海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:43
VoIP 标 准 协 议
我国已于4月1日正式开放IP电话业务。为此，信息产业部正式颁布了《IP电话/传真业务总体技术要求》、《IP电话网关设备技术要求》和《IP电话网关设备互通技术规范》，其余IP电话标准正在制定之中。为了同国际标准保持一致，不久前，IP标准研究组特意邀请了ITUT H.323标准的编辑、Cisco VoIP专家Richard Bowen先生和Paul E.Jones先生来京参加中国标准研讨会，请他们针对ITUT H.323的第4版本做情况介绍。此后，记者有幸对两位专家进行了采访。
H.323具备做电信级大网的特征
两位专家介绍道，H.323的第3版本已经完成，第4版将在今年11月份定稿。H.323从第2版开始便增加了构筑电信级IP电话网的特性，第3、第4 版更是增强和完善了做大网的特征，重点针对IP电话网的稳定性、冗余性、可扩展性等问题作了补充，保证通话质量。可以说H.323是成熟的协议，具备做电信级大网的特征。
两位专家解释了一些目前关于VoIP标准的热门问题。目前，构建IP电话体系结构的标准有两种：H.323建议和SIP协议。这二者是完全平行的，它们所要达到的目的一致--构建IP电话网，但使用的方法不同，因此它们是不可能互相兼容的，二者之间只是存在互通的问题。H.323建议是为多媒体会议系统而提出，并不是为IP电话专门提出的，只是IP电话，特别是电话到电话经由网关的这种IP电话工作方式，可以采用H.323建议来完成它要求的工作，因而H.323建议被"借"过来作为IP电话的标准。对IP 电话来说，它不只用H.323建议，而且用了一系列建议，其中有H.225、 H.245、H.235、H.450、H.341等。只是H.323建议是"总体技术要求"，因而通常把这种方式的IP电话称为H.323 IP电话。H.323建议是一个较为完备的建议书，它提供了一种集中处理和管理的工作模式。这种工作模式与电信网的管理方式是适配的，尤其适用于从电话到电话的IP电话网的构建。理论和实践都表明，H.323有能力做成任意规模的 IP电话系统。
SIP协议则提出了另一套IP电话的体系结构，是一个与 H.323并列的协议。SIP协议具有简单、扩展性好以及和现有的Internet应用紧密的特点。
SIP协议的出发点是想以现有的Internet为基础来构架IP电话业务网。因此，SIP有着与 H.323完全不同的设计思想，它是一个分散式的协议，它将网络设备的复杂性向网络边缘推，与以H.323协议为基础的IP电话相比， SIP协议需要相对智能的终端。对于用户终端是非智能终端的场合，也可以使用SIP协议作为呼叫信令，但这将大大削弱SIP协议特有的优势，因此SIP协议更适用于智能用户终端。另外，可以考虑在用户电话机前添加前置机的办法来取代网关设备，这样做的代价是将增加用户购买前置机的开销。
另外两种协议MGCP和H.248与前二者不是同一层面的事，它们不涉及IP电话的体系结构，只涉及网关分解问题，因而它们不仅可以用于H.323 IP电话系统，也可以用于SIP IP电话系统。H.248建议从基本思路来说与MGCP是一致的，但H.248将MGCP大大推进了一步。应该说H.248建议已经取代了MGCP，而成为 MGC与MG之间的协议标准了。将网关分解成媒体网关(MG)与媒体网关控制器(MGC)是研制大型电信级的IP电话网关的需要。
有了H.248协议作补充，H.323便具备了做大网的特性。
中国VoIP正走在世界前列
两位专家说中国关于VoIP标准的几项决定非常正确，其远见和卓识超过许多国家。首先，中国选择H.323为VoIP体制的基础是一项非常正确的决定。其次，直接采用H.248作为网关设备标准，而跨过 MGCP也是非常明智的。事实上，H.323 +H.248是构建电信级VoIP的最快的策略。
两位专家说，从H.323建议和SIP协议各自的起源也可看出它们是否能构建电信级大网的特性。H.323是属于国际电联(ITU)的标准，以它为标准构建的IP电话网能很容易地与传统PSTN电话网兼容，从这点上看，H.323更适合于构建电话到电话的电信级大网，而事实上，国际上几乎所有的商业性IP电话网都是以H.323 为基础的。SIP协议则是由一些Internet爱好者提出的，协议相对简单，但功能也相对简单。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:44
目前，许多运营商正在利用SIP协议构建试验网。两位专家说，若想利用SIP协议构建电信级大网，必须对它进行补充、完善，这样一来SIP协议也不可避免地变得复杂起来。事实上，SIP协议的发展趋势正是如此。 SIP协议的普遍使用有待于Internet用户的进一步发展和PC的数量同电话机的数量具有可比性。既然如此，为什么美国的一些厂商仍然热衷于SIP协议呢? 两位专家解释道，这正是因为SIP协议正处在一种不断扩充、完善的过程中，这其中蕴含着许多技术创新的机会，因此，在美国，有不少新兴的技术公司热衷于此。但中国所要构建的是商用型电信级IP电话网，必须选择成熟的、稳定的协议。因此，中国选择H.323作为构建商用IP电话网的基础是非常明智的选择。
中国在构建VoIP商业网方面已走到了世界前列。可以毫不夸张地说，中国所要构建的IP电话商业网将是世界上最大的IP电话网。在VoIP上，中国正在做着别人还未做的事情，
