基于因特網(wǎng)的H.323會(huì)議電視系統(tǒng)構(gòu)成問(wèn)題

岳峰 2002/06/26

摘要：本文首先對(duì)H.323和H.320協(xié)議進(jìn)行了比較，之后介紹了基于網(wǎng)絡(luò)的H.323會(huì)議電視系統(tǒng)的構(gòu)成及主要組成部分和H.323會(huì)議電視系統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺(tái)的構(gòu)成，討論了H.323會(huì)議電視系統(tǒng)需要解決的四個(gè)問(wèn)題。

　　由于互聯(lián)網(wǎng)的日益發(fā)展，IP網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入了千家萬(wàn)戶(hù)。上網(wǎng)已不再是一件可望而不可及的事了。但是隨著上網(wǎng)用戶(hù)的日益增加，尤其人們不斷增長(zhǎng)的物質(zhì)文化的需要，網(wǎng)民已不再滿(mǎn)足單純的上網(wǎng)瀏覽信息，而需要雙向的交互式的服務(wù)。隨著北京電信IP公眾網(wǎng)的建成和163三期擴(kuò)容的完成，以及基于A(yíng)DSL和FTTx+LAN技術(shù)的寬帶接入工程實(shí)施，北京電信IP網(wǎng)絡(luò)無(wú)論從帶寬，覆蓋范圍，以及提供的用戶(hù)接入能力上都有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。如何在IP網(wǎng)絡(luò)上提供好的應(yīng)用服務(wù)已成為我們關(guān)注的焦點(diǎn)。因此多媒體視頻業(yè)務(wù)應(yīng)運(yùn)而生，如會(huì)議電視，遠(yuǎn)程教育，遠(yuǎn)程醫(yī)療，流媒體等等。

　　以前傳統(tǒng)的會(huì)議電視系統(tǒng)是基于專(zhuān)線(xiàn)的H.320協(xié)議，需要固定路由及QoS保證的會(huì)議電視系統(tǒng)。主要采用ISDN或E1接入。雖然圖像，聲音的質(zhì)量比較理想，但用戶(hù)端設(shè)備及MCU（多點(diǎn)控制單元）的價(jià)格比較昂貴，小型企業(yè)和個(gè)人用戶(hù)不可能接受。由于H.320協(xié)議與H.323協(xié)議在視頻，音頻上的壓縮協(xié)議基本相同，所以，在相同帶寬情況下，H.323會(huì)議電視與H.320會(huì)議電視質(zhì)量基本相同。對(duì)于以ISDN接入的桌面型H.320會(huì)議電視來(lái)說(shuō)，用戶(hù)終端需要和固定的ISDN專(zhuān)線(xiàn)綁扎，不能移動(dòng)，另外，如果召開(kāi)一個(gè)跨省市的會(huì)議時(shí)，用戶(hù)還需繳納長(zhǎng)途費(fèi)，這不僅給用戶(hù)帶來(lái)了不便，還增加了用戶(hù)負(fù)擔(dān)。而H.323會(huì)議電視系統(tǒng)則不存在上述問(wèn)題，因?yàn)椋瑢?duì)于因特網(wǎng)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，不存在長(zhǎng)途費(fèi)用的問(wèn)題，并且，只要H.323會(huì)議電視用戶(hù)的微機(jī)上安裝了客戶(hù)端軟件、壓縮卡及攝像頭，并登陸因特網(wǎng)，成功向Gatekeeper(關(guān)守)注冊(cè)后，就可以通過(guò)MCU（多點(diǎn)控制單元）隨時(shí)隨地召開(kāi)會(huì)議，非常靈活、方便。一方面為用戶(hù)節(jié)省了大量投資成本與維護(hù)成本，大大提高了企業(yè)的信息溝通效率；另一方面也為運(yùn)營(yíng)商吸引用戶(hù)，拓展了新的增值業(yè)務(wù)。

