H323會(huì)議系統(tǒng)及壓縮傳輸技術(shù).

1、1引言在IP網(wǎng)上開(kāi)發(fā)多媒體應(yīng)用有巨大的商業(yè)前景，WWW的成功更使業(yè)界對(duì)此充滿信心。H323建議是由ITU-T制訂的基于分組交換網(wǎng)絡(luò)（PBN）的多媒體會(huì)議系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱H.323會(huì)議系統(tǒng)）。H.323會(huì)議系統(tǒng)不假定其工作的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)能提供服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證。實(shí)際上，隨著IP網(wǎng)的迅速發(fā)展，其主要應(yīng)用于IP網(wǎng)中。2H.323會(huì)議系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)H.323會(huì)議系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔⒘髦邪纛l、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息。所有的信息流采用H.225.0建議來(lái)進(jìn)行打包和傳送。為了實(shí)現(xiàn)在會(huì)議系統(tǒng)中傳輸上述信息流，H.323建議定義的多媒體會(huì)議系統(tǒng)主要由終端、網(wǎng)守（GateKeeper，亦稱網(wǎng)閘）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）、

2、多點(diǎn)控制器（MC）、多點(diǎn)處理器（MP）和多點(diǎn)控制單元（MCU）等組成。 2.1 H.323終端H.323終端是能夠在分組交換網(wǎng)絡(luò)中提供實(shí)時(shí)、雙向通信的節(jié)點(diǎn)設(shè)備。H.323終端功能框圖如圖1所示。其中系統(tǒng)控制單元、H.225.0層、分組網(wǎng)絡(luò)接口、音頻編解碼單元是H.323終端必須具備的，視頻編解碼單元和數(shù)據(jù)應(yīng)用是可選的。下面簡(jiǎn)介終端基本組件的主要作用。音頻編解碼器：采用特定的音頻編碼算法產(chǎn)生數(shù)字化音頻信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的解碼。在運(yùn)用中，編解碼器使用的音頻算法是在能力交換期間通過(guò)使用H.245協(xié)商得到的。音頻流應(yīng)根據(jù)H.255.0標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行格式化。H.323終端可以同時(shí)發(fā)送或接收多個(gè)音頻信道信息。例如，

3、它可以允許兩種語(yǔ)音傳送；對(duì)于多點(diǎn)會(huì)議，H.323終端需實(shí)施音頻混合的功能。視頻編解碼器：采用特定的視頻編碼算法產(chǎn)生數(shù)字化視頻信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的解碼。視頻編碼不進(jìn)行BCH糾錯(cuò)，且允許以不對(duì)稱的視頻比特率、幀速率、圖像分辨率運(yùn)行。類似于音頻編解碼器，視頻編解碼器使用的編解碼算法是在能力交換期間通過(guò)使用H.245協(xié)商得到的，視頻流也應(yīng)根據(jù)H.255.0建議規(guī)定的格式進(jìn)行打包傳送。數(shù)據(jù)信道： H.323終端通過(guò)H.245的控制消息建立一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信道。H.323會(huì)議系統(tǒng)的數(shù)據(jù)功能是建立在T.120系列建議的基礎(chǔ)之上的。根據(jù)應(yīng)用的要求，數(shù)據(jù)信道是雙向或單向的邏輯信道，在這些邏輯信道上實(shí)現(xiàn)H.323會(huì)議系

4、統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)功能。H.245控制：H.245控制信道承載管理H.323通信實(shí)體操作的端到端控制消息，包括能力交換、邏輯信道的開(kāi)和關(guān)、模式選擇請(qǐng)求、流量控制消息及通用命令和指示。H.245信令在兩個(gè)終端間或一個(gè)終端和MC間再或一個(gè)終端和網(wǎng)關(guān)間建立。對(duì)于端點(diǎn)參與的呼叫，端點(diǎn)應(yīng)在每個(gè)方向上建立一個(gè)H.245控制信道，并使用H.245建議的消息和規(guī)程。H.225呼叫控制：運(yùn)用H.225.0呼叫控制信令來(lái)建立兩個(gè)H.323終端間或終端與網(wǎng)守間的連接。呼叫信令信道的建立先于H.323終端間的H.245控制信道和其它任何邏輯信道，因此，它的建立不受H.245控制信道的管理。RAS控制：RAS（Registr

