1) Giới thiệu chung
Tập hợp chuẩn ITU-T H.323 "Hệ thống truyền thụng đa phương tiện dựa trờn cụng nghệ gúi", hướng tới hệ thống truyền thụng đa dịch vụ thời gian thực bao gồm cho cả thoại, video và dữ liệu đi kốm. Người ta hy vọng rằng cỏc mụ hỡnh truyền thụng đa phương tiện này cú thể hỗ trợ cho ngành viễn thụng trong cỏc ứng dụng video như teleconferencing và data-conferencing hoặc truyền file. Mặc dự H.323 cú nhiều cụng dụng nhưng trọng tõm chớnh của thị trường đối với khuyến nghị này là khả năng audio để thực hiện thoại IP. Thực tế, trong giai đoạn đầu cụng nghệ VoIP sử dụng chuẩn H.323 làm giao thức bỏo hiệu cuộc gọi trong mạng và vỡ thế VoIP chỉ sử dụng một phần
cấu trỳc H.323. Trong mạng NGN tương lai, H.323 vẫn sẽ được sử dụng để bỏo hiệu cho cỏc VoIP gateway hay cho đầu cuối đa phương tiện.
Cấu trúc H.323 cú thể được sử dụng một cỏch thụng dụng ở mạng LAN hoặc mạng gúi diện rộng. Bất kỳ một mạng gúi khụng đủ tin cậy (khụng cú đảm bảo về chất lượng dịch vụ), hoặc cú độ trễ cao đều cú thể được sử dụng cho H.323. Những người sử dụng thiết bị đầu cuối H.323 - là những PC đa phương tiện - cú thể tham gia vào hội nghị video đa điểm. Mọi thiết bị truyền thụng đa điểm phải sử dụng khối điều khiển đa điểm H.323 - MCU.
Tất nhiờn cỏc khả năng của H.323 cú thể mở rộng cho mạng WAN nếu cỏc kết nối được thiết lập giữa cỏc thiết bị H.323. Đõy là chức năng chớnh của cỏc thiết bị Gatekeeper H.323, cỏc thiết bị này là tuỳ chọn ở H.323. Nếu khụng cú cỏc gatekeeper, tất cả cỏc thiết bị phải cú khả năng tự đưa ra cỏc bản tin bỏo hiệu trực tiếp. Một hoặc nhiều cỏc gateway H.323 kết nối với mạng bờn ngoài.
Hỡnh 2-5. Mụ hỡnh cỏc thành phần H.323
H.323 cú thể được sử dụng với PSTN toàn cầu, N-ISDN hoặc B-ISDN sử dụng ATM. Thậm chớ là một điện thoại hoặc một đầu cuối cũng cú thể tham gia vào hội nghị H.323 nhưng chỉ với khả năng audio. Khi H.323 được sử dụng với mạng ISDN, nó cú thể làm việc với nhiều loại đầu cuối như điện thoại ISDN hoặc cỏc kết cuối H.320, cỏc kết cuối H.321 cho B-ISDN và
ATM, kết cuối H.322 cho QoS cỏc mạng LAN, kết cuối H.323 cho truyền thụng hội nghị và H.324 dành cho cỏc kết nối kiểu quay thoại 33,6kb/s. Núi chung, H323 cú mối liờn quan chặt chẽ với cỏc chuẩn H32x, là cỏc chuẩn truyền thụng video cho mạng ISDN.
Khi được sử dụng cho thoại IP, H.323 bao gồm cả cỏc cuộc gọi VoIP được thực hiện giữa cỏc kết cuối H.323 hoặc giữa kết cuối H.323 và cỏc gateway H.323.
2) Hoạt động của H.323 trong trường hợp cụ thể
Trong trường hợp đơn giản nhất tất cả cỏc cuộc gọi đều được tiến hành theo năm bước nh sau:
+ Thiết lập cuộc gọi.
+ Khởi tạo liờn kết và trao đổi khả năng thụng tin. + Thiết lập kờnh truyền ảo.
