Tomi Pättö. Sisällysluettelo

Transkriptio

1 Sisällysluettelo 1. h.323:n ja sip:n vertailu H.323 tuo hyviä ominaisuuksia vanhasta uuteen Monimutkainen standardiperhe Verkon peruselementit Kanavat välittävät informaatiota SIP Internetin tehokkuutta signalointiprotokollaan Verkon osat Looginen ja selväkielinen viestintä Selkeys on valttia Miten SIP ja H.323 eroavat toisistaan? Toiminallisuus kertoo palveluiden kattavuuden Yhteyden muodostaminen ja purkaminen Puhelunhallinta Kolmannen osapuolen hallintamahdollisuus Päätepisteiden tietojen vaihto Palvelun laatu merkitsee paljon Skaalautuvuus on tärkeä ominaisuus Internetissä Joustavuutta tarvitaan jatkokehityksessä IPT signalointiprotokollan täytyy olla yhteistyökykyinen Mikä olikaan se suurin ero H.323:n ja SIP:n välillä? Tämän päivän tilanne laitevalmistajien keskuudessa Lähdeluettelo

2 H.323:n ja SIP:n vertailu 1. H.323:N JA SIP:N VERTAILU Aiheena H.323:n ja SIP:n vertailu on sinänsä haastava. Nämä kaksi protokollaa ovat tämän hetken varteenotettavimmat signalointiprotokollat liittyen VoIP tekniikkaan. Molemmat protokollat takaavat tarvittavat mekanismit mm. yhteyden muodostamiseen ja purkamiseen, yhteyden valvontaan sekä moniin palveluihin liittyen puhelun monipuoliseen käyttöön ja hyödyntämiseen. Tämän artikkelin tarkoitus on valottaa juuri näiden signalointiprotokollien, H.323:n ja SIP:n, moninaisia ominaisuuksia ja pyrkiä tuomaan esille niiden hyviä ja huonoja puolia. Aiheen haastavuus piilee siinä, että vaikka molempien signalointiprotokollien tehtävä VoIPjärjestelmässä on suunnilleen sama, niiden lähestymistavat suoritettaviin toimenpiteisiin poikkeavat huomattavasti toisistaan. Protokollista vanhempi, H.323, on ITU-T:n jukaisema suositus. Se pohjautuu paljolti perinteisen puhelinverkon, PSTN:n, tapaan suorittaa signalointi. Tämäntapaisesta lähestymistavasta on luonnollisesti sekä hyötyä että haittaa aina ei ole helppoa sovittaa PSTN:n oppeja IP maailmaan, mutta toisaalta kytkeytyminen PSTN:ään on toteutettu H.323:ssa hyvin. H.323 näki päivänvalon ensimmäisen kerran vuonna 1996, jonka jälkeen se on käynyt läpi hyvin voimakkaan kehitysjakson. Uusin versio (versio 3) onkin jo huomattavasti parannettu malli alkuperäisestä, ja paljon puutteita on kyetty korjaamaan näiden muutaman vuoden aikana. IETF:n MMUSIC työryhmän kehittämä signalointiprotokolla, SIP, lähestyy VoIP:n signalointia aivan toiselta laidalta. SIP:n ominaisuuksia on Internetin tapaan kevyt ja joustava, perustuva protokolla, joka hyödyntää monia jo käytössä olevia mekanismeja toimiessaan IP ympäristössä. Koska SIP -standardi julkaistiin marraskuussa 1999, on sen kehityskulku ollut huomattavasti lyhempi kuin H.323:n. Kuitenkin se on jo tällä hetkellä aivan varteenotettava signalointiprotokolla VoIPympäristöön. 1.1 H.323 tuo hyviä ominaisuuksia vanhasta uuteen H.323 standardia on kutsuttu ITU:n pakettikytkentäisen verkon multimedia kommunikaation sateenkaarisuositukseksi. H.323:n ensimmäinen versio julkaistiin ITU-T:n Study Group 16:n työn tuloksena vuonna 1998, jonka jälkeen toista versiota saatiin odotella pari vuotta. Se julkistettiin helmikuussa Tällä hetkellä tuorein versio H.323:sta on versio 3, joka on ominaisuuksiltaan edelleen samanluontoinen kuin ensimmäinenkin versio, joskin siinä on parannettu useita ongelmia, joita pakettikytkentäinen verkko on aiheuttanut H.323 signaloinnille. 2

