談視頻會(huì)議技術(shù)發(fā)展－體制分析

  　自20世紀(jì)80年代初期，國(guó)家煙草專賣局系統(tǒng)通信進(jìn)入數(shù)字通信時(shí)代，為會(huì)議電視系統(tǒng)的順利開(kāi)通提供了有利的條件。利用煙草行業(yè)本身已具有的豐富的傳輸通道，同時(shí)，鑒于H.323系統(tǒng)的高靈活性、高擴(kuò)展性、高性價(jià)比，在具備TCP/IP網(wǎng)絡(luò)資源的地區(qū)，采用H.323協(xié)議的會(huì)議電視系統(tǒng)是一種比較理想的方案。

　　從視頻會(huì)議技術(shù)發(fā)展的歷史來(lái)看，目前視頻會(huì)議系統(tǒng)的建立可以依據(jù)ITU-T的兩大框架建議H.320和H.323來(lái)進(jìn)行，從而形成兩種不同的建設(shè)方案。H.320是ITU-T較早期的視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)完全建立在一系列視頻會(huì)議專有的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)之上，而H.323標(biāo)準(zhǔn)建立在通用的、開(kāi)放的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)之上，具有廣闊的發(fā)展前景。自從1996年ITU-T批準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，視頻會(huì)議的技術(shù)和市場(chǎng)都發(fā)生了革命性的變化。越來(lái)越多的廠家競(jìng)相投入H.323新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，越來(lái)越多的用戶采用H.323技術(shù)和產(chǎn)品構(gòu)造他們自己的視頻會(huì)議系統(tǒng)。

　　一、視頻會(huì)議技術(shù)體制

　　1.H.320標(biāo)準(zhǔn)

　　H.320標(biāo)準(zhǔn)于1990年制訂，是視頻會(huì)議的早期建議之一，主要針對(duì)窄帶ISDN網(wǎng)。由于窄帶ISDN網(wǎng)是一種基于電路交換的網(wǎng)絡(luò)，所以H.320標(biāo)準(zhǔn)主要滿足和適應(yīng)電路交換的特性，因而H.320標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議被廣泛用于VSAT、DDN、ISDN等電路交換網(wǎng)絡(luò)。電路交換的特點(diǎn)是面向連接、傳輸速率和時(shí)延穩(wěn)定、時(shí)延小、誤碼率低，因此視頻會(huì)議的質(zhì)量容易得到保證。但它的缺點(diǎn)是連接固定，除ISDN網(wǎng)上是可以進(jìn)行拔號(hào)外，其它網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用都必須進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的永久連接，帶寬利用率較低，開(kāi)放性很差，設(shè)置聯(lián)接也不方便。從1993年開(kāi)始，在我國(guó)引進(jìn)建設(shè)的視頻會(huì)議網(wǎng)，絕大部分都采用H.320標(biāo)準(zhǔn)視頻會(huì)議，并建立在VSAT、DDN、E1專線、ISDN等網(wǎng)絡(luò)上，極大地限制了視頻業(yè)務(wù)的進(jìn)一步拓展。

　　2.H.323標(biāo)準(zhǔn)

　　H.323標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了音頻、視頻及數(shù)據(jù)在以IP包為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)(LAN、EXTRANET和Internet)上的通信，建立H.323標(biāo)準(zhǔn)是為了允許不同廠商的多媒體產(chǎn)品和應(yīng)用能夠互操作。對(duì)于范圍廣泛的基于IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信應(yīng)用來(lái)說(shuō)，H.323標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的構(gòu)件。另外，該標(biāo)準(zhǔn)也允許通過(guò)ISDN和POTS與基于PPP的網(wǎng)絡(luò)直接相連。

　　1996年，ITU批準(zhǔn)了H.323規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)范圍廣，涵蓋了各種獨(dú)立設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)視頻會(huì)議。該標(biāo)準(zhǔn)解決了視頻會(huì)議中呼叫與會(huì)話控制、多媒體與帶寬管理等許多問(wèn)題。

二、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　1.基于H.320標(biāo)準(zhǔn)的單MCU星型組網(wǎng)和兩級(jí)MCU組網(wǎng)(主從)

