基于H.323的視訊會議系統(tǒng)發(fā)展和測試
李明慧
2004/11/24
隨著IP網絡及通信技術的飛速發(fā)展，國內多媒體產業(yè)發(fā)展非常迅速。目前視訊業(yè)務的市場需求不斷擴大，除了原有的黨政機關、行業(yè)集團用戶和大型企事業(yè)單位外，視訊會議目前越來越多地應用到了中小企業(yè)和普通的個人用戶。視頻通信給人們的生產和生活帶來了巨大的便利，產生了很好的經濟效益和社會效益，特別是2003年的SARS風暴，更是讓人們深刻地感受到了視頻通信的巨大作用。
視頻通信產品包含的范圍很廣，從會議電視、流媒體、網絡會議到可視電話、可視手機等產品，這些產品的應用覆蓋了如遠程辦公、遠程教育、遠程醫(yī)療、遠程培訓、應急通信，以及日常個人溝通等多個領域。
視訊會議系統(tǒng)的組成和發(fā)展
視訊會議又稱會議電視、視頻會議等，可以實現(xiàn)在兩點和多點間實時傳送活動圖像、語音、應用數(shù)據(jù)（電子白板、圖形） 等形式的信息。
基于H.323技術的視訊會議系統(tǒng)是目前國內市場上的主流產品，業(yè)務發(fā)展非常迅速。同時其它方式的終端產品也已出現(xiàn)，如基于會話啟動協(xié)議（SIP）協(xié)議的個人終端，類似的還有基于H.248和ＭＧＣＰ協(xié)議的終端產品。視訊會議系統(tǒng)目前發(fā)展中值得注意的一個趨勢是個人通信的快速發(fā)展，即不斷追求終端的小型化和簡易化，安裝與操作更加簡單方便，以適應中小企業(yè)和家庭個人用戶的需求。目前，國內各運營商已經在視訊業(yè)務方面加大了投入力度，如已經開展的中國聯(lián)通寶視通業(yè)務、中國網通寬帶視頻ＣＮＣ ＣＨＡＮＮＥＬ和中國電信新視通業(yè)務等。
隨著IP網絡的進一步發(fā)展，如IPｖ6在我國的逐步應用，將會開發(fā)出更多的視訊業(yè)務類型滿足市場需求。目前國內主要廠商中興、華為、中太多媒體、浙江南望，國外主要廠商如美國 ＰＯＬＹＣＯＭ、意大利 ＡＴＨＥＲＡ、以色列ＶＣＯＮ、挪威 ＴＥＮＢＥＲＧ等都紛紛推出了自己的視訊會議產品。因而保證不同廠家的視訊會議產品能夠在IP網絡上互聯(lián)互通成為視訊業(yè)務能否蓬勃發(fā)展的關鍵因素。
一個簡單的基于H.323的視訊會議系統(tǒng)包括網守（ＧＫ）、網關（ＧＷ）、多點控制單元（MCU）和所有終端的集合。圖1是在常見的一種域類型中的H.323系統(tǒng)。
H.323第4版中的系統(tǒng)描述中指出：MCU既可以獨立存在，也可作為兩個獨立的功能實體MC和MP存在。MC提供對參加多點會議的多個成員之間的控制，負責與所有終端之間進行能力協(xié)商，提供公共能力集，負責管理會議資源；ＭＰ提供音視頻的集中處理（切換、混和）等。MC和MP之間通過H.248協(xié)議進行通信，二者合稱為MCU。 圖2給出了MC和ＭＰ在H.323系統(tǒng)中可能存在的位置。
相關協(xié)議和標準
1． H.323體系結構
近年來，基于IP網絡的各種通信技術和標準研究的進展非常迅速，其中ITU-T做了大量工作。目前H.323框架標準已經發(fā)展到了第4版。H.323從第2版開始便增加了構筑電信級IP電話網的特性，第3、第4 版針對IP電話網的穩(wěn)定性、冗余性、可擴展性等問題作了補充，更好地保證了通話質量，可以說H.323是一個成熟的協(xié)議組。
2．國內標準制定情況
針對國內目前視訊業(yè)務日益廣泛的應用，我國也正在積極制定符合我國需求的視訊會議方面的標準。目前正在制定的國家標準《基于IP網絡的視訊會議系統(tǒng)總技術要求》就是根據(jù)國家標準化管理委員會國標委計劃[2003]43號《關于下達23項與抗非典相關的國家標準制修訂項目計劃的通知》文件的要求而進行編制的。
該標準參照ITU-T H.323－2000，規(guī)范了我國基于IP網絡的視訊會議系統(tǒng)的體系結構、典型協(xié)議、編號方式、網絡性能要求以及不同運營商的視訊會議系統(tǒng)之間的互通等。適用于國內基于IP網絡的視訊會議系統(tǒng)的規(guī)劃、設備研制、工程設計和運營維護。相應的系列標準還包括《基于IP網絡的視訊會議系統(tǒng)設備技術要求——多點控制器》、《基于IP網絡的視訊會議系統(tǒng)設備技術要求——多點處理器》、《基于IP網絡的視訊會議系統(tǒng)設備技術要求》、《基于不同技術的應急視訊會議系統(tǒng)互通技術要求》。該系列標準目前仍處在起草制定過程中。