3 1.1.1 Monimutkainen standardiperhe H.323:a voidaan hyvällä syyllä kutsua sateenkaarisuositukseksi - kuten todettu - sillä se pitää sisällään suuren määrän protokollasuosituksia, jotka vastaavat koodaamisesta, dekoodaamisesta, datan paketoinnista, puhelun signaloinnista ja valvonnasta. Tästä syystä H.323:a on myös moitittu hieman sekavaksi ja monimutkaiseksi protokollaperheeksi. Taulukko 1. ITU-T:n H.323:een liittyvät suositukset. PUHELUN SIGNALOINTI JA KONTROLLI H.323 Systeemin spesifikaatio H.225 Puhelun kontrollointi protokolla (RAS) H.235 Turvallisuusprotokolla, mm. tunnistus H.245 Protokolla median tunnistukseen Q.931 Digitaalisen tilaajan signalointi H.450 Lisäarvopalvelut, mm. puhelun pito ja siirto AUDIO KODEKIT G.711 PCM audio kodekki 56/64 kbps G.722 Audio kodekki 7 khz 48/56/64 kbps G.723 Puhe kodekki 5.3/6.4 kbps G.728 Puhe kodekki 16 kbps G.729 Puhe kodekki 8/13 kbps VIDEO KODEKIT H.261 Video kodekki >= 64 kbps H.263 Video kodekki < 64 kbps H.323:EEN LIITTYVÄT STANDARDIT H.320 Alkuperäinen ISDN:n videokonferenssistandardi H.324 H.320:n laajennus, kattaa PSTN:n T.120 Reaaliaikainen datakonferenssiprotokolla Nämä taulukossa esiintyvät standardit on luonut suurimmaksi osaksi IMTC, ja ne on julkistanut sekä jakanut ITU. H.323:n ajatusmaailma perustuu hyvin pitkälti PSTN maailmassa opittuihin, ja hyväksi havaittuihin, signalointiprotokolliin. [1], [2] Verkon peruselementit H.323 määrittelee neljä keskeistä komponenttia, jotka muodostavat kommunikaatiosysteemin kokonaisuuden. Nämä ovat Terminaali, Yhdyskäytävä (Gateway), Portinvartija (Gatekeeper), sekä MCU (Multipoint Control Unit). Terminaali on verkon yksi päätepiste, joka takaa reaaliaikaisen, kaksisuuntaisen multimediayhteyden. Tosin standardin mukaan Terminaalin 3

4 H.323:n ja SIP:n vertailu tulee taata ainoastaan puheyhteys video ja data ovat valinnaisia. H.323 Terminaalin täytyy tukea H.245:tä, joka huolehtii kanavan oikeanlaisesta käytöstä, sekä Q.931: tä puhelun muodostus- ja signalointitehtävää varten. Portinvartijan kanssa kommunikoidakseen Terminaali tarvitsee myös RAS komponettia. Q.931 ja RAS on määritelty H.225:ssä. Tämän lisäksi H.323 Terminaaliin kuuluu myös G.711 kodekki sekä optionaalisia osia, kuten T.120 datakonferenssiprotokolla. Yhdyskäytävä mahdollistaa liikennöinnin paketti- ja piirikytkentäisen verkon välillä (H.320 ja H.324 prokollien avulla) - mutta ei kuitenkaan ole standardissa vaadittava osa H.323:a. Yhdyskäytävä huolehtii puhelun muodostuksesta ja kontrollista sekä IP:n että PSTN:n suuntaan. Se myös kääntää eri kuljetusformaatit tarvittavaan muotoon. Portinvartija on optionaalinen osa H.323 verkkoa, mutta ehkäpä tärkein lenkki koko ketjussa. Portinvartija on ikäänkuin virtuaalinen vaihde, jonka alaisuuteen kuuluvien verkkokomponettien kokonaisuutta kutsutaan vyöhykkeeksi (Zone). Portinvartijan tehtäviä on mm. osoitteen käännös, kaistanleveyden valvonta ja vyöhykkeen hallinta. MCU:n tehtävä on mahdollistaa konferenssi kolmen tai useamman terminaalin välillä. MCU koostuu MC:stä (Multipoint Controller) ja MP:stä (Multipoint Processor). [1], [3], [5] Terminaali Portinvartija MCU Terminaali Yhdyskäytävä N-ISDN B-ISDN GSTN Kuva 1. Kuvaus H.323:n verkosta Kanavat välittävät informaatiota H.323 käyttää kanava periaatetta suorittaakseen kommunikoivien elementtien välisen informaation välityksen. Kanava on kuljetuskerroksen yksi- tai kaksisuuntainen yhteys. 4