5、ation, Admission and Status, 登記、接納和狀態(tài)協(xié)議）信號(hào)運(yùn)用H.225.0控制消息在終端與網(wǎng)守之間執(zhí)行登記、接納、帶寬改變和使二者脫離關(guān)系等過(guò)程。RAS信道不受H.245控制信道管理。系統(tǒng)沒(méi)有網(wǎng)守時(shí)，無(wú)需建立RAS信道。若系統(tǒng)中存在網(wǎng)守，RAS信道建立早于終端間的任何信道。分組網(wǎng)絡(luò)接口：H.323終端的網(wǎng)絡(luò)接口是H.225建議所描述的，它規(guī)定了下述必須的功能：一、 對(duì)H.245控制信道、數(shù)據(jù)信道、呼叫信令信道提供可靠的端到端服務(wù)（TCP、SPX等）；二、 對(duì)于音頻、視頻和RAS信道提供不可靠的端到端服務(wù)（UDP、IPX等）。這些服務(wù)可以是單工、雙工、單播或多播的。2

6、.2 網(wǎng)守（GateKeeper）網(wǎng)守是H.323系統(tǒng)的一個(gè)可選組件，其功能是向H.323端點(diǎn)提供呼叫控制服務(wù)。H.323網(wǎng)守在系統(tǒng)中必須提供4種基本服務(wù)：地址翻譯、帶寬控制、許可控制與區(qū)管理功能。帶寬管理、呼叫鑒權(quán)、呼叫控制信令和呼叫管理等為網(wǎng)守的可選功能。在H.323系統(tǒng)中網(wǎng)守并不是必需的，然而如果存在網(wǎng)守，那么終端必須使用由網(wǎng)守提供的服務(wù)。這些服務(wù)在RAS中定義。在邏輯上，網(wǎng)守是一個(gè)獨(dú)立于端點(diǎn)的功能單元，但在物理實(shí)現(xiàn)時(shí)可以包含在終端、MCU和網(wǎng)關(guān)中。2.3 多點(diǎn)控制單元（MCU）多點(diǎn)控制單元用于支持三個(gè)以上端點(diǎn)設(shè)備的會(huì)議。在H.323系統(tǒng)中，一個(gè)多點(diǎn)控制單元由一個(gè)多點(diǎn)控制器（MC）和幾個(gè)

7、多點(diǎn)處理器（MP）組成，但也可以不包含MP。多點(diǎn)控制器處理終端間的H.245控制信息，從而決定它對(duì)視頻和音頻通常的處理能力。在必要情況下，多點(diǎn)控制器還可以判斷哪些視頻流和音頻流需要多播以控制會(huì)議系統(tǒng)使用的資源。MC并不直接處理任何媒體信息流，而將它留給MP來(lái)處理。MP對(duì)音頻、視頻或數(shù)據(jù)信息進(jìn)行混合、切換及其它處理。多點(diǎn)處理器和多點(diǎn)控制器可能存在于一臺(tái)專用設(shè)備中或作為別的H.323組件的一部分，但MCU一般是獨(dú)立的單元設(shè)備，具有自已的運(yùn)輸層地址。2.4 網(wǎng)關(guān)（Gateway）網(wǎng)關(guān)是H.323會(huì)議系統(tǒng)的一個(gè)可選件。網(wǎng)關(guān)能提供很多服務(wù)，其中包含H.323會(huì)議節(jié)點(diǎn)設(shè)備與其他ITU標(biāo)準(zhǔn)相兼容的終端之間的

