H.323是ITU-T第16工作組的建議,由一組協(xié)議構(gòu)成,其中有負(fù)責(zé)音頻與視頻信號的編碼、解碼和包裝,有負(fù)責(zé)呼叫信令收發(fā)和控制的信令,還有負(fù)責(zé)能力交換的信令。H.323的第4版本具備做電信級大網(wǎng)的特征,以它為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的IP電話網(wǎng)能很容易地與傳統(tǒng)PSTN電話網(wǎng)兼容,從這點上看,H.323更適合于構(gòu)建電話到電話的電信級大網(wǎng)。
H.323是ITU-T定義的一個協(xié)議族,它描述了在服務(wù)質(zhì)量無保證的分組交換網(wǎng)中的多媒體信息傳輸服務(wù)。H.323協(xié)議族包括用于呼叫鑒權(quán)的RAS協(xié)議,用于建立呼叫的H.225.0協(xié)議,用于媒體控制的H.245協(xié)議,用千大型會議的H.332協(xié)議以及用于補充業(yè)務(wù)的H.450.x協(xié)議等。H.323還制定了統(tǒng)一的視頻、音頻數(shù)據(jù)流的壓縮和解壓縮標(biāo)準(zhǔn)及多媒體流的連接控制標(biāo)準(zhǔn),確保來自不同廠商的設(shè)備有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可遵循以及設(shè)備之間的互操作性。H.323協(xié)議棧如圖所示。
H.323標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧
在H.323多媒體通信系統(tǒng)中,控制信令的傳送利用了面向連接的傳輸機(jī)制,將可靠的TCP連接用千H.245控制信道、T.120數(shù)據(jù)信道、H.225.0呼叫信令信道。視頻和音頻信息在采用RTP協(xié)議打包后,基千無連接的UDP來傳輸,傳輸時延較小。
H.323協(xié)議一共定義了4種部件:終端(Terminal)、網(wǎng)關(guān)(Gateway汃網(wǎng)守(Gate-keeper)和多點控制單元CMCU,MultipointControlUnit),如圖所示。
采用H.323協(xié)議的IP電話系統(tǒng)示意圖
終端是H.323系統(tǒng)中面向用戶的設(shè)備,它可以與其他終端設(shè)備、網(wǎng)關(guān)或多點控制單元進(jìn)行通信,支持語音、數(shù)據(jù)和視頻信息的交互。H.323終端的主要功能包括:音頻編解碼、視頻編解碼、多媒體信息封裝傳送、終端接入控制、呼叫控制、邏輯信道控制等。
網(wǎng)關(guān)是H.323系統(tǒng)與現(xiàn)有電路交換網(wǎng)的互通點。其核心功能是對不同系統(tǒng)的媒體信息和信令信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以實現(xiàn)這些系統(tǒng)與H.323系統(tǒng)的互通。因此,除支持音視頻編解碼外,網(wǎng)關(guān)還要支持呼叫控制、邏輯信道控制等信令功能。由于網(wǎng)關(guān)的任務(wù)繁重,當(dāng)容量要求較高時,可以采用H.323版本4提出的分離網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)媒體信息和信令的分開處理。
網(wǎng)守是H.323系統(tǒng)中的管理實體,它提供對終端和呼叫的管理功能。其主要功能包括:地址翻譯、呼叫接納控制、帶寬控制、區(qū)域管理、呼叫控制、呼叫鑒權(quán)、帶寬管理等。H.323系統(tǒng)中的呼叫路由就是由終端、網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)守合作完成的。
多點控制單元是H.323系統(tǒng)中實現(xiàn)會議通信的重要設(shè)備。它包含多點控制CMC)功能通過H.245協(xié)議過程來實現(xiàn)對參加會議的多個成員進(jìn)行控制。實現(xiàn)會議通信的另一個功能實體是多點處理CMP)功能,它接收參加會議成員的音視頻信息,經(jīng)過混合、交換等處理后回送給各成員。在集中式多點會議中,多點控制單元應(yīng)包含多點處理功能。終端、網(wǎng)關(guān)以及多點控制單元在H.323系統(tǒng)中被稱為端點(Endpoint),而網(wǎng)守的功能主要是對這些端點提供呼叫服務(wù)。利用它們,H.323可以支持音頻、視頻和數(shù)據(jù)的點到點或點到多點的通信。H.323系統(tǒng)的一個典型的呼叫建立過程如下。
1、用戶A撥通網(wǎng)關(guān)1,然后輸入被叫方用戶B的號碼;
2、網(wǎng)關(guān)1接收到被叫號碼后,通過發(fā)送一個RAS接入請求CARQ)消息給網(wǎng)守,該消息中包括了被叫方的號碼;
3、網(wǎng)守根據(jù)被叫方號碼,查找到目的網(wǎng)關(guān)為網(wǎng)關(guān)2'并根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)關(guān)的資源狀況(如帶寬等),決定是否允許網(wǎng)關(guān)l的接入請求,如果允許,則給網(wǎng)關(guān)1發(fā)送一個RAS允許接入(ACF)消息,該消息包括了目的網(wǎng)關(guān)的地址和端口,否則發(fā)送一個拒絕接入CARJ)消息給網(wǎng)關(guān)1;