目前有许多国家都在关注中国在VoIP方面的一举一动，等待吸取中国的成功经验。两位专家说："虽然中国目前的VoIP标准还是在H.323框架下的一种具体化、细化和量化，但中国确实在VoIP标准方面做着认真、细致、深入的思考。而且随着中国VoIP标准的进一步完善，中国标准化组织提出了一些很有创意的想法，我们将把中国的建议带回ITU，中国必将对 VoIP标准作出很大的贡献。"
Cisco从1996年开始便参与H.323和 H.248协议的制定，是ITU H.323 VoIP标准的主要推动者。在H.323层面上，Cisco在中国市场的产品是符合中国标准的，可以说这是一种不谋而合，因为在中国标准制定的初期， Cisco并没有参与。无论是现在还是将来，Cisco都将承诺支持中国标准。其实，Cisco是支持多标准、开放平台的公司，Cisco没有技术"宗教 "。在国际上，Cisco符合SIP协议的VoIP产品同样很出色，但在中国，对于构建电信级大网，Cisco建议使用H.323的VoIP产品。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:44
VoIP相关技术标准
为了在现有通信网络上进行多媒体应用，国际电信联盟(ITU－T)制定了H.32x多媒体通信系列协议，下面就其中主要几个标准做简单说明：
H.320，在窄带可视电话系统和终端(N－ISDN) 上进行多媒体通信的标准;
H.321，在B－ISDN上进行多媒体通信的标准;
H.322，在有QoS保证的局域网上进行多媒体通信的标准;
H.323，在无QoS保证的包交换网络上进行多媒体通信的标准;
H.324，在低比特率通信终端(PSTN和无线网络)上进行多媒体通信的标准。
上述标准当中，H.323标准定义的网络是目前应用最为广泛的，例如以太网、令牌网，FDDI网等。基于H.323标准的应用也理所当然成为市场的热点，所以下面我们会重点介绍一下H.323。 H.323建议中定义了四个主要的组件:即终端、网关、网关管理软件（也叫关守或网闸）和多点控制单元。
（1）终端(Terminal)--所有的终端都必须支持语音通信，视频和数据通信能力是可选的。所有的H.323终端也必须支持H.245标准，H.245标准用于控制信道使用情况和信道性能。H.323对语音通信中的语音编解码器主要参数做如下规定： ITU建议 语音带宽/KHz 传输比特率/Kb/s 压缩算法 注释 G.711 3.4 56,64 PCM 简单压缩，应用于PSTN中 G.728 3.4 16 LD-CELP 语音质量同G.711，应用于低比特速率传输 G.722 7 48,56,64 ADPCM 语音质量高于G.711，应用于高比特速率传输 G.723.1G.723.0 3.4 6.35.3 LP-MLQ 语音质量可以接受，G.723.1为VOIP论坛采用 G.729G.729A 3.4 8 CS-ACELP 时延低于G.723.1，语音质量高于G.723.1
（2）网关(Gateway)--这是H.323系统的一个可选件。网关能把不同系统所用的协议、音频、视频编码算法以及控制信号进行变换以适应系统终端互通。如基于PSTN的H.324系统和基于窄带ISDN的H.320系统与H.323系统进行通信，就需要配置网关；
（3）关守(Gatekeeper)--这是H.323系统的一个可选组件，是由软件来完成管理功能。它主要有两个功能：第一是对H.323应用的管理；第二是对终端通过网关通信（如呼叫建立、拆除等）的管理。管理员可以通过关守，进行地址转换、带宽控制、呼叫认证、呼叫记录、用户注册、通信域管理等功能。一个 H.323通信域可以有多个网关，但只能有一个关守工作。
（4） 多点控制单元(Multipoint Control Unit)--MCU实现了在IP网络上进行多点通信，点到点的通信并不需要。通过MCU使整个系统形成一个星型的拓扑结构。MCU包含两个主要部件：多点控制器MC 和多点处理器MP，也可以不包含MP。MC处理终端间的H.245控制信息，建立一个音频和视频处理的最小公共命名器。MC并不直接处理任何媒体信息流，而将它留给MP来处理。MP对音频、视频或数据信息进行混合、切换和处理。
当前在业界IP电话有两种并列的体系结构，一种是以上介绍的ITU－T H.323协议，另一种是由互联网工程任务组（IETF）最近提出的SIP协议（RFC2543），SIP协议更适用于智能化终端。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:45
COPS协议基本概念
COPS协议是由IETF资源分配工作组（RAP）制定的维护管理协议。COPS定义了三个逻辑实体：策略决策点（PDP）、策略执行点（PEP）、本地策略决策点（LPDP），其中LPDP备份PDP的决策，当 PDP与PEP的连接中断时，LPDP可代替PDP做出决策，PDP具有最终裁决权。PDP与PEP的关系可以看作是服务器与客户机的关系，PEP向远端的PDP发送配置、更新、删除等请求，PDP收到后，将决策响应回送给PEP，PEP执行相关的操作。
COPS采用TCP作为传输协议，PEP负责初始一个TCP连接，定时向PDP发送Keep_Alive消息，以检验连接的有效性。
COPS支持安全密钥及相关算法，PDP与PEP之间实时保持动态同步。在初始连接时，如果PEP需要消息层的安全，但在最初没有被配置，则在所有客户端被打开之前，首先向PDP发送一个特殊的客户端打开消息，该消息必须提供COPS完整对象（integrity object），包含初始序列号、密钥、密钥ID，如果PDP接受PEP的密钥和算法，则返回给PEP一个可接受的消息，否则，PDP要求PEP关闭此客户端。