8、轉(zhuǎn)換功能，這種功能包括數(shù)據(jù)傳輸格式（如H.225.0到H.221）和通信規(guī)程的轉(zhuǎn)換（如H.245到H.242）。另外，在分組網(wǎng)絡(luò)和電路交換網(wǎng)絡(luò)之間，網(wǎng)關(guān)完成視頻、音頻和數(shù)據(jù)信息編碼格式之間的互譯。通常網(wǎng)關(guān)的目的是將分組網(wǎng)絡(luò)終端的特性映射到電路交換網(wǎng)絡(luò)終端上或相反。網(wǎng)關(guān)的主要應(yīng)用在于通過(guò)N-ISDN建立與遠(yuǎn)程H.320兼容終端的連接；通過(guò)B-ISDN建立與遠(yuǎn)程H.321兼容終端的連接或通過(guò)通用電話交換網(wǎng)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建立與遠(yuǎn)程H.324和V.70兼容終端的連接等方面。終端使用H.245和Q.931建議與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。若沒(méi)有必要與其他網(wǎng)絡(luò)建立連接，而且終端直接與同一分組網(wǎng)絡(luò)上的其他終端進(jìn)行通信，則無(wú)需

9、網(wǎng)關(guān)。利用適當(dāng)?shù)慕獯a器，H.323網(wǎng)關(guān)可支持符合H.310，H.321，H.322以及V.70標(biāo)準(zhǔn)的終端。3. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的圖象編碼H.323會(huì)議系統(tǒng)中的圖象編碼主要有兩種，即H.261和H.263。其是H.261 QCIF是必備的格式，除此而外，可以通過(guò)能力協(xié)商采用其它的編碼形式。3.1 H.261圖象編碼算法H.261建議是1990年提出的運(yùn)動(dòng)圖象編碼算法，具有開(kāi)創(chuàng)性的意義。它的編碼效率高，圖象質(zhì)量好且實(shí)時(shí)性好，已被廣泛運(yùn)用于會(huì)議系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)圖象的編碼方式之中。H.261建議的編碼算法具有如下特點(diǎn)：采用通用的中間格式（CIF）；圖象按視頻的整數(shù)倍速率抽取，與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步；視頻編

10、碼器提供一組獨(dú)立的數(shù)字比特流；采用混合編碼算法，幀間預(yù)測(cè)用來(lái)降低圖象信號(hào)的時(shí)間冗余度，而變換編碼用于降低空間域的多余度；視頻的編碼速率從40kb/s 2Mb/s;傳輸比特流包含BCH（511，493）前向糾錯(cuò)碼。H.261建議在編碼方面主要采用了三種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮：預(yù)測(cè)編碼變換域編碼游程熵編碼3.2 H.263圖象編碼算法H.263建議是為了滿足低碼率運(yùn)動(dòng)圖象編碼而制訂的。同H.261一樣，H.263采用了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和DCT編碼方法，但它參照MPEG標(biāo)準(zhǔn)引入以I幀、P幀、PB幀（選項(xiàng)）三種幀模式和INTER（幀間編碼）、INTRA（幀內(nèi)編碼）兩種編碼模式。為提高壓縮比，H.263又采取以一些新的

11、措施：取消了H.261中可選的環(huán)路濾波器，將運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)木忍岣叩桨胂笏?；改進(jìn)了運(yùn)動(dòng)估值算法，充分利用以運(yùn)動(dòng)矢量的相關(guān)性來(lái)提高預(yù)測(cè)質(zhì)量，減輕塊效應(yīng)；精減了部分附加信息的編碼，提高了編碼效率；采用三維哈夫曼編碼、算術(shù)編碼來(lái)進(jìn)一步提高壓縮比。為了改進(jìn)性能還包含了四個(gè)可選的編碼選項(xiàng)：無(wú)限制運(yùn)動(dòng)矢量模式算術(shù)編碼先進(jìn)預(yù)測(cè)模式PB幀模式4. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的音頻編碼H.323會(huì)議系統(tǒng)中的音頻（語(yǔ)音）編碼方式主要有六種：G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729和MPEG audio。其中G.711是必備的，其它為可選項(xiàng)。除了上述六種編碼方式外，也可以通過(guò)能力協(xié)商來(lái)采用其它方法。在圖