4、網(wǎng)關(guān)l通過H.225.oCQ.931)信令,與網(wǎng)關(guān)2建立起呼叫連接;
5、網(wǎng)關(guān)l和網(wǎng)關(guān)2通過H.245信令交換一些媒體信息,如媒體流的類型和格式等,然后在它們之間打開邏輯信道,為了保證通話質(zhì)瞿,網(wǎng)關(guān)1可通過RSVP來預(yù)留資源;
6、網(wǎng)關(guān)2接通被叫方用戶B,A與B就可以通話了。
誕生及發(fā)展
第一階段:1996年10月,H.323由ITU-T第十六研究小組頒布并成為一種多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)。在第一版本的H.323建議書中,主要描述了包交換網(wǎng)中的基本多媒體業(yè)務(wù),即語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。由于處于初期實驗階段,當(dāng)時只為傳統(tǒng)的電話交換網(wǎng)和局域網(wǎng)的多媒體業(yè)務(wù)制定了內(nèi)容,對于服務(wù)質(zhì)量(QoS)應(yīng)達(dá)到的水平?jīng)]有嚴(yán)格的定義
第二階段:隨著近幾年IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及VoIP的應(yīng)用,支持新業(yè)務(wù)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(xiàn)了,它的改進(jìn)之處在于,從功能定義上極大地支持計算機(jī)網(wǎng)上的電話業(yè)務(wù),使我們利用包交換網(wǎng)實現(xiàn)高質(zhì)量語音傳遞成為可能(VoIP) 第三階段:ITU-T繼續(xù)進(jìn)行H.323的研究與發(fā)展,在H.323的第三個、第四個版本中加入了很多基于包交換網(wǎng)的其他類業(yè)務(wù),例如傳真業(yè)務(wù)、快速連接等。H323標(biāo)準(zhǔn)提供了基于IP網(wǎng)絡(luò)(包括Internet)的傳送聲音、視頻和數(shù)據(jù)的基本標(biāo)準(zhǔn),它是一個框架協(xié)議。下圖可以清晰地描述出H.323協(xié)議及其與PBN協(xié)議的關(guān)系:
H.323標(biāo)準(zhǔn)主要包括的協(xié)議參見下表。
標(biāo)準(zhǔn)名稱 主要內(nèi)容
H.323 ____ 基于包交換網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信系統(tǒng),此協(xié)議總體上介紹了基于包交換網(wǎng)絡(luò)的視頻會議系統(tǒng)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(xié)議以及包交換網(wǎng)絡(luò)中的媒體打包,此協(xié)議規(guī)定了如何進(jìn)行媒體打包。
RAS ____ 呼叫接納狀態(tài)(Registration, Admission and Status)協(xié)議,是H.225.0組成部分。為網(wǎng)絡(luò)管理點(GK)提供確定端點地址和狀態(tài)、施行呼叫接納控制等功能。
H.245 ____ 媒體通信控制協(xié)議,此協(xié)議規(guī)定了具體的通信控制信令,描述了各類通信消息(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(jī)制,此協(xié)議提供安全和通信加/解密的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
H.283 ____邏輯通道傳輸?shù)倪h(yuǎn)端控制協(xié)議,此協(xié)議描述了如何通過邏輯通道進(jìn)行遠(yuǎn)端設(shè)備的控制。
H.248 ____網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議,此協(xié)議描述了網(wǎng)關(guān)設(shè)備。
G.7xx ____ 音頻編碼規(guī)范,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(guī)范,包括H.261、H.263、H.264等 視頻編碼格式。
H.323通信原理
在H.323多媒體通信系統(tǒng)中,控制信令和數(shù)據(jù)流的傳送利用了面向連接的傳輸機(jī)制。在IP協(xié)議棧中,IP與TCP協(xié)作,共同完成面向連接的傳輸。可靠的傳輸保證了數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包傳輸時的流量控制、連續(xù)性以及正確性,但也可能引起傳輸時延以及占用網(wǎng)絡(luò)寬帶。H.323將可靠的TCP用于H.245控制信道、T.120數(shù)據(jù)信道,呼叫信令信道。而視頻和音頻信息采用不可靠的、面向非連接的傳輸方式,即利用用戶數(shù)據(jù)協(xié)議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(tǒng)中,基于UDP和不可靠傳輸利用IP多點廣播和由IETF實時傳輸協(xié)議RTP處理視頻和音頻信息。