基于因特網(wǎng)的H.323會議電視系統(tǒng)構(gòu)成問題
岳峰 2002/06/26
摘要:本文首先對H.323和H.320協(xié)議進行了比較,之后介紹了基于網(wǎng)絡的H.323會議電視系統(tǒng)的構(gòu)成及主要組成部分和H.323會議電視系統(tǒng)業(yè)務平臺的構(gòu)成,討論了H.323會議電視系統(tǒng)需要解決的四個問題。
由于互聯(lián)網(wǎng)的日益發(fā)展,IP網(wǎng)已經(jīng)進入了千家萬戶。上網(wǎng)已不再是一件可望而不可及的事了。但是隨著上網(wǎng)用戶的日益增加,尤其人們不斷增長的物質(zhì)文化的需要,網(wǎng)民已不再滿足單純的上網(wǎng)瀏覽信息,而需要雙向的交互式的服務。隨著北京電信IP公眾網(wǎng)的建成和163三期擴容的完成,以及基于ADSL和FTTx+LAN技術的寬帶接入工程實施,北京電信IP網(wǎng)絡無論從帶寬,覆蓋范圍,以及提供的用戶接入能力上都有了一個質(zhì)的飛躍。如何在IP網(wǎng)絡上提供好的應用服務已成為我們關注的焦點。因此多媒體視頻業(yè)務應運而生,如會議電視,遠程教育,遠程醫(yī)療,流媒體等等。
以前傳統(tǒng)的會議電視系統(tǒng)是基于專線的H.320協(xié)議,需要固定路由及QoS保證的會議電視系統(tǒng)。主要采用ISDN或E1接入。雖然圖像,聲音的質(zhì)量比較理想,但用戶端設備及MCU(多點控制單元)的價格比較昂貴,小型企業(yè)和個人用戶不可能接受。由于H.320協(xié)議與H.323協(xié)議在視頻,音頻上的壓縮協(xié)議基本相同,所以,在相同帶寬情況下,H.323會議電視與H.320會議電視質(zhì)量基本相同。對于以ISDN接入的桌面型H.320會議電視來說,用戶終端需要和固定的ISDN專線綁扎,不能移動,另外,如果召開一個跨省市的會議時,用戶還需繳納長途費,這不僅給用戶帶來了不便,還增加了用戶負擔。而H.323會議電視系統(tǒng)則不存在上述問題,因為,對于因特網(wǎng)用戶來說,不存在長途費用的問題,并且,只要H.323會議電視用戶的微機上安裝了客戶端軟件、壓縮卡及攝像頭,并登陸因特網(wǎng),成功向Gatekeeper(關守)注冊后,就可以通過MCU(多點控制單元)隨時隨地召開會議,非常靈活、方便。一方面為用戶節(jié)省了大量投資成本與維護成本,大大提高了企業(yè)的信息溝通效率;另一方面也為運營商吸引用戶,拓展了新的增值業(yè)務。
1 H.323與H.320之間的比較
H.323與H.320之間的比較如表1所示。
2 H.323會議電視系統(tǒng)的構(gòu)成
H.323為基于網(wǎng)絡的會議系統(tǒng)主要定義了4個主要的組成部分:終端、網(wǎng)關(Gateway)、關守(Gatekeeper)以及多點控制器(MCU)。
2.1 終端
終端是提供單向或雙向?qū)崟r通信的客戶端。所有終端必須支持聲音通信,視頻和數(shù)據(jù)是可選的。H.323規(guī)定了不同的音頻、視頻和/或數(shù)據(jù)終端共同工作所需的操作模式。它將成為下一代Internet電話、電話會議和電視會議技術領域占統(tǒng)治地位的標準。
所有的H.323終端必須支持H.245,該標準用來協(xié)商通道的使用及容量,三個另外的組成部分是:Q.931的縮略版,用于呼叫信令和呼叫建立;注冊/許可/狀態(tài)(Register/Admission/State),用于GATEKEEPER進行通信;RTP/RTCP,用于音頻和視頻包傳送。
2.2 網(wǎng)關(Gateway)
網(wǎng)關在H.323會議中是可選的。網(wǎng)關提供許多服務,包括在H.323會議終端與其它會議終端之間進行轉(zhuǎn)換。這一功能包括傳輸格式之間的轉(zhuǎn)換(如H.225與H.221)。通信規(guī)程之間的轉(zhuǎn)換,以及在LAN端和WAN端進行呼叫建立和解除。
網(wǎng)關的主要應用是:
在模擬和數(shù)字語音終端之間建立鏈接;
建立與非H.323終端之間的鏈接。
