H.323

En una red H.323, los terminales son los elementos fundamentales de cualquier sistema H.323, ya que son los dispositivos con los que los usuarios suelen interactuar. Pueden ser desde un simple teléfono IP hasta un potente sistema de videoconferencia de alta definición.

Dentro de una terminal H.323 se encuentra lo que se conoce como pila de protocolos , que implementa la funcionalidad definida por el sistema H.323. La pila de protocolos incluiría una implementación del protocolo básico definido en las recomendaciones H.225.0 y H.245 de la UIT-T, así como RTP u otros protocolos descritos anteriormente.

El diagrama (figura 1) muestra una arquitectura completa y sofisticada que ofrece soporte para voz, vídeo y diversas formas de comunicación de datos. En realidad, la mayoría de los sistemas H.323 no implementan una gama tan amplia de funcionalidades, pero la disposición lógica resulta útil para comprender las relaciones entre ellas.

Una unidad de control multipunto (MCU) se encarga de gestionar las conferencias multipunto y se compone de dos entidades lógicas: el controlador multipunto (MC) y el procesador multipunto (MP). En términos más prácticos, una MCU funciona como un puente de conferencia, similar a los que se utilizan actualmente en la red telefónica pública conmutada (PSTN). La diferencia más significativa radica en que las MCU H.323 pueden mezclar o conmutar vídeo, además de la mezcla de audio habitual de un puente de conferencia tradicional. Algunas MCU también ofrecen capacidades de colaboración de datos multipunto. Esto significa que, al realizar una videollamada a través de una MCU H.323, el usuario podrá ver a todos los participantes de la conferencia, no solo escuchar sus voces.

Las pasarelas son dispositivos que permiten la comunicación entre redes H.323 y otras redes, como las redes PSTN o ISDN. Si una de las partes en una conversación utiliza un terminal que no es compatible con H.323, la llamada debe pasar por una pasarela para que ambas partes puedan comunicarse.

Actualmente, las pasarelas se utilizan ampliamente para permitir que los teléfonos PSTN tradicionales se interconecten con las grandes redes internacionales H.323 que utilizan los proveedores de servicios. También se emplean en el ámbito empresarial para que los teléfonos IP corporativos se comuniquen a través del proveedor de servicios con los usuarios de la red telefónica pública conmutada (PSTN).

Las pasarelas también se utilizan para permitir que los dispositivos de videoconferencia basados ​​en H.320 y H.324 se comuniquen con sistemas H.323. La mayoría de las redes móviles de tercera generación (3G) implementadas actualmente utilizan el protocolo H.324 y pueden comunicarse con terminales basadas en H.323 en redes corporativas a través de dichas pasarelas.

Un Gatekeeper es un componente opcional en la red H.323 que proporciona diversos servicios a terminales, gateways y dispositivos MCU. Estos servicios incluyen el registro de puntos finales, la resolución de direcciones, el control de admisión, la autenticación de usuarios, entre otros. De las diversas funciones que realiza el Gatekeeper, la resolución de direcciones es la más importante, ya que permite que dos puntos finales se comuniquen entre sí sin que ninguno de ellos necesite conocer la dirección IP del otro.

Los controladores de acceso pueden diseñarse para operar en dos modos de señalización: enrutamiento directo y enrutamiento por controlador de acceso. El modo de enrutamiento directo es el más eficiente y el más utilizado. En este modo, los terminales utilizan el protocolo RAS para obtener la dirección IP del terminal remoto y se establece una llamada directamente con el dispositivo remoto. En el modo de enrutamiento por controlador de acceso, la señalización de la llamada siempre pasa por el controlador de acceso. Si bien este último requiere que el controlador de acceso tenga mayor capacidad de procesamiento, también le otorga control total sobre la llamada y la capacidad de proporcionar servicios suplementarios en nombre de los terminales.

