Videoconferencia

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H.323


 
 Introducción

 
El estándar H.323 es un conjunto de normas y protocolos recomendado por el ITU-T (International Telecommunication Union) diseñado para permitir transmisiones multimedia en LANs basadas en IP. Fue rápidamente adoptado por fabricantes de equipos para transmitir voz y videoconferencia sobre IP ya que define un modelo básico de llamada con servicios suplementarios (convergencia de voz, vídeo y datos en una sola red) y surgió en el momento adecuado.
Forma parte de la serie de protocolos H.32x, los cuales también dirigen las comunicaciones sobre RDSI (H.320), RTC o SS7. Esta familia de protocolos ha ido evolucionando con el tiempo para permitir mejorar las transmisiones de voz y vídeo en LANs y WANs sobre distintos medios. La versión actual data de 2006 y se conoce como H.323v6.
Sus principales características son:
  • No garantiza una calidad de servicio (QoS)
  • Es independiente de la topología de la red
  • Admite pasarelas
  • Permite usar más de un canal (voz, vídeo, datos) al mismo tiempo.
El estándar permite que las empresas añadan funcionalidades, siempre que implementen las funciones de interoperabilidad necesarias.
Los componentes principales del sistema H.323 son:
  • Terminales: Equipamiento que utilizan directamente los usuarios. Se pueden implementar tanto por software (mediante un ordenador) como por hardware (dispositivo físico). 
  •  Guardianes (GateKeepers): Son el centro de toda organización VoIP y son el equivalente a las centralitas privadas o PBX (Private Branch eXchange). Normalmente se implementan por software. 
  • Pasarelas (Gateways): Hacen de enlace con la red telefónica conmutada, actuando de forma transparente para el usuario. 
  • Unidades de Control Multipunto (MCUs): se encargan de gestionar las multi-conferencias.

 Los principales protocolos utilizados son:

 

 RAS (Registro, Admisión, Situación): Se utiliza sólo en zonas que tengan un guardián para la gestión de la zona de control del mismo.

 
H.225: Mensajes de establecimiento y finalización de llamada entre terminales o con el guardián.

H.245: Mensajes de control extremo a extremo. Negociación de las capacidades de ancho de banda (mensajes TerminalCapabilitySet), de la apertura y cierre de los canales lógicos (mensajes OpenLogicalChannel, CloseLogicalChannel y EndSessionComand), de los códecs y mensajes de control de flujo.

 RTP/RTCP (Real-Time Transport Protocol / Real-Time Transport Control Protocol): Transporte punto a punto de datos en tiempo real.

 
 Componentes

 
 Terminal

 Un terminal es un extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real con otro terminal, con una pasarela (gateway) o con una unidad de control multipunto (MCU). Esta comunicación consta de señales de control, indicaciones, audio, vídeo y/o datos entre los dos terminales. Conforme a la especificación, un terminal debe proporcionar audio (voz) y opcionalmente puede proporcionar más canales de audio (por ejemplo para emitir en varios idiomas), datos o vídeo. Además del códec de audio puede disponer de un códec específico para voz humana. Generalmente el terminal receptor se encarga de incluir el retardo necesario en las tramas para obtener una buena sincronización. Por ejemplo retardando las tramas de audio para mantener la sincronización con las tramas de vídeo.  
Un terminal H.323 consta de:

  •  Interfaces de usuario: cámaras, monitores, micrófonos, aplicaciones de datos.
  •  Códecs de vídeo (opcional) y audio.
  • Canal de datos. 
  •  Unidad de control que gestiona de los protocolos RAS, H.245 y H.225. 
  •  Capa H.225 para definición de mensajes.
  • Interfaz con la red por paquetes. 
 Guardián (Gatekeeper)

 
La función del guardián es gestionar una ``zona de control'' que consiste en un conjunto de equipos registrados (terminales, pasarelas y MCUs). Para las comunicaciones entre el guardián y los equipos de su zona se utiliza el protocolo RAS (Registro, Admisión, Situación).
Las funciones principales del guardián son:
Gestión de la zona: Lleva a cabo el registro y la admisión de los equipos de su zona. 
Traducción de direcciones E.164: Existen varias formas de asignar direcciones E.164 a terminales H.323, siendo la más universal la asignación de números de extensión.
Gestión del ancho de banda: Asignación de ancho de banda a terminales, pasarelas y MCUs, de manera que se garantice ancho de banda suficiente, o rechazo de la conexión (red saturada).
El guardián puede también ofrecer otros servicios de control:

 Restricciones de uso: Por tipo de conexión (entrante o saliente), por pasarela, por franjas horarias.

