trebuie făcute eficient și într-un mod care izolează nivelurile de mai sus de inevitabilele modificări în tehnologia echipamentelor.

În condiții normale, nivelul transport creează o conexiune de rețea distinctă pentru fiecare conexiune de transport cerută de nivelul sesiune. În cazul în care conexiunea de transport necesită o productivitate mare, nivelul transport poate, totuși să creeze conexiuni de rețea multiple și să dividă datele prin conexiunile de rețea astfel încât productivitatea să crească. Pe de altă parte, dacă crearea și întreținerea unei conexiuni de rețea este costisitoare, nivelul transport ar putea reduce costul prin multiplexarea câtorva conexiuni de transport pe aceeași conexiune de rețea. În oricare dintre cazuri, nivelului transport i se cere să facă multiplexarea transparentă pentru nivelul sesiune.

Nivelul transport determină, de asemenea, ce tip de serviciu să furnizeze nivelul sesiune și, în final, utilizatorii rețelei. Cel mai obișnuit tip de conexiune transport este un canal punct-la-punct fără erori care furnizează mesajele sau octeții în ordinea în care au fost trimiși. Alte tipuri posibile de servicii de transport sunt transportul mesajelor individuale (fără nicio garanție în privința ordinii de livrare) și difuzarea mesajelor către destinații multiple. Tipul serviciului se determină când se stabilește conexiunea.

Față de multiplexarea mai multor fluxuri de mesaje pe un singur canal, nivelul transport mai trebuie să se ocupe de stabilirea și anularea conexiunilor în rețea. Pentru acest lucru este necesar un mecanism de atribuire a numelor, astfel ca un proces de pe o anumită mașină să poată descrie cu cine vrea să converseze. Trebuie, de asemenea, să existe un mecanism pentru reglarea fluxului de informații, astfel încât o gazdă rapidă să nu suprasolicite o gazdă lentă. Un astfel de mecanism se numește controlul fluxului și joacă un rol cheie în nivelul de transport (ca și în alte niveluri). Controlul fluxului între gazde este diferit față de controlul fluxului între routere.

Nivelul 5 – sesiune (session layer)

Nivelul sesiune permite utilizatorilor de pe mașini diferite să stabilească între ei sesiuni. Ca și nivelul transport, o sesiune permite transportul obișnuit de date, dar furnizează totodată și servicii îmbunătațite, utile în anumite aplicații.

Unul din serviciile nivelului sesiune se referă la controlul dialogului. Sesiunile pot permite să se realizeze trafic în ambele sensuri simultan, sau numai într-un sens odată. Dacă este permis traficul într-un singur sens odată, nivelul sesiune poate ajuta să se țină evidența emițătorilor cărora le vine rândul să transmită. Un serviciu înrudit este gestionarea jetonului, în unele protocoale este esențial ca cele două pârți să nu încerce să realizeze aceeași operație în același timp. Pentru a trata aceste situații, nivelul sesiune dispune de jetoane care pot circula între mașini. Numai partea care deține jetonul are voie să realizeze operația critică.

Un alt serviciu sesiune este sincronizarea. Când se încearcă transferuri între două mașini în condițiile în care transferul dureaza mai mult decât intervalul mediu de cădere al legăturii vor aparea probleme. După fiecare eșec, tot transferul va trebui inițiat din nou și probabil că nu va reuși nici încercarea următoare. Pentru a elimina problema respectivă, nivelul sesiune prevede o modalitate de a introduce în fluxul de date punctre de control, astfel încât după un eșec trebuie să se reia numai transferul datelor după ultimul punct de control.

Nivelul 6 – prezentare (presentation layer)

Nivelul prezentare îndeplinește câteva funcții care sunt solicate suficient de des pentru ca, în loc să fie lăsat fiecare utilizator să rezolve problemele, să se justifice găsirea unei soluții generale, în particular, spre deosebire de toate nivelurile inferiore, care se ocupă numai de transferul sigur al biților dintr-un loc în altul, nivelul prezentare se ocupă de sintaxa și semantica informațiilor transmise.

Un exemplu tipic de serviciu prezentare este codificarea datelor într-un mod standard, prestabilit. Majoritatea programelor folosite de utilziatori nu fac schimb de șiruri aleatoare de biți. Ele fac schimb de nume de persoane, adrese, date, sume de bani, anunțuri. Aceste informații prin șiruri de caractere, prin întregi, prin numere reale și prin structuri de date compuse di toate nivelurile inferiore, care se ocupă numai de transferul sigur al biților dintr-un loc în altul, nivelul prezentare se ocupă de sintaxa și semantica informațiilor transmise.

Un exemplu tipic de serviciu prezentare este codificarea datelor într-un mod standard, prestabilit. Majoritatea programelor folosite de utilziatori nu fac schimb de șiruri aleatoare de biți. Ele fac schimb de nume de persoane, adrese, date, sume de bani, anunțuri. Aceste informații prin șiruri de caractere, prin întregi, prin numere reale și prin structuri de date compuse dintr-un număr de date mai simple.

Diferite calculatoare au diferite coduri pentru reprezentarea șirurilor de caractere ( de exemplu ASCII și Unicode ), întregilor ( de exemplu complementul față de 1 și complementul față de 2), și asa mai departe. Pentru a face posibilă comunicarea între calculatoare cu reprezentări diferite, structurile de date pot fi definite într-un mod abstract, alături de o codificiare standardizată ce va fi utilizată „pe cablu”.

Nivelul 7 – aplicație (application layer)

Nivelul aplicație conține o varietate de protocoale frecvent utilizate. De exemplu, în lume există foarte multe tipuri de terminale incompatibile. O modalitate de a rezolva problema este să se definească un terminal virtual de rețea abstract și să se descrie editoare și alte programe care știu să lucreze cu acesta. Pentru a putea lucra cu orice tip de terminal, este necesar un program care să pună în corespondență funcțiile terminalului virtual de rețea și terminalul real.