IP多播是以UDP方式進(jìn)行不可靠多點廣播傳輸?shù)膮f(xié)議。RTP工作于IP多播的頂層,用于處理IP網(wǎng)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(dāng)?shù)木彌_,那么它就可以種用時間戳和序號信息復(fù)原,再生數(shù)據(jù)包、記錄失序包、同步語音、圖像和數(shù)據(jù)以及改善邊接重放效果。實時控制協(xié)議RTCP用于RTP的控制。RTCP監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量以及網(wǎng)上傳送的信息,并定期將包含服務(wù)質(zhì)量信息的控制信息包發(fā)分給所有通信節(jié)點。
在大型分組網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)中,為一個多媒體呼叫保留點足夠的寬帶是很重要的,也是很困難的。另一個IETF協(xié)議--資源預(yù)流協(xié)議RSVP允許接收端為某一特殊的數(shù)據(jù)流申請一定數(shù)量的寬帶,并得到一個答復(fù),確認(rèn)申請是否被許可。雖然RSVP不是H.323標(biāo)準(zhǔn)的正式組成部份,但大多數(shù)H.323產(chǎn)品都必須支持他,因為寬帶的預(yù)流對IP網(wǎng)絡(luò)上多媒體通信的成功至關(guān)重要,RSVP需要得到終端、網(wǎng)關(guān)、裝有多點處理器的MCU以及中間路由器或交換機(jī)的支持。
H.225.0適用于不同類型的網(wǎng)絡(luò),其中包括以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等。H.225.0被定義在諸如TCP/IP,SPX/IPX傳輸層。H.225.0通信的范圍是在H.323網(wǎng)關(guān)之間,并且是在同一個網(wǎng)上,使用同一種傳輸協(xié)議。如果在整個因特網(wǎng)上使用H.323協(xié)議,通信性能將會下降。H.323試圖把H.320擴(kuò)展到無質(zhì)量保證的局域網(wǎng)中,通過使用強大的認(rèn)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(xié)商沒有使用RTP傳輸?shù)刂?,呼叫建立之后才建立若干個RTP/RTCP連接。呼叫建立之前,終端可以向某個關(guān)守(Gatekeeper)注冊。如果終端要向某個關(guān)守注冊,它必須知道這個關(guān)守的年限(Vintage)。正因為如此,發(fā)現(xiàn) (discovery)和注冊(registion)結(jié)構(gòu)都包含了一個H.245類型的對象標(biāo)志,它提供了H.323應(yīng)用版本的年限。這些結(jié)構(gòu)還包含了可選擇的非標(biāo)準(zhǔn)消息,它允許終端建立非標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系。在這些結(jié)構(gòu)的末尾,還包括了版本號的非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。其中:版本號是必須的,非標(biāo)準(zhǔn)信息是可選的。非標(biāo)準(zhǔn)信息用來在兩個終端之間相通知其年限及非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。雖然所有的Q.931消息在用戶到用戶信息中具有可選的非標(biāo)準(zhǔn)信息,但在所有的RAS通道信息中還是具有可選的非標(biāo)準(zhǔn)信息。另外,在任何時候都能發(fā)送一個非標(biāo)準(zhǔn)RAS消息。進(jìn)行注冊、認(rèn)可和狀態(tài)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發(fā)送一個認(rèn)可請求消息,接著發(fā)送一個初始建立消息,這個過程以收到連接消息為結(jié)束。
當(dāng)可靠的H.245控制通道建立之后,音頻、視頻以及數(shù)據(jù)的傳輸通道都可以相應(yīng)建立。多媒體會議的有關(guān)設(shè)置也可以在這里設(shè)置。當(dāng)使用可靠的H.245控制通道傳送消息后,H.225終端可以通過不可靠通道發(fā)送音頻、視頻數(shù)據(jù)。錯誤隱藏和其它一些信息是用來處理發(fā)生丟包的情況。一般情況下,音頻、視頻數(shù)據(jù)包不會重發(fā),因為重發(fā)將引起網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)上的延時。假設(shè)底層已經(jīng)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(shù)據(jù)和呼叫信號不會在同一個通道里傳輸,并且不使用同樣的消息結(jié)構(gòu)。H.225.0有能力使用不同的傳輸?shù)刂?,在不同的RTP實例當(dāng)中發(fā)送和接收音頻、視頻數(shù)據(jù),以確保不同媒體幀的序列號和每種媒體的服務(wù)質(zhì)量。ITU正在研究如何把音頻、視頻數(shù)據(jù)包混合在同一個傳輸?shù)刂分型粠?,雖然音頻、視頻數(shù)據(jù)能夠憑錯傳輸層服務(wù)訪問點標(biāo)識來共享同一個網(wǎng)絡(luò)地址,但是制造商還是選擇使用不同的網(wǎng)絡(luò)地址來分別傳輸音頻、視頻數(shù)據(jù)。在網(wǎng)關(guān)、多點控制單元和關(guān)守中可以使用動態(tài)傳輸層服務(wù)訪問點標(biāo)識來代替固定傳輸層服務(wù)訪問點標(biāo)識。