5 Taulukko 2. H.323 protokollan kanavat. KANAVAN NIMI PROTOKOLLA KUVAUS RAS kanava Signalointikanava H.245 Valvontakanava UDP TCP (UDP) TCP Yhteys verkon päätepisteen (Terminaalin) ja Yhdyskäytävän välillä. RAS määritelty H.225:ssä Puhelun hallinta H.225:n (Q.931) ja H.450:n kautta. H.323 versio 3 tukee myös epäluotettavaa protokollaa. Looginen kanava H.245 protokollan viestintätarpeeseen. Mediakanava UDP Audio-, video- ja datasiirtoon tarkoitettu kanava. Käyttää RTP:tä ja RTCP:tä. H.323:n suuri puute ennen version 3 ilmestymistä on ollut signalointikanavan tarve käyttää luotettavaa kanavaa. Nyt tämä asia on korjattu, ja signalointi voidaan toteuttaa esim. UDP:llä. Versiot 2 ja 3 toivat mukanaan myös muita parannuksia, liittyen mm. turvallisuuteen, yhteyden muodostusaikaan, lisäarvopalveluihin sekä H.323:n integrointiin muihin protokolliin. Oppia on haettu varmasti myös SIP protokollasta. [1],[4] 1.2 SIP Internetin tehokkuutta signalointiprotokollaan SIP on sovellustason signalointiprotokolla, jota käytetään puhelun tai multimediayhteyden muodostamiseen, purkamiseen ja hallintaan. Sen pohja rakentuu vahvasti Internetissä saatuun kokemukseen, jolloin siitä on alusta alkaen pyritty tekemään mahdollisimman yksinkertainen ja joustava protokolla. Puhelun (tai multimedia yhteyden) signalointi on tehty täysin eri lähtökohdista kuin perinteisessä CSN:ssä. Nuoruuden voimalla on IETF:n MMUSIC työryhmän vuonna 1999 julkaisema SIP vahvistanut asemaansa VoIP markkinoilla. Toisaalta, jos H.323 olisi täydellinen protokolla, niin olisiko ollut edes tarvetta lähteä kehittämään jotain siitä paljon poikkeavaa? Tietenkään myöskään SIP ei ole täydellinen senkin odotetaan kehittyvän kunhan VoIP järjestelmistä saadaan enemmän kokemuksia Verkon osat SIP järjestelmä rakentuu pääasiassa kahdenlaisista komponenteista UA:sta (User Agent) ja verkkopalvelimesta. UA on verkon päätepiste, joka vastaa suurinpiirtein H.323:n Terminaalia. UA muodostuu kahdesta osasta, jotka ovat UAC (Client) ja UAS (Server). UAC:n tehtävä on yhteyden muodostaminen, kun puolestaan UAS ottaa vastaa verkosta saapuvat Pyynnöt (Request) ja antaa niihin vasteet. SIP verkon verkkopalvelin vastaa suunnilleen H.323:n Portinvartijaa. Verkkopalvelimia voi olla kahdenlaisia. Välityspalvelimen tehtävä on ohjata verkossa kulkeva Pyyntö oikeaan suuntaan ts. joko vastaanottavalle 5

6 H.323:n ja SIP:n vertailu UAS:lle tai jollekin toiselle palvelimelle. Näinollen Pyyntö voi kulkea suuressa verkossa useankin palvelimen kautta ennen päätepisteen saavuttamista. Tilaton välityspalvelin prosessoi jaksottaisesti uusia Pyyntöjä ja unohtaa samantien prosessoidun Pyynnön sisältämän informaation. Se siis pienentää palvelimen tarvitseman muistin määrää. Tilallinen välityspalvelin tarkoittaa sitä, että palvelin kontrolloi Pyyntöä vielä senkin jälkeen kun se on ohjattu palvelimelta eteenpäin. Tämä vaatii huomattavan määrän rinnakkaisia prosesseja ja siis myös suorituskykyisen palvelimen. Uudelleen ohjaava palvelin (Redirect Server) on SIP verkon toinen palvelintyyppi. Uudelleen ohjaava palvelin ei ohjaa saapuvaa Pyyntöä eteenpäin, vaan lähettää takaisin UA:lle osoitteen oikealle palvelimelle. [6], [7] Looginen ja selväkielinen viestintä SIP:n viestintä perustuu HTTP formaattiin, joten se on selväkielistä, tekstimuotoista koodia. H.323:n ratkaisu tässä tapauksessa on binaarimuotoinen koodi, joka luonnollisesti vaikeuttaa mm. sen liittämistä toisiin sovelluksiin. SIP verkossa liikkuva viesti on joko Pyyntö (Request) tai Vastaus (Response). Taulukko 3. SIP:n viestintä koostuu Pyynnöistä ja Vastauksista (jatkuu seuraavalla sivulla). PYYNTÖMETODI INVITE ACK OPTIONS BYE CANCEL REGISTER SIP PYYNNÖT KUVAUS Ilmoittaa että käyttäjä tai palvelu on kutsuttu osallistumaan sessioon. Tätä metodia tukee SIP välitys- ja uudelleenohjaus palvelimet, sekä UAC ja UAS. Varmistaa, että UAC on vastaanottanut INVITE pyynnön. Tätä metodia täytyy tukea SIP välitys- ja uudelleenohjaus palvelimet, sekä UAC ja UAS. Ilmoittaa palvelimen toiminnaalisuuden. SIP välitys- ja uudelleenohjaus palvelimien, sekä UAC:n ja UAS:n täytyy tukea tätä pyyntömetodia. UAC ilmoittaa tällä metodilla palvelimelle haluavansa purkaa yhteyden. SIP välityspalvelimen täytyy tukea tätä metodia. Käytetään käsiteltävän pyynnön keskeyttämiseen. Täytyy olla SIP välityspalvelimen tukema. UAC käyttä tätä metodia rekisteröidessään viestissä olevan osoitteen. SIP VASTAUKSET 6

