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基于包交换的多媒体通信的基石——H.323
姜海东 裘正定
北方交通大学 100044
摘要:本文综述了ITU-T建议H.323,即“不保证服务质量的局域网上的可视电话系统与设备”。
H.323建议可用于各种网络媒体,包括局域网、城域网、广域网等。它将为使用现有网络基础
设施的终端提供全球多媒体通信能力。
1 引言
国际电信联盟(ITU－T)1996年公布了H.323建议，该建议定义了在LAN上进行视听通信的
设备、规程和协议。这种LAN网络在今天桌面协同工作环境中居于统治地位，它包括了建立在
以太网、快速以太网和令牌环网络技术之上的TCP/IP和IPX/SPX包交换技术；因而，H.323可
建立新的、广泛的、协作化的、基于LAN应用的多媒体通信。
制定H.323的一个主要目的是要建立与其它类型终端的互通性。这些终端类型包括：窄带综合
业务数字网（N-ISDN）上的H.320终端、宽带综合业务数字网（B-ISDN）上的H.321终端、以
太网上的H.322终端、公共交换电话网（GSTN/PSTN）上的H.324终端和用于异步转移模式
（ATM）的H.310终端。这种互通性可通过使用公共的建议、规程和消息实现，而网关则是为
实现这种互通性所定义的网络与信令的翻译设备。
ITU-T制定了统一的标准后，会议电视和可视电话业务得到了迅猛的发展。目前，会议电视
日趋微机化、多功能化，使得数据会议与视听会议技术相融合；另一方面Internet正迅速成
为多媒体的网络应用环境。国外正向IP/Internet发展，人们开始利用LAN/Internet进行企业
内部群组之间的会议电视通信。会议电视的国际热点正从基于N-ISDN和PSTN的多媒体通信，
逐渐走向基于IP网上的多媒体通信。特别是随着IPv6协议、RSVP、RTP/RTCP等一系列协议的
推出，在Internet上的多媒体通信成为可能。IPv6就IPv4所带来的IP资源有限、无法控制带
宽、没有提供同步功能等缺陷进行了改进，Internet工程任务组（IETF）开发的资源预留协
议（RSVP）和实时协议（RTP）使LAN和Internet从理论上具备了处理实时业务的能力，解决
了媒体同步问题，能够满足多媒体通信业务的要求。
2 H.323建议
H.323建议是一个参照许多其它ITU-T（电信标准部）建议的综合标准。H.323提供了系统及各
组成部分的说明、呼叫模型描述和呼叫信令处理规范。H.225.0规范了媒体（声和像）信息流
的分组化、多媒体信息流的同步化、控制信息流的分组化和控制消息的格式；H.245控制信道
承载管理H.323系统操作的端到端控制消息，包括能力交换、逻辑信道的开和关、模式优先权
请求、流量控制消息及通用命令和指示。H.245信令在两个终端间或一个终端和MCU（多点控
制单元）间建立。对于端点参与的呼叫，端点应在每个方向上建立一个H.245控制信道，并使
用H.245标准的消息和规程。这两个建议规定了H.323设备的操作和H.323终端之间的通信。其
它由H.323引用的建议规定了音频和视频编码技术标准。对音频编码来讲，G.711是必须支持
的标准，而G.722、G.728、G.723.1和G.729则是可选的；对于视频编码，H.261 QCIF模式是
必须支持的，而H.261 CIF和所有的H.263模式则是可选的。T.120建议系列则主要用于数据应
用方面。
H.323定义了四个在分组网上相互影响的组件，即：
* H.323终端（Terminal）：组织一个声音、视频和数据会议呼叫。
* H.323网关（Gateway）：网络互连设备，用于和电路交换网进行互操作。
* H.323网闸（Gatekeeper）：提供其它网络上的标准终端和H.323终端之间进行连接时的地
址翻译和网络管理。
* H.323多点控制单元（Multipoint Control Unit，MCU）:在LAN上组织多点会议时进行会
议控制和多点交换的设备。
H.323标准还定义了设备间的操作：
* 终端如何进行呼叫以及如何接收呼叫？
* 终端之间如何进行协商，从而定出一个声音、视频和数据的公共集合（即终端能力集）？
* 声音和视频信息如何格式化成在网络上传输的格式及如何送到网上？
* 声音和视频如何进行同步（唇音同步）？
* 终端如何与它们各自的网闸进行通信？
以下将分别介绍这几种设备。
3 H.323终端
H.323终端提供实时的双向音频、视频和数据通信，该建议定义了呼叫信令、控制消息、
多路复用、音频编解码、视频编解码和数据协议，图1给出了H.323终端的一个示例。
与所有ITU建议一样，H.323建议并没有详细规定音频与视频装备、数据应用和网络接口。然
而，为了提供最低级别的互操作性，它却指定了一定的能力。H.225.0规定了呼叫信令、登
记和许可的消息以及媒体流的分组与同步；H.245规定了能力交换的消息和开、关媒体逻辑
信道的消息以及其它的命令、请求和指示的消息。G.711是指定必须支持的音频标准；如果
支持视频，H.261 QCIF是必须支持的视频压缩算法。
4 多点会议与多点控制单元（MCU）
多点会议有三种类型，即集中型、分散型和混合型。集中型多点会议通过多点控制单元
（MCU）分发信息（音频、视频和数据）流，每个终端都将其信息流发送给MCU，然后MCU就将
这些信息流进行选择和混合，最后向各个终端进行分发。这与传统的H.320 MCU的能力相似；