 Localización de las pasarelas: Si existen varias pasarelas registradas, encamina las conexiones salientes por la pasarela más conveniente (generalmente elige en base al coste una pasarela a telefonía móvil o fija en distintas ciudades o países...).  
Un ejemplo de guardián es GNU Gatekeeper (GnuGk).

 Pasarela (Gateway)

 Una pasarela es un extremo que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real entre terminales de la red IP y otros terminales o pasarelas en una red conmutada. Además de realizar la conversión de protocolo puede realizar opcionalmente una conversión de formatos de audio y vídeo (transcodificación). Una organización puede disponer de pasarelas a redes de telefonía móvil y de telefonía fija distribuidas por todo el mundo de tal manera que una llamada a la red convencional se realice desde la pasarela más conveniente.
Un ejemplo de pasarela (y guardián) es Asterisk (es tanto pasarela como PBX completo tanto para H.323 como SIP). 

 MCU (Multipoint Control Unit)

 Para conectar dos o más terminales -para realizar una llamada o una vídeoconferencia- hace falta una Unidad de Control Multipunto (MCU).  
Una MCU comprende dos unidades lógicas: 
Controlador Multipunto (MC: Multipoint Controller): gestiona las conexiones y se encarga de realizar la negociación entre los terminales para determinar las capacidades comunes para el proceso de audio y vídeo.

 Procesador Multipunto (MP: Multipoint Processor): mezcla, conmuta y procesa los diferentes canales de audio, vídeo y/o datos y los enviar a los participantes.

 Las MCUs no son la única forma de realizar conferencias multipunto. Una alternativa muy interesante la constituye el uso de transmisión multicast, por ejemplo mediante el uso de la red MBone de Internet. En este caso en vez de encargarse un equipo de replicar los flujos de audio-vídeo es la propia red (más concretamente los encaminadores) la que se ocupa de replicar los paquetes en los puntos donde se producen las bifurcaciones del árbol multicast. Los estándares H.323 no contemplan la transmisión multicast, por lo que los terminales H.323 no pueden participar en este tipo de conferencias. 
Existe una gran cantidad de usuarios que no tienen acceso a la red MBone, bien porque su proveedor de acceso no soporta encaminamiento multidifusión o porque la velocidad de su conexión no hace viable o interesante activar encaminamiento multicast. La solución es instalar en la red multicast una pasarela bidireccional que convierta el flujo multicast en flujos unicast y viceversa, generando un flujo diferente para cada usuario unicast. Los flujos unicast pueden ser transcodificados o no.  
Desde el punto de vista de eficiencia la pasarela debería estar en el borde de la red multicast y tan cerca como sea posible de los usuarios unicast, ya que de este modo se aprovecha al máximo la optimización que supone la transmisión multicast.  
 Otro elementos

 
Los proveedores de servicios pueden tener dentro de su red cientos de pasarelas, teléfonos, terminales multimedia. En esos casos es útil dividir la red en zonas, por ejemplo por ciudades. A un conjunto de zonas controladas por una sola organización se le llama ``dominio administrativo''. 
Dentro de un dominio administrativo puede existir elementos llamados de borde o de frontera (Border element) que centralizan las comunicaciones con elementos de borde de otros dominios administrativos. Estas comunicaciones pueden incluir autorizaciones de acceso, información de costes de conexión y uso, y otros datos de gestión.  
Además, dentro de un dominio pueden existir elementos (Peer elements) que ayuden a propagar a los guardianes la información útil sobre los elementos de bordes del propio dominio y de otros dominios.