12、象編碼方面，H.263采用了多種方法使編碼尺度可變，即根據(jù)不同的信道質(zhì)量對(duì)碼流進(jìn)行調(diào)整以保證適當(dāng)?shù)姆?wù)質(zhì)量。對(duì)于語(yǔ)音編碼，這一點(diǎn)同樣重要。目前，H.323會(huì)議系統(tǒng)中主要采用G.723.1和G.729兩種語(yǔ)音方式。4.1 G.723.1語(yǔ)音編碼G.723.1是一個(gè)雙速率的語(yǔ)音編碼器，它的兩個(gè)編碼速率分別為6.3k和5.3k。高速率（6.3k）采用多脈沖激勵(lì)最大似然量化（MP_MLQ）算法，低速率（5.3k）采用代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（ACELP）算法。這兩種算法具有相同的理論基礎(chǔ)，都是基于線性預(yù)測(cè)（LPC），都采用非周期性分量的激勵(lì)源。不同之處在于對(duì)MP_MLQ采用多脈沖最大似然量化激勵(lì)，而對(duì)AC

13、ELP采用的是代數(shù)碼本激勵(lì)。G.723.1具有較好的語(yǔ)音質(zhì)量。其5.3k速率編碼，語(yǔ)音質(zhì)量?jī)?yōu)于VCELP（8kb/s）；其6.3k速率編碼，語(yǔ)音質(zhì)量等價(jià)于32kb/s的G.726建議相應(yīng)指標(biāo)。兩者基本上均能達(dá)到長(zhǎng)途電話質(zhì)量的要求。G.723.1的缺點(diǎn)是固有時(shí)延較大。4.2 G.729語(yǔ)音編碼G.729是一個(gè)8kb/s的語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)，它采用的算法是共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼（CS_ACELP），能達(dá)到32kb/sADPCM語(yǔ)音質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn)，CS_ACELP算法很有特點(diǎn)：作不太大的改動(dòng)后，向下可達(dá)6.4kb/s，向上可達(dá)13kb/s，且可傳送更好的語(yǔ)音質(zhì)量。5. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)

14、通信H.323會(huì)議系統(tǒng)中除了傳輸視頻和音頻信號(hào)外，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳送。會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信是多個(gè)與會(huì)者之間的通信，因此它的一個(gè)十分重要的基礎(chǔ)是建立一個(gè)多點(diǎn)通信服務(wù)（MCS）的通信體系結(jié)構(gòu)。由于數(shù)據(jù)通信對(duì)差錯(cuò)控制要求較高，而對(duì)時(shí)延則不太敏感，因此MCS的通信體系結(jié)構(gòu)應(yīng)建立在可靠的通信連接(如TCP)基礎(chǔ)上。H.323會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信采用T.120系列建議，該系列建議是由九個(gè)建議書(shū)（T.120 T.128）組成的完整的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它分為四個(gè)層面來(lái)完成會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信。第一個(gè)層面是下四層的通信協(xié)議棧，在T.123建議中規(guī)定。第二個(gè)層面是多點(diǎn)通信服務(wù)（MCS），在T.122/T.125中

15、規(guī)定。第三個(gè)層面是通用會(huì)議控制（GCC），在T.124中規(guī)定。第四個(gè)層面是應(yīng)用層面，在T.121 、T.126、 T.127 和T.128中規(guī)定。其中T.126中規(guī)定的電子白板和T.127中規(guī)定的二進(jìn)制文件傳送已獲得應(yīng)用。6. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的碼流復(fù)用H.323會(huì)議系統(tǒng)是基于分組交換的，因而會(huì)議系統(tǒng)中的碼流在傳輸之前就必須進(jìn)行打包，根據(jù)數(shù)據(jù)包上的標(biāo)簽進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用。同時(shí)，由于會(huì)議系統(tǒng)中的不同信息碼流各自有不同的特點(diǎn)。所以，它們對(duì)下層網(wǎng)絡(luò)的承載要求也不同。對(duì)于IP網(wǎng)，在實(shí)現(xiàn)時(shí)可以用以下方法解決個(gè)問(wèn)題：音頻和視頻碼流對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，即使少量的時(shí)延，對(duì)視頻會(huì)議來(lái)說(shuō)也是無(wú)法忍受的。但是，它們對(duì)于

