Для обеспечения функций сигнализации в IP-телефонии существуют два основных стандарта: семейство протоколов Н.323, разработанное ITU-T, и протокол SIP (Session initiation protocol), разработанный IETF.

Протоколы семейства Н.323 и SIP представляют различные подходы к решению одних и тех же задач. Если первые близки к традиционным системам сигнализации, то второй реализует более простой, "интернетовский" подход на основе протокола HTTP (Hypertext transfer protocol). В рекомендации Н.323 описано большое количество различных вариантов прохождения соединений, что с большой вероятностью гарантирует совместимость разных систем. Протокол SIP с сообщениями, базирующимися на текстовом формате, проще в реализации и с точки зрения добавления новых функций. Систему объектов Н.323 можно рассматривать как прикладную сеть, наложенную на сеть передачи данных (IP-сеть), тогда как услуги SIP ориентированы на интеграцию с услугами Internet. Технология Н.323 предоставляет больше возможностей управления конкретной услугой связи, как в части аутентификации, так и в части контроля использования сетевых ресурсов.

Рекомендация ITU-T Н.323 определяет основы передачи данных в сетях с коммутацией пакетов, протоколы и процедуры мультимедийной связи, в том числе, и в IP-сетях. Н.323 является "зонтичной" рекомендацией, в ней описаны компоненты сети и даны комментарии к применению других рекомендаций, в частности Н.225 и Н.245, а также протоколов, разработанных IETF. Рекомендация Н.323 определяет четыре компонента системы: привратник (GK - Gatekeeper), шлюз (GW- Gateway), блок управления конференциями (MCU - Multipoint Control Unit) и Н.323-терминал.

Привратник (GK) служит для остальных компонентов управляющим устройством. В его функции входит преобразование адресов плана нумерации телефонных сетей по рекомендации ITU-T E.164 в IP-адреса, управление доступом к сети и обеспечение защиты, управление полосой пропускания, управление связью и маршрутизация.

Шлюз (GW) обеспечивает взаимодействие с другими сетями, в первую очередь, с телефонной сетью, преобразуя способы передачи сигналов, используемые в сетях коммутации каналов, в транспортный протокол RTP (Real time transport protocol) для передачи информации по IP-сети, а также выполняет часть функций управления полосой пропускания.

Блок управления конференциями (MCU) необходим для организации многосторонней связи трех и более конечных точек, соответствующих требованиям рекомендации Н.323, например, персональных компьютеров.

Н.323-терминал - это конечная точка сети, ориентированная на двунаправленное соединение в реальном времени с другим Н.323-терминалом, шлюзом или блоком управления конференциями. Это соединение служит для передачи между двумя точками информации управления и пользовательской информации различных видов - речи, движущихся изображений и/или данных.

В сетях IP-телефонии между вызывающей и вызываемой сторонами существует информационная связь двух типов: двунаправленный поток пользовательских данных и обмен сигнальными сообщениями для управления соединением и характеристиками потока пользовательских данных.

Процедура организации связи между конечными точками проходит в три этапа:

1. регистрация конечной точки и управление доступом,
2. маршрутизация в сети и установление соединения между конечными точками,
3. согласование параметров передачи информации между конечными точками.

Поток данных пользователя организован в виде двух отдельных RTP-сеансов, по одному для каждого направления передачи, причем для мультимедийного трафика разных типов используются разные логические каналы RTP. Рекомендуется использовать разные логические каналы и для потоков однотипной информации, если разные потоки одного типа предъявляют разные требования к качеству обслуживания.

В рекомендации Н.225, входящей в семейство Н.323, описаны механизмы сигнализации, необходимые для регистрации, контроля доступа и индикации состояния (RAS - Registration, admission control and status), для управления связью (на основе протокола Q.931 DSS1) и передачи трафика. В рекомендации Н.245 определены типы сигнальных сообщений, которые передаются между конечными точками, и процедуры согласования параметров.

SIP - это протокол прикладного уровня, который позволяет организовать и провести сеанс многосторонней мультимедийной связи, обеспечивая его создание, модификацию и завершение. Протокол работает по схеме клиент-сервер, в которой клиент запрашивает сервис определенного типа, а сервер обрабатывает его запрос и обеспечивает предоставление этого сервиса. Согласно протоколу SIP, пользовательская система может не только создавать, но и принимать запросы. Следовательно, она должна иметь и клиентскую, и серверную часть.

Обслуживание вызовов осуществляется сервером SIP, который может работать в режиме непосредственного установления связи или в режиме переадресации. В обоих режимах сервер принимает запрос сведений о местоположении нужного пользователя, но если в первом режиме он сам доводит вызов до адресата, то во втором -возвращает адрес конечного пункта запрашивающему, клиенту.

Протоколом SIP определены два типа сигнальных сообщений -запрос и ответ, которые имеют текстовый формат и базируются на протоколе HTTP. В запросе указываются процедуры, вызываемые для выполнения требуемых операций, а в ответе - результаты их выполнения. SIP использует адресацию, основанную на унифицированном указателе ресурсов URL, в котором может быть записано имя домена или IP-адрес.

Предназначенный для инициирования сеансов, протокол SIP, кроме определения адреса пользователя и установления соединения с ним, служит также базой для применения других протоколов, реализующих функции защиты, аутентификации, описания характеристик канала мультимедийной связи и начисления платы.