當無需與其它標準的終端相連時,網(wǎng)關是不需要的,因為H.323終端能夠通過LAN、Intranet、Extranet甚至Internet與其它H.323終端直接通信。
終端與網(wǎng)關之間使用H.245和Q931協(xié)議進行通信。
2.3 關守(Gatekeeper)
Gatekeeper執(zhí)行許多重要的功能,幫助維護企業(yè)網(wǎng)絡的完整性。第一個功能是將終端和網(wǎng)關的別名轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡地址。第二個功能是進行訪問控制,以防止未授權(quán)的視頻會議會話。第三個功能是進行帶寬管理。例如,如果網(wǎng)絡管理員為LAN上并發(fā)的會議數(shù)量設定了一個上限,當一旦到達此上限,Gatekeeper將拒絕任何更多的連接,這樣做的目的是將會議電視占用的帶寬限制在總帶寬的某個比例內(nèi),保證剩余的容量留給E-mail,文件傳輸及其它網(wǎng)絡應用。第四個功能是將若干終端、網(wǎng)關和MCU作為一個稱之為H.323域的邏輯組來進行管理。
3 H.323會議電視系統(tǒng)業(yè)務平臺的構(gòu)成
基于H.323的會議電視系統(tǒng)業(yè)務如果運營必須要有一套完整的業(yè)務流程,包括業(yè)務受理,用戶開戶,到會議召開、使用、結(jié)束、計費等。為完成業(yè)務流程,需要相應的運營支撐系統(tǒng),從營業(yè)前臺,到網(wǎng)管,資源調(diào)度,認證計費,用戶自服務等等。這樣才能夠真正將業(yè)務開展起來,為北京電信創(chuàng)造新的利潤增長點。
H.323協(xié)議的視訊平臺包括兩個層面:視訊交換網(wǎng)絡和運營支撐網(wǎng)絡。視訊交換網(wǎng)絡包括MCU、Gatekeeper、Gateway、終端等。運營支撐網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、認證計費系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、會議控制系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)、客戶服務系統(tǒng)等。
基于IP網(wǎng)的H.323會議電視運營支撐系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。
在整個運營支撐層的系統(tǒng)中,主要包括四大系統(tǒng),即會議控制系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、認證計費系統(tǒng)、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)。除此之外,還有其它幾個輔助系統(tǒng),包括營業(yè)系統(tǒng)負責為客戶開戶和銷戶,終端注冊等處理;客戶服務系統(tǒng)提供咨詢服務、投訴受理、自動查詢和幫助客戶進行會議預約,在資源不足的情況下進行會議調(diào)度等;會議受理系統(tǒng)是面向客戶提供會議電視業(yè)務預約、會議狀態(tài)查詢、會議控制服務,由用戶自助完成預約會議和控制會議的操作;賬務系統(tǒng)負責賬務方面的管理,包括賬務管理,收費銷賬,催繳欠費、銀行繳費等;業(yè)務管理系統(tǒng)主要是記賬卡的卡務處理、經(jīng)營管理、查詢報表等。
4 H.323會議電視系統(tǒng)需要解決的問題
用戶可通過LAN、ADSL、ISDN等多種接入手段召開會議是H.323系統(tǒng)的優(yōu)點所在,但接入方式的不同造成了網(wǎng)絡環(huán)境的復雜,如視頻終端的IP地址是固定還是動態(tài)分配的,用戶是否通過防火墻或進行了NAT地址轉(zhuǎn)換等等。所以基于IP的會議電視系統(tǒng)需要解決以下幾個問題。
4.1 如何穿透防火墻和NAT的問題