7 VASTAUSTYYPPI Informatiivinen Onnistuminen Uudelleenohjaus UA:n virhe KUVAUS Pyyntö ollaan vastaanotettu ja se tullaan proseesoimaan. Toiminta otettiin onistuneesti vastaan, ja se on ymmärretty sekä hyväksytty. Jotta Pyyntö voitaisiin toteuttaa, tarvitaan lisää toimenpiteitä. Pyyntö on virheeliisessä muodossa tai sitä ei voida toteuttaa tällä palvelimella. IETF:n SDP protokollaa käytetään SIP:n rinnalla, jotta kaikki VoIP järjestelmän signalointifunktiot voidaan toteuttaa. SIP:n periaatteisiin kuuluukin nojautua olemassa oleviin protokolliin aina kun se on mahdollista. Tästä syystä SIP on onnistuttu pitämään yksinkertaisena ja helpporakenteisena signalointiprotokollana. Karkeasti ottaen SIP voidaan toiminnallisuuden puolesta verrannollistaa H.323:n RAS ja Q.931 protokolliin. SDP vastaa jotakuinkin H.323:n H.245 protokollaa.[6], [8], [10] Selkeys on valttia Kaikenkaikkiaan SIP tuntuu erittäin selkeältä. On tietenkin helpompaa lähteä kehittämään signalointiprotokollaa VoIP järjestelmään, kun H.323 on rikkonut jään jo vuosia sitten. SIP:n vahvuus on sen täysin uusi ajattelutapa, jossa perinteisen puhelinmaailman raskaat järjestelmät on unohdettu. Suuri työ on kuitenkin vielä tehtävä, jotta tämä uusi ajattelumaailma voidaan sovittaa osaksi olemassa olevaa kokonaisuutta. SIP täytyy saada luentevasti yhteensopivaksi mm. Q.931:n, ISUP:n ja H.323:n kanssa. 1.3 Miten SIP ja H.323 eroavat toisistaan? SIP:n H.323:n tehtävä on suunnilleen sama hoitaa signalointi puhe- ja multimediayhteyksien mahdollistamiseksi, kahden tai useamman käyttäjän välillä. Kuten todettu, voidaan tätä ongelmaa lähestyä monelta eri suunnalta, ja juuri tässä piilee näiden signalointiprotokollien suurimmat eroavaisuudet. SIP ja H.323 eroavat toisistaan niin toiminallisuuden, kuin palvelun laadun, skaalautuvuuden, joustavuuden, ja yhteentoimivuuden suhteen. Näitä eroavaisuuksia tutkittaessa paljastuu SIP:n ja H.323:n todellinen luonne Toiminallisuus kertoo palveluiden kattavuuden Toiminallisuus on VoIP:n käyttäjän näkökulmasta hyvin merkittävä osa kokonaisuutta. Mikäli VoIP ei pysty takaamaan vähintään samantasoisia palveluita kuin PSTN, ei sen laajamittaiselle käytölle ole juurikaan edellytyksiä. SIP:n ja H.323:n tarjoamat palvelut ovat suunnilleen samat, joskin erojakin löytyy. 7

8 H.323:n ja SIP:n vertailu Yhteyden muodostaminen ja purkaminen Yhteyden muodostaminen ja purkaminen on signaloinnin perustehtäviä. H.323:n yhteyden muuodostus on perustunut luotettavaan liikennöintiprotokollaan aina H.323:n versioon 2 asti. Tämän takia puhelun muodostus tarvitsee vielä versiossa 2, kaksivaiheisen yhteyden TCP yhteyden ja puheyhteyden. H.323:n versio 3 tukee sekä TCP että UDP yhteyksiä, mikä yksinkertaistaa huomattavasti yhteyden muodostumista. SIP:n puhelunmuodostusproseduuri on käytännössä samanlainen kuin H.323:n versio 3:n TCP protokollaa ei käytetä laisinkaan. Yhteyden purkaminen on samantyyppinen tehtävä kuin sen muodostus. Kumpi tahansa aktiivisen yhteyden osapuolista voi katkaista yhteyden Puhelunhallinta Puhelunhallintapalvelut ovat osa toiminnallisuutta. SIP ja H.323 tukevat molemmat käytännössä samoja hallintapalveluita, jotka periytyvät PSTN:n käytössä olevista palveluista. Puhelun pito tarkoittaa, että toinen (tai yksi) osapuolista voi katkaista puheyhteyden kuitenkaan katkaisematta koko yhteyttä. H.323 määrittelee kaksi erityyppistä puhelun pitoa. Lähipään puhelunpidossa (Near-end Call Hold) puhelunpidon asettaja lähettää toiselle osapuolelle ilmoituksen pidosta. Kaukopään puhelunpidossa (Remote-end Hold) pidon asettaja lähettää toiselle osapuolelle ilmoituksen tarjota MOH:ta (Music on Hold) vastapään käyttäjälle. SIP saavuttaa saman toiminnallisuuden pienemmällä vaivalla. Lähipään puhelunpidon se hoitaa niin, että tulevaa datavirtaa otetaan koko ajan vastaan, mutta UAS ei reagoi siihen millään lailla. Näinollen protokollaa ei tarvita lähipään puhelunpitoon laisinkaan. Kaukopään puhelunpito hoidetaan SIP:ssä lähettämällä INVITE viesti, joka kertoo vastapäälle, että minkäänlaista mediaa ei voida ottaa vastaan. MOH voidaan taata SIP signalointiprotokollassa RSTP palvelimella. Puhelun yhdistäminen antaa käyttäjälle mahdollisuuden siirtää käynnissä oleva puhelu kolmannelle osapuolelle. Sekä H.323 että SIP tukevat samoja ominaisuuksia liittyen puhelun yhdistämiseen. Puhelun siirto on tuettu sekä H.323:ssa että SIP:ssä. Lopputuloksena molemmat protokollat pystyvät tarjoamaan suunnilleen saman palvelun hieman eri toimintatavoilla. Puhelu odottaa palvelu mahdollistaa ilmoituksen saapuvasta / odottavasta puhelusta, kun puhelu on käynnissä. Molemmat signalointiprotokollat tukevat tätä toimintoa. Edellämainittujen palveluiden lisäksi on joukko muita palveluita, joita sekä H.323 että SIP tukevat varsin tasapuolisesti. Palvelut on melko pitkälti omaksuttu perinteisistä puhelinpalveluista, ja SIP on pyrkinyt tuottamaan H.323:a vastaavat toiminnot. H.323:n protokollassa H.450.x määritellyt puhelunhallintapalvelut ovat kokonaisuutena ehkä hieman monipuolisemmat kuin mitä SIP pystyy tarjoamaan, mutta käytännössä eroa ei ole kuin toteutustavassa. 8