Los terminales H.323 utilizan el protocolo RAS para comunicarse con un guardián de puerta. Del mismo modo, los guardianes de puerta utilizan RAS para comunicarse entre sí.

Un conjunto de dispositivos registrados en un único Gatekeeper en H.323 se denomina "zona". Este conjunto de dispositivos no tiene por qué tener una topología física asociada. De hecho, una zona puede ser completamente lógica y estar definida arbitrariamente por el administrador de red .

Los guardianes de acceso tienen la capacidad de conectarse entre sí para que la resolución de llamadas se produzca entre zonas. Esta conexión facilita el uso de planes de marcación como el Esquema de Marcación Global (GMS ). Los planes de marcación facilitan la marcación entre zonas, de modo que dos terminales en zonas diferentes puedan comunicarse entre sí.

Los elementos de borde y los elementos pares son entidades opcionales similares a un Gatekeeper, pero que no gestionan los puntos finales directamente y proporcionan algunos servicios que no se describen en el protocolo RAS. La función de un elemento de borde o par se entiende a través de la definición de un " dominio administrativo ".

Un dominio administrativo es el conjunto de todas las zonas que están bajo el control de una sola persona u organización, como un proveedor de servicios. Dentro de la red de un proveedor de servicios, puede haber cientos o miles de dispositivos de puerta de enlace, teléfonos, terminales de video u otros elementos de red H.323. El proveedor de servicios puede organizar los dispositivos en "zonas" que le permitan administrar de la mejor manera todos los dispositivos bajo su control, por ejemplo, mediante una organización lógica por ciudad. En conjunto, todas las zonas dentro de la red del proveedor de servicios se presentarían ante otro proveedor de servicios como un "dominio administrativo".

El elemento de borde es una entidad de señalización que generalmente se ubica en el límite del dominio administrativo y se comunica con otro dominio administrativo. Esta comunicación puede incluir información como autorización de acceso, precios de llamadas u otros datos importantes necesarios para la comunicación entre ambos dominios administrativos.

Los elementos pares son entidades dentro del dominio administrativo que, en mayor o menor medida, ayudan a propagar la información obtenida de los elementos fronterizos por todo el dominio administrativo. Esta arquitectura está diseñada para permitir despliegues a gran escala dentro de las redes de operadores y para habilitar servicios como las cámaras de compensación .

El diagrama, figura 2, ilustra un dominio administrativo con elementos de frontera, elementos pares y guardianes de acceso.

Una vez resuelta la dirección del punto final remoto, este utilizará la señalización de llamada H.225.0 para establecer comunicación con la entidad remota. Los mensajes H.225.0 son: ^{[ 9 ]}

En su forma más simple, una llamada H.323 se puede establecer de la siguiente manera (figura 3).

En este ejemplo, el punto final (EP) de la izquierda inició la comunicación con la puerta de enlace de la derecha, y esta última conectó la llamada con el destinatario. En realidad, los flujos de llamadas suelen ser más complejos que el mostrado, pero la mayoría de las llamadas que utilizan los procedimientos Fast Connect definidos en H.323 pueden establecerse con tan solo 2 o 3 mensajes. Los puntos finales deben notificar a su controlador de puerta de enlace (si se utilizan) que están en una llamada.

Una vez finalizada la llamada, el dispositivo enviará un mensaje de "Liberación completada". Los terminales deberán notificar a su controlador de acceso (si se utilizan) que la llamada ha finalizado.

