Fundamentos de Sistemas Multimídia

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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Aplicações Multimídia 
Distribuídas
Profa. Débora Christina Muchaluat Saade
deborams@telecom.uff.br
Aplicações Multimídia Aplicações Multimídia 
DistribuídasDistribuídas
Profa. Débora Christina Muchaluat Saade
deborams@telecom.uff.br
Departamento de Engenharia de Telecomunicações Departamento de Engenharia de Telecomunicações -- UFFUFF
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Aplicações Multimídia DistribuídasAplicações Multimídia Distribuídas
➪ Videoconferência
• Padrão H.323 - ITU
• Padrão SIP - IETF
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Introdução Introdução 
➪ H.323 
• Recomendação da ITU que fornece um framework 
de comunicação para áudio, vídeo e dados através 
de redes de comutação de pacotes
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
IntroduçãoIntrodução
➪ H.323 possibilita uma variada gama de aplicações 
interativas multimídia
• Internet fone
• Videoconferência em desktop
• Computação colaborativa
• Conferência de negócios
• Ensino a distância
• Voz sobre IP (VoIP)
• Aplicações de suporte e Help Desk 
– Recepção de chamadas para resolução de problemas e/ou um 
conhecimento básico das informações a cerca dos 
produtos/serviços de uma companhia
• Compra/venda interativas
• Outras
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IntroduçãoIntrodução
➪ H.323 é parte de uma família de padrões H.32X 
permitindo videoconferência sobre vários tipos de rede
• H.320
– Videoconferência sobre redes ISDN 
• H.321 e H.310
– Videoconferência sobre redes B-ISDN
• H.324
– Videoconferência sobre redes PSTN 
• Rede Comutada de Telefonia Pública
• H.322 
– Serviço de comunicação multimídia sobre LAN com suporte de 
QoS
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Arquitetura H.323Arquitetura H.323
➪ Componentes 
• Terminais, Gateways, Gatekeepers e Multipoint Control 
Units (MCUs) 
– Dispositivos terminais: Terminais, Gateways e MCUs 
• podem iniciar e receber chamadas
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Arquitetura H.323Arquitetura H.323
➪ Terminais H.323
• São clientes que provêem comunicação multimídia 
bidirecional em tempo real
– executando a pilha H.323 e as aplicações multimídia
– Ex.: Microsoft NetMeeting, MSN Messenger
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Arquitetura H.323Arquitetura H.323
➪ Terminais H.323
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Arquitetura H.323Arquitetura H.323
➪ Gateways H.323
• Endpoint que provê comunicação bidirecional em 
tempo-real entre terminais H.323 e outros terminais 
padrão ITU ou outro Gateway H.323
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Arquitetura H.323Arquitetura H.323
➪ Gateways H.323
• Executam a tradução de controle de chamada e de 
conteúdo
– necessária nas chamadas para converter uma chamada 
da rede de comutação de pacotes formato H.323 para o 
formato das outras redes e vice-versa
– Gateways são componentes opcionais na rede
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Arquitetura H.323Arquitetura H.323
➪ Gateways H.323
• Um uso comum para gateways é para transporte de tráfego 
de telefone de longa distância sobre uma rede IP
– empresas podem reduzir seus custos de chamadas de longa 
distância
– usuário disca um número de acesso local para conectar-se ao 
gateway, e disca o número de destino
• Gateway local faz a conexão IP para o outro gateway localizado 
na área de destino chamada
• Gateway remoto completa a chamada discando o número local
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Arquitetura H.323Arquitetura H.323
➪ Gateways H.323
• São usados para fornecer uma interface entre 
clientes H.323 e a rede PSTN
– pode ser usada por um “call center” para permitir que 
usuários on-line possam contactar um atendente a 
partir do web site
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Arquitetura H.323Arquitetura H.323
➪ Gatekeepers
• Cérebro da rede H.323
– é ponto de foco para todas as chamadas dentro da rede H.323
– são opcionais
• fornecem serviços importantes: endereçamento, autorização e 
autenticação de terminais e gateways; gerenciamento de largura 
de banda; contabilidade; faturamento e cobrança. 