視訊會議主要設備的測試
這里僅介紹有關基于H.323的MCU和會議電視終端的主要測試內容。
1．MCU
MCU在本質上講可以認為是一臺多媒體信息的交換機，用來實現(xiàn)多點呼叫和連接，實現(xiàn)會議的管理功能和控制功能，包括視頻廣播、視頻選看、自動輪詢和數(shù)據(jù)廣播等，完成各終端的信號匯接與切換。MCU的功能可以由獨立的MC和ＭＰ來完成，但目前國內市場上的產品類型主要是MCU。
目前對MCU的測試主要包括以下幾個方面：
- 功能包括實現(xiàn)會議控制和會議管理，以及與所有終端的交互等；
- 性能主要包括視音頻編碼處理能力和對IP損傷（時延、丟包和抖動）的適應性；
- 通信協(xié)議和流程包括 H.323協(xié)議中的ＲＡＳＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ，Ｓｔａｔｕｓ）， Ｑ．931， H.245的
內容和流程以及對視音頻編解碼協(xié)議（H.261，H.263，H.264，ＭＰＥＧ－4和Ｇ．711，Ｇ．723．1，Ｇ．729等）的支持；
- 信息安全主要考慮ＲＡＳ中的接入認證、對H.235標準支持；
- 網管和維護管理包括設備內部設置簡單網絡管理協(xié)議（SNMP）代理模塊，通過代理模塊與支持SNMP協(xié)議的網管中心進行通信；
- 可靠性要求包括主備倒換、單板熱拔插、掉電等；
- 環(huán)境要求為驗證終端產品對環(huán)境的適應性；
- 安全要求包括整機安全性能和抗雷擊性能。
2．會議電視終端
會議電視終端處于用戶側，是用來完成用戶視音頻信息采集、處理、播放及其它相應的控制功能的設備，可按功能區(qū)分。
（1）大型會議室型終端
對圖像質量和音響效果要求較高的大型會議室型終端，以常設于會議室中的高質量編解碼器、高檔攝像器材、音響器材、顯示設備為主要特征。
（2）小型可視終端
面向家庭和個人用戶的小型可視終端，包括一體化可視電話、基于PC機的桌面型終端和軟終端，以及機頂盒式的終端。這類終端可以通過ＬＡＮ，ADSL，Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ等多種方式上網，實現(xiàn)簡單的會議功能（與MCU配合）。該類產品價格便宜，適合大眾的個人消費。
目前對會議電視終端的測試主要包括以下幾個方面：
- 功能要求包括實現(xiàn)與MCU的配合，以及自身具備的一些功能，如回聲抑制、靜音、靜畫等；
- 接口要求包括視頻音頻接口的信號制式、電平和輸入輸出阻抗；性能要求主要包括視音頻編碼處理能力（質量和幀頻等）和對IP損傷的適應性；
- 通信協(xié)議和流程包括H.323協(xié)議中的ＲＡＳ，Ｑ．931，H.245等和視音頻編解碼協(xié)議（H.261， H.263，H.264，ＭＰＥＧ－4和Ｇ．711，
Ｇ．723．1，Ｇ．729等）的內容和流程；
- 信息安全要求主要考慮ＲＡＳ中的接入認證、對H.235標準支持等；
- 網管和維護管理要求包括在設備內部設置SNMP代理模塊，通過代理模塊與支持SNMP協(xié)議的網管中心進行通信；
- 環(huán)境要求要滿足驗證終端產品對環(huán)境的適應性；
- 安全要求包括整機安全性能和抗雷擊性能。
隨著基于IP網絡的視頻通信業(yè)務的飛速發(fā)展，基于IP網絡的視頻通信技術和標準也在不斷發(fā)展，原有的通信協(xié)議內容在更新，同時又出現(xiàn)了很多新的通信協(xié)議，給我們現(xiàn)有的測試環(huán)境和測試方法帶來了新的挑戰(zhàn)。這就需要我們密切關注和研究國際和國內通信技術的發(fā)展，不斷地對現(xiàn)有的測試方法進行完善，保證對基于IP網絡多媒體通信產品的一致性測試和互通性測試要求，滿足對視訊會議系統(tǒng)的運營級要求，促進產業(yè)良性發(fā)展。
針對視訊會議設備需考慮的問題
