基本介紹
- 中文名：H.323
- 外文名：H.323
- 相關名詞：SIP協定
- 提出時間：1997年3月
- 類別：IT業
誕生及發展,體系結構,通信原理,323標準,
誕生及發展
第一階段：1996年10月，H.323由ITU-T第十六研究小組頒布並成為一種多媒體通信的標準。在第一版本的H.323建議書中，主要描述了包交換網中的基本多媒體業務，即語音和數據業務。由於處於初期實驗階段，當時只為傳統的電話交換網和區域網路的多媒體業務制定了內容，對於服務質量（QoS）應達到的水平沒有嚴格的定義
第二階段：隨著近年來IP網路的發展及VoIP的套用，支持新業務尤其是多媒體通信的需求加速了對H.323的修改。1998年1月，H.323的第二個版本出現了，它的改進之處在於，從功能定義上極大地支持計算機網上的電話業務，使我們利用包交換網實現高質量語音傳遞成為可能（VoIP）
第三階段：ITU-T繼續進行H.323的研究與發展，在H.323的第三個、第四個版本中加入了很多基於包交換網的其他類業務，例如傳真業務、快速連線等。
體系結構
H.323系統的組成部件稱為H.323實體(entity)，包括： 終端、 網關（GW）、 網守(GK)、多點控制器（MC）、多點處理器（MP）、多點控制單元（MCU）。其中，終端、網關和MCU統稱為端點，端點可以發起呼叫，也可以接受呼叫，媒體信息流就在端點生成或終結。網守、MC和MP則不可呼叫，但網守參與呼叫的控制，具有運輸層地址，是可定址的H.323實體。MC和MP執行多點呼叫信息流的處理和控制，是系統的功能實體，物理上總是位於某個端點之中，因此沒有獨立的運輸層地址，是既不可呼叫又不可定址的H.323實體。網守又稱為網閘或關守，為H.323端點提供地址翻譯和PBN接入控制服務，還可以提供頻寬管理和網關定位等服務。網守是網路管理點，一個網守管理的所有終端、網關和MCU的集合稱為一個管理區（Zone），一個管理區至少包含一個終端，可以有也可以沒有MCU和網關，有且僅有一個網守。網守完成的主要功能包括：地址翻譯、呼叫接納控制、頻寬控制、區域管理、呼叫控制信令、呼叫許可權、頻寬管理、呼叫管理、網路管理、其它功能如終端頻寬預留、目錄服務、管理信息庫等。
網關是提供H.323終端和廣域網上其它ITU終端之間實時二方通信的端點設備 。
H.323規定的視頻會議系統結構如下圖所示，其中虛線框的內容為H.323協定內的內容。
H.323體系架構- H.323終端：終端提供了在點對點或者多點會議中音視頻、數據和信令的通信能力。
- H.323 MCU：MCU可以分解為MC（Multipoint Controller，多點控制器）和MP（Multipoint Processor，多點處理器），其中MC處理多點的信令，MP負責多點通信的媒體處理。
- H.323網關：是H.323系統中的一個可選組件。網關最重要的作用就是協定轉換。通過網關，兩個不同協定體系結構的網路就可以得以通信。例如，有了網關，一個H.323終端能夠與PSTN終端語音通信。
H.323網守：主要負責認證控制、地址解析、頻寬管理和路由控制等。當H.323網路中不存在網守時，兩個端點是不需要經過認證就能直接通信的。但是這樣不利於運營商開展計費服務、擴展新功能等。
通信原理
在H.323多媒體通信系統中，控制信令和數據流的傳送利用了面向連線的傳輸機制。在IP協定棧中，IP與TCP協作，共同完成面向連線的傳輸。可靠的傳輸保證了數據數據包傳輸時的流量控制、連續性以及正確性，但也可能引起傳輸時延以及占用網路寬頻。H.323將可靠的TCP用於H.245控制信道、T.120數據信道，呼叫信令信道。而視頻和音頻信息採用不可靠的、面向非連線的傳輸方式，即利用用戶數據協定UDP（User Datagram Protocol）。UDP無法提供很好的QoS，只提供最少的控制信息，因此傳輸時延較TCP小。 在有多個視頻流和音頻流的多媒體通信系統中，基於UDP和不可靠傳輸利用IP多點廣播和由IETF實時傳輸協定RTP處理視頻和音頻信息。IP多播是以UDP方式進行不可靠多點廣播傳輸的協定。RTP工作於IP多播的頂層，用於處理IP網上的視頻和音頻流，每個UDP包均加上一個包含時間戳和序號的報頭。若接收端配以適當的緩衝，那么它就可以種用時間戳和序號信息復原，再生數據包、記錄失序包、同步語音、圖像和數據以及改善邊接重放效果。實時控制協定RTCP用於RTP的控制。RTCP監視服務質量以及網上傳送的信息，並定期將包含服務質量信息的控制信息包發分給所有通信節點。