Un alt rol al nivelului aplicație este transferul fișierelor. Sistemul de fișiere diferite au convenții de nume diferite, moduri diferite de a reprezenta liniile de text, și așa mai departe. Transferul unui fișier între două sisteme de fișiere diferite presupune rezolvarea unor incompatibilități și a altora de același gen. Acest lucru cade tot în seama nivelului de aplicație, la fel ca poșta electronică, introducerea lucrărilor de la distanță, examinarea cataloagelor și diverse alte facilități cu scop general sau particular.

În figură este prezentat un exemplu de transfer al datelor folosind modelul OSI. Gazda A trimite date Gazdei B. Emițătorul furnizează datele nivelului aplicație, acesta le atașează în față antetul aplicației, AH (care poate fi vid) și le furnizează obiectul rezultat nivelului de prezentare.

Figura 2 – Transmiterea datelor în modelul OSI

Nivelul prezentare poate să modifice acest obiect în diferite moduri și poate, eventual, să-i adauge în față un antet, furnizând rezultatul către nivelul sesiune. Este important de știut ca nivelul prezentare nu cunoaște care porțiune din datele primite de la nivelul aplicație reprezintă AH, în cazul în care acesta există, și care porțiune reprezintă datele propriu-zise ale utilizatorului.

Ideea de bază este că, deși în figură transmiterea datelor este verticală, fiecare nivel este programat ca și cum transmiterea ar fi orizontală. De exemplu, atunci când nivelul transport emițător primește un mesaj de la nivelul sesiune, el îi atașează un antet de transport și îl expediază nivelului transport destinație.

Modelul TCP/IP

TCP/IP este o suită de protocoale, dintre care cele mai importante sunt TCP și IP, care a fost transformat în standard pentru Internet de către Secretariatul pentru Apărare al Statelor Unite, și care permite comunicația între rețele eterogene (interconectarea rețelelor). Modelul de referință OSI definește șapte nivele pentru proiectarea rețelelor, pe când modelul TCP/IP utilizează doar patru din cele șapte, după cum se vede și în comparația din figură.

Figura 3 – Comparație OSI – TCP/IP

Familia de protocoale TCP/IP are o parte stabilă, dată de nivelul Internet ( rețea ) și nivelul transport, și o parte mai puțin stabilă, nivelul aplicație, deoarece aplicațiile standard se diversifică mereu.

În ceea ce privește nivelul gazdă la rețea ( echivalentul nivelul fizic și legătura de date din modelul OSI ), cel mai de jos nivel din cele patru, acesta este mai puțin dependent de TCP/IP și mai mult de driverele de rețea și al plăcilor de rețea.

Protocoalele din familia TCP/IP tratează toate rețelele la fel. De aici rezultă un concept fundamental pentru rețelele TCP/IP, și anume acela că, din punct de vedere al unei rețele globale, orice sistem de comunicații capabil să transfere date contează ca o singură rețea, indiferent de caracteristicile sale.

Nivelul Internet are rolul de a transmite pachetele de la sistemul sursă la sistemul destinație, utilizând funcțiile de comutare. La acest nivel se pot utiliza mai multe protocoale, dar cel mai cunoscut este protocolul Internet IP. Nivelul transport are rolul de a asigura comunicația între programele de aplicație. Nivelul aplicație asigură utilizatorilor o gamă largă de servicii, prin intermediul programelor de aplicații.

Nivelul 1 – gazdă la rețea (network interface)

La acest nivel, evoluția protocoalelor este impulsionată de evoluția extrem de rapidă a tehnologiilor de comunicație, care introduc tipuri de legătură cu viteze din ce în ce mai mari. Astfel, vom întâlni linii telefonice închiriate, lucrând la viteze de 57,5 kbps, dar și fibre optice de 1,544 Mbps. În momentul de față, majoritatea calculatoarelor care utilizează TCP/IP în rețele locale folosesc conexiuni Ethernet cu viteze de pana la 10 Mbps. Apariția rețelelor FastEthernet au făcut posibil ca vitezele să crească la 100 Mbps. La acest nivel sunt utilizate două protocoale, utilizate pentru conectarea la Internet și Web prin intermediul modemului:

SLIP ( Serial Line Internet Protocol )

Este un protocol Internet pe linie serială, permite legături seriale asincrone și este cel mai vechi protocol. Dintre caracteristicile mai importante – nu face niciun fel de detecție sau corecție a erorilor, suporta doar IP, fiecare calculator trebuie să cunoască dinainte adresa IP a celuilalt calculator; nu este un standard aprobat. Ceea ce trebuie reținut, din punct de vedere al unui utilizator al Internetului, este faptul că acest tip de legătura necesită o adresa fixă Internet pentru calculator, care este atribuita de furnizorul de servicii Internet.

PPP ( Point to Point Protocol )

Protocol punct la punct, este un protocol mai robust decât SLIP, care rezolvă toate deficiențele protocolului SLIP și reprezintă un standard Internet. Este utilizat din ce în ce mai mult, datorită faptului că permite legarea atât pe legături seriale asincrone, cât și pe legături seriale sincrone. PPP face detecția erorilor, suportă mai multe protocoale, permite ca adresele IP să fie negociate în momentul conectării, permite autentificarea, etc. În cazul utilizării acestui tip de legătură, acordarea unei adrese se realizează automat, în momentul stabilirii legăturii la Internet.

Nivelul 2 – internet

Acest nivel, în modelul OSI nivel rețea, asigură transmiterea pachetelor prin intermediul unor adrese unice, specifice fiecărui nod, numite adrese Internet. Protocolul principal de la acest nivel este IP (Internet Protocol), și caracteristica esențială este că fiecare pachet este tratat ca o entitate independentă (numit pachet sau datagramă), fară legături cu alte pachete. Acest nivel este nivelul responsabil cu comutarea pachetelor în Internet. Protocolul IP rutează pachetele prin rețelele interconectate îndeplinind și funcții de segmentare (la sursă) și de reasamblare (la destinatar) a pachetelor.