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Arquitetura H.323Arquitetura H.323
➪ Multipoint Control Units
• Fornecem suporte para conferências de 3 ou mais terminais 
– todos os terminais participantes na conferência estabelecem uma 
conexão com o MCU
– MCU gerencia recursos de conferência, negocia entre terminais 
para solicitar o CODEC (codificador/decodificador) de áudio e 
vídeo a ser usado e manipula o fluxo multimídia
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Protocolos H.323Protocolos H.323
➪ H.323 define uma família de protocolos
• H.225 RAS (Registration, Admission and Status)
– registro e outros controles de admissão com o gatekeeper
• H.225 – sinalização de chamada (call signaling)
– controle de chamada e configuração de chamada 
• H.245 – sinalização de controle (control signaling)
– troca de capacidades do terminal e criação de canais para 
transmissão de fluxos de mídia
• Codificação de Vídeo
– H.261, H.263
• Codificação de áudio
– G.711, G.722, G.723.1, G.728, G.729
• RTP e RTCP
– Transmissão de áudio de vídeo e controle 19
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Protocolos H.323 Protocolos H.323 
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Protocolos H.323 Protocolos H.323 
➪ CODEC de Áudio
• Codifica o sinal oriundo de um microfone para transmissão por parte de 
um terminal H.323 e decodifica o código de áudio recebido e o envia ao 
alto falante no terminal H.323 receptor 
• Algoritmos de compressão suportados pelo H.323 são todos padrões
aprovados pelo ITU.
– Terminais H.323 devem suportar o padrão G.711 para compressão de
voz
– Suporte para os outros padrões de voz ITU é opcional. 
• Escolha do algoritmo é uma ponderação entre qualidade e rede
– G.711 geralmente transmite voz a 56 ou 64kbps
– G.723 em taxa de bits muito baixas (5.3 e 6.3 kbps)
• está sendo altamente considerado como um CODEC obrigatório e tende 
a ser o CODEC predominante em aplicações H.323
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Protocolos H.323 Protocolos H.323 
➪ CODEC de Vídeo
• Codifica o sinal de vídeo oriundo de uma câmera para 
transmissão no lado do terminal H.323 emissor e decodifica 
o código de vídeo que é enviado para o display do terminal 
H.323 receptor
• É opcional
• Qualquer terminal H.323 que possibilite vídeo deve suportar 
o CODEC H.261
– suporte para H.263 é opcional
• Informação de vídeo é transmitida a uma taxa não superior 
àquela selecionada durante a negociação de capacidades
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Protocolos H.323 Protocolos H.323 
➪ Dados
• Data-conferência é uma capacidade opcional
• Possibilita a colaboração através de aplicações 
– Quadro branco, compartilhamento de aplicações e 
transferência de arquivos
• H.323 suporta data-conferência através da 
especificação T.120
– T.120 endereça conferências ponto-a-ponto e 
multiponto
– provê interoperabilidade no nível de aplicação, rede e 
transporte.