COPS可应用在软交换与策略服务器的接口之间，也可应用在QoS之中。COPS是一种面向业务的网络管理协议，为运营商提供高效、实时和智能的网络管理手段，是NGN网络管理的构成要素。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:45
ParLay协议介绍
ParLay协议是ParLay工作组制定、由欧洲电信标准委员会（ETSI）发布的开放业务接入的应用编程接口（API）标准，是NGN重要的业务接口应用协议。该协议针对高层应用协议接口，采用面向对象的方法，使用标准建模语言（UML），分别从类（cLass）、方法（method）、参数（parameter）和状态模型（state modeL）等方面进行描述，用Microsoft IDL和CORBA IDL描述其所有的操作和消息。ParLay定义了一套开放的、独立于技术的、可扩展的API，包括框架结构接口、业务接口、公共管理接口等。其中，业务接口是ParLay接口的核心，又包括呼叫处理业务接口、通用消息业务接口、移动性业务接口、连通性管理业务接口等。
通过ParLay API完成应用服务器和软交换间的通信，同时应用服务器提供各种API，实现对现有通信网络安全和公开的访问，为第三方应用商提供开发和业务接入平台。 ParLay API可适用于不同的通信网络，通过对API的不断扩展，将解决网络的演进、融合和扩容等方面的一系列问题。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:45
SIGTRAN协议基本概念
SIGTRAN协议是IETF的信令传送工作组SIGTRAN所建立的一套在IP网络上传送PSTN信令的传输控制协议。SIGTRAN定义了一个比较完善的SIGTRAN协议堆栈，分为IP协议、信令传输、信令传输适配和信令应用等四层。每层所含内容如下：
·IP协议层：IP
·信令传输层：SCTP
·信令传输适配层：SUA；M3UA；M2UA/M2PA；IUA
·信令应用层：TCAP；TUP；ISUP；SCCP；MTP3；Q931/QSIG
不同的信令应用层需要不同的信令传输适配层，但IP协议层和信令传输层是共享的和相同的。信令传输适配层与信令应用层的对应关系如下：
·SUA对应TCAP
·M3UA对应TUP；ISUP；SCCP、TCAP
·M2UA/M2PA对应MTP3、ISUP
·IUA对应Q931/QSIG、ISUP
（1）SCTP协议
SCTP由IETF提出，是一个面向连接的传输层协议，采用了类似TCP的流量控制和拥塞控制算法，通过自身的证实与重发机制来保证用户数据在两个 SCTP端点间可靠传送。相对于TCP等其他传输协议，SCTP传输时延小，可避免某些大数据对其他数据的阻塞，具有更高的可靠性和安全性。
（2）M3UA协议
M3UA是MTP第三级用户适配层协议，提供信令点编码和IP地址的转换。用于在软交换与信令网关之间实现七号信令协议的传送，支持在IP网上传送MTP 第三级的用户消息，包括ISUP、TUP和SCCP消息，TCAP消息作为SCCP的净荷可由M3UA透明传送。
（3）M2UA/M2PA协议
M2UA/M2PA是MTP第二级用户对等层间的适配层协议。
（4）IUA协议
IUA是ISDN Q.931用户适配层协议。
（5）SUA协议
SUA是SCCP用户适配层协议。SUA与M3UA不同，它直接实现了TCAP over IP功能。
SIGTRAN支持PSTN信令应用的标准原语接口，利用标准的IP传送协议作为低层传送信令，是NGN中重要的传输控制协议之一。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:46
BICC协议基本概念
BICC协议由ITU-T SG11研究组完成标准化，由ISUP协议演进而来，是一种在骨干网中实现使用与业务承载无关的呼叫的控制协议。BICC定义了信令传送转换器（STC）、应用传送机制（APM）、承载控制隧道协议（BCTP）和IP承载控制协议（IPBCP）。通过点编码建立信令联系，信令链路通过静态 SCTP连接，BICC节点中采用正常呼叫的选路原则选定路由，为呼叫的信令建立通路。信令信息利用信令传送转换器转换之后，采用APM传送BICC特定的控制信息。
BICC协议把支持BICC信令的节点分为服务节点（SN）和呼叫协调节点（CMN），SN具有承载控制功能（BCF），CMN不具有承载控制功能。对于 SN，呼叫功能和承载控制功能在物理上既可以分开，也可以不分开。如果分开，那么呼叫功能和承载控制功能实体需要用呼叫承载控制（CBC）信令来发送消息。SN和CMN都使用“半呼叫”模型，每个完整的呼叫分为“入局”和“出局”呼叫，所允许的连接类型有3.1kHz音频、64 kbit/s、２×64 kbit/s、384 kbit/s、1536 kbit/s、1920 kbit/s、N×64 kbit/sN＝2～30等。BICC信令消息包括初始地址消息（IAM）、地址全消息（ACM）、应答消息（ANM）、CIC系列消息，等等。
BICC从真正意义上解决了呼叫控制和承载控制相分离的问题，可以用于任何承载网络，如ATM、IP、STM。ATM具有很好的QoS保证和呼叫处理能力，BICC能够更好地支持ATM网络承载，这可能是业界看好BICC的原因之一。