Alte protocoale care pot funcționa la acest nivel, în vederea unei bune funcționări a transmisiei sunt:

ICMP (Internet Control Message Protocol)

Protocolul IP furnizează un serviciu fără conexiune, care nu garantează livrarea fiecărui pachet la destinație. Pentru a înlatura acest dezavantaj se utilizează un mecanism prin care ruterele și sistemele din rețea comunică informații privind situațiile de funcționare anormală, destinație inaccesibilă, suprasolicitarea unui router, etc. ). Protocolul poate fi utilizat de un sistem pentru a testa dacă un alt sistem este accesibil.

ARP (Address Resolution Protocol)

Transmitere unui pachet se poate efectua și între două sisteme aflate în aceeași rețea fizică. Faptul că sistemul destinatar este conceput la aceeași rețea fizică este constatat de către sistemul sursă, prin intermediul adresei IP de destinație, pe care o compară cu propria adresă IP, prin intermediul protocolului ARP. Deci putem spune că acest protocol permite unui calculator să determine adresa fizică unică ( MAC ) a unui alt calculator din aceeași rețea fizică cunoscând adresa IP ( de nivel rețea ) a acestuia.

Aceste tabele de translatere ARP nu sunt direct disponibile utilizatorilor sau aplicațiilor. ARP afișează lista corespondențelor între adresele IP și adresele fizice, determinate corect. De reținut că acest protocol este utilizat atunci când cele două calculatoare ( sursa și destinație ) fac parte din aceeași rețea fizică, deci nu este necesară utilizarea router-lor.

RARP (Reverse Address Resolution Protocol)

Permite unui calculator să-și obțină, atunci când nu o cunoaște, adresa IP proprie, deci face operația inversă ( cunoscând adresa fizică se determină adresa IP a stației ) protocolului ARP.

Nivelul 3 – transport

Este proiectat astfel încât să permită conversații între entitățile pereche din gazdele sursă și, respectiv destinație. Orice program de aplicație utilizează unul din cele două protocoale de transport, alegerea unuia sau altuia depinzând de necesitățile impuse de aplicația respectivă.

Cele două protocoale sunt:

UDP (User Datagram Protocol)

Este un protocol nesigur, dar cu viteză mare de transmisie, care utilizează datagrame pentru livrarea datelor. Când se utilizează acest protocol, comunicația este efectuată prin serviciu fără conexiune ( nu se stabilește un circuit între cele două calculatoare care vor să comunice ), folosind IP pentru transferul mesajelor. Acest protocol nu garantează livrarea mesajului la recepție fără erori, fără pierderi, fără duplicate, în ordinea în care au fost emise, dar permite identificarea sistemelor sursă și destinație, precum și a programelor de aplicație între care are loc transferul de informație.

TCP (Transmission Control Protocol)

Este un protocol sigur, care asigură transferul fiabil al informațiilor între aplicațiile de pe două calculatoare aflate în comunicație. Acest protocol se ocupă cu depistarea și corectarea erorilor ce apar la transmisie. TCP-ul de pe dispozitivul sursă va realiza o legatură cu cel de pe dispozitivul receptor, acestea negociind cantitatea de date ce va fi transmisă, ansamblul fiind cunoscut sub denumirea de circuit virtual. Acest tip de comunicație se numește comunicație orientată pe conexiune.

TCP este o conexiune full-duplex, foarte stabilă și precisă, cu numărare de jetoane la recepție și corecție de erori. El preia blocuri de informație, pe care le împarte în segmente, aceste segmente fiind ulterior numerotate. La destinație, protocolul TCP existent acolo va fi astfel capabil să reasambleze informația primită de la sursă. După trimiterea fiecărei secvențe, protocolul TCP emițător va aștepta confirmarea de primire de la receptor, iar dacă nu o primește recurge la retransmiterea segmentului. Oricum, este important de cunoscut faptul că folosirea TCP-ului nu este neapărat necesară decât atunci când fiabilitatea este foarte strictă, acest protocol întâryiind semnificativ transmisia de date.

Nivelul 4 – aplicație (application layer)

Nivelurile de sub nivelul aplicație servesc la asigurarea unui transport sigur, dar nu îndeplinesc nicio funcție concretă pentru utilizatori. De-abia la niveluk aplicație pot fi găsite toate aplicațiile interesante pentru utilizatori, dar chiar și la acest nivel apare necesitatea unor protocoale care să permită funcționarea aplicațiilor.

SIP

Prescurtarea de la "Session Initiation Protocol" SIP este unul din protocoalele folosite de tehnologia VoIP  pentru crearea, modificarea și încheierea sesiunilor între doi sau mai mulți participanți. Astfel de sesiuni includ apeluri telefonice prin Internet, sesiuni multimedia, conferințe multimedia.

Este un protocol de tip text, portul standard fiind 5060 (UDP sau TCP).

SIP este foarte răspândit în prezent ca protocol de semnalizare pentru Voce peste IP sau VoIP, împreună cu H.323.

Înregistrarea

Aparatele telefonice clasice, spre deosebire de un client SIP, care generează singur ton, după ce în prealabil acesta s-a înregistrat, se bazează pe o centrală pentru a genera tonul de linie.

Pentru a genera un apel extern (de la A la B), clientul A va genera un mesaj SIP de tip "Invite". Acesta este transmis serverului (centrala de tip PBX) care ii va raspunde cu un mesaj de tip "Trying" (cod 100).

Mesajul "Invite" primit de server este transmis către un alt server sau client. În momentul în care clientul B primeste mesajul "Invite", generează semnalul de apel și răspunde prin mesajul "Ringing" (cod 180). Acesta este propagat înapoi până la clientul A, unde se generează în receptor tonul specific.

În momentul în care clientul B raspunde apelului, se transmite mesajul "OK" (cod 200), propagat la randul lui către clientul A. Clientul A va confirma recepționarea acestui mesaj prin transmiterea unui mesaj de tip "ACK".

Din acest moment începe transmisia pachetelor de voce, prin protocol RTP (Real Time Protocol), până când unul din clienți decide să termine apelul prin transmiterea unui mesaj de tip "Bye". Celalalt client raspunde printr-un mesaj de tip "OK", iar apelul se termină.

