基于H.323的视讯会议系统发展和测试_视像通讯

基于H.323的视讯会议系统发展和测试

李明慧 2004/11/24

　　随着IP网络及通信技术的飞速发展，国内多媒体产业发展非常迅速。目前视讯业务的市场需求不断扩大，除了原有的党政机关、行业集团用户和大型企事业单位外，视讯会议目前越来越多地应用到了中小企业和普通的个人用户。视频通信给人们的生产和生活带来了巨大的便利，产生了很好的经济效益和社会效益，特别是2003年的SARS风暴，更是让人们深刻地感受到了视频通信的巨大作用。

　　视频通信产品包含的范围很广，从会议电视、流媒体、网络会议到可视电话、可视手机等产品，这些产品的应用覆盖了如远程办公、远程教育、远程医疗、远程培训、应急通信，以及日常个人沟通等多个领域。

　　视讯会议系统的组成和发展

　　视讯会议又称会议电视、视频会议等，可以实现在两点和多点间实时传送活动图像、语音、应用数据（电子白板、图形）等形式的信息。

　　基于H.323技术的视讯会议系统是目前国内市场上的主流产品，业务发展非常迅速。同时其它方式的终端产品也已出现，如基于会话启动协议（SIP）协议的个人终端，类似的还有基于H.248和ＭＧＣＰ协议的终端产品。视讯会议系统目前发展中值得注意的一个趋势是个人通信的快速发展，即不断追求终端的小型化和简易化，安装与操作更加简单方便，以适应中小企业和家庭个人用户的需求。目前，国内各运营商已经在视讯业务方面加大了投入力度，如已经开展的中国联通宝视通业务、中国网通宽带视频ＣＮＣＣＨＡＮＮＥＬ和中国电信新视通业务等。

　　随着IP网络的进一步发展，如IPｖ6在我国的逐步应用，将会开发出更多的视讯业务类型满足市场需求。目前国内主要厂商中兴、华为、中太多媒体、浙江南望，国外主要厂商如美国ＰＯＬＹＣＯＭ、意大利ＡＴＨＥＲＡ、以色列ＶＣＯＮ、挪威ＴＥＮＢＥＲＧ等都纷纷推出了自己的视讯会议产品。因而保证不同厂家的视讯会议产品能够在IP网络上互联互通成为视讯业务能否蓬勃发展的关键因素。

　　一个简单的基于H.323的视讯会议系统包括网守（ＧＫ）、网关（ＧＷ）、多点控制单元（MCU）和所有终端的集合。图1是在常见的一种域类型中的H.323系统。

　　H.323第4版中的系统描述中指出：MCU既可以独立存在，也可作为两个独立的功能实体MC和MP存在。MC提供对参加多点会议的多个成员之间的控制，负责与所有终端之间进行能力协商，提供公共能力集，负责管理会议资源；ＭＰ提供音视频的集中处理（切换、混和）等。MC和MP之间通过H.248协议进行通信，二者合称为MCU。图2给出了MC和ＭＰ在H.323系统中可能存在的位置。

　　相关协议和标准

　　1． H.323体系结构

　　近年来，基于IP网络的各种通信技术和标准研究的进展非常迅速，其中ITU-T做了大量工作。目前H.323框架标准已经发展到了第4版。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 版针对IP电话网的稳定性、冗余性、可扩展性等问题作了补充，更好地保证了通话质量，可以说H.323是一个成熟的协议组。

　　2．国内标准制定情况

　　针对国内目前视讯业务日益广泛的应用，我国也正在积极制定符合我国需求的视讯会议方面的标准。目前正在制定的国家标准《基于IP网络的视讯会议系统总技术要求》就是根据国家标准化管理委员会国标委计划[2003]43号《关于下达23项与抗非典相关的国家标准制修订项目计划的通知》文件的要求而进行编制的。