2002年6月，中国信息产业部颁布了四套BICC相关国家标准：《与承载无关的呼叫控制（BICC）规范第1部分：BICC的功能》、《与承载无关的呼叫控制（BICC）规范第２部分：BICC的消息、参数的基本功能和格式》、《与承载无关的呼叫控制（BICC）规范第3部分：BICC的程序》、《与承载无关的呼叫控制（BICC）规范第４部分：BICC的应用传送机制（APM）、隧道和IP承载控制协议（BCTP）》。由此可见，BICC协议在中国、在NGN中必将得到很好的实施与应用。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:46
H.248协议基本概念
H．248协议是 2000年由 ITU-T第 16工作组提出的媒体网关控制协议，它是在早期的 MGCP协议基础上改进而成。H.248／ MeGaCo协议是用于连接MGC与MG的网关控制协议，应用于媒体网关与软交换之间及软交换与 H．248／ MeGaCo终端之间，是软交换应支持的重要协议。H.248协议定义的连接模型包括终端(termination)和上下文(context)两个主要概念。终端是 MG中的逻辑实体，能发送和接收一种或多种媒体，在任何时候，一个终端属于且只能属于一个上下文，可以表示时隙、模拟线和RTP(real time protocol)流等。终端类型主要有半永久性终端(TDM信道或模拟线等)和临时性终端(如RTP流，用于承载语音、数据和视频信号或各种混合信号)。用属性、事件、信号、统计表示终端特性，为了解决屏蔽终端多样性问题，在协议中引入了包(package)概念，将终端的各种特性参数组合成包。一个上下文是一些终端间的联系，它描述终端之间的拓扑关系及媒体混合／交换的参数。朗讯公司(Lucent)在MGCP协议中首次提出 context概念，使协议具有更好的灵活性和可扩展性，H.248／MeGaCo协议延用了这个概念，它可用 Add命令创建，用Subtract或 Move命令删除。
主要功能
H.248协议是由MGC控制 MG的协议，也称MeGaCo。 H.248中引入了cnntext概念，增加了许多package的定义，从而将MGCP大大推进一步。可以说H.248建议已取代 MGCP，成为 MGC与 MG之间的协议标准。
将网关分解成MG和 MGC是研制大型电信级IP电话网关的需要。 MGC的功能是：(l)处理与网守间的H.225 RAS消息；(2)处理 No．7信令(可选)；(3)处理H．323信令(可选)。MG的功能是：(l)IP网的终结点接口；(2)电路交换网终结点接口；(3)处理 H．323信令(在某类分解中)；(4)处理带有RAS(registeration admission status)功能的电路交换信令(在某类分解中)；(5)处理媒体流。
协议消息及命令
消息是协议发送的信息单元，一个消息包含一个消息头和版本号，消息头包含发送者的ID。消息中的事务彼此无关，可以独立处理。协议消息的编码格式为文本格式和二进制格式。MGC必须支持这两种格式，MG可以支持其中任一种格式。当MG发起呼叫时，MGC建立一个新的上下文，并使用Add命令将 R7rP流和模拟线这两个终端分别添加到上下文中，当 MG结束呼叫后，MGC使用Subtract命令将终端从上下文中删除，释放资源。用Modify命令可以修改终端的属性和信号参数。H.248还定义了：(l)Move命令，将一个终端从一个上下文移到另一个上下文；(2)AuditValue命令，返回终端特性的当前状态；(3) AuditCapabilities命令，返回终端特性的能力集；(4)Notify命令，允许 MG将检测到的事件通知 MGC；(5)ServiceChange命令，允许 MG通知MGC一个或多个终端将要脱离或加入业务，也可以用于MG注册到 MGC表示可用性，以及MGC的挂起和MGC的主、备转换通知等。
H．248与MGCP在协议概念和结构上有很多相似之处，但也有不同。H.248／MeGaCo协议简单、功能强大，且扩展性很好，允许在呼叫控制层建立多个分区网关；MGCP是H．248／ MeGaCo以前的版本，它的灵活性和扩展性不如H.248／ MeGaCo。H．248支持多媒体，MGCP不支持多媒体。应用于多方会议时，H.248比 MGCP容易实现。MGCP基于UDP传输，H.248基于传输控制协议(TCP)、UDP等。H.248的消息编码基于文本和二进制，MGCP的消息编码基于文本。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:46
MGCP协议基本概念
MGCP协议与 H．223和SIP不同，H.323和SIP提出两套IP电话体系结构，二者完全独立，不能互相兼容，只能互通。MGCP不涉及IP电话的体系结构，只涉及网关分解问题，因而不仅可用于 H．323 IP电话系统，也可用于SIP IP电话系统。网关可分解成媒体网关(MG)和媒体网关控制器(MGC)，MG在 MGC(或软交换)的控制下，实现跨网媒体业务。从逻辑上看很简单，网关由 MG和MGC组成。从物理上看就不那么简单了，到目前为止，网关的分解还没有确定的方式，可根据不同的需求进行分解。
MGCP协议是 1999年由Internet工程任务组(IETF)制定的媒体网关控制协议，MGCP协议定义的连接模型包括端点(endpoint)和连接 (connection)两个主要概念。端点是数据源或数据宿，可以是物理端点，也可以是虚拟端点。端点类型包括数字通道、模拟线、录音服务器接入点及交互式话音响应接入点。端点标识由端点所在网关域名和网关中的本地名两部分组成。连接可以是点到点连接或多点连接。点到点连接是两个互相发送数据的端点之间的一种关联，该关联在两个端点都建立起来后，就可开始传送数据。多点连接是多个端点之间的联。连接可建在不同类型的承载网络上。呼叫代理可要求端点在检测到某些事件(如摘机、挂机、拍叉或拨号)发生时，向其发出通知，也可请求将某些信号(如拨号音、回铃音、忙音等)加到端点上。事件和信号组合成包，每个包由某一特定端点支持。每个事件(含信号)可用“包名／事件名”表示，每类端点有特定的包，每个包包含有规律的事件和信号，包名和事件名均用数字字母串表示。