9 Kolmannen osapuolen hallintamahdollisuus Kolmannen osapuolen hallinnalla tarkoitetaan mahdollisuutta muodostaa yhteys kahden osapuolen välille kuitenkaan itse välttämättä osallistumatta puheluun (tai videokonferenssiin). Ainoastaan SIP pystyy tällä hetkellä tarjoamaan tämän ominaisuuden, vaikka H.323:n taholla tehdään työtä tämän mahdollistamiseksi Päätepisteiden tietojen vaihto Päätepisteiden tietojen vaihdolla (Capability Exchange) tarkoitetaan kykyä varmistua toisen osapuolen mahdollisuudesta ottaa vastaan ja prosessoida sille lähetettyjä multimediasignaaleja. Tämä on perustavaa latua oleva toimenpide signalointiprotokollan yhteydessä. H.323 hoitaa päätepisteiden tietojen vaihdon erittäin hyvin käyttäen H.245 protokollaa. Terminaali lähettää vastaanottajalle täydellisen listan siitä mitä se kykenee vastaanottamaan ja prosessoimaan. SIP käyttää tähän tarkoituseen SDP:tä, jolla tietojen vaihto onnistuu, mutta se ei ole yhtä tehokasta ja joustavaa kuin H.245:llä. H.323 on siten hieman monipuolisempi tällä saralla. [8], [9] Palvelun laatu merkitsee paljon Palvelun laatu (QoS) puhuttaa paljon tänä päivänä. Palvelujen ja tarjonnan lisääntyessä käyttäjät vaativat moitteetonta toimivuutta, nopetta ja helppokäyttöisyyttä yhä enemmän. Perinteisen puhelinverkon käytössä on totuttu hyvään laatuun puhelun kuuluvuus on moitteetonta, yhdistämisaika lyhyt, ja linjat ruuhkautuvat ani harvoin. Tämä asettaa korkeat vaatimukset myös VoIP:lle. Käyttäjät eivät ole valmiita siirtymään huonolaatuisen palvelun käyttäjiksi mikäli tarjolla on parempaakin. Palvelun laatua voidaan multimediatiedonsiirron tasolla kuvata ainakin seuraavilla parametreilla: kaistanleveys, maksimalinen viive ja datapakettien katoaminen. Toinen näkökanta, jonka ainakin palvelun käyttäjä kokee on yhteyden muodostumisaika. Signalointiprotokollan tärkeä tehtävä on omalta osaltaan tukea palvelun laadun toteutumista, jotta palvelun käyttäjän näkemä ja kokema laatu olisi kokonaisuudessaan hyvä. H.323:n Portinvartija omaa suuren määrän kontrolli- ja hallintafunktioita, joihin sisältyy mm. osoitteen muunnokset, kaistanleveyden valvonta ja vyöhykkeen hallinta. Näiden vakio-ominaisuuksien lisäksi Portinvartija sisältää myös optionaalisia ominaisuuksia, joita on mm. kaistan- ja puhelunhallinta. SIP ei tue minkäänlaisia kontrolli- tai hallintafunktioita, vaan käyttää näihin tarpeisiin muita protokollia. Resurssien varaukseen sekä H.323 että SIP käyttävät IETF:n RSVP:tä. Yhteyden muodostumiseen kuluva viive on laadullinen tekijä, joka vaikuttaa paljon palvelun käyttäjän kuvaan koko VoIP palvelusta. H.323:n ensimmäisessä versiossa puhelun muodostamiseen kuluva aika oli erittäin pitkä. Toisessa H.323:n versiossa tätä asiaa on huomattavasti parannettu (nopea yhteydenmuodostus kun käytetään G.711 puheyhteyttä) ja kolmas versio pääsee jo samalle tasolle SIP:n kanssa. SIP:ssä ja H.323:n kolmannessa versiossa ollaankin päästy jo erittäin pieniin yhteydenmuodostusviiveisiin. 9