+ Cung cấp cỏc dịch vụ. + Giải phúng cuộc gọi.
a) Thiết lập cuộc gọi
Trong quỏ trỡnh thiết lập cuộc gọi, cỏc điểm cuối trao đổi cỏc bản tin để đồng ý tiến hành cỏc thủ tục điều khiển cuộc gọi tiếp theo. Điểm cuối A cú thể gửi bản tin Setup đến điểm cuối B. Sau khi gửi bản tin Setup điểm cuối sẽ phải chờ nhận được bản tin Alerting trả lời từ phớa thuờ bao bị gọi trong thời gian chỉ thị với người sử dụng cú cuộc gọi tới. Trong trường hợp thoại liờn mạng sử dụng gateway thỡ gateway sẽ gửi bản tin Alerting khi nú nhận được tớn hiệu chuụng từ phớa mạng chuyển mạch kờnh SCN.
Sau khi cả hai điểm cuối thực hiện thủ tục thiết lập cuộc gọi, chỳng sẽ thiết lập kờnh điều khiển H.245 để cú thể trao đổi khả năng và thiết lập kờnh truyền ảo. Trong trường hợp khụng nhận được bản tin Connect hoặc một thuờ bao gửi bản tin Release Complete thỡ kờnh điều khiển H.245 sẽ bị đúng.
Cỏc thụng tin về khả năng được trao đổi qua bản tin Terminal- Capability-Set. Đõy là bản tin đầu tiờn được gửi để xỏc định khả năng trao đổi dữ liệu và õm thanh của mỗi điểm cuối. Trước khi tiến hành cuộc gọi mỗi điểm cuối phải biết được khả năng nhận và giải mó tớn hiệu của điểm cuối cũn lại. Biết được khả năng nhận của điểm cuối nhận, điểm cuối truyền sẽ giới hạn thụng tin mà nú truyền đi ngược lại với khả năng của điểm cuối truyền nú sẽ cho phộp điểm cuối nhận chọn chế độ nhận phự hợp. Tập hợp cỏc khả năng của điểm cuối cho nhiều luồng thụng tin cú thể được truyền đi đồng thời và điểm cuối cú thể khai bỏo lại tập hợp cỏc khả năng của nú bất kỳ lỳc nào. Tập hợp cỏc khả năng của mỗi điểm cuối được cung cấp trong bản tin Terminal- Capability-Set.
Sau khi trao đổi khả năng hai thuờ bao sẽ thực hiện việc quyết định chủ tớ để xỏc định vai trũ của hai thuờ bao trong quỏ trỡnh liờn lạc trỏnh khả năng xung đột xảy ra khi hai điểm cuối cựng thực hiện đồng thời cỏc cụng việc giống nhau trong khi chỉ cú một sự việc diễn ra tại một thời điểm.
c) Thiết lập kờnh truyền ảo
Sau khi trao đổi khả năng (tốc độ nhận tối đa, phương thức mú hoỏ...) và xỏc định chủ tớ, thủ tục điều khiển kờnh H.245 sẽ thực hiện việc mở kờnh logic để truyền thụng tin. Cỏc kờnh này là kờnh H.225. Sau khi mở kờnh logic để truyền thụng tin thỡ cỏc điểm cuối sẽ gửi đi
bản tin h2250Maximum-Skew-Indicaton để xỏc định thụng số truyền. Trong giai đoạn này cỏc điểm cuối cú thể thực hiện thủ tục thay đổi cấu trỳc kờnh, thay đổi khả năng chế độ truyền cũng nh chế độ nhận.
Việc sử dụng chỉ thị Video-Indicate-Ready-To-Active được định nghĩa trong chuẩn H.245 là khụng bắt buộc nhưng thường được sử dụng khi truyền tớn hiệu video. Đầu tiờn thuờ bao chủ gọi sẽ khụng được truyền video cho đến khi thuờ bao bị gọi chỉ thị sẵn sàng để truyền video. Thuờ bao chủ gọi sẽ truyền bản tin Video-Indicate- Ready-To-Active sau khi kết thỳc quỏ trỡnh trao đổi khả năng, nhưng nú sẽ khụng truyền tớn hiệu video cho đến khi nhận được bản tin Video- Indicate-Ready-To-Active hoặc nhận được luồng tớn hiệu video từ phớa thuờ bao bị gọi.