16、少量的包丟失卻不太敏感。因此，對(duì)于音頻和視頻碼流，采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP來(lái)對(duì)它們進(jìn)行打包再運(yùn)用面向無(wú)連接的UDP協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。對(duì)RAS信號(hào)也采用UDP協(xié)議來(lái)傳輸。相反，數(shù)據(jù)和控制信號(hào)對(duì)于服務(wù)質(zhì)量要求很高，少量的包丟失或出錯(cuò)都是無(wú)法忍受的。因此對(duì)于數(shù)據(jù)和控制碼流，在傳輸層運(yùn)用面向連接、提供可靠服務(wù)的TCP協(xié)議，從而完成對(duì)它們的可靠傳送。圖2給出了H.323會(huì)議系統(tǒng)的協(xié)議棧，從中可見(jiàn)具體的碼流復(fù)用關(guān)系如所示。7. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的QoS保證H.323建議不假定會(huì)議系統(tǒng)所基于的分組交換網(wǎng)絡(luò)能提供QoS保證，要在真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的高質(zhì)量的視頻會(huì)議系統(tǒng)還需要一些相關(guān)技術(shù)和協(xié)議的支持。下文討論IP網(wǎng)

17、中的QoS保證技術(shù)。7.1 多播技術(shù)視頻會(huì)議業(yè)務(wù)需要占用較大的帶寬資源，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件下，極大地限制了視頻會(huì)議業(yè)務(wù)的發(fā)展。多播技術(shù)是解決這個(gè)問(wèn)題的有效途徑。多播技術(shù)能夠有效地解決多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)帶寬問(wèn)題。在傳輸過(guò)程中，根據(jù)發(fā)送和接收各方的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞植?，確定并優(yōu)化數(shù)據(jù)傳送的樹(shù)狀路徑，在同一網(wǎng)段，相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)流只需傳送一次。多播地址可以采用一個(gè)通用的多播地址，但這不是有效的通信方式，最好是能夠動(dòng)態(tài)地分配一組地址。7.2 資源預(yù)留管理資源預(yù)留是指根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的QoS要求和帶寬資源管理策略進(jìn)行帶寬資源分配，在IP網(wǎng)上提供一條完整的路徑。IETF的RFC2205資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）就是提

18、供這種管理機(jī)制的協(xié)議。RSVP是網(wǎng)絡(luò)中預(yù)留所需資源的傳送通道建立和控制的信令協(xié)議。通過(guò)預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源建立一條從發(fā)送端到接收端的路徑，使得IP網(wǎng)絡(luò)能提供接近于電路交換質(zhì)量的業(yè)務(wù)，即在面向無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)上，增加了面向連接的特性；它既利用了面向無(wú)連接網(wǎng)絡(luò)的多種業(yè)務(wù)承載能力，又提供了接近面向連接網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量保證。但是RSVP沒(méi)有提供多媒體數(shù)據(jù)的傳輸能力，它必須配合其它實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議來(lái)完成多媒體通信服務(wù)。7.3 RTP/RTCPRTP為交互式音頻、視頻等具有實(shí)時(shí)特征的數(shù)據(jù)提供端到端的傳送服務(wù)。如果底層網(wǎng)絡(luò)支持多播，RTP還可使用多播向多個(gè)目的端點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。RTP協(xié)議包含兩個(gè)密切相關(guān)的部分，即負(fù)責(zé)傳送具有實(shí)時(shí)特征

19、的多媒體數(shù)據(jù)的RTP和負(fù)責(zé)反饋控制、監(jiān)測(cè)QoS和傳遞相關(guān)信息的RTCP。在RTP數(shù)據(jù)包的頭部中包含了一些重要的字段：凈荷數(shù)據(jù)類型的標(biāo)志（PT）以說(shuō)明多媒體信息所采用的編碼方式；定時(shí)標(biāo)志（TIMESTAMP）使接收端能夠恢復(fù)收到的數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)的定時(shí)關(guān)系，從而降低了網(wǎng)絡(luò)引起的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)；序號(hào)（SN）可用來(lái)在接收端對(duì)收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行正確的排序以及統(tǒng)計(jì)包丟失率。RTCP是RTP的控制協(xié)議，它周期性地與所有會(huì)話的參與者進(jìn)行通信，并采用和傳送數(shù)據(jù)包相同的機(jī)制來(lái)發(fā)送控制包。值得注意的是，RTP協(xié)議本身并不提供任何QoS保證機(jī)制，QoS必須由下層網(wǎng)絡(luò)來(lái)保證。但是通過(guò)RTCP控制包可以為應(yīng)用程序動(dòng)態(tài)提供網(wǎng)絡(luò)