　　该标准参照ITU-T H.323－2000，规范了我国基于IP网络的视讯会议系统的体系结构、典型协议、编号方式、网络性能要求以及不同运营商的视讯会议系统之间的互通等。适用于国内基于IP网络的视讯会议系统的规划、设备研制、工程设计和运营维护。相应的系列标准还包括《基于IP网络的视讯会议系统设备技术要求——多点控制器》、《基于IP网络的视讯会议系统设备技术要求——多点处理器》、《基于IP网络的视讯会议系统设备技术要求》、《基于不同技术的应急视讯会议系统互通技术要求》。该系列标准目前仍处在起草制定过程中。

视讯会议主要设备的测试

　　这里仅介绍有关基于H.323的MCU和会议电视终端的主要测试内容。

　　1．MCU

　　MCU在本质上讲可以认为是一台多媒体信息的交换机，用来实现多点呼叫和连接，实现会议的管理功能和控制功能，包括视频广播、视频选看、自动轮询和数据广播等，完成各终端的信号汇接与切换。MCU的功能可以由独立的MC和ＭＰ来完成，但目前国内市场上的产品类型主要是MCU。

　　目前对MCU的测试主要包括以下几个方面：

功能包括实现会议控制和会议管理，以及与所有终端的交互等；

性能主要包括视音频编码处理能力和对IP损伤（时延、丢包和抖动）的适应性；

通信协议和流程包括 H.323协议中的ＲＡＳＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ，Ｓｔａｔｕｓ），Ｑ．931， H.245的

信息安全主要考虑ＲＡＳ中的接入认证、对H.235标准支持；

网管和维护管理包括设备内部设置简单网络管理协议（SNMP）代理模块，通过代理模块与支持SNMP协议的网管中心进行通信；

可靠性要求包括主备倒换、单板热拔插、掉电等；

环境要求为验证终端产品对环境的适应性；

安全要求包括整机安全性能和抗雷击性能。

　　2．会议电视终端

　　会议电视终端处于用户侧，是用来完成用户视音频信息采集、处理、播放及其它相应的控制功能的设备，可按功能区分。

　　（1）大型会议室型终端

　　对图像质量和音响效果要求较高的大型会议室型终端，以常设于会议室中的高质量编解码器、高档摄像器材、音响器材、显示设备为主要特征。

　　（2）小型可视终端

　　面向家庭和个人用户的小型可视终端，包括一体化可视电话、基于PC机的桌面型终端和软终端，以及机顶盒式的终端。这类终端可以通过ＬＡＮ，ADSL，ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ等多种方式上网，实现简单的会议功能（与MCU配合）。该类产品价格便宜，适合大众的个人消费。

　　目前对会议电视终端的测试主要包括以下几个方面：

功能要求包括实现与MCU的配合，以及自身具备的一些功能，如回声抑制、静音、静画等；

接口要求包括视频音频接口的信号制式、电平和输入输出阻抗；性能要求主要包括视音频编码处理能力（质量和帧频等）和对IP损伤的适应性；

通信协议和流程包括H.323协议中的ＲＡＳ，Ｑ．931，H.245等和视音频编解码协议（H.261， H.263，H.264，ＭＰＥＧ－4和Ｇ．711，Ｇ．723．1，Ｇ．729等）的内容和流程；

信息安全要求主要考虑ＲＡＳ中的接入认证、对H.235标准支持等；

网管和维护管理要求包括在设备内部设置SNMP代理模块，通过代理模块与支持SNMP协议的网管中心进行通信；

环境要求要满足验证终端产品对环境的适应性；

安全要求包括整机安全性能和抗雷击性能。

　　随着基于IP网络的视频通信业务的飞速发展，基于IP网络的视频通信技术和标准也在不断发展，原有的通信协议内容在更新，同时又出现了很多新的通信协议，给我们现有的测试环境和测试方法带来了新的挑战。这就需要我们密切关注和研究国际和国内通信技术的发展，不断地对现有的测试方法进行完善，保证对基于IP网络多媒体通信产品的一致性测试和互通性测试要求，满足对视讯会议系统的运营级要求，促进产业良性发展。

