中國電信股份有限公司研究院 梅承力
摘 要:移動視訊是3G的主要業務之一,已經受到廣泛關注。利用移動視訊網絡和固網視訊網絡提供綜合的視訊業務方案更是近來研究的焦點。本文通過分析固網H.323網絡和移動H.324M網絡的基本特點,重點研究了利用視訊網關實現兩網業務互通的方案和基本呼叫過程,最后進行了總結。
關鍵詞:3G 移動視訊 視訊網關
一、前言
視訊會議業務是一種被廣泛看好的業務。固網視訊會議已有較好的應用,隨著3G商用的來臨,移動網和固定網綜合的視訊業務無疑是未來市場發展的必然。由于移動終端的移動性和便攜性,未來視訊會議更能滿足人們普遍溝通的需求。
在固網視訊應用中,基于IP承載的視訊會議網絡成為主流,主要有基于H.323、SIP、RSTP等協議的視訊網絡。H.323協議是由基于ISDN的H.320協議演變而來。SIP是IETF標準,比H.323簡單,但相對而言不是非常成熟。RTSP是IETF流媒體標準。其中以H.323網絡應用最為廣泛。
3G的視訊業務是它的主要業務之一。在目前應用最廣的WCDMA R99網絡中,雖然核心網分組域基于IP承載,且具備較高的數據率,但QoS不能很好保證的缺陷使得視訊會議的業務還只能在電路域64kbit/s的TDM承載,視訊會議的協議采用電路域的H.324M協議。
由于移動網絡和固定網絡在視訊會話和傳輸協議等方面都不同,使得兩網的互通必須基于視訊網關來完成。
本文通過分析H.323網絡和H.324M網絡的基本特點,重點研究了利用視訊網關實現兩網業務互通的方案和基本的呼叫過程。
二、H.323網絡
基于H.323的視訊會議是目前應用最廣的網絡,下面通過H.323協議簇、H.323網元功能和H.323網絡結構來簡要介紹H.323網絡。
1.H.323的主要協議
Q.931 呼叫信令:從ISDN信令演變來,基于TCP;RAS 網守訪問協議:基于UDP的客戶端-服務器協議;H.245會話控制協議:基于TCP的能力協商、會議控制協議;RTP實時傳輸協議:與傳輸媒體無關的編解碼協議。
2.H.323網元
終端:包括PCs和獨立設備,可以是視頻/語音,也可是單獨語音終端。部分終端還具有會議控制功能。
MCU:用于大型會議多點控制。
網關:與其他視訊會議標準(H.323, H.320, H.324, POTs)互通的關口,轉換不同標準的協議和編解碼格式(如果需要)。
網守:AAA認證,地址翻譯前轉,終端、網關和代理服務器的路由。
3.H.323網絡
H.323協議基于IP網絡,組網的各網元之間可通過路由器/交換機組網。
三、H.324M網絡
1.H.324M協議結構
H.324M是專用于移動視訊業務的協議族。
與H.323協議簇主要區別在于H.324M采用了不同的是音視頻編解碼方式,即增加了AMR和MPEG4編解碼算法,復用/解復用采用了H.223協議而不是H.225協議。
2.H.245控制協議
H.324M和H.323都是通過H.245協議進行系統控制,H.245協議過程主要包括主從決定過程,能力交換過程,打開邏輯通道過程,關閉邏輯通道過程,模式請求過程,H.223復用表過程,回路延時過程。
(1)主從決定過程目的是解決沖突(MCU級聯、資源爭用)。當在一個呼叫中,兩個終端同時初始化一個相似事件,而資源只對其中之一可用時,就會有沖突發生,例如打開一個邏輯通道。為了解決這種沖突,其中一個終端應該定義成主終端而另一個定義成從終端。
(2)能力交換過程目的是使對端節點了解本端的能力。接收能力表示了終端接收和處理輸入信息流的能力。如果沒有接收能力這一項則表明終端不能接收。發送能力表示終端發送信息流的能力。如果沒有發送能力這一項則表明終端沒有給接收器提供一個模式的優先選擇權,并不代表不能發送。
(3)打開邏輯通道過程是通過獲得對端的媒體傳輸地址(RTP端口)和媒體控制傳輸地址(RTCP端口),并把本端的RTP端口和RTCP端口以及媒體流的能力信息(類型、帶寬、編碼格式等)告訴對端來打開邏輯通道。
(4)關閉邏輯通道過程關閉已打開的邏輯通道。
(5)模式請求過程用于在邏輯通道建立后,因媒體格式發生變化,而通知對方以新的媒體模式重新建立邏輯通道。如語音邏輯通道建立后,檢測到傳真單音,要求對方切換到傳真模式。
(6)H.223復用表過程用于H.223復用。
(7)回路延時過程主要是判斷對端是否工作和估計到達延時。
H.324M與H.323網絡間利用H.245控制協議互通如圖3所示。H.324M終端與H.323終端首先進行終端能力集交換,確定一致的音視頻編解碼方式,然后進行主從確定,確定主席,避免不必要的資源沖突,接著進行復用表請求和打開邏輯通道,包括音頻邏輯通道和視頻UDP端口號,這時就可以進行多媒體通話。如果通話期間有媒體格式變化,啟動模式請求過程。通話結束時關閉邏輯通道。
四、H.323網絡和H.324M網絡的視頻會議方案
1.互通方案
如前所述,移動網和固定網互通必須通過視訊網關實現。實現方式如圖4所示。GMSC和VideoGW之間通過E1線路聯接,H.323網絡和VideoGW之間通過路由器/交換機聯接。
移動網GMSC和VideoGW之間的信令是ISUP,VideoGW和H.323分組網之間采用Q.931,兩網的帶內信令均為H.245。
音視頻編碼轉換音頻主要是H.323網絡的G.723編碼和H.324M的AMR12.2K速率編碼之間的轉換,視頻主要是H.323網絡的H.261/H.263和H.324M網絡的MPEG4之間的轉換。
音視頻和控制控制信息的復用H.323網絡主要是通過H.225協議,而H.324M網絡主要是通過H.223復用。
2.網絡互通呼叫流程
從H.323網絡向H.324網絡方向看去,VideoGW可看做H.323終端。
H.324M視訊網關通過與H.323網守的RAS協議與被叫H.323終端建立聯接,通過Q.931協議進行呼叫控制,通過H.245系統控制協議建立多媒體呼叫通道,通過RSVP,RTP/RSTP進行實時媒體流傳輸。
五、結論
3G移動網絡和固網視訊會議網絡互通實現綜合視訊會議業務是未來業務增長點。兩網互通的關鍵是視訊網關設備。在視訊網關完成信令交互,音視頻編解碼轉換和媒體流傳輸。目前實現H.324M和H.323網絡互通的視訊網關設備并不很成熟,而支持SIP等協議與軟交換網絡互通的視訊會議視訊網關也正在研發中。在3G真正商用商用時,可望順利開展綜合視訊業務。