20、的當(dāng)前信息，據(jù)此可對(duì)RTP的數(shù)據(jù)收發(fā)作相應(yīng)調(diào)整使之最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)資源。8. 結(jié)束語(yǔ)基于分組網(wǎng)絡(luò)的多媒體會(huì)議系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用前景。在H.323建議及其相關(guān)協(xié)議、RTP/RTCP、RSVP等協(xié)議和技術(shù)的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)具有一定服務(wù)質(zhì)量保證的多媒體會(huì)議系統(tǒng)。 然而要真正在Internet和其它分組網(wǎng)絡(luò)上開(kāi)展多媒體會(huì)議業(yè)務(wù)還需要考慮到保密性和安全性等問(wèn)題，詳細(xì)內(nèi)容可參考ITU-T的H.235建議。1引言在IP網(wǎng)上開(kāi)發(fā)多媒體應(yīng)用有巨大的商業(yè)前景，WWW的成功更使業(yè)界對(duì)此充滿信心。H323建議是由ITU-T制訂的基于分組交換網(wǎng)絡(luò)（PBN）的多媒體會(huì)議系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱H.323會(huì)議系統(tǒng)）。H.323會(huì)議

21、系統(tǒng)不假定其工作的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)能提供服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證。實(shí)際上，隨著IP網(wǎng)的迅速發(fā)展，其主要應(yīng)用于IP網(wǎng)中。2H.323會(huì)議系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)H.323會(huì)議系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔⒘髦邪纛l、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息。所有的信息流采用H.225.0建議來(lái)進(jìn)行打包和傳送。為了實(shí)現(xiàn)在會(huì)議系統(tǒng)中傳輸上述信息流，H.323建議定義的多媒體會(huì)議系統(tǒng)主要由終端、網(wǎng)守（GateKeeper，亦稱網(wǎng)閘）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）、多點(diǎn)控制器（MC）、多點(diǎn)處理器（MP）和多點(diǎn)控制單元（MCU）等組成。 2.1 H.323終端H.323終端是能夠在分組交換網(wǎng)絡(luò)中提供實(shí)時(shí)、雙向通信的節(jié)點(diǎn)設(shè)備。H.323終端功能框圖如圖1所示。其中系統(tǒng)

22、控制單元、H.225.0層、分組網(wǎng)絡(luò)接口、音頻編解碼單元是H.323終端必須具備的，視頻編解碼單元和數(shù)據(jù)應(yīng)用是可選的。下面簡(jiǎn)介終端基本組件的主要作用。音頻編解碼器：采用特定的音頻編碼算法產(chǎn)生數(shù)字化音頻信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的解碼。在運(yùn)用中，編解碼器使用的音頻算法是在能力交換期間通過(guò)使用H.245協(xié)商得到的。音頻流應(yīng)根據(jù)H.255.0標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行格式化。H.323終端可以同時(shí)發(fā)送或接收多個(gè)音頻信道信息。例如，它可以允許兩種語(yǔ)音傳送；對(duì)于多點(diǎn)會(huì)議，H.323終端需實(shí)施音頻混合的功能。視頻編解碼器：采用特定的視頻編碼算法產(chǎn)生數(shù)字化視頻信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的解碼。視頻編碼不進(jìn)行BCH糾錯(cuò)，且允許以不對(duì)稱的視頻比特率、幀