Pentru a crea sesiuni RTP, fiecare punct terminal trebuie să identifice adresa IP și numarul portului UDP (User Datagram Protocol) al perechii participante la sesiunea respectivă. Într-o implementare mai simplă a rețelei VoIP, aceste valori sunt predefinite. Dar pentru ca o rețea să fie cu adevarat scalabilă, adresele și porturile trebuie identificate dinamic, la cerere.

Arhitectura Sistemelor VoIP

“Voice over IP” este o tehnologie care oferă o alternativă modului de transmisie a vocii, în special, și a altor servicii oferite de rețeaua de comutație de circuite.

VoIP a trebuit să-și facă loc pe piață, oferind cel puțin la fel de ieftin aceleași calitate a serviciilor de voce, să se integreze în sistemul de comunicație și să-și pună la punct metode de colaborare, în principal, tocmai cu rețeaua telefonică, ale cărei servicii i le concurează și cărora le oferă alternativă.

Obiectivele de realizat pentru o bună funcționare ar fi:

Controlul apelului și al semnalizărilor diferite în cele 2 rețele de transport, astfel încât utilizatorului obișnuit să-i fie indiferent pe ce suport se transmite semnalul vocal.

Intercomunicarea și interoperabilitatea echipamentelor celor 2 rețele, PSTN (Rețeaua telefonică de telefonie publică cu comutare de circuite) și rețeaua de pachete, de tip IP. Acest lucru implică folosirea unor punți ( gateway ), care au rolul de a realiaza trecerea de la modul diferit de trasmisie a datelor în cele 2 rețele.

Managementul sistemelor, adresarea, securitatea și permisiunea de acces care trebuie asigurate din ambele părți.

Odată cu proiectarea și implementarea de produse VoIP, au trebuit concepute și publicate o multitudine de noi standarde, cu ajutorul cărora au făcut ca sistemele VoIP să conțină mai multe plane funcționale. Aceste plane nu fac altceva decât să aducă soluții structurate transportului de voce și interoperabilității cu celelalte rețele de date.

Modulul de procesare a vocii funcționează de regulă într-un DSP ( Digital Signal Processor ), pregătește toate cele necesare pentru transmisia vocii în rețeaua IP. Funcțiile sale realizează eliminarea ecoului, compresia de voce, detecția pauzelor în discursul telefonic, eliminarea jitter-ului, sincronizarea ceasului și pachetizarea vocii.

Modulul de realizare a semnalizării telefonice – interacționează cu echipamentele telefonice, translatând semnalizările telefonice în schimbări de stare, folosite de către modulul de protocoale de rețea pentru stabilirea, menținerea și eliberarea conexiunilor. Schimbările de stare sunt ridicare de receptor, terminare apel, etc. Acest software suportă de regulă semnalizări E&M de tipul I, II, III, IV, V, FXO, FXS, ISDN acces de bază și acces primar.

Modulul de protocoale de rețea – procesează informațiile de semnalizare și le convertește din semnalizări specifice rețelei telefonice în protocoale de semnalizare în mod pachet, folosite la stabilirea conexiunilor în rețeaua IP ( ex: Q.933 ). De asemenea, adaugă headere pacheteleor de voce și de semnalizare înainte de a fi transmise.

Modulul de management a rețelei – asigură interfața de gestiune a vocii, pentru menținerea și configurarea celorlalte module ale sistemului. Pachetul software este partiționat pentru a asigura o interfață bine definită către aplicația ce rulează în DSP, utilizabilă pentru mai multe aplicații și protocoale de pachetizare. DSP-ul procesează eșantioanele de voce și transmite pachetele de voce microprocesorului însoțite de header-ele generice de voce.

Microprocesorul se ocupă de transferul pachetelor și adaptarea header-elor generice în header-ele specifice protocolului de transport în timp real al pachetelor de voce ( ex: Real Time Protocol – RTP ). Microprocesorul realizează și procesarea informațiilor de semnalizare și le convertește din protocoalele de semnalizare telefonică în protocoale de semnalizare în rețeaua de pachete ( ex: H.323 ).

Modulul de semnalizare și management

Software-ul sistemelor VoIP asigură funcționarea semnalizării telefonice, detectând prezența unui nou apel și adresa sa, folosite de sistem la rutarea către portul destinație. Sunt suportate o mare varietate de protocoale de semnalizare, specifice rețelei telefonice. De regulă, software-ul și datele de configurare pentru cartelele de voce pot fi încărcate de la un sistem de management, pentru a permite instalare rapidă și ușoară, îmbunătățiri făcute de la distanță.

Modulul software interacționează cu DSP-ul pentru detecția și generarea tonurilor DTMF și interacționează cu interfața telefonică pentru funcțiunile de semnalizare. El are, de asemenea, rolul de a recepționa datele de configurare de un agent de gestiune a rețelei și de a utiliza serviciile oferite de sistemul de operare.

Modulul de transfer a semnalizării telefonice – are o arhitectură structurată pe blocuri funcționale.

Software-ul pentru interfața telefonică – monitorizează, de obicei, interfața de semnalizare a modulului.

Unitatea de protocol de semnalizare – este alcătuită din mașina de stări, care realizează buna funcționare a protocoalelor de semnalizare ( ex: E&M ).

Modulul de control al rețelei – realizează transferul semnalizărilor telefonice într-un format adecvat protocoalelor de stabilire de sesiune pentru comunicația de voce pachetizată.

Translația adreselor – realizează corespondența dintre planul de adresaree telefonică, descris de recomandările E.164, în adrese care pot fi folosite în rețeaua de pachete ( ex: adrese IP sau DLCI (Data Link Connection Identifier), în cazul rețelelor Frame Relay ).

Driverul pentru interfața cu DSP-ul – facilitează transferul de informații între microprocesorul gazdă al sistemului și DSP-uri.

Modulul pentru protocolul de rețea – are submodule obligatorii:

Stiva de semnalizare IP – presupune controlul apelului și al transportului, folosind specificațiile H.323, incluzând H.225, H.245, RTP/RTCP , TCP, UDP și IP.