Trong chế độ truyền một địa chỉ, một điểm cuối sẽ mở một kờnh logic đến một điểm cuối khỏc hoặc một MCU (khối xử lớ đa điểm bao gồm cỏc MC và MP-điều khiển và xử lớ đa điểm). Địa chỉ của cỏc kờnh chứa trong bản tin Open-Logical-Channel và Open-Logical-Channel- Ack. Trong chế độ truyền theo địa chỉ nhúm địa chỉ nhúm sẽ được xỏc định bởi MC và được truyền đến cỏc điểm cuối trong bản tin Communication-Mode-Command. Một điểm cuối sẽ bỏo cho MC việc mở một kờnh logic với địa chỉ nhúm thụng qua bản tin Communication-Mode-Command và MC sẽ truyền bản tin đú tới tất cả cỏc điểm cuối trong nhúm.
d) Cung cấp dịch vụ
Dịch vụ cuộc gọi là những sự thay đổi cỏc tham số cuộc gọi đó được thoả thuận trong 3 giai đoạn trờn. Cỏc dịch vụ cuộc gọi như thế bao gồm cả điều chỉnh băng tần mà cuộc gọi đũi hỏi, bổ sung hoặc loại
bỏ cỏc thành phần tham gia cuộc gọi hoặc trao đổi trạng thỏi "keep alive" giữa gateway và/hoặc đầu cuối.
e) Giải phúng cuộc gọi
Một thiết bị đầu cuối cú thể giải phúng cuộc gọi theo cỏc bước sau:
Bước 1: Dừng việc truyền tớn hiệu video khi kết thỳc truyền một ảnh, sau đú đúng tất cả cỏc kờnh logic phục vụ việc truyền video.
Bước 2: Dừng việc truyền số liệu và đúng tất cả cỏc kờnh logic phục vụ việc truyền số liệu.
Bước 3: Dừng việc truyền tớn hiệu thoại và đúng tất cả cỏc kờnh logic phục vụ việc truyền thoại.
Bước 4: Truyền bản tin end-Session-Command trờn kờnh điều khiển H.245 đến điểm cuối bờn kia chỉ thị dừng cuộc gọi và dừng truyền cỏc bản tin H.245.
Bước 5: Chờ nhận được bản tin end-Session-Command từ phớa điểm cuối bờn kia và sau đú đỳng kờnh điều khiển H.245.
Bước 6: Nếu kờnh bỏo hiệu cuộc gọi đang mở thiết bị đầu cuối sẽ gửi bản tin Release-Complete để đúng kờnh bỏo hiệu cuộc gọi.
Bước 7: Giải phúng cuộc gọi ở cỏc lớp dưới.
Trong quỏ trỡnh giải phúng cuộc gọi phải tiến hành tuần tự cỏc bước từ 1 đến 7, trừ bước 5 cú thể khụng cần nhận bản tin end- Session-Command phúc đỏp từ phớa điểm cuối bờn kia. Trong một cuộc gọi khụng cú sự tham gia của gatekeeper chỉ cần thực hiện cỏc bước từ 1 đến 6.
3) Cỏc chức năng điều khiển và quản lý trong H.323
H.225
Chuẩn H.225.0 của ITU mụ tả phương thức kết hợp dữ liệu, õm thanh, tớn hiệu video và tớn hiệu điều khiển, phương thức mú hoỏ và đúng gúi cho quỏ trỡnh truyền tải thụng tin giữa hai thành phần của mạng H.323. Chuẩn H.225.0 cũng mụ tả cỏc giao thức và định dạng cỏc bản tin cho gateway H.323, qua đú liờn quan đến cỏc thiết bị đầu cuối H.320, H.324 hoặc H.310,
H.225 Yêu cầu kết nạp ARQ H.225Khẳng định kết nạp ACF Mở kênh TCP cho Q931 Q931 Setup Q931 Call Proceeding H.225 Yêu cầu kết nạp ARQ H.225Khẳng định kết nạp ACF Q931 Alerting Q931 Connect Mở kênh TCP cho H245 Trao đổi khả năng
Quyết định chủ tớ
Mở kênh logic cho thoại Trao đổi thông tin thoại hai chiều
Hình 2-6. Báo hiệu trực tiếp-Cùng gatekeeper
A Đầu cuối H323 B Đầu cuối H323 H323 Gatekeeper
H.321 trờn cỏc mạng N-ISDN cũng nh B-ISDN tương ứng. Ngoài ra, chuẩn H.225.0 cũn mụ tả cỏc giao thức và định dạng cỏc bản tin cho quỏ trỡnh truyền thụng giữa gateway H.323 và gateway H.322 cũng như cỏc điểm cuối trong mạng H.322 với sự đảm bảo về chất lượng dịch vụ (QoS).