　　單MCU星型組網(wǎng)是指采用一個(gè)MCU設(shè)備與多個(gè)會(huì)議電視終端組成星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)會(huì)議電視終端多于一個(gè)MCU所提供的端口數(shù)時(shí)，單個(gè)MCU就無(wú)法連接所有會(huì)議電視終端。此時(shí)要通過(guò)級(jí)聯(lián)MCU的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容來(lái)增加網(wǎng)絡(luò)容量，構(gòu)成主從結(jié)構(gòu)。每個(gè)從MCU都與主MCU構(gòu)成固定連接，因此網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性很差。從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上來(lái)看，這種單星型結(jié)構(gòu)會(huì)因主MCU的問(wèn)題導(dǎo)致全網(wǎng)的不穩(wěn)定。原則上MCU的級(jí)聯(lián)可以不受限制，但網(wǎng)絡(luò)在達(dá)到3級(jí)時(shí)就不能滿足會(huì)議最小時(shí)延、同步的要求，因此在應(yīng)用中一般只采用單MCU星型組網(wǎng)和兩級(jí)MCU組網(wǎng)(主從)兩種。

　　用戶層的接入一般采用E1專線方式或ISDN2B+D的接入方式連接。兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，專線能保證良好的穩(wěn)定性和圖像質(zhì)量，但網(wǎng)絡(luò)利用率低；ISDN受線路影響較大，但接入靈活方便。

　　H.320會(huì)議電視系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求較嚴(yán)。例如當(dāng)一次會(huì)議有10個(gè)會(huì)場(chǎng)參加時(shí)，若每個(gè)會(huì)場(chǎng)都能相互看到，就需要10×11/2=55條通道。因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)終端達(dá)到一定數(shù)目時(shí)，網(wǎng)間控制和電路調(diào)配會(huì)出現(xiàn)困難，故此方式不適合較大規(guī)模的會(huì)議。

　　2.基于H.323標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

　　H.323會(huì)議電視系統(tǒng)的MCU組網(wǎng)與H.320的不同在于，H.323中MCU只是邏輯意義上的網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，它們之間沒(méi)有固定連接。在轉(zhuǎn)接會(huì)議時(shí)呈現(xiàn)樹(shù)型結(jié)構(gòu)，但此時(shí)轉(zhuǎn)接的MCU并不占用端口資源。按H.323第二版建議，大體上可分為GK組網(wǎng)和MCU組網(wǎng)兩種。

　　GK是H.323系統(tǒng)的一個(gè)組件，其功能是向H.323節(jié)點(diǎn)提供呼叫控制服務(wù)。本區(qū)域內(nèi)的所有H.323節(jié)點(diǎn)必須在本域內(nèi)的網(wǎng)守上登記注冊(cè)，GK提供的基本服務(wù)有：地址翻譯、帶寬管理、許可控制、區(qū)域管理。多個(gè)GK組網(wǎng)可形成網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)或主從結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)中每個(gè)GK地位平等，分別管理所連接MCU的地址解析、區(qū)域管理等功能。主從結(jié)構(gòu)GK組網(wǎng)由一個(gè)頂級(jí)GK和多個(gè)域GK構(gòu)成樹(shù)型結(jié)構(gòu)，便于對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)擴(kuò)容。頂級(jí)GK負(fù)責(zé)域GK的解析，域GK負(fù)責(zé)所連接的MCU解析、區(qū)域管理等，但此方式集中管理，穩(wěn)定性較差。

　　H.323會(huì)議電視系統(tǒng)的帶寬配置分為本域內(nèi)的帶寬需求和各大區(qū)之間的帶寬要求。對(duì)一個(gè)區(qū)域來(lái)說(shuō)，若一個(gè)MCU的最大用戶數(shù)目是100個(gè)384kbit/s的終端同時(shí)接入，按此時(shí)IP網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際利用率80%計(jì)算，每一個(gè)MCU的接入帶寬至少應(yīng)為100×384/0.8=48Mbit/s。對(duì)不同區(qū)域來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)MCU之間進(jìn)行級(jí)連來(lái)節(jié)省帶寬，據(jù)運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，平均每個(gè)域內(nèi)會(huì)議人數(shù)最少是三個(gè)人，按平均最少的開(kāi)會(huì)人數(shù)來(lái)計(jì)算，大約能節(jié)省三分之二的帶寬，因此區(qū)域間的最小帶寬為16Mbit/s。

　　三、H.320與H.323會(huì)議組織流程

　　在H.320會(huì)議電視系統(tǒng)中，由于MCU與MCU之間、終端與MCU是靜態(tài)固定連接。因此，主MCU把從MCU視為終端來(lái)對(duì)待，各終端逐個(gè)與所連接的MCU建立呼叫，并按順序加入會(huì)議。