Tipuri de conexiuni

Tehnologia VoIP a avut parte de o dezvoltare rapidă. Ea are rolul de a integra serviciile de transport de voce în rețelele de tip IP și de a realiza o bună comunicare cu rețeaua publică de telefonie PSTN.

În modul tradițional de funcționare al serviciilor de telefonie publică, până acum apelurile se realizau prin stabilirea unor canale virtuale de-a lungul rețelei de comutație de circuite, care erau apoi folosite pentru transmiterea vocii. Semnalul vocal urma același traseu stabilit în faza de inițializare a apelului, traseu virtual care la sfârșitul comunicației este eliminat din funcționarea sistemului.

Tehnologie VoIP oferă mai multe modalități de conexiune pentru realizarea apelului și transferului de voce. Figura următoare prezintă variantele de realizare conexiunilor amintite. Ele pot fi:

PC–PC – legătură telefonică între 2 calculatoare echipate cu software adecvat comunicațiilor de voce în timp real și cu hardware specializat pentru comunicații de voce ( placă de sunet, microfon, căști audiție ). Conexiunea se poate realiza folosind numai Intranet-ul privat al companiei, sau rețeaua publică de pachete IP.

PC–Telefon – legătură telefonică între un calculator multimedia și un post telefonic obișnuit, abonat al rețelei publice. Comunicarea se face în mod pachet folosind rețeaua Intranet, ieșind apoi în rețeaua publică IP, iar apoi, prin intermediul dispozitivelor de intercomunicație (gateway), datele reprezentând vocea sunt transferate rețelei telefonice cu comutare de circuite și apoi postului telefonic dorit.

Telefon–telefon – legătură telefonică între 2 posturi telefonice normale. Diferența este că legătura de comunicație se realizează astfel încât semnalele de voce traversează o rețea publică sau privată IP și revin apoi în rețeaua telefonică, pe traseul lor către destinație.

Inițierea apelului

Calea de voce într-o conexiune VoIP este dependentă de crearea unei sesiuni RTP (Real-time

Transport Protocol). Pentru realizarea unei convorbiri sunt necesare două sesiuni deoarece fiecare sesiune RTP transportă vocea unidirecțional. În figură este prezentat modul de formare a sesiunii RTP în timpul inițierii apelului.

Pentru o bună funcționare , crearea unei sesiuni RTP nu este îndeajuns în timpul inițierii unui apel. Punctele terminale trebuie să stabilească de comun acord o serie de parametri ce vor fi utilizați pe durata convorbirii. În caz contrar, apelul este intrerupt.

Pentru finalizarea procesului de inițiere a apelului, următorii parametrii trebuiesc stabiliți:

· CODEC-uri – punctele terminale trebuie să utilizeze acelasi tip de CODEC pentru voce, sau cel puțin să recunoască opțiunea celuilalt punct terminal în ceea ce privește versiunea de codare a vocii.

· Transmisie / Recepție – în funcție de aplicație, traficul de voce poate fi unidirecțional sau bidirecțional. Există cazuri în care anumite puncte terminale nu pot participa la o

sesiune deoarece nu sunt capabile sa realizeze traficul de voce in ambele sensuri.

· Tipul de conținut media – poate fi conținut audio, video sau date.

· Rata de bit – se referă la lărgimea de bandă necesară pentru realizarea conexiunii.

Administrarea și gestiunea apelului

Aceste funcții asigură servicii opționale ce contribuie la o mai bună administrare și mentenanță a unei rețele VoIP.

Funcția de gestiune folosește informațiile adunate în timp legate de desfășurarea apelurilor,

informații reunite sub denumirea de CDR (Call Detail Records). CDR-ul este utilizat în procesul de facturare, precum și la o analiza de îmbunătățire a serviciilor în cazul unei eventuale creșteri a capacității rețelei.

Administrarea presupune următoarele procese:

· Stadiul apelului în curs – este monitorizată desfășurarea apelului în timp real.

· Managementul adreselor – asigură utilizatorilor diferite servicii, cum ar fi rezoluția adreselor.

· Controlul accesului la rețea – asigură utilizarea resurselor rețelei

Protocolul H.323

H.323 este un standard pentru protocoale de comunicații, dezvoltat de ITU-T. Standardul a fost creat pentru a asigura comunicații multimedia într-o retea bazată pe comutația de pachete. Pe langă traficul de voce, este posibil și traficul de date și video. H.323 conlucrează cu rețeaua telefonica clasică (PSTN), intermediind procesele de semnalizare și control între o rețea bazată pe comutație de pachete IP și o rețea cu comutație de circuite (SCN).

Scopul inițial pentru care a fost proiectat standardul H.323 a fost acela de a oferi un mecanism de transport pentru aplicațiile multimedia într-o rețea locală (LAN – Local Area Network).

Foarte mulți producatori de echipamente și furnizori de servicii folosesc protocolul H.323 pentru aplicații de tip videoconferință, fiind în acest moment cel mai utilizat protocol de semnalizare și control al apelului într-o rețea VoIP.

Componentele H.323

Standardul H.323 descrie o serie de componete funcționale, ce pot fi grupate

separat, în echipamente diferite, sau pot fi implementate într-un singur echipament cu roluri multiple.

În figură sunt prezentate componentele fizice ale rețelei, printre care gateway, gatekeeper,

terminale și MCU (Multipoint Control Unit). Este psoibilă și folosirea unui server proxy.

Terminalul H.323

Standardul H.323 folosește conceptul de punct terminal. În acestă categorie se încadrează următoarele echipamente: telefoane IP, stații de videoconferință, gateway-uri. Un terminal H.323 asigură comunicația de voce (posibil video și date) în timp real și în ambele sensuri. Pentru funcția de inițiere a apelului, terminalul trebuie să asigure funcții specifice H.225.0.

Terminalul H.323 realizează codarea/decodarea vocii conform cu codorul G.711 (codare PCM cu 64 kbiti/s). Opțional se poate realiza codarea/decodarea vocii conform cu Rec. G.728 (16 kbiti/s), G.729 (8 kbiti/s) sau G.723.1 (5,3 kbiti/s sau 6,3 kbiti/s).