10 H.323:n ja SIP:n vertailu Taulukko 4. Yhteydenmuodostusajat SIP:llä ja H.323:n eri versioilla SIGNALOINTIPROTOKOLLA VIIVE / KIERROKSIA (ROUND TRIPS) H.323 versio H.323 versio 2 3 H.323 versio 3 1,5 tai 2,5 SIP 1,5 tai 2,5 Datapakettien eksyminen siirtotiellä aiheuttaa mm. puheen vääristymistä. Palvelun laadun kannalta on tärkeää, että pakettien kulkua kyetään valvomaan, ja suorittaamaan tarvittaessa uudelleenlähetyksiä. H.323:n ensimmäinen ja toinen versio perustuvat luotettavaan tiedonsiirtoprotokollaan, joten ne saavat tarvittavan laatutakeen TCP protokollalta. H.323:n versio 3:ssa ja SIP:ssä on omat rutiinit pakettien perille menemisen varmistamiseksi. Internet reitityksen yksi ongelma on silmukat. H.323:n versioissa 1 ja 2 ei ole ominaisuuksia, jotka estäisivät datapakettien jäämisen silmukkaan. H.323:n versiosta 3 löytyy kenttä, joka määrittää maksimaalisen määrän Portinvartijoita, joiden kautta datapaketit tulevat kulkemaan. Tämä vähentää tehokkaasti silmukoiden esiintyvyyttä, mutta ei poista ongelmaa kokonaan. SIP:ssä silmukat on saatu ehkäistyä hyvin, sillä ennen kuin SIP välityspalvelin ohjaa Pyynnön eteenpäin se tarkistaa löytyykö sen oma nimi paketista. Mikäli oma nimi löytyy, on silmukka syntynyt. Signalointiprotokollan tulisi selvitä verkossa tapahtuvista virheistä taatakseen normaalin palvelun. H.323 takaa redundanttien Portinvartijoiden ja Terminaalien ansiosta paremman virheenkestävyyden kuin SIP. [8], [9] Skaalautuvuus on tärkeä ominaisuus Internetissä Jotta VoIP järjestelmä voidaan sovittaa Internettiin, sen tulisi olla hyvin skaalautuva jo pelkästään siitäkin syystä, että Internetin käyttäjämäärät kasvavat kovaa vauhtia ja uusia sovelluksia kehitetään koko ajan. Järjestelmän skaalautuvuuteen vaikuttavat monet seikat, kuten järjestelmän kompleksisuus ja päätepisteiden paikantaminen. H.323 on melko monimutkainen signalointiprotokolla. Se sisältää useita muita protokollia, joita tulee ottaa käyttöön kun olosuhteet tai viestintätavat muuttuvat. Koska monet palvelut tarvitsevat toimiakseen näitä aliprotokollia, muodostuu kokonaisuus kompleksiseksi. SIP ja sen käyttämä SDP ovat yksinkertaisempia kuin H.323. Ohjelmointi ja järjestelmän ylläpito on helppoa, sillä VoIP puhelu, joka perustuu SIP:hen käyttää vain muutamia toimintafunktioita. Kootusti sanottuna: SIP on kehitetty sopeutumaan täysin Internet ympäristöön. Päätepisteiden paikantaminen on kriittinen tehtävä varsinkin laajassa verkossa. Kun H.323 Terminaali haluaa yhteyden toiseen osaan verkkoa, se saa vaihtoehtoisesti Portinvartijalta haluamansa kohteen osoitteen, tai sitten 10