MGCP采用文本协议，协议消息分为命令和响应，每个命令需要接收方回送响应，采用三次握手方式证实。命令消息由命令行和若干参数行组成，响应消息带有 3位数字的响应码。MGCP采用媒体描述协议(SDP)向网关描述连接参数。为了减小信令传送时延，MGCP采用用户数据报协议(UDP)传送。协议命令包括：
(l)端点配置命令(EndpointConfiguration)，从呼叫代理到网关；
(2)通知请求命令(NotificationRequest)，从呼叫代理到网关；
(3)通知命令(Notify)，从网关到呼叫代理；
(4)创建连接命令(CreateConnection)，从呼叫代理到网关，呼叫代理用该命令将某端点与指定的IP地址和UDP端口关联，另外还向远端端点发送创建连接命令，建立两个端点间的连接；
(5)修改连接命令(ModifyConnection)，从呼叫代理到网关，修改以前建立连接的参数；
(6)删除连接命令(DeleteConnection)，从呼叫代理到网关(也可从网关到呼叫代理)，删除以前建立的连接；
(7)审计端点命令(AuditEndpoint)，从呼叫代理到网关；
(8)审计连接命令(AuditConnection)，从呼叫代理到网关；
(9)重启动进行中命令(RestartInprogress)，从网关到呼叫代理。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:46
SIP协议介绍
SIP（Session Initiation Protocol）是由IETF定义，基于IP的一个应用层控制协议。由于SIP是基于纯文本的信令协议，可以管理不同接入网络上的会晤等。会晤可以是终端设备之间任何类型的通信，如视频会晤、既时信息处理或协作会晤。该协议不会定义或限制可使用的业务，传输、服务质量、计费、安全性等问题都由基本核心网络和其它协议处理。SIP得到了微软、AOL、等厂商及IETF和3GPP等标准制定机构的大力支持。支持SIP的网络将提供一个网桥，以扩展向互联网和无线网络的各种设备提供融合业务能力。这将允许运营商为其移动用户提供大量的信息处理业务，通过SMS互通能力与固定用户和2G无线用户交互。SIP也是在UMTS3GPP R5/R6版本中使用的信令协议，因此可以保护运营商目前的投资而及具技术优势和商业价值。
SIP的技术优势
*独立于接入：SIP可用于建立与任何类型的接入网络的会晤，同时还使运营商能够使用其它协议。
*会晤和业务独立：SIP不限制或定义可以建立的会晤类型，使多种媒体类型的多个会晤可以在终端设备之间进行交换。
*协议融合：SIP可以在无线分组交换域中提供所有业务的融合协议。
SIP的商业价值
*收入商机：新的融合多媒体业务可以部署在GORS，UMTS，XDSL，WLAN等与接入独立的域中，因此运营商可以在3GPP R5推出之前就开始创收。
*经济高效：由于SIP是与接入独立的协议，无线运营商无需构建适用于多种接入网络的基础设施。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:47
H.323协议简介
在传统电话系统中，一次通话从建立系统连接到拆除连接都需要一定的信令来配合完成。同样，在IP电话中，如何寻找被叫方、如何建立应答、如何按照彼此的数据处理能力发送数据，也需要相应的信令系统，一般称为协议。目前在国际上，比较有景响的IP电话方面的协议包括ITU-T提出的H.323协议和IETE提出的SIP协议，本节主要介绍目前用得最广泛H.323协议。
一、H.323的体系结构
为了能在不保证QoS的分组交换网络上展开多媒体会议，由ITU的第15研究组SG-15于1996年通过H.323建议的第一版，并在1998年提出了H.323的第二版。H.323制定了无QoS（服务质量）保证的分组网络PBN（packet Based Networks）上的多媒体通信系统标准，这些分组网络主宰了当今的桌面网络系统，包括基于TCP/IP、IPX分组交换的以太网、快速以太网、令牌网、FDDI技术。因此，H.323标准为LAN、WAN、Internet、因特网上的多媒体通信应用提供了技术基础和保障。
H.323是ITU多媒体通信系列标准H.32x的一部份，该系列标准使得在现有通信网络上进行视频会议成为可能，其中，H.320是在N-ISDN上进行多媒体通信的标准：H.321是在B-ISDN上进行多媒体通信的标准：H.322是在有服务质量保证的LAN上进行多媒体通信的标准：H.324是在GSTN和无线网络上进行多媒体通信的标准。H.323 为现有的分组网络PBN（如IP网络）提供多媒体通信标准。若和其它的IP技术如IETF的资源预留协议RSVP相结合，就可以实现IP网络的多媒体通信。基于IP的LAN正变得越来越强大，如IP over SDH/SONET、IP over ATM技术正在快速发展以及LAN 宽带正在不断的提高。由于能提供设备与设备、应用与应用、供应商与供应商之间的互操作能力，因此，H.323能够保证所有H.323兼容设备的互操作性。更高速率的处理器、日益增强的图形器件和强大的多媒体加速芯片使提PC成为一个越来越强大的多媒体平台。H.323可提供PBN与别的网络之间进行多媒体通信的互连互通标准。许多计算机、网络通信公司，如Inter、Microsoft和Netscape都支持H.323标准。H.323标准包括在无 QoS保证的分组网络中进行多媒体通信所需的技术要求。这些分组网络包括LAN、WAN、Internet/因特网以及使用PPP等分组协议通过GSTN 或ISDN的拨号连接或点对点连接。