Pentru controlul conexiunilor, terminalul folosește un controller de sistem care asigură

semnalizările pentru controlul apelurilor, controlul RAS precum și semnalizările de negociere a capabilităților dintre terminale privind capabilitățile de lucru (rata binară, formatul imaginii, algoritmul de codare) conform cu Rec.H.245.

Gateway

Gateway-ul H.323 este un echipament de tip terminal reprezentând interfața pentru

transmiterea vocii sau imaginii între rețeaua telefonică bazată pe comutația de circuite (SCN – Switched-Circuit Network) si reteaua bazata pe comutatia de pachete IP. Ideal, gateway-ul este transparent atât terminalului H.323 cât și terminalului din rețeaua SCN.

Gateway IP-către-IP

Un gateway IP-către-IP are rolul de a asigura o conexiunea eficientă din punct de vedere al costurilor între două rețele VoIP, ce aparțin unor ISP-uri diferite. Acest tip de gateway mai este cunoscut și sub denumirea de element de graniță (border element).

Reprezintă intrefața între două rețele VoIP și se ocupă de serviciile de facturare, securitate,

semnalizare și controlul accesului în rețea. Pachetele pot trece prin gateway-ul IP-către-IP, mascând rețelele una față de cealaltă, sau pot ocoli gateway-ul dacă securitatea nu este prioritară.

Figura prezintă o situație de implementare a unui gateway IP-către-IP între două rețele. Din perspectiva rețelelor private, gateway-ul apare ca o adresă IP publică unică ce trebuie să poată fi rutabilă în interiorul rețelelor (în cazul de mai sus, adresa 12.x.x.x este rutabilă în rețelele private 10.10.x.x și 192.168.x.x). Pentru gateway-urile din rețeaua publică, toate apelurile au originea la adresa 12.x.x.x a gateway-ului IP-către-IP, neputând fi identificate cu adresa reală din rețeaua privată.

În figura de mai sus, fiecare gatekeeper controlează în mod independent câte o zonă, gatekeeper-ul cu adresa 12.10.10.11 fiind entitatea de control pentru rețeaua publică, implicit pentru gateway-ul IP-către-IP.

Gatekeeper

Este componenta care asigură controlul apelului pentru punctele terminale H.323.

Gatekeeper-ul se asociază unei zone H.323 și gestionează toate terminalele, gateway-urile și

MCU-urile dintr-o zonă. Într-o zonă există un singur gatekeeper.

Gatekeeper-ul realizează următoarele funcții:

· traducerea adresei necesare rutării apelului. Adresa terminalelor (număr ,adresa e-mail, nume utilizator) este tradusă în adresa de transport IP;

· controlul semnalizărilor RAS;

· controlul accesului la rețea pentru terminalele H.323, Gateway și MCU;

· gestionează alocarea lărgimii de bandă pentru conexiuni, ca răspuns la cererile punctelor

terminale;

· managementul zonei deservite de gatekeeper.

Gatekeeper este opțional într-o zonă. În cazul în care lipsește, înseamnă că acest domeniu nu este o zonă H.323. Indiferent daca este prezent, stabilirea apelului se poate face prin rutare directă, fără utilizarea gatekeeper-ului.

MCU ( Multipoint Control Unit )

În figură sunt prezentate componentele care fac posibilă realizarea unei videoconferințe:

· MC (Multipoint Controller) – asigură parametrii necesari pentru realizărea unei videoconferințe între două sau mai multe puncte terminale. MC-ul stabilește un canal de control H.245 cu fiecare dintre participanții la conferință. Prin intermediul acestuia sunt schimbate informații referitoare la tipul de conferință (centralizată/descentralizată). MC-ul este încorporat într-un punct terminal (terminal sau gateway), gatekeeper sau MCU.

· MP (Multipoint Processor) – adaugă funcționalitate videoconferinței. Prelucrează semnalele audio și video pentru toti participanții. Asemănător MC-ului, MP-ul este

încorporat în MCU.

· MCU – este un echipament independent, aflat sub forma unui echipament terminal, care

asigură videoconferința între mai multe terminale, încorporand un MC și mai multe MP (sau

niciunul).

Desfășurarea apelorilor într-o rețea H.323

În cadrul procesului de desfășurare al apelului, fiecare protocol utilizat creează câte un canal

logic pentru propriul trafic. Fiecare canal asigură traficul într-un singur sens, ceea ce înseamnă că va fi nevoie de deschiderea a două canale logice pentru ambele sensuri. În cazul în care apelul include și transfer de date de tipul T.120, cum ar fi utilizarea unei aplicații de videoconferintă, atunci protocolul T.120 va crea și controla propriul canal de comunicație. În figură este prezentat schimbul de mesaje între două gateway-uri, necesar la realizarea apelului. Gatekeeper-ul nu este prezent în acest exemplu. De asemenea, deși sunt prezentate două gateway-uri, desfăsurarea procesului ar fi fost aceeași dacă ambele puncte terminale ar fi fost terminale H.323.

În procesul descris in figură sunt incluși următorii pași:

1. Gateway-ul origine al apelului inițiază o sesiune H.225.0 către gateway-ul destinație, prin portul TCP 1720. Gateway-ul de origine poate afla adresa IP a gateway-ului destinație, apelând la un server DNS (Domain Name System) pentru a corela numele destinației cu adresa sa logică, fie din fișierul propriu de configurație.

2. Procesul de inițiere al apelului, ce functionează pe baza protocolului Q.931, creează un canal de semnalizare între punctele terminale.

3. Punctele terminale deschid un canal de comunicație nou, care să permită protocolului H.245 să îndeplinească funcția de control. Această funcție va realiza negocierea de capabilități între punctele terminale și se vor schimba informații în legatură cu proprietățile canalului logic de legătură.