　　在H.323會(huì)議電視系統(tǒng)中，由于MCU與MCU之間、終端與MCU不是靜態(tài)固定連接的，因此會(huì)議組織流程較復(fù)雜，存在終端和MCU之間相互選擇的問(wèn)題。在召開(kāi)一個(gè)會(huì)議時(shí)，終端仍首先被接入所連接的本域MCU，其他域終端可加入到此MCU上參加會(huì)議或此終端溢出到鄰近MCU上參加會(huì)議。在選擇路由上，若參會(huì)終端比較分散，則可選擇任意一參會(huì)終端方所在地的MCU作為召集方，其他終端匯接到此MCU。對(duì)于會(huì)議中邀請(qǐng)和加入其他終端時(shí)，若會(huì)議使用中的MCU端口數(shù)已滿，則終端會(huì)被指向鄰近的MCU，建立連接。對(duì)于參會(huì)終端不歸屬于一個(gè)GK的連接，應(yīng)不跨GK域使用MCU，將參會(huì)終端接入本域的MCU。H.323會(huì)議電視系統(tǒng)三種會(huì)議組織流程形式分別為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)會(huì)議、多點(diǎn)會(huì)議以及跨區(qū)域之間的視頻會(huì)議。

四、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保證技術(shù)

　　H.320會(huì)議電視系統(tǒng)對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)需要有時(shí)鐘同步和保證傳輸指標(biāo)的要求。時(shí)鐘同步可采用內(nèi)部時(shí)鐘或外部時(shí)鐘兩種方式來(lái)滿足MCU三級(jí)時(shí)鐘要求。國(guó)內(nèi)傳輸指標(biāo)是根據(jù)ITU-TN.86建議，ITU-TN.90建議所規(guī)定信道性能極限值：國(guó)內(nèi)/國(guó)際會(huì)議電視電路以2048kbit/s速率傳輸時(shí)，比特誤碼率(BER)應(yīng)小于10，無(wú)誤碼秒(EFS)應(yīng)大于92%。

　　H.323會(huì)議電視系統(tǒng)是IP分組網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸?shù)�，因此IP網(wǎng)絡(luò)傳輸H.323會(huì)議電視系統(tǒng)的指標(biāo)主要應(yīng)包括丟包、延時(shí)、抖動(dòng)、誤碼率等指標(biāo)。語(yǔ)音的最大時(shí)延0.25s，最大時(shí)延抖動(dòng)應(yīng)小于10ms，可接受的誤碼率小于10-1；活動(dòng)圖像的最大時(shí)延0.25s，最大時(shí)延抖動(dòng)應(yīng)小于10ms，可接受的誤碼率小于10-2，

　　1.H.323會(huì)議電視系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的QoS保障

　　(1)使用IP專網(wǎng)或VPN技術(shù)連接所有服務(wù)網(wǎng)元件組成的網(wǎng)元專網(wǎng)，保證MCU和MCU之間、MCU和網(wǎng)守之間、網(wǎng)守和網(wǎng)守之間通信。

　　(2)可以通過(guò)H.323代理服務(wù)器對(duì)H.323數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝,提供QoS機(jī)制。使用定向路由將H.323數(shù)據(jù)路由到有QoS保證機(jī)制的專網(wǎng)。H.323代理服務(wù)器有兩個(gè)首要子系統(tǒng)：網(wǎng)守和網(wǎng)關(guān)代理子系統(tǒng)。

　　網(wǎng)關(guān)代理子系統(tǒng)：提供H.323流量控制、帶寬控制、QoS機(jī)制、通向外部網(wǎng)絡(luò)的可靠通訊聯(lián)接等。

　　網(wǎng)守代理子系統(tǒng)：提供用戶授權(quán)、呼叫詳細(xì)記錄、局域網(wǎng)出口帶寬管理和會(huì)議數(shù)量管理、H.323呼叫路由、地址目錄。

　　定向路由：對(duì)于QoS來(lái)說(shuō)，管理員配置一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)，與公網(wǎng)分離開(kāi)來(lái)。H.323代理服務(wù)器通過(guò)ASR(特殊應(yīng)用路由)來(lái)充分利用獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)。

　　(3)網(wǎng)守雙注冊(cè)表映射

　　由于終端被隱藏在H.323代理服務(wù)器之后，甚至防火墻之后，并通過(guò)H.323代理服務(wù)器注冊(cè)到GK子系統(tǒng)上，故終端在被呼叫時(shí)，該終端不能被H.323代理服務(wù)器之外的終端直接呼通，必須通過(guò)H.323代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)。如果在某一H.323代理服務(wù)器之后有多個(gè)終端，在H.323代理服務(wù)器上就產(chǎn)生了一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)給誰(shuí)的問(wèn)題，這是一個(gè)地址解析的問(wèn)題。