从整体上来说，H.323是一个框架性建设，它涉及到终端设备、视频、音频和数据传输、通信控制、网络接口方面的内容，还包括了组成多点会议的多点控制单元（MCU）、多点控制器（MC）、多点处理器（MP）、网关以及关守等设备。它的基本组成单元是"域"，在H.323系统中，所谓域是指一个由关守管理的网关、多点控制单元（MCU）、多点控制器（MC）、多点处理器（MP）和所有终端组成的集合。一个域最少包含一个终端，而且必须有且只有一个关守。H.323系统中各个逻辑组成部份称为 H.323的实体，其种类有：终端、网关、多点控制单元（MCU）、多点控制器（MC）、多点处理器（MP）。其中终端、网关、多点控制单元（MCU）是 H.323中的终端设备，是网络中的逻辑单元。终端设备是可呼叫的和被呼叫的，而有些实体是不通被呼叫的，如关守。H.323包括了H.323终端与其它终端之间的、通过不同网络的、端到端的连接。
二、H.323终端的组成
H.323为基于网络的通信系统定义了四个主要的组件：（Terminal）、网关（Gageway）、关守（Gagekeeper）、多点控制单元（MCU）。终端是分组网络中能提供实时、双向通信的节点设备，也是一种终端用户设备，可以和网关、多点接入控制单元通信。所有终端都必须支持语音通信，视频和数据通信可选。H.323规定了不同的音频、视频或数据终端协同工作所需的操作模式。它将是下一代因特网电话、音频会议终端和视频会议技术的主要标准。图6-2所示为H.323终端的组成框图，在发端，从输入设备获取的视频和音频信号，经编码器压缩后，按照一定格式打包，通过网络发送出去，在收端，来自网络的数据包首先被解包，获得的视频、音频压缩数据经解码后送入输出设备，用户数据和控制数据也得到了相应的处理。它所包含的各个功能单元及其标准备或协议分别是：
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:47
视频编解码（H.263/ H.261）：完成对视频码流的冗余压缩编码。
音频编解码（H.723.1等）：完成语音信号的编解码，并在接收端可选择地加入缓冲延迟以保证语音的连续性。所采用的标准为ITU-T的H.723.1，它提供5.3kbit/s和6.3kbit/s两种码率，采用线性预测综合分析编码方法，分别使用代数码本激励线性预测和多脉冲最大似然量化，从而各自获得编码复杂度和质量的优化。
各种数据应用：包括电子白板、静止图像传输、文件交换、数据库共存、数据会议、运程设备控制等，可用的标准为T.120、T.84、T.434等。
控制单元（H.245）：提供端到端信令，以保证 H.323终端的正常通信。所采用的协议为H.245（多媒体通信控制协议），它定义了请求、应答、信令和指示四种信息，通过各种终端间进行通信能力协商，打开/关闭逻辑信道，发送命令或指示等操作，完成对通信的控制。
H.225层：将视频、音频、控制等数据格式化并发送，同时从网络接收数据。另外，还负责处理一些诸如逻辑分帧、加序列号、错误检测等功能。
三、H.323标准协议簇
H.323是国际电信联盟（ITU）的一个标准协议栈，该协议栈是一个有机的整体，根据功能可以将其分为四类协议，也就是说该协议从系统的总体框架（H.323）、视频编解码（H.263）、音频编解码（H.723.1）、系统控制（H.245）、数据流的复用（H.225）等各方面作了比较祥细的规定。为网络电话和可视电话会议系统的进一步发展和系统的兼容性提供了良好的条件。其中系统控制协议包括H.323、H.245、和H.225.0， Q.931和RTP/RTCP是H.225.0的主要组成部份。系统控制是H.323终端的核心。整个系统控制由H.245控制信道、H.225.0呼叫信令信道和RAS（注册、许可、状态）信道提供，音频编解码协议包括G.711协议（必选）、G.722、G.723.1、G.728、G.729等协议。编码器使用的音频标准必须由H.245协议协商确定。H.323终端应由对本身所具有的音频编解码能力进行非对称操作。如以G.711发送，以 G.729接收。视频编解码协议主要包括H.261协议（必选）和H.263协议。H.323系统中视频功能是可选的。数据会议功能也是可选的，其标准是多媒体会议数据协议T.120。
1、H.323组件 H.323终端是H.323定义的最基本组件。所有的H.323终端也必须支持H.245标准，H.245标准用于控制信道使用情况和信道性能。在H.323终端中的其它可选组件是图像编解码器、T.120数据会议协议以及MCU功能。
网关也是H.323会议系统的一个可选组件。网关提供很多服务，其中包含H.323会议节点设备与其它ITU标准相兼容的终端之间的转换功能。这种功能包括传输格式（如H.250.0到H.221）和通信规程的转换（如H.245到H.242）。另外，在分组网络端和电路交换网络端之间，网关还执行语音和图像编解码器转换工作，以及呼叫建立和拆除工作。终端使用H.245和H.225.0协议与网关进行通信。采用适当的解码器，H.323网关可支持符合H.310、H.321、H.322以及V.70标准终端。