目前國內各運營商都在積極推廣基于寬帶的視訊業(yè)務。對于整個視訊會議業(yè)務的運營和發(fā)展而言，需要不斷地完善行業(yè)標準（兼容性和互通性），建設運營支撐體系，逐步解決網絡管理、安全、網間互連和ＱｏＳ等問題。下面從我國現(xiàn)有的IP網絡狀況出發(fā)，針對目前視訊業(yè)務和視訊會議設備測試情況，探討對視訊會議設備而言需要考慮的一些問題。
1．不同廠商設備的互通問題
從視訊會議設備產品現(xiàn)狀來看，各廠商都能完成H.323協(xié)議規(guī)定的主要功能。但由于H.323標準的開放性，廠商對協(xié)議的理解不一致，或協(xié)議本身沒有強制規(guī)定，各廠商在協(xié)議實現(xiàn)中有很多不同的方式，致使各廠商的產品互聯(lián)互通能力不強。另外，目前采用了新的視頻編碼標準（如H.264，ＭＰＥＧ－4）的廠家的終端在和其它廠家的終端以相同的視頻編碼方式通信時存在不能互通的問題。這就需要通過制定互通標準對各廠商的產品進行規(guī)范，從而保證設備間的互連互通。
2． ＱｏＳ問題
ＱｏＳ問題的關鍵還是在網絡，如何解決網絡擁塞帶來的時延、丟包和抖動是一個很重要的研究課題。目前一些廠家的終端設備已經具備自適應調整碼率和丟包處理等功能。
3．網絡地址轉換（ＮＡＴ）穿越問題
�。危粒允菫榱私鉀Q地址短缺和可擴展性而采取的一種對外隱藏內部網絡拓撲的解決方案，但同時也給視訊業(yè)務的應用帶來巨大的麻煩。H.323等語音視頻協(xié)議消息包一般是在特定區(qū)段中內嵌IP地址和端口號，而不是放置在IP包頭，如果僅僅使用ＮＡＴ，協(xié)議里的IP和端口號不能指向正確的地方。
�。�323的ＮＡＴ穿越問題非常關鍵，目前國際上沒有可以參考的標準或草案。國內的一些廠家紛紛提出自己的解決方案，包括可以通過應用層網關（ＡＬＧ）、ＭＩＤＣＯＭＭｉｄｄｌｅｂｏｘ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ協(xié)議、協(xié)議修改和代理機制等實現(xiàn)對ＮＡＴ的穿越。目前我國正在制定有關ＮＡＴ穿越方案的行業(yè)標準，標準建議采用這些方案時對終端設備不做改動，但在某些方案下仍會對終端提出一些要求。
4．安全問題
無論對于公眾視訊業(yè)務還是簡單的點對點通信，安全性都是非常重要的。僅通過ＲＡＳ協(xié)議的接入認證是不能完全保證視訊業(yè)務的安全要求的。H.235標準是H.323協(xié)議組中的關于安全的標準，目前ITU-T正在制定更新的H.235版本，新版本將采用更新的加密算法。隨著視訊業(yè)務的快速發(fā)展，必將有越來越多的終端符合H.235標準。當然，隨著IP網的發(fā)展，各種各樣的安全機制也在不斷提出，究竟采用哪種方式還有待今后技術和標準的進一步發(fā)展。
5．網絡管理問題
我國正在制定的基于IP網絡的視訊會議系統(tǒng)系列國家標準中規(guī)定，IP視頻會議系統(tǒng)實行集中統(tǒng)一管理，設備和網管中心之間接口采用SNMPV2協(xié)議。設備內部設置SNMP代理模塊，SNMP代理模塊與支持SNMP協(xié)議的網管中心進行通信、采集設備的信息并維護管理信息庫（MIB ：Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ）。
為了更好地服務社會、推動信息產業(yè)的發(fā)展，我們將密切關注國際上多媒體通信的技術和標準的發(fā)展動態(tài)，進行相關標準和測試方法的跟蹤與研究，建設更完備的多媒體通信產品的研究和測試平臺，科學地對多媒體通信產品進行測試，為我國制定自己的國家標準和行業(yè)標準提供依據(jù)，為我國在視頻通信領域提出具有自主知識產權的標準打下基礎。使實驗室成為多媒體通信產品的最全面和權威的研究和測試實驗室，成為政府強有力的技術支撐和服務部門。同時能夠更好地為國內和國際的多媒體通信生產廠家和運營商提供多媒體通信產品的測試服務，并積極推動多媒體通信產業(yè)的發(fā)展，規(guī)范廠商的行為，為國家把好質量關。
作者介紹：李明慧 信息產業(yè)部電信研究院中國泰爾實驗室工程師
世界電信
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