　　這里針對(duì)穿過(guò)防火墻來(lái)處理H.323的傳輸有兩種解決方案。

　　防火墻支持H.323協(xié)議(例如CheckPoint4.1或以上)：我們可將H.323代理服務(wù)器放到防火墻之后。

　　防火墻不能支持H.323的動(dòng)態(tài)訪問(wèn)協(xié)議：在防火墻內(nèi)可以使用代理服務(wù)器來(lái)提供簡(jiǎn)單的訪問(wèn)控制方案。因?yàn)橹挥蠬.323代理服務(wù)器是節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，這個(gè)節(jié)點(diǎn)與防火墻外的設(shè)備相互影響，所以它很容易在防火墻上建立訪問(wèn)控制列表來(lái)通過(guò)H.323代理服務(wù)器。如果防火墻不能支持H.323的動(dòng)態(tài)訪問(wèn)協(xié)議，我們可把H.323代理服務(wù)器和防火墻并列擺放。

　　通過(guò)一個(gè)H.323代理服務(wù)器間接發(fā)送信號(hào)有三方面的原因：可以解決服務(wù)器的安全機(jī)制；可以代表H.323終端來(lái)承接QoS發(fā)信號(hào)；可以完成特殊應(yīng)用的路由任務(wù)來(lái)改善H.323傳輸質(zhì)量。

　　2.利用VPN-MPLS實(shí)現(xiàn)流量控制及QoS保證

　　虛擬專用網(wǎng)(VPNs)建立在公網(wǎng)或共享網(wǎng)絡(luò)上，可用以區(qū)分網(wǎng)絡(luò)流量。服務(wù)提供商可以應(yīng)用MPLS建立全新的VPN，具備MPLS能力的VPN是無(wú)連接的IP網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)具備與幀中繼及多級(jí)別IP業(yè)務(wù)的保密性，使得MPLS的VPN的運(yùn)營(yíng)更有效，服務(wù)提供商可以提供更廉價(jià)的可管理的IP業(yè)務(wù)。建立在第三層的基于MPLS 的VPN是構(gòu)筑于對(duì)等模式的，與傳統(tǒng)的VPN相比在本質(zhì)上具備更好的擴(kuò)展性且更利于建設(shè)及管理。另外，許多增值業(yè)務(wù)，例如視頻應(yīng)用及數(shù)據(jù)寄存、網(wǎng)絡(luò)商務(wù)、話音業(yè)務(wù)等都可以通過(guò)某一專門的MPLS VPN 方便地部署實(shí)施，其原因正是服務(wù)提供商的傳輸網(wǎng)可以將每一個(gè)VPN識(shí)別為一個(gè)安全的無(wú)連接IP網(wǎng)絡(luò)。

　　五、H.320與H.323系統(tǒng)的互通

　　H.320協(xié)議是基于窄帶ISDN網(wǎng)絡(luò)的多媒體通訊標(biāo)準(zhǔn)，是基于電路交換的網(wǎng)絡(luò)；H.323協(xié)議是基于分組交換的網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)。兩者都是基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)，所采用的音頻和視頻的壓縮算法是一樣的，通過(guò)以上H.320協(xié)議和H.323協(xié)議會(huì)議電視標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比可知，通過(guò)Gateway(網(wǎng)關(guān))就可以實(shí)現(xiàn)這兩種不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。

　　1.兩種會(huì)議系統(tǒng)之間的互通

　　(1)H.320終端和H.323終端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互通；

　　(2)H.320終端加入H.323上MCU的會(huì)議；

　　(3)H.323終端加入H.320上MCU的會(huì)議；

　　(4)H.320上MCU的會(huì)議和H.323上MCU的會(huì)議進(jìn)行級(jí)連。

　　2.網(wǎng)絡(luò)管理的互通

　　H.320視頻會(huì)議系統(tǒng)基本上沒(méi)有真正意義的網(wǎng)絡(luò)管理，只是對(duì)終端、MCU有遠(yuǎn)端撥號(hào)控制功能，可以遠(yuǎn)程用調(diào)制解調(diào)器遠(yuǎn)端撥號(hào)配置和維護(hù)終端，實(shí)現(xiàn)召開(kāi)和預(yù)定會(huì)議、掌握會(huì)議控制權(quán)等功能。

　　H.323視頻會(huì)議系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理能力比H.320視頻會(huì)議系統(tǒng)要強(qiáng)的多，H.323視頻會(huì)議系統(tǒng)的網(wǎng)管是基于TCP/IP協(xié)議中的SNMP(簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)，包括對(duì)終端、MCU的管理、配置和維護(hù)都可以通過(guò)SNMP來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　針對(duì)以上情況，提出了全網(wǎng)互通的方式采取分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行集中管理的方式。在涉及到區(qū)域之間時(shí)，可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)互連，通過(guò)一個(gè)定制的專用服務(wù)器通過(guò)IP與H.320的MCU相連，通過(guò)IP對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的MCU進(jìn)行管理，包括預(yù)定會(huì)議、召開(kāi)分組會(huì)議等功能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管中心對(duì)MCU的控制，從而對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)集中式管理。