4. Pe baza proprietăților canalului logic se vor deschide sesiuni RTP.

5. Cu ajutorul sesiunilor RTP, punctele terminale vor realiza schimbul de informație

multimedia. De asemenea, punctele terminale își vor comunica statistici referitoare la calitatea

apelului aflat în desfășurare, prin intermediul RTCP (RTP Control Protocol).

Procedura de bază pentru inițierea unui apel H.323 presupune un număr mare de procese de

schimb de informație între gateway-urile sursă și destinație. Apelând la procedura Fast Connect, se va reduce numarul de procese de schimb, permițând negocierea capabilităților și a atribuțiilor canalului logic printr-un singur mesaj dus-întors între punctele terminale.

Asa cum se poate observa în figură, procedura Fast Connect implică efectuarea următorilor

pași:

1. Gateway-ul origine al apelului inițiază o sesiune H.225.0 către gateway-ul destinație, prin portul TCP 1720.

2. Procesul de inițiere al apelului, având la baza protocolului Q.931, creează un canal logic

combinat, prin care se va realiza atât semnalizarea între punctele terminale precum și funcția de control specifică H.245. Negocierea capabilităților și proprietățile canalului logic sunt transmise odata cu procesul de semnalizare Q.931.

3. Ținând cont de proprietățile canalului logic, se vor deschide sesiunile RTP.

4. Punctele terminale vor realiza schimbul de informație multimedia prin intermediul sesiunilor RTP.

Avantaje și dezavantaje în utilizarea standardului H.323

Avantaje:

· Identificarea apelantului (caller ID) – această funcție este oferită datorită informației preluate de la porturile FXO (Foreign eXchange Office) și semnalizarea pe canal asociat a liniei T1;

· Interoperabilitate – H.323 este folosit la scară largă, conlucrând fără probleme cu aplicațiile și echipamentele mai multor producători. Deoarece toate echipamentele trebuie să suporte

13 protocoalele principale din cadrul standardului H.323, utilizarea unui echipament sau altul nu este dependentă de versiunea standardului.

· Controlul detaliat al apelului – H.323 permite un control amănunțit al apelului către și dinspre gateway, cum ar fi analizarea cifrelor tastate, distribuirea traficului în mod egal pe diferitele cai de comunicație sau direcționarea pe o nouă rută a apelului.

· Integrarea diferitelor tehnologii în rețea – se pot integra în rețeaua H.323 sisteme având la bază sistemul clasic de telefonie sau linii ISDN.

· Suport pentru conținut media diferit – H.323 poate fi folosit pentru servicii de voce și

videoconferințe, dar și pentru trafic de date.

· Suport pentru protocolul de semnalizare NFAS (Non-Facility Associated Signaling) – acest

protocol permite mai multor linii ISDN PRI prin intermediul unui singur canal de semnalizare de tip D, avand astfel la dispoziție mai multe canale libere.

· Gatekeeper H.323 – un gateway se poate adresa unui gatekeeper pentru îndeplinirea funcțiilor de control al apelului și rezoluția adreselor.

Dezavantaje:

· Configurarea – Configurarea gateway-ului este mai complicată decât în cazul protocolului MGCP deoarece presupune introducerea unui plan de numerotare. Folosirea unui gatekeeper ar reduce din complexitatea procesului de configurare.

· Lipsa unui plan de numerotare centralizat – Dacă planul de numerotare necesită anumite

modificări, atunci toate gateway-urile din rețea vor trebui reconfigurate. Utilizarea unui

gatekeeper va ajuta într-o anumita măsură.

· Supraviețuirea apelului – configurația de bază H.323 nu prezintă această funcție. Dacă se pierde legătura către gatekeeper, atunci toate apelurile vor fi întrerupte. Folosind tehnologia SRST – Survivable Remote Site Telephony, toate apelurile active vor fi reluate după ce se va restabili legătura cu gatekeeperul din zona respectivă.

Protocolul SIP ( Session Initiation Protocol )

SIP a fost proiectat ca un modul în cadrul unei soluții de comunicație IP. Proiectarea modulară a protocolului a permis integrarea ușoară și folosirea altor protocoale existente. SIP folosește UDP-ul ca protocol de transport, dar, în funcție de aplicație, poate folosi și protocolul TCP. Portul SIP utilizat atât în cazul TCP cât și UDP este 5060.

Specificațiile standardului nu acoperă toate aspectele specifice desfășurării apelului, așa cum

sunt descrise în standardul H.323. Scopul standardului SIP este acela de a crea, modifica și încheia sesiuni intre diferite aplicații, indiferent de tipul de conținut media sau funcția aplicației respective. Sesiunea poate consta într-o convorbire telefonică între doi sau mai mulți utilizatori, conferințe multimedia, sau sesiuni interactive de jocuri. SIP nu definește tipul de sesiune, ci doar se ocupă de managementul acesteia. Pentru acest lucru SIP îndeplineste următoarele funcții de bază:

· Localizarea utilizatorilor, traducând adresa SIP a acestora în adresa IP.

· Negocierea capabilităților între toți participanții la o sesiune

· Modificarea parametrilor sesiunii în timpul desfășurării apelului.

· Realizarea proceselor de stabilire și încheiere a apelului pentru toti participanții la sesiune.

Componentele SIP

SIP este un protocol de tip peer-to-peer. Elementele retelei care participa la o sesiune sunt

prezentate in figură:

Un UA(User Agent) cuprinde următoarele componente funcționale:

· UAC (User Agent Client) – o aplicație client care inițiază o cerere de sesiune SIP.

· UAS (User Agent Server) – o aplicație server care răspunde la cererile SIP.

Pe durata unei sesiuni, un UA va funcționa fie ca un UAC, fie ca un UAS, dar niciodată nu va

îndeplini simultan ambele funcții. Funcționarea unui punct terminal ca UAC sau UAS depinde de UA-ul care a înaintat cererea. UA-ul de origine al cererii va folosi UAC, iar UA-ul destinație va folosi UAS.

Din punct de vedere al arhitecturii, componentele fizice ale rețelei SIP sunt grupate în două

categorii:

1. User agents – include urmatoarele componente:

a. Telefoane IP – acționează ca UAC sau UAS în funcție de rolul lor în cadrul sesiunii. Pot fi

aparate telefonice IP sau computere ce rulează o aplicație SIP (software phones).

b. Gateway – acționează ca UAC sau UAS și asigură controlul apelului pe durata sesiunii.