11 Portinvartija välittää SETUP viestin kutsuttavaan päähän. H.323:n kolmas versio pystyy paikantamaan päätepisteen myös toisen hallinnallisen kokonaisuuden takaa. SIP käyttää sähköpostiosoitteen tapaista osoitetta, jota kutsutaan nimellä SIP URL. Kun SIP:n UA haluaa yhteyden toiseen osaan verkkoa, se lähettää Pyynnön joko SIP välityspalvelimelle tai uudelleenohjaavalle palvelimelle. Välityspalvelin tai uudelleenohjaava palvelin saa osoitetiedon SIP paikannuspalvelimelta (SIP Location Server). Mikäli kohde sijaitsee toisessa hallinnallisessa kokonaisuudessa, käyttää SIP hyväkseen ulkoisia mekanismeja, mm. DNS:ää. [8], [9] Joustavuutta tarvitaan jatkokehityksessä Protokollan jatkokehitystä helpottaa huomattavasti jos protokolla on joustava tällöin sen muuttaminen, konfiguroiminen ja lisäpalveluiden impelementointi on helppoa. H.323:n signalointiviestit on koodattu binaarisesti käytäen ASN.1 PER:iä (Packet Encoding Rules). Ihmiselle tämä kieli on hieman vaikeaselkoista, joten se täytyy esittää monissa tilanteissa eri formaatissa. Koodaaminen ja vikojen selvittäminen on tästä syystä myös hankalaa. SIP signalointiviestit on puolestaan koodattu tekstipohjaisesti. Tekstipohjainen koodi antaa mahdollisuuden implementoida myös muita kieliä, kuten vaikka Javaa. SIP on ottanut paremman lähestymistavan myös toimintojen nimeämiseen, sillä selkokieliset nimet kuvaavat funktioita hyvin, ja virhekoodit on hierarkisesti järjestetty. Palveluiden kustomointi on osa kokonaisjoustavuutta. H.323 on tiukasti sidoksissa aliprotokollinsa esimerkiksi konferenssin koon kasvaessa suuremmaksi, tarvitaan käyttöön kokonaan uusi protokolla, H.332. Tämä lisää tietenkin tarvittavan koodin määrää. Tässäkin tapauksessa SIP:n tekstipohjainen koodaus helpottaa protokollan hallintaa. [8], [9] IPT signalointiprotokollan täytyy olla yhteistyökykyinen Jotta koko IPT järjestelmä toimisi moitteettomasti, täytyy signalointiprotokollan toimia hyvin yhteen sen vanhempien versioiden ja muiden signalointiprotokollien kanssa. H.323 on erittäin hyvin yhteensopiva sen vanhempien versioiden kanssa. Asiakkaalle tämä on tärkeä asia, sillä uusien ominaisuuksien tuominen mukaan olemassaolevaan VoIP järjestelmään käy helposti koko järjestelmää uusimatta. Tällainen voisi olla tilanne vaikka silloin, kun päivitetään verkon palvelin H.323:n versioon 3. Tämänkin jälkeen version 2 Terminaalit toimivat yhteen verkon muiden elementtien kanssa. SIP uusiutuu hyvinkin paljon uuden version ilmestyessä. SIP:n koodimäärä halutaan pitää pienenä ja yksinkertaisena, jolloin turhaksi havaitut ominaisuuden saatetaan poistaa seuraavassa versiossa. Yhteensopivuus ei ole SIP:n kohdalla vanhempien versioiden suhteen yhtä hyvä kuin H.323:lla. 11

12 H.323:n ja SIP:n vertailu IP maailmassa toimivan signalointiprotokollan ehdoton vaatimus ainakin vielä tänäpäivänä - on sen yhteentoimivuus PSTN:n kanssa. Tästä johtuen VoIP signalointiprotokollan täytyy tukea SS7 signalointia. Kuten aikaisemminkin on todettu, H.323 perustuu ajatusmaailmaltaan hyvin paljon perinteisen lankaverkon signalointiin. H.323:n protokolla, joka on hyvin paljon Q.931:n tyyppinen, on luonnollisesti hyvin yhteensopiva PSTN:n ISDN/Q.931 protokollan kanssa. Aivan yhtä hyvin ei ole yhteensopivuusasia SIP:n kohdalla, sillä kovinkaan hyviä sovituksia SS7:ään ei ilmeisesti ole vielä saatavilla asian parissa työskennellään kuitenkin kovasti ja allaolevassa kuvassa on esitetty yksi ratkaisu. [8], [9], [11], [12] SS7/ISUP Yhdyskäytävä signallointiin GSTN-puoli ISUP/IP IP-puoli Media-yhdyskäytävän kontrolleri SIP MGCP Äänikanava Media-yhdyskäytävä Äänikanava Kuva 2. SIP:n Yhdyskäytävän arkkitehtuuri Mikä olikaan se suurin ero H.323:n ja SIP:n välillä? Kovinkaan dramaattisia eroja ei näiden signalointiprotokollien välille saa linjattua. Suurimmat erot syntyvät toimintatavoissa, joilla H.323 ja SIP suorittavat signalointia. Molemmat signalointiprotokollat tarjoavat suunnillen samat palvelut. Palvelun laadussa ei ole myöskään huomattavia eroja varsinakaan H.323:n uudempien versioiden ja SIP:n välillä. H.323:a voidaan sanoa yhteensopivammaksi edellisten versioiden ja PSTN:n kanssa, mutta näilläkin alueilla tehdään kovasti työtä SIP:n kanssa. SIP:n eduiksi voidaan lukea suurempi joustavuus uusia ominaisuuksia lisättäessä ja virheitä korjattaessa. Hyvin samoilla viivoilla ovat H.323 ja SIP. Tällä hetkellä merkittävä tekijä on kuitenkin yhteensopivuus PSTN:n kanssa, joten ehkäpä H.323 vie vielä voiton. Toisaalta SIP:n kehityksen voisi olettaa olevan lähitulevaisuudessa 12

