Протокол управления шлюзами MGCP

6.1. Принцип декомпозиции шлюза

Протокол предложен рабочей группой MEGACO (Media Gateway Control Protocol) комитета IETF.

Основная идея MGCP очень проста. Она состоит в том, что управление сигнализацией (Call Control) сосредоточено на центральном управляющем устройстве, называемом контроллером сигнализаций (Call Agent, CA), и полностью отделено от медиа-потоков. Эти потоки обрабатываются шлюзами или абонентскими терминалами, которые способны исполнять лишь ограниченный набор команд, исходящих от управляющего устройства. В архитектуре протокола MGCP-сети можно выделить два основных функциональных компонента. Первый может быть представлен транспортным шлюзом (Media Gateway, MG) или IP-телефоном, а второй - устройством управления вызовами, которое может называться контроллером сигнализаций (CA), контроллером шлюза (Media Gateway Controller, MGC) или программным контроллером (Softswitch, SS). Иногда контроллер сигнализаций представляют в виде двух компонентов - собственно контроллера (Call Agent), выполняющего функции управления шлюзами, и шлюза сигнализации (Signaling Gateway), обеспечивающего обмен сигнальной информацией и согласование между традиционной телефонной сетью и сетью IP.

При разработке протокола управления шлюзами рабочая группа MEGACO опиралась на принцип декомпозиции, согласно которому шлюз разбивается на отдельные функциональные блоки ( рис. 6.1):

• транспортный шлюз - Media Gateway, который выполняет функции преобразования речевой информации, поступающей со стороны ТфОП с постоянной скоростью, в вид, пригодный для передачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP: кодирование и упаковку речевой информации в пакеты RTP/UDP/IP, а также обратное преобразование;
• устройство управления вызовами - Call Agent, выполняющее функции управления шлюзом;
• шлюз сигнализации - Signaling Gateway, который обеспечивает доставку сигнальной информации, поступающей со стороны ТфОП, к устройству управления шлюзом и перенос сигнальной информации в обратном направлении.

увеличить изображение
Рис. 6.1. Архитектура сети, базирующейся на протоколе MGCP

Контроллеры обмениваются со шлюзами (или IP-телефонами) аудиоданными в простом текстовом формате, а функциональное назначение каждого шлюза определяется набором команд, которые он "понимает". Манипулируя наборами команд, можно получать специализированные шлюзы: транковые (Trunking gateways, TGW), абонентские (Residential gateways, RGW), шлюзы доступа (Access gateways, AGW) и др.

Контроллер сигнализаций CA воспринимает сеть как набор двух логических элементов - устройств ( endpoints ) и соединений ( connections ) между ними. Устройства могут быть физическими (например, IP-телефоны или линии на шлюзах) или виртуальными (например, линии к серверам голосовых сообщений). Соединения могут быть ориентированы на передачу голоса, факс-сообщений или данных. Управление этими элементами, т. е. организация соединений между устройствами, происходит путем посылки команд в виде текстовых ( ASCII ) сообщений по протоколу UDP - при этом может использоваться протокол SDP.

Простейший сценарий соединения будет выглядеть следующим образом: пользователь телефона, подключенного к MGCP-шлюзу, снимает трубку, после чего шлюз сообщает контроллеру об этом событии, а СА дает команду шлюзу включить в телефонную линию сигнал готовности ( dial-ton ). Теперь пользователь слышит в трубке непрерывный гудок. Далее следует набор телефонного номера - тоже последовательность событий для контроллера. Анализируя эти события, СА может установить соединение с другим абонентом в IP-сети или в телефонной сети.

6.2. Классификация шлюзов по области применения

Применяется следующая классификация транспортных шлюзов (Media Gateways):

• Trunking Gateway - шлюз между ТфОП и сетью с маршрутизацией пакетов IP, ориентированный на подключение к телефонной сети;
• Voice over ATM Gateway - шлюз между ТфОП и АТМ-сетью, который также подключается к телефонной сети посредством большого количества цифровых трактов;
• Residential Gateway - шлюз, подключающий к IP-сети аналоговые, кабельные модемы, линии xDSL и широкополосные устройства беспроводного доступа;
• Access Gateway - шлюз для подключения к сети IP-телефонии небольшой учрежденческой АТС через аналоговый или цифровой интерфейс;
• Business Gateway - шлюз с цифровым интерфейсом для подключения к сети с маршрутизацией IP-пакетов учрежденческой АТС;
• Network Access Server - сервер доступа к IP-сети для передачи данных;
• Circuit switch или packet switch - коммутационные устройства с интерфейсом для управления от внешнего устройства.

6.3. Модель организации связи

Для описания процесса обслуживания вызова с использованием протокола MGCP рабочей группой MEGACO разработана модель организации соединения - Connection model. Базой модели являются компоненты двух основных видов: порты ( Endpoints ) и подключения ( Connections ).

Endpoints - это порты оборудования, являющиеся источниками и приемниками информации. Существуют порты двух видов: физические и виртуальные. Физические порты имеют аналоговые интерфейсы, поддерживающие каждый одно телефонное соединение, или цифровые каналы, также поддерживающие одно телефонное соединение и мультиплексированные по принципу временного разделения каналов в тракт Е1. Примером виртуального порта является источник речевой информации в интерактивном речевом сервере, т. е. некое программное средство.

Connection означает подключение порта к одному из двух концов соединения, которое создается между ним и другим портом. Такое соединение будет установлено после подключения другого порта к его второму концу. Соединение может связывать порты разных шлюзов через сеть с маршрутизацией пакетов IP или порты внутри одного шлюза.

6.4. Команды протокола MGCP

В ходе установления, поддержания и разрушения соединения при помощи протокола MGCP устройство управления и шлюз обмениваются командами и ответами, которые представляют собой набор текстовых строк. При помощи команды EndpointConfiguration устройство управления инструктирует шлюз, каким образом он должен обрабатывать получаемые речевые сигналы, например, использовать для преобразования цифрового сигнала в аналоговую форму по закону А или по закону m.

Call Agent при помощи команды Notification Request может дать указание шлюзу выявлять определенные события или сигналы и информировать о них устройство управления. В число детектируемых событий (сигналов) входит изменение сопротивления абонентского шлейфа, происходящее, когда абонент поднимает или кладет трубку, а также получение сигналов факсимильных аппаратов и сигналов DTMF.

Следует заметить, что протокол MGCP на сегодняшний день используется заметно реже, чем вышерассмотренные протоколы (H.323 и SIP), поскольку он в отличие от них имеет более сложную структуру и меньшие возможности для удобной организации соединений.