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Características dos Terminais H.323 Características dos Terminais H.323 
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Gatekeepers H.323Gatekeepers H.323
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Gatekeepers H.323Gatekeepers H.323
➪ Serviços oferecidos pelos Gatekeepers
• Gerenciamentode Zona
– zona é uma coleção de todos os terminais, gateways e MCUs 
gerenciadas por um gatekeeper
• deve incluir pelo menos um terminal e pode ou não incluir gateways ou 
MCUs
• independente da topologia da rede e pode incluir múltiplos segmentos de 
LAN
• Tradução de endereços
– mantém um banco de dados dos endpoints associados a sua zona
• traduz pseudônimos de endpoint (hostname, endereço de e-mail) para 
endereços de rede e traduz endereços externos (número de telefone) para 
endereços de rede
• Controle de admissão
– concede ou nega admissão à zona para endpoints H.323
• pode estar baseado na disponibilidade de largura de banda ou algum 
outro critério
• Controle de Largura de Banda
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Gatekeepers H.323Gatekeepers H.323
➪ Serviços oferecidos pelos Gatekeepers
• Autorização de Chamada
– pode rejeitar chamadas de um endpoint devido à falha de 
autorização
• Administração de Chamadas
– mantém um banco de dados de chamadas de H.323 em 
andamento
– dados são usados para localizar o estado de endpoints para 
uma variedade de propósitos
• inclusive localização de chamada e administração de largura de 
banda
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H.323 em Redes IP H.323 em Redes IP 
➪ H.323 usa comunicação confiável e não confiável
• Sinais de controle e dados requerem transporte seguro 
– Sinais devem ser recebidos na ordem na qual foram enviados e 
não podem ser perdidos
– Transmissão segura de mensagens usa o modo orientado a 
conexão para transmissão de dados.
– Protocolo TCP
• garante a seqüência, correção de erros, controle de fluxo na 
transmissão de pacotes
• mas pode atrasar a transmissão e reduzir a vazão
• Fluxos de áudio e vídeo são tempo-real
– Usam transporte incerto/não confiável de modo mais eficiente
– Protocolo UDP
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H.323 em Redes IP H.323 em Redes IP 
➪ Canal de Controle H.245, Canais de Dados T.120, Canal 
de Sinalização da Chamada H.225
• serviços seguros do TCP 
➪ Transmissão de áudio e vídeo
• RTP e RTCP sobre serviços UDP
• Pode usar IP Multicast
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Exemplo H.323Exemplo H.323
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Exemplo H.323Exemplo H.323
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Exemplo H.323Exemplo H.323
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Exemplo H.323Exemplo H.323
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SIPSIP
➪ SIP – Session Initiation Protocol
➪ Padrão IETF – RFC 3261
➪ Protocolo de sinalização para 
estabelecimento/encerramento de sessões em uma rede 
IP
• Uma sessão pode ser uma chamada telefônica ou uma 
conferência multimídia colaborativa
• Killer application - VoIP
➪ Protocolo textual que usa o paradigma cliente-servidor 
no nível de aplicação
• Pode usar UDP ou TCP
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SIPSIP
➪ Características principais:
• Suporta troca de capacidades entre terminais de 
usuários
• Suporta mobilidade dos usuários através de proxies 
e redirecionamento de chamadas
– Redirect e fork
• Conferências multicast
• Autenticação dos usuários
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SIPSIP
➪ Arquitetura:
• Paradigma cliente-servidor
• 2 componentes principais
– user agent
• User agent client e server, para iniciar e receber chamadas 
respectivamente
– network server
• Resolução de nomes e localização dos usuários
• Podem ser stateful ou stateless, se registram (domínio do usuário)
ou não (backbone) informações sobre chamadas realizadas
• Redirect e fork
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SIPSIP
➪ Protocolo textual
➪ Métodos:
• INVITE – estabelecimento de chamada
• ACK – usado para estabelecimento confiável de chamada
• BYE – encerramento de chamada
• CANCEL – termina uma requisição ou procura de usuário
• OPTIONS – troca de informação sobre capacidades
• REGISTER – registra localização corrente de um usuário
• INFO – usado para sinalização durante a chamada
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SIPSIP
➪ Respostas SIP: 
• 1xx Informational (e.g. 100 Trying, 180 Ringing) 
• 2xx Successful (e.g. 200 OK, 202 Accepted) 
• 3xx Redirection (e.g. 302 Moved Temporarily) 
• 4xx Request Failure (e.g. 404 Not Found, 482 Loop 
Detected) 
• 5xx Server Failure (e.g. 501 Not Implemented)
• 6xx Global Failure (e.g. 603 Decline) 
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SIPSIP
➪ Windows Messenger usa SIP
➪ Exemplo de uso (www.sipcenter.com)