在大型分組網路如網際網路中，為一個多媒體呼叫保留點足夠的寬頻是很重要的，也是很困難的。另一個IETF協定--資源預流協定RSVP允許接收端為某一特殊的數據流申請一定數量的寬頻，並得到一個答覆，確認申請是否被許可。雖然RSVP不是H.323標準的正式組成部份，但大多數H.323產品都必須支持他，因為寬頻的預流對IP網路上多媒體通信的成功至關重要，RSVP需要得到終端、網關、裝有多點處理器的MCU以及中間路由器或交換機的支持。
H.225.0適用於不同類型的網路，其中包括乙太網、令牌環網等。H.225.0被定義在諸如TCP/IP，SPX/IPX傳輸層。H.225.0通信的範圍是在H.323網關之間，並且是在同一個網上，使用同一種傳輸協定。如果在整個網際網路上使用H.323協定，通信性能將會下降。H.323試圖把H.320擴展到無質量保證的區域網路中，通過使用強大的認可控制會議控制，使一個專門會議的參加者從幾人到幾千人。
H.225.0建立了一個呼叫模型，在這個模型中，呼叫建立和性能協商沒有使用RTP傳輸地址，呼叫建立之後才建立若干個RTP/RTCP連線。呼叫建立之前，終端可以向某個關守（Gatekeeper）註冊。如果終端要向某個關守註冊，它必須知道這個關守的年限（Vintage）。正因為如此，發現（discovery）和註冊(registion)結構都包含了一個H.245類型的對象標誌，它提供了H.323套用版本的年限。這些結構還包含了可選擇的非標準訊息，它允許終端建立非標準關係。在這些結構的末尾，還包括了版本號的非標準狀態。其中：版本號是必須的，非標準信息是可選的。非標準信息用來在兩個終端之間相通知其年限及非標準狀態。雖然所有的Q.931訊息在用戶到用戶信息中具有可選的非標準信息，但在所有的RAS通道信息中還是具有可選的非標準信息。另外，在任何時候都能傳送一個非標準RAS訊息。進行註冊、認可和狀態通信的不可靠通道稱為RAS通道。開始一個呼叫一般必須首先傳送一個認可請求訊息，接著傳送一個初始建立訊息，這個過程以收到連線訊息為結束。
當可靠的H.245控制通道建立之後，音頻、視頻以及數據的傳輸通道都可以相應建立。多媒體會議的有關設定也可以在這裡設定。當使用可靠的H.245控制通道傳送訊息後，H.225終端可以通過不可靠通道傳送音頻、視頻數據。錯誤隱藏和其它一些信息是用來處理髮生丟包的情況。一般情況下，音頻、視頻數據包不會重發，因為重發將引起網路網路上的延時。假設底層已經處理了對位出錯的檢測，而且錯誤的包不會傳給H.225。音頻、視頻數據和呼叫信號不會在同一個通道里傳輸，並且不使用同樣的訊息結構。H.225.0有能力使用不同的傳輸地址，在不同的RTP實例當中傳送和接收音頻、視頻數據，以確保不同媒體幀的序列號和每種媒體的服務質量。ITU正在研究如何把音頻、視頻數據包混合在同一個傳輸地址中同一幀中，雖然音頻、視頻數據能夠憑錯傳輸層服務訪問點標識來共享同一個網路地址，但是製造商還是選擇使用不同的網路地址來分別傳輸音頻、視頻數據。在網關、多點控制單元和關守中可以使用動態傳輸層服務訪問點標識來代替固定傳輸層服務訪問點標識。
一個可靠的傳輸地址用於終端與終端之間的呼叫建立，也可以用於關守之間，可靠的呼叫信號連線必須按照下例規則進行。在終端與終端的呼叫信號傳輸中，每個終端都可以打開或關閉可靠呼叫信號通道。對於關守的呼叫信號傳輸，終端必須保證在整個過程中打開可靠連線埠。雖然關守能夠選擇是否關閉信號通道，但是對於網關正在使用的呼叫通道，關守必須保證它打開。諸如顯示信息等Q.931信息可以在端到端之間傳輸。如果由於傳輸層的某個原因使得可靠的連線被斷開，這個連線必須重建，此次呼叫不認為是失敗。除非H.245通道被關閉。呼叫狀態和呼叫參考值不受關閉可靠連線的影響。同一時間可以打開多個H.245通道，因此同一個終端可以同時參加多個會議。在一個會議中，一個終端甚至可以同時打開多種類型的通道，例如，同時打開兩個音頻通道來得到立體聲效果。但是在一個點對點的呼叫中只能打開一個H.245控制通道。