在基于IP的網(wǎng)絡里,網(wǎng)絡安全一直是影響用戶很好地使用網(wǎng)絡的一個問題。通常的解決方法是在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和Internet公網(wǎng)之間加上一道防火墻和使用地址轉(zhuǎn)換,以保證非授權(quán)用戶無法訪問企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)以及節(jié)約IP地址。目前絕大多數(shù)企業(yè)都已經(jīng)采取了這種措施,這給網(wǎng)絡運營商為用戶提供IP會議電視業(yè)務提出了巨大挑戰(zhàn)。因為私網(wǎng)用戶可以通過IP地址呼叫公網(wǎng)用戶,而公網(wǎng)用戶無法呼叫防火墻和NAT后面的私網(wǎng)用戶。
現(xiàn)在比較有希望的解決方案是采用應用層網(wǎng)關(Application Layer Gateway),如圖3所示。
應用層網(wǎng)關可以是單獨的連接于外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)之間的設備,也可以是內(nèi)置于防火墻內(nèi)的插件。當防火墻發(fā)現(xiàn)外網(wǎng)呼叫信號為H.323會議電視呼叫信息時,將其轉(zhuǎn)發(fā)到ALG(應用層網(wǎng)關),通過ALG建立起內(nèi)網(wǎng)偽地址終端與外網(wǎng)終端的通信連接。它主要完成以下幾個功能:H.323協(xié)議棧的部分功能、H.323代理服務器、Gatekeeper、IP地址翻譯等。但采用的是一對一的動態(tài)地址映射,利用率低。
4.2 用戶使用動態(tài)IP地址的問題
北京電信今年大力發(fā)展寬帶用戶接入,不論是局域網(wǎng)用戶還是ADSL用戶都采用PPPoE撥號方式作為接入的首選形式。對于撥號方式用戶得到的IP地址是動態(tài)變化的,每次撥入后的地址都不一樣。在這種情況下,此終端可以作為主叫與MCU或其它H.323終端進行通信,但無法作為被叫接受呼叫。
現(xiàn)在比較現(xiàn)實的方案是采用將動態(tài)IP地址與E.164別名綁扎向GK進行注冊的方法,通過GK解析予以實現(xiàn)。
4.3 網(wǎng)絡的QoS保證問題
在IP網(wǎng)絡上保證服務質(zhì)量一直是研究的熱點,目前出現(xiàn)了很多的解決技術,如資源預留(RSVP)、區(qū)分服務(DiffServ)、MPLS等等。網(wǎng)絡的QoS問題需要端到端的解決方案。如果只是單純的在某一范圍內(nèi)實施QoS技術意義并不大。從目前的技術發(fā)展來看,全網(wǎng)范圍內(nèi)實施QoS技術還需要一定的時間。
4.4 用戶終端認證的問題
在公網(wǎng)上運營會議電視業(yè)務必須保證非授權(quán)的用戶不能非法使用網(wǎng)絡資源。目前各廠家對終端的認證方式主要是在終端向Gatekeeper注冊時通過對用戶終端號碼、別名和IP地址中的某幾項進行綁定來完成的。用戶的終端號碼和別名是可以在終端處隨意設置的。通過IP地址可以確定某臺終端,但用戶的IP地址如果是動態(tài)獲得的,就無法將其作為終端認證的依據(jù)。用戶的終端號碼和別名是公開的,人們可以輕松地得到它。在這種情況下對終端的認證形同虛設。
現(xiàn)在可以通過設置用戶認證中心,向合法用戶發(fā)放密碼,在用戶向Gatekeeper注冊時需要輸入正確的密碼才能注冊成功,以保證用戶的安全性。但業(yè)務開放初期,建議發(fā)展用戶為有固定IP地址的用戶,當會議電視業(yè)務有一定規(guī)模時,再設置用戶認證中心,發(fā)展動態(tài)IP地址用戶。
綜上所述,雖然H.323視頻會議系統(tǒng)還有一些不太完善的地方,但是隨著寬帶網(wǎng)絡的不斷發(fā)展,技術的不斷更新,基于IP網(wǎng)的H.323會議電視系統(tǒng)必將替代專線方式的H.320會議電視系統(tǒng)成為寬帶視頻業(yè)務的發(fā)展方向。
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