　　1 H.323與H.320之間的比較

　　H.323與H.320之間的比較如表1所示。

　　2 H.323會(huì)議電視系統(tǒng)的構(gòu)成

　　H.323為基于網(wǎng)絡(luò)的會(huì)議系統(tǒng)主要定義了4個(gè)主要的組成部分：終端、網(wǎng)關(guān)（Gateway）、關(guān)守(Gatekeeper)以及多點(diǎn)控制器（MCU）。

　　2.1 終端

　　終端是提供單向或雙向?qū)崟r(shí)通信的客戶(hù)端。所有終端必須支持聲音通信，視頻和數(shù)據(jù)是可選的。H.323規(guī)定了不同的音頻、視頻和/或數(shù)據(jù)終端共同工作所需的操作模式。它將成為下一代Internet電話(huà)、電話(huà)會(huì)議和電視會(huì)議技術(shù)領(lǐng)域占統(tǒng)治地位的標(biāo)準(zhǔn)。

　　所有的H.323終端必須支持H.245，該標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)協(xié)商通道的使用及容量，三個(gè)另外的組成部分是：Q.931的縮略版，用于呼叫信令和呼叫建立；注冊(cè)/許可/狀態(tài)（Register/Admission/State）,用于GATEKEEPER進(jìn)行通信；RTP/RTCP，用于音頻和視頻包傳送。

　　2.2 網(wǎng)關(guān)（Gateway）

　　網(wǎng)關(guān)在H.323會(huì)議中是可選的。網(wǎng)關(guān)提供許多服務(wù)，包括在H.323會(huì)議終端與其它會(huì)議終端之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這一功能包括傳輸格式之間的轉(zhuǎn)換（如H.225與H.221）。通信規(guī)程之間的轉(zhuǎn)換，以及在LAN端和WAN端進(jìn)行呼叫建立和解除。

　　網(wǎng)關(guān)的主要應(yīng)用是：

　　在模擬和數(shù)字語(yǔ)音終端之間建立鏈接；

　　建立與非H.323終端之間的鏈接。

　　當(dāng)無(wú)需與其它標(biāo)準(zhǔn)的終端相連時(shí)，網(wǎng)關(guān)是不需要的，因?yàn)镠.323終端能夠通過(guò)LAN、Intranet、Extranet甚至Internet與其它H.323終端直接通信。

　　終端與網(wǎng)關(guān)之間使用H.245和Q931協(xié)議進(jìn)行通信。

　　2.3 關(guān)守（Gatekeeper）

　　Gatekeeper執(zhí)行許多重要的功能，幫助維護(hù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的完整性。第一個(gè)功能是將終端和網(wǎng)關(guān)的別名轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)地址。第二個(gè)功能是進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)控制，以防止未授權(quán)的視頻會(huì)議會(huì)話(huà)。第三個(gè)功能是進(jìn)行帶寬管理。例如，如果網(wǎng)絡(luò)管理員為L(zhǎng)AN上并發(fā)的會(huì)議數(shù)量設(shè)定了一個(gè)上限，當(dāng)一旦到達(dá)此上限，Gatekeeper將拒絕任何更多的連接，這樣做的目的是將會(huì)議電視占用的帶寬限制在總帶寬的某個(gè)比例內(nèi)，保證剩余的容量留給E-mail，文件傳輸及其它網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。第四個(gè)功能是將若干終端、網(wǎng)關(guān)和MCU作為一個(gè)稱(chēng)之為H.323域的邏輯組來(lái)進(jìn)行管理。

　　3 H.323會(huì)議電視系統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺(tái)的構(gòu)成

　　基于H.323的會(huì)議電視系統(tǒng)業(yè)務(wù)如果運(yùn)營(yíng)必須要有一套完整的業(yè)務(wù)流程，包括業(yè)務(wù)受理，用戶(hù)開(kāi)戶(hù)，到會(huì)議召開(kāi)、使用、結(jié)束、計(jì)費(fèi)等。為完成業(yè)務(wù)流程，需要相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)，從營(yíng)業(yè)前臺(tái)，到網(wǎng)管，資源調(diào)度，認(rèn)證計(jì)費(fèi)，用戶(hù)自服務(wù)等等。這樣才能夠真正將業(yè)務(wù)開(kāi)展起來(lái)，為北京電信創(chuàng)造新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。