Работа над проектом TIPHON (Telecommunications and internet protocol harmonization over networks) была начата институтом ETSI в апреле 1997 года с целью решения проблем взаимодействия между IP-сетями и сетями коммутации каналов (CSN - Circuit switched network), крупнейшей из которых является мировая телефонная сеть. В рамках проекта TIPHON рассматриваются четыре возможных сценария передачи речи:

• от пользователя IP-сети к абоненту сети CSN с целью предоставить пользователям IP-сетей доступ к речевым услугам сетей с коммутацией каналов, в том числе, к услугам IN;
• от абонента сети CSN к пользователю IP-сети с идентификацией вызываемой стороны адресом в телефонной сети (по рекомендации Е.164) или IP-адресом;
• между абонентами сетей CSN с использованием IP на магистрали;
• между пользователями IP-сетей с использованием CSN на магистрали и с идентификацией вызываемой стороны адресом в телефонной сети (по Е.164) или IP-адресом.

Базируясь на стандартах Н.323 ITU-T для IP-сетей, спецификации TIPHON ETSI дополняют их некоторыми обязательными процедурами, а также механизмами взаимодействия с сетями коммутации каналов. Функциональная модель TIPHON состоит из тех же компонентов, что и модель Н.323, однако в ней предусмотрено разделение шлюза на три сетевых элемента: шлюз сигнализации (SG - Signalling gateway), транспортный шлюз (MG - Media gateway) и контроллер транспортного шлюза (MGC - Media gateway controller). Схема взаимодействия элементов архитектуры TIPHON с телефонной сетью приведена на рисунке 23.

Рис.23.Архитектура взаимодействия IN
и IP-сетей через распределенные шлюзы

Шлюз сигнализации (SG) служит промежуточным звеном обеспечения сигнализации между IP-сетями и сетями CSN. В задачи транспортного шлюза (MG) входит преобразование и/или перекодирование передаваемой информации, преобразование адреса, подавление эха, воспроизведение различных сообщений для абонентов, прием и передача сигналов DTMF и т.д. Контроллер транспортного шлюза (MGC) выполняет процедуры сигнализации, которые определены рекомендацией Н.323, и преобразует сигнальные сообщения сети с коммутацией каналов в сообщения Н.323. Его основная задача -управлять работой транспортного шлюза, т.е. осуществлять управление соединениями, использованием ресурсов, преобразованием протоколов и т.п.

В архитектуре TIPHON привратник (GK), помимо функций, определенных для него в Н.323, дополнительно отвечает за начисление платы, взаиморасчеты и составление отчетов об использовании ресурсов.

Распределенная архитектура телефонного шлюза предлагается и рабочими группами IETF. Согласно подходу IETF, основу модели шлюза также составляют три уже знакомых нам элемента: шлюз сигнализации (SG), контроллер транспортного шлюза (MGC) и собственно транспортный шлюз (MG).

Функции каждого из этих элементов тоже практически не отличаются от тех, что определены рабочими группами TIPHON. При использовании системы сигнализации ОКС-7 в контроллер IP-сети будут направляться сообщения подсистемы ISUP. При использовании сигнализации по выделенным сигнальным каналам (ВСК), сигнальные сообщения сперва, вместе с информацией абонента, поступят в транспортный шлюз, а затем - в контроллер транспортного шлюза. Для инкапсуляции телефонных протоколов сигнализации (ISUP,ВСК, PRI) и передачи переносимой ими информации в контроллер транспортного шлюза используется протокол MDTP (Multi-Network datagram transmission protocol).

Контроллер MGC анализирует сигнальные сообщения и передает управляющую информацию в шлюз MG, используя специальный протокол, позволяющий управлять ресурсами (системой интерактивного речевого отклика, мостами конференцсвязи и т. д.). Этот же протокол обеспечивает управление приемом и формированием сигналов DTMF и акустических сигналов, подавлением эха, использованием различных кодеков (G.711, G.723.1, G.729, GSM и т. д.), сбором статистики, тестированием конечных точек (например, испытаниями по шлейфу), резервированием, отключением и блокировкой конечных точек и шифрованием.

MGCP (Media gateway control protocol) представляет собой довольно простой протокол типа "клиент-сервер", предложенный рабочей группой IETF MEGACO (Media gateway control) для управления транспортным шлюзом. MGCP дополняет протоколы Н.323 или SIP, поддерживающие сигнализацию, функциями управления соединениями. Впервые протокол управления транспортным шлюзом под названием SGCP (Simple gateway control protocol) был разработан компанией Telcordia (бывшей BellCore). Впоследствии компанией Level 3 был предложен протокол IPDC (IP device control protocol). Оба они впоследствии были объединены в протокол MGCP.

Согласно модели MEGACO логика управления соединениями в MG контролируется централизованно специальным элементом -агентом запрашиваемой связи (СА - Call agent) - аналогом MGC в архитектуре TIPHON, находящимся вне транспортного шлюза. Сам же шлюз MG представляется в виде объекта, состоящего из (1) конечных точек - точек входа/выхода информационных потоков и (2) соединений - двух или более связанных между собой конечных точек. Модель определяет физические конечные точки (например, окончания соединительных линий) и виртуальные конечные точки (скажем, аудиоисточники). Протокол MGCP использует принцип "ведущий/ведомый", согласно которому агент СА передает транспортному шлюзу команды для управления конечными точками и соединениями.

В ITU-T обсуждается протокол под рабочим названием Н.248, предназначенный для управления транспортным шлюзом. Протокол MGCP является основным (но не единственным) кандидатом на то, чтобы составить основу для Н.248.