Rolul său este de a asigura funcția de legătură dintre UA și alte tipuri de terminale.

Această funcție presupune operarea cu diferite tipuri de conținut media (audio, video),

dar și inițierea și încheiera apelului atât pentru rețeaua IP cât și pentru rețeaua SCN.

2. Server SIP – include următoarele componente:

a. Server proxy – acționează ca o componentă intermediară care recepționează cereri SIP

de la un client și le trimite mai departe în numele clientului la următorul server SIP din

rețea. Următorul server poate fi tot un server proxy sau un UAS. Printre funcțiile unui

proxy se numără: autentificarea, autorizarea, controlul accesului la rețea, rutarea si

securitatea în rețea.

b. Server redirect – informează un UA în legătură cu următorul element din rețea (server

sau UA) cu care ar trebui să stabilească o legatură. UA va redirecționa invitația către

elementul identificat de către server-ul redirect .

c. Server registrar – primește cereri de la UAC-uri pentru înregistrarea poziției lor curente.

d. Server de localizare – asigură rezoluția adreselor pentru serverele proxy și redirect.

Mecanismul folosit constă într-o bază de date cu înregistrări anterioare. Un server

registrar poate fi inclus ca o subcomponentă a unui server de localizare. Serverul

registrar este responsabil cu aprovizionarea bazei de date asociate serverului de

localizare.

e. B2BUA (Back-to-back user agent) – acționează ca un server și client UA simultan. Are

rolul de a încheia procesul de semnalizare în partea UA-ului apelant și inițiază

semnalizarea către UA-ul apelat.

Modele SIP de inițiere a apelului

Inițierea apelului printr-o legătură directă

Atunci când UA identifică adresa punctului terminal destinație, fie analizând informațiile

înregistrate în timp, fie apelând la unul din mecanismele interne, UAC poate iniția direct (într-o legătură UAC – UAS) procedurile de apel.

Stabilirea directă a apelului se desfășoară astfel:

1. UAC-ul origine trimite o invitație (INVITE) către UAS-ul destinație. Mesajul include descrierea UAC din perspectiva punctului terminal.

2. Dacă UAS-ul destinatie este de acord cu parametrii apelului, va răspunde pozitiv catre UAC-ul origine în vederea stabilirii legăturii.

3. UAC-ul origine trimite un mesaj ACK.

În acest punct al procedurii, UAC și UAS au la dispoziție informațiile necesare pentru a stabili o sesiune RTP.

Inițierea apelului folosind un server proxy

Folosirea unui server proxy elimină problemele specifice metodei directe de stabilire a legăturii datorită centralizării funcțiilor de control și management al apelului. De asemenea, funcția de rezoluție a adreselor este realizată dinamic, oferind informații actualizate în ceea ce privește identificarea utilizatorilor. Principalul beneficiu adus UA-ului de pe urma folosirii unui server proxy este acela că procesul de comunicație cu un UA destinație este posibil fără ca UA-ul origine să fie nevoit să acumuleze și să stocheze informații legate de localizarea destinației.

Și această metodă prezintă unele dezavantaje. Odată cu introducerea unui server proxy în lanțul de comunicație va crește numărul de mesaje schimbate între participanți pe durata unei sesiuni. Totodata se creează o dependență a UA-urilor față de server-ul proxy. În cazul unei defectări a serverului, UA-urile dependente se vor afla în imposibilitatea de a putea iniția propriile sesiuni.

Atunci când se utilizează un server proxy, procedura de inițiere a apelului se desfășoară astfel:

1. UAC-ul origine trimite o invitație (INVITE) serverului proxy.

2. Dacă este necesar, serverul proxy va apela la serverul de localizare pentru a determina calea

către destinație și adresa IP a acesteia.

3. Serverul proxy trimite invitația către UAS-ul destinație.

4. Dacă UAS-ul destinație consideră parametrii apelului ca fiind acceptabili, răspunde pozitiv

serverului proxy în vederea continuării procedurii.

5. Serverul proxy răspunde UAC-ului origine.

6. UAC-ul origine trimite un mesaj ACK.

7. Serverul proxy înaintează mesajul ACK către UAS-ul destinație.

În acest moment, UAC și UAS au la dispoziție informațiile necesare pentru a stabili o sesiune

RTP.

Avantajele și dezavantaje ale standardului SIP

Așteptările sunt foarte mari în cazul standardului SIP. Acesta este văzut ca o platformă software ce va contribui la dezvoltarea comunicațiilor multimedia, permițând realizarea rapidă a sesiunilor de comunicații, în orice moment și în orice condiții. Totuși, SIP este deocamdată un protocol de control al apelului, cu avantajele și dezavantajele sale.

Avantaje:

· SIP operează independent de tipul sesiunii, sau de conținutul media, oferindu-i flexibilitate în utilizare.

· Este un standard deschis, având sprijinul mai multor producători care implementează SIP în

echipamentele lor. Aplicațiile pot fi dezvoltate în concordanță cu utilizarea ulterioara a

echipamentului.

· Mesajele SIP sunt de tip text, făcând mai ușoară identificarea și rezolvarea eventualelor

probleme.

· SIP permite operarea simultană a mai multor utilizatori cu capabilități diferite. Spre exemplu, într-o conferință la care participă atât utilizatori cu capabilități video cât și utilizatori doar cu capabilități audio, cei cu capabilități video vor putea continua sesiunea folosind ambele capabilități media. Ei nu vor fi obligați să renunțe la capabilitatea video și să participe la conferința doar cu partea audio, așa cum se intampla în cazul altor protocoale.

Dezavantaje:

·Procesarea mesajelor text impune o încărcătură suplimentară gateway-urilor. Router-ul trebuie să traducă textul într-un limbaj pe care îl înțelege, iar codul pentru această operație trebuie să fie inclus în sistemul de operare al echipamentului.