Chuẩn H.225.0 được thiết kế để làm việc trờn nhiều loại hỡnh mạng khỏc nhau bao gồm cả IEEE 802.3, Token Ring... Do đú chuẩn H.225.0 được định nghĩa nh một lớp nằm bờn trờn lớp transport nh TCP/UDP/IP. Trọng tõm của chuẩn H.225.0 là sự liờn lạc giữa cỏc thành phần trong mạng H.323 mà sử dụng chung một giao thức truyền tải.
Chuẩn H.225.0 sử dụng giao thức RTP và RTCP phục vụ quỏ trỡnh đúng gúi và đồng bộ luồng đa phương tiện với tất cả cỏc loại mạng sử dụng phương thức truyền dữ liệu dưới dạng gúi (việc sử dụng giao thức RTP và RTCP khụng bao hàm nghĩa gắn chặt với việc sử dụng giao thức TCP/UDP/IP). Chuẩn H.225.0 đưa ra mụ hỡnh cuộc gọi trong đú bỏo hiệu ban đầu trờn cơ sở một địa chỉ truyền tải non-RTP, được sử dụng để thiết lập cuộc gọi và trao đổi khả năng (được mụ tả đầy đủ trong chuẩn H.323 và chuẩn H.245) và cuộc sẽ được thực hiện sau khi một vài kết nối RTP và RTCP đó được thiết lập. Chuẩn H.225.0 cũng bao gồm chi tiết việc sử dụng hai giao thức RTP và RTCP.
Chuẩn H.225.0 cũn được thiết kế để một gateway H.323 cú khả năng phối hợp hoạt động với cỏc loại thiết bị đầu cuối H.320 bao gồm cả cỏc loại thiết bị hoạt động theo cỏc phiờn bản trước đõy (phiờn bản năm 1990, 1993 hay 1996) cũng như cỏc phiờn bản trong tương lai. Ngoài ra chuẩn H.225.0 cũn bảo đảm chất lượng dịch vụ của thiết bị đầu cuối H.320 cú thể được thay đổi phự hợp với đặc tớnh và khả năng của gateway H.323.
Hỡnh 2-7. Chồng giao thức H323
H.245
Chuẩn H.245 của ITU mụ tả chi tiết cấu trỳc và định nghĩa cỏc bản tin, túm lược những thủ tục điều khiển cú chức năng thiết lập và giỏm sỏt quỏ trỡnh liờn lạc đa phương tiện (dữ liệu và õm thanh) giữa hai điểm cuối. Cỏc bản tin điều khiển H.245 kiểm soỏt hoạt động của cỏc phần trong mạng H.323 bao gũm khả năng trao đổi, đúng mở kờnh logic, yờu cầu chế độ ưu tiờn, điều khiển luồng, ra lệnh và chỉ thị. Cỏc bản tin được truyền trờn kờnh điều khiển H.245 tương ứng với kờnh lụgic 0. Mỗi cuộc gọi chỉ cú một kờnh điều khiển H.245 được mở cố định từ giai đoạn thiết lập chức năng điều khiển H.245 đến khi kờnh logic 0 được giải phúng. Cỏc thủ tục thụng thường phục vự việc đúng mở kờnh lụgic sẽ khụng được ỏp dụng với kờnh điều khiển H.245.