关守是H.323系统的一个可组选件，其功能是向 H.323节点提供呼叫控制服务。当系统中存在H.323关守时，其必须提供以下四种服务地址：地址翻译、带宽控制、许可控制与区域管理功能。带宽管理、呼叫鉴权、呼叫控制信令和呼叫管理等为关守的可选功能。虽然从逻辑上，关守和H.323节点设备上分离的，但是生产商可以将关守的功能融入H.323终端、网关和多点控制单元等物理设备中。由单一关守管理的所有终端、网关和多点控制单元的集合称之为H.323域。多点控制单元支持三个以上节点设备的会议，在H.323系统中，一个多点控制单元由一个多点控制器MC和几个多点处理器MP组成，但可以不包含MP。MC 处理端点间的H.245控制信息，从而决定它对视频和音频的通常处理能力。在必要的情况下，MC还可以通过判断哪些视频流和音频流需要多播来控制会议资源。MC并不直接处理任何媒体信息流，而将它留给MP来处理。MP对音频、视频或数据信息进行混合、切换和处理。MC和MP可能存在于一台专用设备中或作为其它的H.323组件的一部份。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:47
音频编码器对从麦克风输入的音频信息进行编码传输，在接收端进行解码以便输出到扬声器，音频信号包含数字化且压缩的语音。H.323支持的压缩算法符合ITU标准。为进行语音压缩，H.323终端必须支持 G.711语音标准，传送和接收A律和u律。其它音频编解码器标准如G.722、G.723.1、G.729.A、MPEG-1音频则可选择支持。编码器使用的音频算法必须由H.245来确定。H.323终端应能对本身所具有的音频编解码能力进行非对称操作，如以G.711发送，以G.728接收。
视频编解码器在视频源处将视频信息进行解码传输，在接收端进行解码显示。虽然视频功能可选，但任何具有视频功能的H.323终端必须支持H.261QCIF格式；支持H.261的其它格式以及可选支持 H.263标准。在分组网络上，使用H.261、H.263编解码无需BCH纠错和纠错帧。数据会议T.120是可选功能。当支持数据会议时，数据会议可出现协同工作，如白板、应用共享、文件传输、静态图像传输、数据库访问、音频图像会议等。通过H.245处理后也可以使用其它的数据应用和协议。
2、H.225、H.245等协议 H.323系统中的通信可以看成是视频、音频、控制信息的混合。系统控制功能是H.323终端的核心，它提供了H.323终端正确操作的信令。这些功能包括呼叫控制（建立与拆除）、通力切换、命令和指示信令以及用于开放和描述逻辑信道内容的报文等。整个系统的控制由H.245控制信道、H.225.0呼叫信令信道以及RAS信道提供。H.225.0标准描述了无QoS保证的LAN上媒体流的打包分组与同步传输机制。H.225.0对传输的控制流进行格式化，以便输出到网络接口，同时从网络接口输入报文中检索出接收到控制流。另外，它还完成逻辑帧、顺序编号、纠错与检错功能。
在H.323多媒体通信系统中，控制信令和数据流的传送利用了面向连接的传输机制。在IP游戏栈中，IP与TCP协作，共同完成面向连接的传输。可靠的传输保证了数据数据包传输时的流量控制、连续性以及正确性，但也可能引起传输时延以及占用网络宽带。H.323将可靠的TCP用于H.245控制信道、T.120数据信道，呼叫信令信道。而视频和音频信息采用不可靠的、面向非连接的传输方式，即利用用户数据协议UDP（User Datagram Protocol）。UDP无法提供很好的QoS，只提供最少的控制信息，因此传输时延较TCP小。在有多个视频流和音频流的多媒体通信系统中，基于UDP和不可靠传输利用IP多点广播和由IETF实时传输协议RTP处理视频和音频信息。IP多播是以 UDP方式进行不可靠多点广播传输的协议。RTP工作于IP多播的顶层，用于处理IP网上的视频和音频流，每个UDP包均加上一个包含时间戳和序号的报头。若接收端配以适当的缓冲，那么它就可以种用时间戳和序号信息"复原，再生"数据包、记录失序包、同步语音、图像和数据以及改善边接重放效果。实时控制协议RTCP用于RTP的控制。RTCP监视服务质量以及网上传送的信息，并定期将包含服务质量信息的控制信息包发分给所有通信节点。
在大型分组网络如因特网中，为一个多媒体呼叫保留点足够的宽带是很重要的，也是很困难的。另一个IETF协议--资源预流协议RSVP允许接收端为某一特殊的数据流申请一定数量的宽带，并得到一个答复，确认申请是否被许可。虽然RSVP不是H.323标准的正式组成部份，但大多数H.323产品都必须支持他，因为宽带的预流对IP网络上多媒体通信的成功至关重要，RSVP需要得到终端、网关、装有多点处理器的MCU以及中间路由器或交换机的支持。
H.225.0适用于不同类型的网络，其中包括以太网、令牌环网等。H.225.0被定义在诸如TCP/IP，SPX/IPX传输层。H.225.0通信的范围是在H.323网关之间，并且是在同一个网上，使用同一种传输协议。如果在整个因特网上使用H.323协议，通信性能将会下降。H.323试图把H.320扩展到无质量保证的局域网中，通过使用强大的认可控制会议控制，使一个专门会议的参加者从几人到几千人。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:48
