李雷

摘要：視頻會議系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、多媒體及通訊技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，它通過通信網(wǎng)絡(luò)把多個地點的多媒體會議終端連接起來，在期間傳送各種圖像、聲音和數(shù)據(jù)信號，使出席會議者有親臨現(xiàn)場的感覺。H.323標準的出臺，使得未來的視頻會議業(yè)務(wù)有更廣闊的前景。H.323的特點是以MCU為中心建立集中式管理，支持多點會議的召開，用戶只需要關(guān)心多媒體壓縮編解碼，系統(tǒng)維護更為集中簡潔。

國際電信聯(lián)盟（ITU）專門從事定義音頻和視頻通信以及電話會議的標準。H.323則是ITU指定的一個標準協(xié)議簇，H.323協(xié)議，提供了基于IP網(wǎng)絡(luò)的音視頻、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)。由于H.323是行業(yè)的基本標準，所以所有廠商都遵守H.323協(xié)議進行開發(fā)，此標準也同樣是不同廠商系統(tǒng)互聯(lián)的基礎(chǔ)。目前市場上大多的視頻會議MCU和終端都是遵循H.323協(xié)議研制開發(fā)的。H.323協(xié)議可以與各個不同的網(wǎng)絡(luò)、終端進行互通。通過網(wǎng)關(guān)，它可以與ISDN上的H.310、H.321、H.320、H.324終端進行相互通訊。

H.323的優(yōu)點有很多，主要表現(xiàn)在

1. 網(wǎng)絡(luò)的獨立性。H.323是基于網(wǎng)絡(luò)運行設(shè)計的。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展以及帶寬、傳輸速率管理技術(shù)的不斷進步，基于H.323設(shè)計的解決方案能夠伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而帶來更多的好處。

2. 帶寬管理。視頻和音頻在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時，對帶寬要求很高，如果不實時地監(jiān)控就會對網(wǎng)絡(luò)造成阻塞。H.323可以通過帶寬管理來解決這一問題。它能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中并發(fā)的H.323連接數(shù)和H.323應(yīng)用可獲得的帶寬總數(shù)進行限制。這樣它不但可以保證關(guān)鍵的應(yīng)用不被終斷，還可以很好地為其他應(yīng)用保留出足夠的資源。它能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的延遲、抖動、丟包等狀況提示或者降低視頻傳輸速率。

3. 平臺及應(yīng)用的獨立性。H.323不會依賴于任何特定的硬件和操作系統(tǒng)，它兼容的平臺有很多種規(guī)格和類型。

4. 支持多點連接和多點廣播。H.323能支持3點或者更多點的視頻會議。可以通過組播將單一信息包發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)上的多個目標，而無需重發(fā)。這能夠更有效地利用帶寬。

5. 編解碼標準。H.323為音視頻數(shù)據(jù)流的壓縮和解壓建立了標準，保證來自于不同廠家的產(chǎn)品有共同支持的領(lǐng)域，它也為基于廠家特殊的軟硬件的特性提供了很大的靈活性。

H.323系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)在邏輯上包括以下3個實體

1. 終端。H.323終端是提供實時性、雙向通信的節(jié)點設(shè)備。所有的終端都支持語音通信、視頻音頻通信和數(shù)據(jù)通信。語音通信是必須要支持的。H.323規(guī)定了不同的音視頻和數(shù)據(jù)終端協(xié)同工作所需的操作。如下圖所示：

視頻編解碼采用了H.261、H.263、H.264以及H.264hp等標準，對采集到的視頻進行壓縮編碼和對遠端發(fā)送來的視頻進行解碼。

音頻編碼采用了G.711、G.722、G.723、G.728、G.729等標準對音頻進行編解碼處理。

用戶數(shù)據(jù)應(yīng)用使用T.120規(guī)定標準化的數(shù)據(jù)應(yīng)用，還可以和H.245協(xié)議協(xié)同使用。

系統(tǒng)控制用戶接口采用H.245、H.225協(xié)議實現(xiàn)終端的通信建立和控制。

2. 網(wǎng)守（Gatekeeper）。網(wǎng)守是一個可選設(shè)置。它執(zhí)行兩個重要的控制功能。第一是地址翻譯功能，將終端的別名翻譯為IP地址。第二是帶寬管理功能，它可以定義同時參加會議用戶數(shù)的限制，一旦用戶數(shù)到達此值，網(wǎng)守就可以拒絕任何超過該門限值的連接請求。它可以將整個會議占用的帶寬限制在整個帶寬的某一個可行范圍內(nèi)，剩余的帶寬可以保證用戶其他應(yīng)用的使用。網(wǎng)守還可以包含訪問控制、呼叫驗證等功能。

3. 多點控制單元（MCU）。多點控制單元用于支持三個以上視頻終端設(shè)備的會議。它處理終端間的H.245控制信息，從而決定它對視頻和音頻通常的處理能力。在必要的情況下，MCU還可以判斷哪些音視頻流需要多播處理，以控制會議系統(tǒng)使用的資源。

多點控制單元由一個多點控制器和幾個多點處理器組成。

多點控制器不直接處理任何媒體流，它與所有終端協(xié)商性能。完成多點傳送的資源控制。在多點會議中，它將進行每一個終端間的能力交換，從而確定會議中的公共能力。它還為會議選定通信模式，保證參會的所有節(jié)點都工作在共同的通信模式中。