　　 H.323協(xié)議的視訊平臺(tái)包括兩個(gè)層面：視訊交換網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營(yíng)支撐網(wǎng)絡(luò)。視訊交換網(wǎng)絡(luò)包括MCU、Gatekeeper、Gateway、終端等。運(yùn)營(yíng)支撐網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、會(huì)議控制系統(tǒng)、用戶(hù)管理系統(tǒng)、客戶(hù)服務(wù)系統(tǒng)等。

　　基于IP網(wǎng)的H.323會(huì)議電視運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　在整個(gè)運(yùn)營(yíng)支撐層的系統(tǒng)中，主要包括四大系統(tǒng)，即會(huì)議控制系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。除此之外，還有其它幾個(gè)輔助系統(tǒng)，包括營(yíng)業(yè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)為客戶(hù)開(kāi)戶(hù)和銷(xiāo)戶(hù)，終端注冊(cè)等處理；客戶(hù)服務(wù)系統(tǒng)提供咨詢(xún)服務(wù)、投訴受理、自動(dòng)查詢(xún)和幫助客戶(hù)進(jìn)行會(huì)議預(yù)約，在資源不足的情況下進(jìn)行會(huì)議調(diào)度等；會(huì)議受理系統(tǒng)是面向客戶(hù)提供會(huì)議電視業(yè)務(wù)預(yù)約、會(huì)議狀態(tài)查詢(xún)、會(huì)議控制服務(wù)，由用戶(hù)自助完成預(yù)約會(huì)議和控制會(huì)議的操作；賬務(wù)系統(tǒng)負(fù)責(zé)賬務(wù)方面的管理，包括賬務(wù)管理，收費(fèi)銷(xiāo)賬，催繳欠費(fèi)、銀行繳費(fèi)等；業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)主要是記賬卡的卡務(wù)處理、經(jīng)營(yíng)管理、查詢(xún)報(bào)表等。

　　4 H.323會(huì)議電視系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題

　　用戶(hù)可通過(guò)LAN、ADSL、ISDN等多種接入手段召開(kāi)會(huì)議是H.323系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)所在，但接入方式的不同造成了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜，如視頻終端的IP地址是固定還是動(dòng)態(tài)分配的，用戶(hù)是否通過(guò)防火墻或進(jìn)行了NAT地址轉(zhuǎn)換等等。所以基于IP的會(huì)議電視系統(tǒng)需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題。

　　4.1 如何穿透防火墻和NAT的問(wèn)題

　　在基于IP的網(wǎng)絡(luò)里，網(wǎng)絡(luò)安全一直是影響用戶(hù)很好地使用網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)問(wèn)題。通常的解決方法是在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和Internet公網(wǎng)之間加上一道防火墻和使用地址轉(zhuǎn)換，以保證非授權(quán)用戶(hù)無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)以及節(jié)約IP地址。目前絕大多數(shù)企業(yè)都已經(jīng)采取了這種措施，這給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商為用戶(hù)提供IP會(huì)議電視業(yè)務(wù)提出了巨大挑戰(zhàn)。因?yàn)樗骄W(wǎng)用戶(hù)可以通過(guò)IP地址呼叫公網(wǎng)用戶(hù)，而公網(wǎng)用戶(hù)無(wú)法呼叫防火墻和NAT后面的私網(wǎng)用戶(hù)。

　　 現(xiàn)在比較有希望的解決方案是采用應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)（Application Layer Gateway），如圖3所示。

　　應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)可以是單獨(dú)的連接于外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)之間的設(shè)備，也可以是內(nèi)置于防火墻內(nèi)的插件。當(dāng)防火墻發(fā)現(xiàn)外網(wǎng)呼叫信號(hào)為H.323會(huì)議電視呼叫信息時(shí)，將其轉(zhuǎn)發(fā)到ALG(應(yīng)用層網(wǎng)關(guān))，通過(guò)ALG建立起內(nèi)網(wǎng)偽地址終端與外網(wǎng)終端的通信連接。它主要完成以下幾個(gè)功能：H.323協(xié)議棧的部分功能、H.323代理服務(wù)器、Gatekeeper、IP地址翻譯等。但采用的是一對(duì)一的動(dòng)態(tài)地址映射，利用率低。