Bỏo hiệu H.245 được thiết lập giữa hai điểm cuối, đú cú thể là thiết bị đầu cuối, MC, gateway hoặc gatekeeper. Chuẩn H.245 mụ tả cỏc khối giao thức độc lập hỗ trợ quỏ trỡnh bỏo hiệu bao gồm:
+ Quyết định master/slave. + Trao đổi khả năng. + Bỏo hiệu của kờnh logic.
+ Thay đổi cỏch tiếp cận bảng ghộp kờnh H.223. + Yờu cầu chế độ dữ liệu và õm thanh.
+ Quyết định độ trễ vũng. + Duy trỡ vũng lặp.
+ Ra lệnh và chỉ thị.
Vai trũ của Gatekeeper
Gatekeeper cung cấp cỏc dịch vụ điều khiển cuộc gọi cho cỏc điểm cuối trong hệ thống H.323. Nú thực hiện cỏc chức năng quản lý hoạt động của hệ thống. Khi cú mặt gatekeeper trong hệ thống, mọi thành phần trong hệ thống phải thực hiện thủ tục đăng ký với gatekeeper. Tất cả cỏc điểm cuối H.323 (terminal, gateway, MCU) đó đăng ký với gatekeeper tạo thành một vựng
H.323 (H.323 zone) do gatekeeper đú quản lý. Mặc dự là thành phần khụng
bắt buộc trờn lớ thuyết nhưng hầu hết cỏc hệ thống H323 trong thực tế đều cú gatekeeper do nó cung cấp cỏc chức năng sau:
- Dịch địa chỉ: Dịch từ địa chỉ alias (vớ dụ pc@abc.com) hoặc một số điện thoại ảo của một điểm cuối sang địa chỉ IP tương ứng.
- Điều khiển kết nạp (Admission Control): Điều khiển việc cho phộp hoạt động của cỏc điểm cuối.
- Điều khiển băng thụng (Bandwidth Control): Điều khiển cấp hoặc từ chối cấp một phần băng thụng cho cỏc cuộc gọi của cỏc thiết bị trong hệ thống.
- Quản lý vựng (Zone Management): Thực hiện cỏc chức năng trờn với cỏc điểm cuối H.323 đó đăng ký với gatekeeper (một vựng H.323).
Ngoài ra, Gatekeeper cú thể cung cấp cỏc chức năng tuỳ chọn sau: - Bỏo hiệu điều khiển cuộc gọi (Call Control Signalling): Đõy gọi là chế độ bỏo hiệu cuộc gọi giỏn tiếp qua gatekeeper để phõn biệt với bỏo hiệu trực tiếp.
- Điều khiển cho phộp cuộc gọi (Call Authorization): Gatekeeper cú thể từ chối thực hiện cuộc gọi từ một thiết bị đầu cuối này tới một thiết bị đầu cuối khỏc. Lí do của việc này cú thể là sự giới hạn truy nhập đến một thiết bị đầu cuối hay gateway hoặc là giới hạn truy nhập trong một khoảng thời gian.
- Quản lý băng thụng (Bandwidth Management): Chức năng này cho phộp gatekeeper điều khiển lượng băng thụng cấp cho một cuộc gọi của một điểm cuối trong hệ thống. Việc điều khiển này cú thể thực hiện ngay trong khi cuộc gọi đang tiến hành. Chức năng này bao gồm cả chức năng điều khiển việc cung cấp băng thụng cho cỏc cuộc gọi.
- Quản lý cuộc gọi (Call Management): Gatekeeper cú thể duy trỡ một danh sỏch của cỏc cuộc gọi đang được tiến hành, nhờ đú biết được thiết bị nào đang bận hoặc cung cấp thụng tin cho chức năng quản lý băng thụng.
- Tớnh cước (Billing): Mọi cuộc gọi trong hệ thống cú mặt gatekeeper đều phải thụng qua sự quản lý của gatekeeper, do vậy sẽ rất thuận tiện nếu nh gatekeeper đảm nhận chức năng tớnh cước dịch vụ.
Để làm việc được với cỏc hệ thống H.323, Chuyển mạch mềm phải cú thành phần thực hiện chức năng gatekeeper.