在分散型多点会议中，每个终端使用多播（Multicast）或类似机制将其信息流向会议中的其
它各终端进行分发，这不需要一个中央MCU；混合型会议综合了上述两种会议（集中型和分散
型）的特点，例如，音频信息通过MCU进行混合，而视频信息则在所有的终端之间进行多点播
送。类似地，会议中的一些终端可能采用集中型，而另一些终端则采用分散型。此外，在局
域网外的其它一些ITU终端也可能通过网送进行多点会议通信。
MCU支持点数较多的多点会议。一个典型的支持集中的多点会议的MCU包括一个MC和一个音
频、视频、数据的MP。一个典型的支持分散型的多点会议的MCU包括一个MC和一个支持T.120数
据的MP。MCU可以呼叫。
为了支持这些会议模型，H.323将MCU分成两部分：多点处理器（MP）和多点控制器（MC）。
MP可处理一个或多个媒体流类型。处理视频的MP能提供视频切换及混合，处理音频的MP能从M
个音频输入中通过切换、混合或进行组合而选出Ｎ个音频输出。MP不可呼叫；MC提供控制功能
来支持点数不多的多点会议，实现一个多点会议中与各端点的能力交换，可位于网闸、网关、
终端或MCU内。MC不可呼叫。分散型的会议不仅提供初始多点会议(一开始就设为多点会议)，
而且提供中途加入型多点会议(开始作为点对点会议，而后变为包括其它终端的会议)。
5 网关
网关主要提供以下功能：
* 提供传输格式间的转换（例如H.225.0和H.221）。
* 提供通信规程间的转换（例如H.245和H.242）。
* 提供视频、音频、数据格式转换。
* 提供呼叫控制信令的转换。
* 管理广域网和局域网间流量和T.120流路由选择。
例如，H.323终端和N-ISDN上的H.320终端之间的一个网关需要提供如下翻译能力：
* 呼叫信令:从N-TSDN上的Q.931到局域网上的H.225.0(其中包括了Q.931)
* 控制:从ISDN上的H.242到局域网上的H.245
* 多路复用:从ISDN上的H.221到网上的H.225.0
一个网关能够同时支持LAN和电路交换网之间的几个呼叫。而且，网关可以提供从LAN到几个
不同类型的CSN的连接。同时还存在将MCU并入网关之内的网关产品，能为几个在局域网上和不在
局域网上的终端提供高效的多点会议。
6 网闸
由单一网闸管理的所有终端、网关和多点控制单元的集合，称之为H.323域。因此,网闸应该
具有域管理功能。
网闸在H.323系统中是一个可选项，它向H.323终端和网关单元提供呼叫控制服务。网闸逻
辑上与端点分离，但其物理实现可能存在于一个终端、MCU、网关单元、服务器或其它相关设备
中。“网闸”（Gatekeeper）具有几个职能。首先，它为网络管理员提供了一种控制网络视频电
话流量的体制，这是通过许可控制（admission control）调节来实现的。终端必须获得网闸的
允许才能发送或接收一次呼叫，同时还包括对其所使用的带宽进行限制。在一次呼叫过程中可以
申请对带宽进行改变，然而，网闸对一次呼叫能使用多大的带宽有最终决定权，但是网闸对允许
呼叫或带宽的改变所使用的标准并不在H.323的范围之内，而是留给厂商自己去确定。
网闸也提供地址翻译服务，这项功能是将外部地址（如电话号码）和别名地址（如姓名）翻
译成网络地址，允许用户保持同一电话号码或别名地址，而不管他们的网络地址是否改变。这些
外部地址或别名地址比网络地址（如一个IP地址）更容易使用。从局域网外来的由网关接收到的
呼叫可使用一个E.164电话号码（如215-675-5270）来定位目标终端；类似地，来自局域网上的呼
叫也可使用一个别名（如ghost）来访问目标终端。网闸将把这个电话号码或别名地址翻译成这个
目标终端的网络地址（如202.112.145.93:1720），这样，源终端就可以在LAN上寻址目标终端了。
地址翻译、带宽控制、许可控制与域管理功能等等，带宽管理、呼叫鉴权、呼叫控制信令和呼叫
管理等为网闸的可选功能。
此外，它可提供带宽管理、呼叫控制信令、呼叫鉴权和呼叫管理等等服务。
7 呼叫模型和呼叫建立
H.323定义了两种基本的呼叫信令模型。第一种模型是直接呼叫，即直接在终端之间进行信号的传
输；第二种模型是网闸对所有终端呼叫进行中继，即网闸路由选择模型，这是为了提供中途加入
型多点会议能力而开发的，但是网闸包含MC。由于所有的呼叫信号和H.245控制信道都要经过网闸
进行路径选择，所以它们也要经过MC进行路径选择。按照这种方式，任何两个终端之间的呼叫都
可扩展为一个多点呼叫。在一个或多个终端包含MC的实现方法中，直接呼叫模型也能提供同样的
中途加入型多点会议扩展能力。然而，如果这种终端不包含MC并且采用直接呼叫模型，那么就不
可能实现中途加入型多点会议扩展能力。
8 发展动态H.323的前景及应用
采用H.323建议将会确保产品的互通性，同时也给产品销售商们提供了一个增强产品特点和能
力的更广泛的天地，这将会增强竞争、降低产品价格、增强产品的功能和维护互通性。
H.323将会将一种新的通信与协作手段引入整个商业环境，它将在一个组织内部和不同组织之间从
桌面上提供音频、视频和数据通信。象应用共享、屏幕共享和文件传送等这样的协同手段能够让
商业提高生产率。
通过H.323终端和Internet互联网可进行全球多媒体通信。预留协议通过路由器对带宽的分配提供
了辅助手段。ITU-T和IETF接下来的工作是提供保密性和安全性。H.323和Internet将会在全球个
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