H.225.0建立了一个呼叫模型，在这个模型中，呼叫建立和性能协商没有使用RTP传输地址，呼叫建立之后才建立若干个RTP/RTCP连接。呼叫建立之前，终端可以向某个关守（Gatekeeper）注册。如果终端要向某个关守注册，它必须知道这个关守的年限（Vintage）。正因为如此，发现（discovery）和注册(registion)结构都包含了一个H.245类型的对象标志，它提供了H.323应用版本的年限。这些结构还包含了可选择的非标准消息，它允许终端建立非标准关系。在这些结构的末尾，还包括了版本号的非标准状态。其中：版本号是必须的，非标准信息是可选的。非标准信息用来在两个终端之间相通知其年限及非标准状态。虽然所有的 Q.931消息在用户到用户信息中具有可选的非标准信息，但在所有的RAS通道信息中还是具有可选的非标准信息。另外，在任何时候都能发送一个非标准 RAS消息。进行注册、认可和状态通信的不可靠通道称为RAS通道。开始一个呼叫一般必须首先发送一个认可请求消息，接着发送一个初始建立消息，这个过程以收到连接消息为结束。
当可靠的H.245控制通道建立之后，音频、视频以及数据的传输通道都可以相应建立。多媒体会议的有关设置也可以在这里设置。当使用可靠的H.245控制通道传送消息后，H.225终端可以通过不可靠通道发送音频、视频数据。错误隐藏和其它一些信息是用来处理发生丢包的情况。一般情况下，音频、视频数据包不会重发，因为重发将引起网络网络上的延时。假设底层已经处理了对位出错的检测，而且错误的包不会传给H.225。音频、视频数据和呼叫信号不会在同一个通道里传输，并且不使用同样的消息结构。H.225.0 有能力使用不同的传输地址，在不同的RTP实例当中发送和接收音频、视频数据，以确保不同媒体帧的序列号和每种媒体的服务质量。现在ITU正在研究如何把音频、视频数据包混合在同一个传输地址中同一帧中，虽然音频、视频数据能够凭错传输层服务访问点标识来共享同一个网络地址，但是制造商还是选择使用不同的网络地址来分别传输音频、视频数据。在网关、多点控制单元和关守中可以使用动态传输层服务访问点标识来代替固定传输层服务访问点标识。
一个可靠的传输地址用于终端与终端之间的呼叫建立，也可以用于关守之间，可靠的呼叫信号连接必须按照下例规则进行。在终端与终端的呼叫信号传输中，每个终端都可以打开或关闭可靠呼叫信号通道。对于关守的呼叫信号传输，终端必须保证在整个过程中打开可靠端口。虽然关守能够选择是否关闭信号通道，但是对于网关正在使用的呼叫通道，关守必须保证它打开。诸如显示信息等Q.931信息可以在端到端之间传输。如果由于传输层的某个原因使得可靠的连接被断开，这个连接必须重建，此次呼叫不认为是失败。除非H.245通道被关闭。呼叫状态和呼叫参考值不受关闭可靠连接的影响。同一时间可以打开多个H.245通道，因此同一个终端可以同时参加多个会议。在一个会议中，一个终端甚至可以同时打开多种类型的通道，例如，同时打开两个音频通道来得到立体声效果。但是在一个点对点的呼叫中只能打开一个H.245控制通道。
H.245协议定义了主从叛别功能，当在一个呼叫中的两个终端同时初始化一个相同的事件时，就产生了冲突。例如，资源只能被一个事件使用。为了解决这个问题，终端必须判断谁是主终端，谁是从终端，主从叛别过程用来判断哪个终端是主终端，哪个是从终端。终端的状态一旦决定，在整个呼叫过程期间都不会改变。性能交换过程用来保证传输的媒体信号是能够被接收端接收的，也就是接收端必须能够解码接收数据。这要求每一个终端的接收和解码能力必须被对方终端知道。终端不需具备所有的能力，对于不能理解的要求可以不予理睬。终端通过发送它的性能集使对方知道自己的接收和解码能力。接收性能描述了终端接收和处理信息流的能力。发送必须确保所发送的性能集的内容是自己能够做到的。发送性能给接收方提供了操作方式的选择集，接收方可以从中选择某种方式。如果缺省了发送性能集，这说明了发送方没有给接收方选择，但这并不说明发送方不会向接收方发送数据。这些性能集使得终端可以同时提供多种媒体流的处理。例如，一个终端可以同时接收两路不同的H.262视频信号和两路不同的 H.722音频信号。性能消息描述的不仅仅是终端具有的固有能力，还描述了它可以同时具有哪些模型。它也可能表示了发送性能和接收性能之间的一种折中。终端可以使用非标准参数结构来发送非标准性能和控制消息。非标准消息是制造商或其它组织定义的，用来表明其终端所具有的特殊能力。
海阔天空笑傲江� 2006-12-31 10:48
逻辑通道信号过程确保在逻辑通道打开时，终端就具有接收和解码数据的能力。打开逻辑通道消息包含了关于传送数据的描述。逻辑通道必须在终端有能力同时接收所有打开通道的数据时才通被打开。一个逻辑通道由传送方打开。接收方可以向传送方请求关闭逻辑通道，传送方可以接受请求，也可以拒绝请求。当性能交换结束时，双方终端通过交换的性能描述符都知道了对方的性能。终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。终端知道自己与对方终端的环型延时是很有用的。环型延时判别就是用来测试环型延时的，它还可以用来测试远方终端是否存在。命令和说明可以用来传送一些特殊的数据。命令和说明不会得到远程终端的响应消息。命令用于强迫远程终端执行一个动作，说明用于提供信息。
H.323协议规定，音频和视频分组必须被封装在实时协议RTP中，并通过发送端和接收端的一个UDP的Socket对来进行承载。而实时控制协议RTCP用来评估会话和连接质量，以及在通信方之间提供反馈信息。相应的数据及其支持性的分组可以通过TCP或UDP进行操作。H.323协议还规定，所有的H.323终端都必须带一个语音编码器，最低要求是必须支持G.711建议。
diveming 2007-1-15 14:19
比較全面，收藏先
killuya 2007-1-30 19:37
谢了
everlasting_188 2007-5-18 09:42
非常感谢!!
lawer-bbc 2007-5-26 00:17
搂住辛苦:rose: 收藏先
高朝 2008-4-22 09:49
太详细了 顶顶顶在顶