H.245協定定義了主從判別功能，當在一個呼叫中的兩個終端同時初始化一個相同的事件時，就產生了衝突。例如，資源只能被一個事件使用。為了解決這個問題，終端必須判斷誰是主終端，誰是從終端，主從叛別過程用來判斷哪個終端是主終端，哪個是從終端。終端的狀態一旦決定，在整個呼叫過程期間都不會改變。性能交換過程用來保證傳輸的媒體信號是能夠被接收端接收的，也就是接收端必須能夠解碼接收數據。這要求每一個終端的接收和解碼能力必須被對方終端知道。終端不需具備所有的能力，對於不能理解的要求可以不予理睬。終端通過傳送它的性能集使對方知道自己的接收和解碼能力。接收性能描述了終端接收和處理信息流的能力。傳送必須確保所傳送的性能集的內容是自己能夠做到的。傳送性能給接收方提供了操作方式的選擇集，接收方可以從中選擇某種方式。如果預設了傳送性能集，這說明了傳送方沒有給接收方選擇，但這並不說明傳送方不會向接收方傳送數據。這些性能集使得終端可以同時提供多種媒體流的處理。例如，一個終端可以同時接收兩路不同的H.262視頻信號和兩路不同的H.722音頻信號。性能訊息描述的不僅僅是終端具有的固有能力，還描述了它可以同時具有哪些模型。它也可能表示了傳送性能和接收性能之間的一種折中。終端可以使用非標準參數結構來傳送非標準性能和控制訊息。非標準訊息是製造商或其它組織定義的，用來表明其終端所具有的特殊能力。
邏輯通道信號過程確保在邏輯通道打開時，終端就具有接收和解碼數據的能力。打開邏輯通道訊息包含了關於傳送數據的描述。邏輯通道必須在終端有能力同時接收所有打開通道的數據時才通被打開。一個邏輯通道由傳送方打開。接收方可以向傳送方請求關閉邏輯通道，傳送方可以接受請求，也可以拒絕請求。當性能交換結束時，雙方終端通過交換的性能描述符都知道了對方的性能。終端不需要知道描述符中所有性通，只要知道它使用的性能即可。終端知道自己與對方終端的環型延時是很有用的。環型延時判別就是用來測試環型延時的，它還可以用來測試遠方終端是否存在。命令和說明可以用來傳送一些特殊的數據。命令和說明不會得到遠程終端的回響訊息。命令用於強迫遠程終端執行一個動作，說明用於提供信息。
H.323協定規定，音頻和視頻分組必須被封裝在實時協定RTP中，並通過傳送端和接收端的一個UDP的Socket對來進行承載。而實時控制協定RTCP用來評估會話和連線質量，以及在通信方之間提供反饋信息。相應的數據及其支持性的分組可以通過TCP或UDP進行操作。H.323協定還規定，所有的H.323終端都必須帶一個語音編碼器，最低要求是必須支持G.711建議。
323標準
H323標準提供了基於IP網路（包括Internet）的傳送聲音、視頻和數據的基本標準，它是一個框架協定。
下圖可以清晰地描述出H.323協定及其與PBN協定的關係：
H.323協定及其與PBN協定的關係H.323標準主要包括的協定參見下表。
H.323系列標準的主要內容
標準名稱 | 主要內容 |
H.323 | 基於包交換網路的多媒體通信系統，此協定總體上介紹了基於包交換網路的視頻會議系統和終端的要求，解釋了呼叫建立的基本過程。 |
H.225 | 呼叫信令協定以及包交換網路中的媒體打包，此協定規定了如何進行媒體打包。 |
RAS | 呼叫接納狀態（Registration, Admission and Status）協定，是H.225.0組成部分。為網路管理點（GK）提供確定端點地址和狀態、施行呼叫接納控制等功能。 |
H.245 | 媒體通信控制協定，此協定規定了具體的通信控制信令，描述了各類通信訊息（包括多點控制方面的信令）。 |
H.235 | H系列多媒體終端的通信安全和加密機制，此協定提供安全和通信加/解密的標準規定。 |
H.283 | 邏輯通道傳輸的遠端控制協定，此協定描述了如何通過邏輯通道進行遠端設備的控制。 |
H.248 | 網關控制協定，此協定描述了網關設備。 |
G.7xx | 音頻編碼規範，包括G.711 G.729A和G.723.1等常用的音頻格式，還包括G.722、G.728、AAC等其他編碼格式。 |
H.26x | 視頻編碼規範，包括H.261、H.263、H.264等 視頻編碼格式。 |