Los puntos finales utilizan el protocolo RAS para comunicarse con un guardián. Del mismo modo, los guardianes utilizan RAS para comunicarse con otros guardianes. RAS es un protocolo bastante sencillo compuesto por solo unos pocos mensajes. A saber:

• Mensajes de solicitud, rechazo y confirmación del Gatekeeper (GRx)
• Mensajes de solicitud, rechazo y confirmación de registro (RRx)
• Solicitud de anulación de registro, rechazo y confirmación de mensajes (URx)
• Mensajes de solicitud, rechazo y confirmación de admisión (ARx)
• Mensaje de solicitud, rechazo y confirmación de ancho de banda (BRx)
• Desvincular solicitud, rechazar y confirmar (DRx)
• Mensajes de solicitud, rechazo y confirmación de ubicación (LRx)
• Solicitud de información, acuse de recibo, acuse de recibo y respuesta (IRx)
• Mensaje no estándar
• Respuesta de mensaje desconocido
• Solicitud en curso (RIP)
• Indicación y confirmación de la disponibilidad de recursos (RAx)
• Indicación y respuesta del control de servicio (SCx)

Cuando se enciende un dispositivo, generalmente envía un mensaje de solicitud de acceso (GRQ) para detectar los servidores de acceso disponibles. Estos responden con una confirmación (GCF) y el dispositivo selecciona uno con el que trabajar. También es posible que un servidor de acceso esté predefinido en la configuración administrativa del sistema, por lo que el dispositivo no necesita buscarlo.

Una vez que el dispositivo final determina el controlador de acceso con el que trabajar, intentará registrarse con él enviando una solicitud de registro (RRQ), a la que el controlador de acceso responderá con una confirmación de registro (RCF). En este punto, el dispositivo final es conocido por la red y puede realizar llamadas.

Cuando un dispositivo desea realizar una llamada, envía una solicitud de admisión (ARQ) al controlador de acceso. Este último resuelve la dirección (ya sea localmente, consultando a otro controlador de acceso o mediante algún otro servicio de red) y devuelve la dirección del dispositivo remoto en el mensaje de confirmación de admisión (ACF). El dispositivo puede entonces realizar la llamada.

Al recibir una llamada, un terminal remoto también enviará una solicitud ARQ y recibirá una ACF para obtener permiso para aceptar la llamada entrante. Esto es necesario, por ejemplo, para autenticar el dispositivo que realiza la llamada o para garantizar que haya ancho de banda disponible .

La figura 4 muestra un intercambio de comunicación de alto nivel entre dos puntos finales (EP) y dos guardianes (GK).

Una vez iniciada la llamada (aunque no necesariamente se haya conectado por completo), los participantes pueden activar la señalización de control de llamada H.245 para obtener un control más exhaustivo de la conferencia. H.245 es una especificación bastante extensa con numerosos procedimientos que permiten la comunicación multipunto, si bien en la práctica la mayoría de las implementaciones solo implementan lo mínimo necesario para habilitar la comunicación de voz y vídeo punto a punto .

H.245 ofrece funcionalidades como negociación de capacidades, determinación maestro/esclavo , apertura y cierre de "canales lógicos" (es decir, flujos de audio y vídeo), control de flujo y control de conferencias. Admite comunicación unicast y multicast , lo que permite que el tamaño de una conferencia crezca teóricamente sin límite.

Conexión rápida

Un intercambio típico de H.245 se parece a la figura 5:

Tras este intercambio de mensajes, los dos puntos finales (EP) de esta figura transmitirían audio en ambas direcciones. El número de intercambios de mensajes es elevado, cada uno con una finalidad importante, pero aun así requiere tiempo.

Por este motivo, la versión 2 del estándar H.323 (publicada en 1998) introdujo el concepto de Conexión Rápida (Fast Connect), que permite a un dispositivo establecer flujos de medios bidireccionales como parte de los procedimientos de establecimiento de llamadas del estándar H.225.0. Con Conexión Rápida, es posible establecer una llamada con flujo de medios bidireccional con no más de dos mensajes, como se muestra en la figura 3.

Fast Connect cuenta con un amplio respaldo en la industria. Aun así, la mayoría de los dispositivos implementan el intercambio H.245 completo, como se muestra arriba, y realizan dicho intercambio de mensajes en paralelo a otras actividades, por lo que no se produce ningún retraso perceptible ni para quien realiza la llamada ni para quien la recibe.