多點處理器進行媒體流的處理，對音視頻或者數(shù)據(jù)信息進行混合、切換以及其他處理。媒體流在經(jīng)過多點處理器的處理后再送回到終端去。

H.323標準下的通訊

H.323標準下的通訊可以看成是音視頻、數(shù)據(jù)和控制包的混合體。音頻功能、Q.931呼叫的建立、RAS控制以及H.245信令是必須的。其他的視頻和數(shù)據(jù)會議都是可選的。當編碼器支持多種編碼算法時，編碼器使用的算法由解碼器根據(jù)H.245協(xié)議傳輸過來的信息決定。H.323終端也能不對稱地工作，也就是說支持不同的編碼和解碼算法。并能夠發(fā)送和接受多個視頻和音頻通道。

H.323控制。呼叫控制是H.323終端的核心。整個系統(tǒng)控制由三個不同規(guī)定信道提供。H.245控制信道、Q.931呼叫信道和RAS信道，控制功能包括呼叫加密信號、性能協(xié)商、命令和指示信號以及開通并描述邏輯信道內(nèi)容的信息。所有的音視頻和控制信息經(jīng)過控制層處理，輸出到網(wǎng)絡(luò)接口，對于輸入信息流，過程正好相反。H.245控制信道是傳送控制信息的可靠信道，這些控制信息支配H.323的工作，包括性能協(xié)商、開通和關(guān)閉邏輯通道、有限選擇請求、流控制信息以及其他命令。H.245將發(fā)送和接受能力分隔開來以及提供向別的H.323終端描述這些能力的方法。在任何兩個終端之前只有一個H.245控制信道。呼叫信道視同Q.931在兩個終端之間建立連接。RAS信令功能在終端與網(wǎng)守之間執(zhí)行注冊、許可、改變帶寬、狀態(tài)及脫離程序。沒有網(wǎng)守的情況下，RAS不需要使用。

H.323音頻。H.323支持的壓縮算法都是ITU的標準。H.323終端必須支持G.711聲音壓縮標準。對其他的ITU的音頻標準可選。不同的音頻數(shù)字化和壓縮標準反映了聲音的質(zhì)量和比特率以及信號延遲。G.711通常以56Kbit/s或者64Kbit/s的速率傳輸聲音。此外H.323還支持G.723、G.728、G.722等音頻編解碼算法。

H.323視頻。H.323必須支持H.261編碼算法。其余編碼算法可選。視頻信息以不超過性能協(xié)商時所選定的速率進行傳輸。H.261提供了許多不同的ITU標準之間的兼容性尺度。除此之外它還支持H.263、H.264、H.264hp等效率更高的協(xié)議。這些協(xié)議可以在保證視頻分辨率的前提下節(jié)省帶寬開銷?；谟布木幋a器的優(yōu)點在于能夠支持大圖像的高比特和幀速率，例如cif、4cif、720p、1080p等。

H.323通信原理

H.323終端之間的呼叫、斷開過程如下圖所示。兩臺基于H.323協(xié)議的終端進行呼叫的過程首先使用H.225的Q.931呼叫建立協(xié)議。終端1使用TCP1720端口發(fā)送一個SETUP請求給終端2，終端2回復(fù)CALL PROCEEDING信息。然后再發(fā)送ALERTING信息后，聽到鈴聲，終端1知道電話正在連接，最后CONNECT消息建立連接。當連接結(jié)束時，端點1發(fā)送一個DISCONNECT消息到終端2。終端2發(fā)送一個RELEASE讓終端1知道通道關(guān)閉， 終端1發(fā)送一個RELEASE COMPLETE完成通話。

若存在網(wǎng)守時，終端與網(wǎng)守之間的通信過程如下：

此時會使用到H.225的RAS協(xié)議。RAS消息通常發(fā)送使用TCP端口1719。首先終端發(fā)送一個RRQ注冊信息給網(wǎng)守詢問是否可以注冊。網(wǎng)守將發(fā)送回一個RCF注冊確認，或RRJ注冊拒絕。當你使用注冊到網(wǎng)守上的終端進行呼叫，終端將發(fā)送一個ARQ接入允許請求，這是詢問網(wǎng)守是否可以建立呼叫。它會努力找到終端撥號，回復(fù)ACF允許接入或者ARJ拒絕接入。當掛斷電話，終端發(fā)送DRQ脫離請求。網(wǎng)守會回復(fù)一個DCF斷開確認或DRJ拒絕斷開確認。如果網(wǎng)守發(fā)送DRQ斷開請求，那么所有的端點必須返回一個DCF允許結(jié)束通話。

H.323能力級交換

當呼叫建立后，H.245接管和處理我們的能力級交換。要么打開通信端口，要么呼叫中斷。H.245會協(xié)商兩個終端設(shè)備所能接受的呼叫帶寬、音視頻協(xié)議、主從關(guān)系等各自的能力，然后根據(jù)大家的能力進行合理的連接。一旦呼叫建立，H.245仍然需要繼續(xù)工作，它處理我們的控制和顯示功能。例如，一個終端請求圖片刷新，在那里整幅圖片就會被重發(fā)，在多點叫H.245還用于請求主席權(quán)利。

基于IP的H.323標準可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，使用戶從根本上擺脫開會必須去固定會議室的限制，實現(xiàn)真正意義上的視頻通信，并且互聯(lián)互通性好，支持所有廠家設(shè)備均能互聯(lián)互通，是目前主流的視頻會議協(xié)議，也是視頻會議的靈魂所在。