基于因特网的H.323会议电视系统构成问题

岳峰 2002/06/26

摘要：本文首先对H.323和H.320协议进行了比较，之后介绍了基于网络的H.323会议电视系统的构成及主要组成部分和H.323会议电视系统业务平台的构成，讨论了H.323会议电视系统需要解决的四个问题。

　　由于互联网的日益发展，IP网已经进入了千家万户。上网已不再是一件可望而不可及的事了。但是随着上网用户的日益增加，尤其人们不断增长的物质文化的需要，网民已不再满足单纯的上网浏览信息，而需要双向的交互式的服务。随着北京电信IP公众网的建成和163三期扩容的完成，以及基于ADSL和FTTx+LAN技术的宽带接入工程实施，北京电信IP网络无论从带宽，覆盖范围，以及提供的用户接入能力上都有了一个质的飞跃。如何在IP网络上提供好的应用服务已成为我们关注的焦点。因此多媒体视频业务应运而生，如会议电视，远程教育，远程医疗，流媒体等等。

　　以前传统的会议电视系统是基于专线的H.320协议，需要固定路由及QoS保证的会议电视系统。主要采用ISDN或E1接入。虽然图像，声音的质量比较理想，但用户端设备及MCU（多点控制单元）的价格比较昂贵，小型企业和个人用户不可能接受。由于H.320协议与H.323协议在视频，音频上的压缩协议基本相同，所以，在相同带宽情况下，H.323会议电视与H.320会议电视质量基本相同。对于以ISDN接入的桌面型H.320会议电视来说，用户终端需要和固定的ISDN专线绑扎，不能移动，另外，如果召开一个跨省市的会议时，用户还需缴纳长途费，这不仅给用户带来了不便，还增加了用户负担。而H.323会议电视系统则不存在上述问题，因为，对于因特网用户来说，不存在长途费用的问题，并且，只要H.323会议电视用户的微机上安装了客户端软件、压缩卡及摄像头，并登陆因特网，成功向Gatekeeper(关守)注册后，就可以通过MCU（多点控制单元）随时随地召开会议，非常灵活、方便。一方面为用户节省了大量投资成本与维护成本，大大提高了企业的信息沟通效率；另一方面也为运营商吸引用户，拓展了新的增值业务。

　　1 H.323与H.320之间的比较

　　H.323与H.320之间的比较如表1所示。

　　2 H.323会议电视系统的构成

　　H.323为基于网络的会议系统主要定义了4个主要的组成部分：终端、网关（Gateway）、关守(Gatekeeper)以及多点控制器（MCU）。

　　2.1 终端

　　终端是提供单向或双向实时通信的客户端。所有终端必须支持声音通信，视频和数据是可选的。H.323规定了不同的音频、视频和/或数据终端共同工作所需的操作模式。它将成为下一代Internet电话、电话会议和电视会议技术领域占统治地位的标准。

　　所有的H.323终端必须支持H.245，该标准用来协商通道的使用及容量，三个另外的组成部分是：Q.931的缩略版，用于呼叫信令和呼叫建立；注册/许可/状态（Register/Admission/State）,用于GATEKEEPER进行通信；RTP/RTCP，用于音频和视频包传送。

　　2.2 网关（Gateway）

　　网关在H.323会议中是可选的。网关提供许多服务，包括在H.323会议终端与其它会议终端之间进行转换。这一功能包括传输格式之间的转换（如H.225与H.221）。通信规程之间的转换，以及在LAN端和WAN端进行呼叫建立和解除。

　　网关的主要应用是：

　　在模拟和数字语音终端之间建立链接；

　　建立与非H.323终端之间的链接。

　　当无需与其它标准的终端相连时，网关是不需要的，因为H.323终端能够通过LAN、Intranet、Extranet甚至Internet与其它H.323终端直接通信。

　　终端与网关之间使用H.245和Q931协议进行通信。

　　2.3 关守（Gatekeeper）

　　Gatekeeper执行许多重要的功能，帮助维护企业网络的完整性。第一个功能是将终端和网关的别名转换为网络地址。第二个功能是进行访问控制，以防止未授权的视频会议会话。第三个功能是进行带宽管理。例如，如果网络管理员为LAN上并发的会议数量设定了一个上限，当一旦到达此上限，Gatekeeper将拒绝任何更多的连接，这样做的目的是将会议电视占用的带宽限制在总带宽的某个比例内，保证剩余的容量留给E-mail，文件传输及其它网络应用。第四个功能是将若干终端、网关和MCU作为一个称之为H.323域的逻辑组来进行管理。

　　3 H.323会议电视系统业务平台的构成

　　基于H.323的会议电视系统业务如果运营必须要有一套完整的业务流程，包括业务受理，用户开户，到会议召开、使用、结束、计费等。为完成业务流程，需要相应的运营支撑系统，从营业前台，到网管，资源调度，认证计费，用户自服务等等。这样才能够真正将业务开展起来，为北京电信创造新的利润增长点。

