Cosa bisogna conoscere per gestire al meglio Lync Server 2010 : Parte 3

Nella Parte 1 di questo articolo ho analizzato i concetti base di TDM (Time Division Multiplexing), VoIP (Voice over IP), sistemi PBX (Private Branch eXchange) e IP-PBX, apparati Media Gateway.

Nella Parte 2  ho trattato i protocolli H.323 e SIP e la differenza fra traffico di “signaling” e traffico di “media“.

In questa terza parte discuterò dei protocolli RTP e RTCP e dei Codecs Audio e Video.

I protocolli RTP (Real-Time Transport Protocol) e RTCP (RTP Control Protocol)

Il protocollo RTP è usato per trasmettere segnali audio e video digitalizzati sulle reti IP, mentre il protocollo RTCP serve a monitorare la qualità della trasmissione dei dati e a rilevarne le statistiche.  Essi lavorano in stretta collaborazione.

Sono stati  sviluppati e standardizzati da IETF, inizialmente con la RFC 1889 del 1996, e poi con la RFC 3550 del 2003.

Le applicazioni tipicamente usano RTP sopra UDP, ma RTP può anche essere usato con altri protocolli di trasporto.  Inoltre RTP supporta il trasferimento dei dati verso multiple destinazioni usando una distribuzione di tipo “multicast”, se resa disponibile dalla rete sottostante.

RTP non fornisce meccanismi per assicurare la consegna puntuale e qualitativa dei dati, nè si incarica di controllare che la rete sottostante sia affidabile e che consegni i pacchetti nella giusta sequenza : questi compiti devono essere svolti da servizi/protocolli a livello inferiore.

Non voglio tediarvi con la spiegazione simil-RFC del protocollo (come ho fatto per SIP, ma era più interessante); mi limito ad illustrarvi gli scenari di utilizzo di RTP.

RTP si può usare in questi due scenari principali (ma ne esistono altri) :

  1. Conferenze Audio in modalità Multicast : in questo caso i dati audio sono trasmessi in sessione unica utilizzando opportuni indirizzi IP di tipo multicast e 2 porte, una utilizzata da RTP per indirizzare il traffico audio vero e proprio (circa il 90% o più del traffico), l’altra utilizzata da RTCP per indirizzare i pacchetti di controllo (circa il 10% o meno del traffico).
  2. Conferenze miste Audio/Video in modalità Multicast : in questo caso i dati audio e video sono trasmessi in sessioni separate (per permettere agli utenti di disattivare l’audio o il video, a loro scelta).  Ogni sessione utilizzerà il proprio indirizzo IP di multicast e la propria coppia di porte (la prima coppia gestirà “audio+rtcp”, la seconda coppia gestirà “video+rtcp”)

Le porte possono essere scelte a livello applicativo, anche se ne sono state standardizzate due :

  • 5004 RTP
  • 5005 RTCP

Tipicamente, le applicazioni utilizzano RTP e RTCP nel range di porte tra 1025 e 65535.  L’unica regola che di solito è sempre rispettata, è far utilizzare una porta pari a RTP e la porta dispari immediatamente successiva al RTCP che lavora nella stessa sessione.

RTP/RTCP sono i protocolli di Media utilizzati da Lync Server 2010.

I “Media Codecs”

I Codec rappresentano un modo di codificare i dati audio e video in bits (quindi in formato digitale), allo scopo di trasmetterli poi su una rete.  I codec possono essere dei dispositivi hardware, oppure dei programmi.  Tipicamente, nei sistemi operativi Microsoft, i codec non sono altro che opportune librerie (DLL) “agganciate” ai software che gestiscono le comunicazioni audio e video su reti IP.

Per due utenti che vogliono effettuare un comunicazione audio/video, il codec usato da entrambi deve essere uguale, per permettere una corretta codifica e decodifica del traffico.

I codec eseguono il loro lavoro utilizzando opportuni algoritmi di codifica e di compressione.  La compressione è indispensabile per ridurre lo spazio di occupazione del traffico audio/video, e quindi riuscire a trasmetterlo in una rete con il minor spreco di banda possibile.

Esistono molti tipi di codec, che differiscono tra loro per :

  • algoritmo di codifica/compressione
  • tipo di segnale che devono campionare
  • Bit Rate : il Bit Rate è il numero di bits processati per ogni unità di tempo, ed è solitamente indicato in bps (bit per secondo), Mbps (Megabit per secondo) o Gbps (Gigabit per secondo)
  • Frequenza di campionamento (sampling rate) : indica quante volte in un secondo il segnale analogico viene campionato (misurato) e trasformato in digitale; è tipicamente indicata in Hz, KHz, MHz
  • larghezza di banda utilizzata per la trasmissione dei pacchetti contenenti i dati audio (audio payload)

Si possono suddividere i Media Codecs in due categorie : Audio Codecs e Video Codecs.

Codecs Audio

Codificano e comprimono i dati audio in digitale.

Ecco l’elenco dei Codec Audio supportati da Lync Server 2010 :

  • RTAudio (Wideband e Narrowband) : codec di produzione Microsoft, campiona a 16 KHz (Wideband) o a 8 KHz (Narrowband), il Bit Rate del payload audio varia da 8 Kbps circa a 30 Kbps circa
  • G.722 : codec standardizzato ITU-T, campiona a 16 KHz, il Bit Rate del payload audio è 48/56/64 Kbps
  • G.711 : codec standardizzato ITU-T, campiona a 8 KHz e 16 KHz (G.711.1), il Bit Rate del payload audio è 64 Kbps
  • Siren : codec di produzione Polycom, campiona a 16 KHz, il Bit Rate del payload audio è 16 Kbps circa

Lync 2010 cerca di usare primariamente il codec RTAudio : è un codec che si auto-adatta alle condizioni della rete (per esempio può cambiare il suo bit-rate, il suo consumo di banda e altro ancora per cercare di garantire la migliore trasmissione audio possibile).

Per comunicazioni peer-to-peer tra endpoint Lync Server 2010, è sicuramente usato RTAudio.

Quando si effettuano comunicazioni verso PSTN, si controlla la banda di rete disponibile : con buona banda si utilizza G.711, con banda ristretta ci si affida sempre a RTAudio.

Per il traffico delle chiamate in conferenza, il codec di default utilizzato è invece G.722, mentre viene utilizzato il codec Siren se la banda è troppo scarsa o se si connettono a Lync Server 2010 dei client OCS 2007 o OCS 2007 R2.   In Lync Server 2010 il codec Siren è disabilitato per default : per poterlo utilizzare, bisogna attivarlo da linea di comando.

In generale, si può dire che RTAudio ha maggiori funzionalità avanzate e migliori performance generali degli altri, ma bisogna ricordare che G.711 (soprattutto) è ampiamente compatibile con la maggior parte degli endopint VoIP, in quanto è lo standard più conosciuto ed utilizzato : in chiamate verso PSTN diventa allora probabilmente quello più sfruttato.

Codecs Video

Codificano e comprimono i dati video in digitale.

Lync Server 2010 utilizza un unico codec video : RTVideo

RTVideo  è un codec di produzione Microsoft, derivato dallo standard VC-1.  Può essere configurato in diversi modi (profili), e a seconda della sua modalità di funzionamento può ottenere :

  • Bit Rate compreso tra 96 Kbps e 135 Mbps
  • Risoluzione video compresa tra (176 X 144) e (2048 X 1536)

Nella Parte 4 dell’articolo tratterò dei Dial Plan (o Dialing Plan) e della tecnica “Media Bypass” di Lync Server 2010.

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