一個可靠的傳輸?shù)刂酚糜诮K端與終端之間的呼叫建立,也可以用于關(guān)守之間,可靠的呼叫信號連接必須按照下例規(guī)則進(jìn)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(guān)閉可靠呼叫信號通道。對于關(guān)守的呼叫信號傳輸,終端必須保證在整個過程中打開可靠端口。雖然關(guān)守能夠選擇是否關(guān)閉信號通道,但是對于網(wǎng)關(guān)正在使用的呼叫通道,關(guān)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。如果由于傳輸層的某個原因使得可靠的連接被斷開,這個連接必須重建,此次呼叫不認(rèn)為是失敗。除非H.245通道被關(guān)閉。呼叫狀態(tài)和呼叫參考值不受關(guān)閉可靠連接的影響。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(xié)議定義了主從判別功能,當(dāng)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(chǎn)生了沖突。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(tài)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?shù)拿襟w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(shù)據(jù)。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,對于不能理解的要求可以不予理睬。終端通過發(fā)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。發(fā)送必須確保所發(fā)送的性能集的內(nèi)容是自己能夠做到的。發(fā)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。如果缺省了發(fā)送性能集,這說明了發(fā)送方?jīng)]有給接收方選擇,但這并不說明發(fā)送方不會向接收方發(fā)送數(shù)據(jù)。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。性能消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。它也可能表示了發(fā)送性能和接收性能之間的一種折中。終端可以使用非標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu)來發(fā)送非標(biāo)準(zhǔn)性能和控制消息。非標(biāo)準(zhǔn)消息是制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(shù)據(jù)的能力。打開邏輯通道消息包含了關(guān)于傳送數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(guān)閉邏輯通道,傳送方可以接受請求,也可以拒絕請求。當(dāng)性能交換結(jié)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(huán)型延時是很有用的。環(huán)型延時判別就是用來測試環(huán)型延時的,它還可以用來測試遠(yuǎn)方終端是否存在。命令和說明可以用來傳送一些特殊的數(shù)據(jù)。命令和說明不會得到遠(yuǎn)程終端的響應(yīng)消息。命令用于強迫遠(yuǎn)程終端執(zhí)行一個動作,說明用于提供信息。
H.323協(xié)議規(guī)定,音頻和視頻分組必須被封裝在實時協(xié)議RTP中,并通過發(fā)送端和接收端的一個UDP的Socket對來進(jìn)行承載。而實時控制協(xié)議RTCP用來評估會話和連接質(zhì)量,以及在通信方之間提供反饋信息。相應(yīng)的數(shù)據(jù)及其支持性的分組可以通過TCP或UDP進(jìn)行操作。H.323協(xié)議還規(guī)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。
標(biāo)簽:廣西 烏魯木齊 吐魯番 東營 肇慶 漢中 黃石 晉城
巨人網(wǎng)絡(luò)通訊聲明:本文標(biāo)題《網(wǎng)絡(luò)電話中的H.323協(xié)議是什么》,本文關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)電話,中的,H.323,協(xié)議,;如發(fā)現(xiàn)本文內(nèi)容存在版權(quán)問題,煩請?zhí)峁┫嚓P(guān)信息告之我們,我們將及時溝通與處理。本站內(nèi)容系統(tǒng)采集于網(wǎng)絡(luò),涉及言論、版權(quán)與本站無關(guān)。