　　 H.323协议的视讯平台包括两个层面：视讯交换网络和运营支撑网络。视讯交换网络包括MCU、Gatekeeper、Gateway、终端等。运营支撑网络包括网络管理系统、认证计费系统、资源管理系统、会议控制系统、用户管理系统、客户服务系统等。

　　基于IP网的H.323会议电视运营支撑系统的功能结构如图2所示。

　　在整个运营支撑层的系统中，主要包括四大系统，即会议控制系统、资源管理系统、认证计费系统、网络管理系统。除此之外，还有其它几个辅助系统，包括营业系统负责为客户开户和销户，终端注册等处理；客户服务系统提供咨询服务、投诉受理、自动查询和帮助客户进行会议预约，在资源不足的情况下进行会议调度等；会议受理系统是面向客户提供会议电视业务预约、会议状态查询、会议控制服务，由用户自助完成预约会议和控制会议的操作；账务系统负责账务方面的管理，包括账务管理，收费销账，催缴欠费、银行缴费等；业务管理系统主要是记账卡的卡务处理、经营管理、查询报表等。

　　4 H.323会议电视系统需要解决的问题

　　用户可通过LAN、ADSL、ISDN等多种接入手段召开会议是H.323系统的优点所在，但接入方式的不同造成了网络环境的复杂，如视频终端的IP地址是固定还是动态分配的，用户是否通过防火墙或进行了NAT地址转换等等。所以基于IP的会议电视系统需要解决以下几个问题。

　　4.1 如何穿透防火墙和NAT的问题

　　在基于IP的网络里，网络安全一直是影响用户很好地使用网络的一个问题。通常的解决方法是在企业内部网和Internet公网之间加上一道防火墙和使用地址转换，以保证非授权用户无法访问企业内部网以及节约IP地址。目前绝大多数企业都已经采取了这种措施，这给网络运营商为用户提供IP会议电视业务提出了巨大挑战。因为私网用户可以通过IP地址呼叫公网用户，而公网用户无法呼叫防火墙和NAT后面的私网用户。

　　 现在比较有希望的解决方案是采用应用层网关（Application Layer Gateway），如图3所示。

　　应用层网关可以是单独的连接于外网和内网之间的设备，也可以是内置于防火墙内的插件。当防火墙发现外网呼叫信号为H.323会议电视呼叫信息时，将其转发到ALG(应用层网关)，通过ALG建立起内网伪地址终端与外网终端的通信连接。它主要完成以下几个功能：H.323协议栈的部分功能、H.323代理服务器、Gatekeeper、IP地址翻译等。但采用的是一对一的动态地址映射，利用率低。

　　4.2 用户使用动态IP地址的问题

　　北京电信今年大力发展宽带用户接入，不论是局域网用户还是ADSL用户都采用PPPoE拨号方式作为接入的首选形式。对于拨号方式用户得到的IP地址是动态变化的，每次拨入后的地址都不一样。在这种情况下，此终端可以作为主叫与MCU或其它H.323终端进行通信，但无法作为被叫接受呼叫。

　　现在比较现实的方案是采用将动态IP地址与E.164别名绑扎向GK进行注册的方法，通过GK解析予以实现。

　　4.3 网络的QoS保证问题

　　在IP网络上保证服务质量一直是研究的热点，目前出现了很多的解决技术，如资源预留（RSVP）、区分服务（DiffServ）、MPLS等等。网络的QoS问题需要端到端的解决方案。如果只是单纯的在某一范围内实施QoS技术意义并不大。从目前的技术发展来看，全网范围内实施QoS技术还需要一定的时间。

　　4.4 用户终端认证的问题

　　在公网上运营会议电视业务必须保证非授权的用户不能非法使用网络资源。目前各厂家对终端的认证方式主要是在终端向Gatekeeper注册时通过对用户终端号码、别名和IP地址中的某几项进行绑定来完成的。用户的终端号码和别名是可以在终端处随意设置的。通过IP地址可以确定某台终端，但用户的IP地址如果是动态获得的，就无法将其作为终端认证的依据。用户的终端号码和别名是公开的，人们可以轻松地得到它。在这种情况下对终端的认证形同虚设。

　　现在可以通过设置用户认证中心，向合法用户发放密码,在用户向Gatekeeper注册时需要输入正确的密码才能注册成功，以保证用户的安全性。但业务开放初期，建议发展用户为有固定IP地址的用户，当会议电视业务有一定规模时，再设置用户认证中心，发展动态IP地址用户。

　　综上所述，虽然H.323视频会议系统还有一些不太完善的地方，但是随着宽带网络的不断发展，技术的不断更新，基于IP网的H.323会议电视系统必将替代专线方式的H.320会议电视系统成为宽带视频业务的发展方向。

《电信建设》