　　4.2 用戶(hù)使用動(dòng)態(tài)IP地址的問(wèn)題

　　北京電信今年大力發(fā)展寬帶用戶(hù)接入，不論是局域網(wǎng)用戶(hù)還是ADSL用戶(hù)都采用PPPoE撥號(hào)方式作為接入的首選形式。對(duì)于撥號(hào)方式用戶(hù)得到的IP地址是動(dòng)態(tài)變化的，每次撥入后的地址都不一樣。在這種情況下，此終端可以作為主叫與MCU或其它H.323終端進(jìn)行通信，但無(wú)法作為被叫接受呼叫。

　　現(xiàn)在比較現(xiàn)實(shí)的方案是采用將動(dòng)態(tài)IP地址與E.164別名綁扎向GK進(jìn)行注冊(cè)的方法，通過(guò)GK解析予以實(shí)現(xiàn)。

　　4.3 網(wǎng)絡(luò)的QoS保證問(wèn)題

　　在IP網(wǎng)絡(luò)上保證服務(wù)質(zhì)量一直是研究的熱點(diǎn)，目前出現(xiàn)了很多的解決技術(shù)，如資源預(yù)留（RSVP）、區(qū)分服務(wù)（DiffServ）、MPLS等等。網(wǎng)絡(luò)的QoS問(wèn)題需要端到端的解決方案。如果只是單純的在某一范圍內(nèi)實(shí)施QoS技術(shù)意義并不大。從目前的技術(shù)發(fā)展來(lái)看，全網(wǎng)范圍內(nèi)實(shí)施QoS技術(shù)還需要一定的時(shí)間。

　　4.4 用戶(hù)終端認(rèn)證的問(wèn)題

　　在公網(wǎng)上運(yùn)營(yíng)會(huì)議電視業(yè)務(wù)必須保證非授權(quán)的用戶(hù)不能非法使用網(wǎng)絡(luò)資源。目前各廠(chǎng)家對(duì)終端的認(rèn)證方式主要是在終端向Gatekeeper注冊(cè)時(shí)通過(guò)對(duì)用戶(hù)終端號(hào)碼、別名和IP地址中的某幾項(xiàng)進(jìn)行綁定來(lái)完成的。用戶(hù)的終端號(hào)碼和別名是可以在終端處隨意設(shè)置的。通過(guò)IP地址可以確定某臺(tái)終端，但用戶(hù)的IP地址如果是動(dòng)態(tài)獲得的，就無(wú)法將其作為終端認(rèn)證的依據(jù)。用戶(hù)的終端號(hào)碼和別名是公開(kāi)的，人們可以輕松地得到它。在這種情況下對(duì)終端的認(rèn)證形同虛設(shè)。

　　現(xiàn)在可以通過(guò)設(shè)置用戶(hù)認(rèn)證中心，向合法用戶(hù)發(fā)放密碼,在用戶(hù)向Gatekeeper注冊(cè)時(shí)需要輸入正確的密碼才能注冊(cè)成功，以保證用戶(hù)的安全性。但業(yè)務(wù)開(kāi)放初期，建議發(fā)展用戶(hù)為有固定IP地址的用戶(hù)，當(dāng)會(huì)議電視業(yè)務(wù)有一定規(guī)模時(shí)，再設(shè)置用戶(hù)認(rèn)證中心，發(fā)展動(dòng)態(tài)IP地址用戶(hù)。

　　綜上所述，雖然H.323視頻會(huì)議系統(tǒng)還有一些不太完善的地方，但是隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，技術(shù)的不斷更新，基于IP網(wǎng)的H.323會(huì)議電視系統(tǒng)必將替代專(zhuān)線(xiàn)方式的H.320會(huì)議電視系統(tǒng)成為寬帶視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展方向。

《電信建設(shè)》