13 nopempaa sen suuren joustavuuden ansiosta ainakin se on herättänyt kosolti mielenkiintoa ratkaista puhelinliikenteen asioita Internetistä oppia ottaen. Tulevaisuus saa näyttää kumpi vie voiton. Älykkyys Terminaali Verkko SIP H.323 Kuva 3. Järjestelmän älykkyyden jakautuminen SIP ja H.323 protokollissa. 1.4 Tämän päivän tilanne laitevalmistajien keskuudessa Suuret ja perinteisetkin puhelin / tietoliikennealan laitevalmistajat ovat havahtuneet VoIP:n tulemiseen varteenotettavaksi liikealueeksi nykyisten toimintojen rinnalle. Panostus VoIP:hen on tällä hetkellä suuri, ja ratkaisut kehittyvät usealla uudella ohjelmistoversiolla vuosittain. Alla on listattu joitakin laitevalmistajia, ja heidän suunnitelmiaan. Näistä jokaisella valmistajalla on jo toimivia, laajoja VoIP ratkaisuja ympäri maailmaa. Nämä ratkaisut pitävät sisällään mm. laskutukseen ja turvallisuuteen liittyviä toimintoja. L M Ericsson Ericssonin panostus VoIP tekniikkaan on ollut laajaa jo pidemmän aikaa. Tämän hetken ratkaisu on erittäin toimiva, ja perustuu H.323 signalointiin. Ericssonin VoIP verkko pitää sisällään keskitetyn hallinnan Verkonhallintapalvelimen kautta, Sitekeeperin, erillisen SS7- ja puheliikenneyhdyskäytävän sekä muita verkkopalvelimia (mm. AAApalvelin). Ericssonin arvio tulevaisuudesta on, että H.323 ei tule olemaan ainoa standardi, ja järjestelmä tullee SIP yhteensopivaksi. Ericsson on aktiivisesti mukana myös kansainvälisissä SIP bake-off tapaamisissa, joissa standardin kehitystyötä viedään eteenpäin. 13

14 H.323:n ja SIP:n vertailu Nokia Nokian IPT sovellus perustuu myös H.323 standardiin. Yritysostona saadun Viennan kehittämä järjestelmä koostuu mm.yhdyskäytävästä, CP (Call Processing) palvelimesta, IPC (IP Client) palvelimesta ja hyvistä päätelaitteista, joihin kuuluu mm. suoraan LAN:iin kytkettävä IPCourier Terminaali. Nokian ratkaisu on suunnattu lähinnä yritystason verkkoon. Nokia panostaa paljon IPT:n kehitystyöhön, ja tulevaisuudessa on odotettavissa mm. puhelinkeskukseen liitetty Yhdyskäytävä ja uusia ratkaisuja ohjelmistotasolla. Siemens Siemensin ratkaisu perustuu keskitettyyn verkonhallintapisteeseen (MediaNode), joka voidaan sijoittaa vaikka tulevien puhelinkeskusten yhteyteen. Järjestelmän muita osia on mm. Yhdyskäytävä ja Portinvartija, jotka tukevat H.323:a. SIP yhteensopivuus on kuulemma jo saatavilla, ja SIP+ kehitystyön alaisena. Siemens panostaa myöskin vahvasti tutkimukseen ja kehitystyöhön saksalaisella tarmokkuudella. Cisco Systems Cisco on johtavassa asemassa mm. Internetin reititinvalmistajana. Cisco myös on panostanut laajasti VoIP:hen, sillä sen visioissa koko maailma siirtyy IP:n päälle tulevaisuudessa. Tämän hetken ratkaisu perustuu H.323:een, mutta lähitulevaisuudessa on saatavilla aivan uudenlainen, avoin ratkaisu (Cisco Open Packet Telephony Model), joka tukee tarvittaessa myös SIP:tä ja perusajatuksena on juuri avoimuus kaikille rajapinnoille. Ciscolla on kattava valikoima myös erilaisia Yhdyskäytävä, Portinvartija, ym. laitteita. Vocaltec Communications Vocaltec on israelilainen IP alan yritys, joka tarjoaa H.323:een perustuvaa IPT ratkaisua. Sen toimittama verkko koostuu mm. Yhdyskäytävästä, Portinvartijasta ja verkonhallintaohjelmistosta. Vocaltec on saanut suuriakin VoIP verkkotilauksia (mm. Deutsche Telecom), ja tulee jatkossakin varmasti olemaan mukana alan kehitystyössä. 14

15 1.5 Lähdeluettelo [1] Databeam Corporation, A Primer on the H.323 Series Standard, version 2, 1996, 1997, 1998, [2] ITU-T, ITU-T Recommendations, [3] Anders Ryde, ITU-T Recommendation H.323, [4] Equivalence, the Open H323 Project, 1998, 1999, [5] Nokia (Viennasystems), H.323 The Standard, [6] IETF, Current Internet Drafts, [7] Henning Schulzrinne, Session Initiation Protocol (SIP), [8] Jiri Kuthan, Internet Telephony An Overview, [9] Ismail Dalgic, Hanlin Fang, 3Com Corporation, Cisco Systems, Comparison of H.323 and SIP for IP Telephony Signaling, 1999 [10] ITU-T, Työryhmä 16, Bryan Hill, Gateway Control Protocol, 3/1999 [11] L M Ericsson, Gonzalo Camarillo, SIP / ISUP interconnection, 1999 [12] TKK, Imaculada Espigares del Pozo, An Implementation of the Internet Call Waiting Service using SIP, 12/