　　针对视讯会议设备需考虑的问题

　　目前国内各运营商都在积极推广基于宽带的视讯业务。对于整个视讯会议业务的运营和发展而言，需要不断地完善行业标准（兼容性和互通性），建设运营支撑体系，逐步解决网络管理、安全、网间互连和ＱｏＳ等问题。下面从我国现有的IP网络状况出发，针对目前视讯业务和视讯会议设备测试情况，探讨对视讯会议设备而言需要考虑的一些问题。

　　1．不同厂商设备的互通问题

　　从视讯会议设备产品现状来看，各厂商都能完成H.323协议规定的主要功能。但由于H.323标准的开放性，厂商对协议的理解不一致，或协议本身没有强制规定，各厂商在协议实现中有很多不同的方式，致使各厂商的产品互联互通能力不强。另外，目前采用了新的视频编码标准（如H.264，ＭＰＥＧ－4）的厂家的终端在和其它厂家的终端以相同的视频编码方式通信时存在不能互通的问题。这就需要通过制定互通标准对各厂商的产品进行规范，从而保证设备间的互连互通。

　　2．ＱｏＳ问题

　　ＱｏＳ问题的关键还是在网络，如何解决网络拥塞带来的时延、丢包和抖动是一个很重要的研究课题。目前一些厂家的终端设备已经具备自适应调整码率和丢包处理等功能。

　　3．网络地址转换（ＮＡＴ）穿越问题

　　ＮＡＴ是为了解决地址短缺和可扩展性而采取的一种对外隐藏内部网络拓扑的解决方案，但同时也给视讯业务的应用带来巨大的麻烦。H.323等语音视频协议消息包一般是在特定区段中内嵌IP地址和端口号，而不是放置在IP包头，如果仅仅使用ＮＡＴ，协议里的IP和端口号不能指向正确的地方。

　　Ｈ323的ＮＡＴ穿越问题非常关键，目前国际上没有可以参考的标准或草案。国内的一些厂家纷纷提出自己的解决方案，包括可以通过应用层网关（ＡＬＧ）、ＭＩＤＣＯＭＭｉｄｄｌｅｂｏｘＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　协议、协议修改和代理机制等实现对ＮＡＴ的穿越。目前我国正在制定有关ＮＡＴ穿越方案的行业标准，标准建议采用这些方案时对终端设备不做改动，但在某些方案下仍会对终端提出一些要求。

　　4．安全问题

　　无论对于公众视讯业务还是简单的点对点通信，安全性都是非常重要的。仅通过ＲＡＳ协议的接入认证是不能完全保证视讯业务的安全要求的。H.235标准是H.323协议组中的关于安全的标准，目前ITU-T正在制定更新的H.235版本，新版本将采用更新的加密算法。随着视讯业务的快速发展，必将有越来越多的终端符合H.235标准。当然，随着IP网的发展，各种各样的安全机制也在不断提出，究竟采用哪种方式还有待今后技术和标准的进一步发展。

　　5．网络管理问题

　　我国正在制定的基于IP网络的视讯会议系统系列国家标准中规定，IP视频会议系统实行集中统一管理，设备和网管中心之间接口采用SNMPV2协议。设备内部设置SNMP代理模块，SNMP代理模块与支持SNMP协议的网管中心进行通信、采集设备的信息并维护管理信息库（MIB ：ＭａｎａｇｅｍｅｎｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢａｓｅ）。

　　为了更好地服务社会、推动信息产业的发展，我们将密切关注国际上多媒体通信的技术和标准的发展动态，进行相关标准和测试方法的跟踪与研究，建设更完备的多媒体通信产品的研究和测试平台，科学地对多媒体通信产品进行测试，为我国制定自己的国家标准和行业标准提供依据，为我国在视频通信领域提出具有自主知识产权的标准打下基础。使实验室成为多媒体通信产品的最全面和权威的研究和测试实验室，成为政府强有力的技术支撑和服务部门。同时能够更好地为国内和国际的多媒体通信生产厂家和运营商提供多媒体通信产品的测试服务，并积极推动多媒体通信产业的发展，规范厂商的行为，为国家把好质量关。

作者介绍：李明慧信息产业部电信研究院中国泰尔实验室工程师

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