23、速率、圖像分辨率運(yùn)行。類似于音頻編解碼器，視頻編解碼器使用的編解碼算法是在能力交換期間通過(guò)使用H.245協(xié)商得到的，視頻流也應(yīng)根據(jù)H.255.0建議規(guī)定的格式進(jìn)行打包傳送。數(shù)據(jù)信道： H.323終端通過(guò)H.245的控制消息建立一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信道。H.323會(huì)議系統(tǒng)的數(shù)據(jù)功能是建立在T.120系列建議的基礎(chǔ)之上的。根據(jù)應(yīng)用的要求，數(shù)據(jù)信道是雙向或單向的邏輯信道，在這些邏輯信道上實(shí)現(xiàn)H.323會(huì)議系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)功能。H.245控制：H.245控制信道承載管理H.323通信實(shí)體操作的端到端控制消息，包括能力交換、邏輯信道的開(kāi)和關(guān)、模式選擇請(qǐng)求、流量控制消息及通用命令和指示。H.245信令在兩個(gè)終端間

24、或一個(gè)終端和MC間再或一個(gè)終端和網(wǎng)關(guān)間建立。對(duì)于端點(diǎn)參與的呼叫，端點(diǎn)應(yīng)在每個(gè)方向上建立一個(gè)H.245控制信道，并使用H.245建議的消息和規(guī)程。H.225呼叫控制：運(yùn)用H.225.0呼叫控制信令來(lái)建立兩個(gè)H.323終端間或終端與網(wǎng)守間的連接。呼叫信令信道的建立先于H.323終端間的H.245控制信道和其它任何邏輯信道，因此，它的建立不受H.245控制信道的管理。RAS控制：RAS（Registration, Admission and Status, 登記、接納和狀態(tài)協(xié)議）信號(hào)運(yùn)用H.225.0控制消息在終端與網(wǎng)守之間執(zhí)行登記、接納、帶寬改變和使二者脫離關(guān)系等過(guò)程。RAS信道不受H.245控制

25、信道管理。系統(tǒng)沒(méi)有網(wǎng)守時(shí)，無(wú)需建立RAS信道。若系統(tǒng)中存在網(wǎng)守，RAS信道建立早于終端間的任何信道。分組網(wǎng)絡(luò)接口：H.323終端的網(wǎng)絡(luò)接口是H.225建議所描述的，它規(guī)定了下述必須的功能：一、 對(duì)H.245控制信道、數(shù)據(jù)信道、呼叫信令信道提供可靠的端到端服務(wù)（TCP、SPX等）；二、 對(duì)于音頻、視頻和RAS信道提供不可靠的端到端服務(wù)（UDP、IPX等）。這些服務(wù)可以是單工、雙工、單播或多播的。2.2 網(wǎng)守（GateKeeper）網(wǎng)守是H.323系統(tǒng)的一個(gè)可選組件，其功能是向H.323端點(diǎn)提供呼叫控制服務(wù)。H.323網(wǎng)守在系統(tǒng)中必須提供4種基本服務(wù)：地址翻譯、帶寬控制、許可控制與區(qū)管理功能。帶寬

26、管理、呼叫鑒權(quán)、呼叫控制信令和呼叫管理等為網(wǎng)守的可選功能。在H.323系統(tǒng)中網(wǎng)守并不是必需的，然而如果存在網(wǎng)守，那么終端必須使用由網(wǎng)守提供的服務(wù)。這些服務(wù)在RAS中定義。在邏輯上，網(wǎng)守是一個(gè)獨(dú)立于端點(diǎn)的功能單元，但在物理實(shí)現(xiàn)時(shí)可以包含在終端、MCU和網(wǎng)關(guān)中。2.3 多點(diǎn)控制單元（MCU）多點(diǎn)控制單元用于支持三個(gè)以上端點(diǎn)設(shè)備的會(huì)議。在H.323系統(tǒng)中，一個(gè)多點(diǎn)控制單元由一個(gè)多點(diǎn)控制器（MC）和幾個(gè)多點(diǎn)處理器（MP）組成，但也可以不包含MP。多點(diǎn)控制器處理終端間的H.245控制信息，從而決定它對(duì)視頻和音頻通常的處理能力。在必要情況下，多點(diǎn)控制器還可以判斷哪些視頻流和音頻流需要多播以控制會(huì)議系統(tǒng)使用

27、的資源。MC并不直接處理任何媒體信息流，而將它留給MP來(lái)處理。MP對(duì)音頻、視頻或數(shù)據(jù)信息進(jìn)行混合、切換及其它處理。多點(diǎn)處理器和多點(diǎn)控制器可能存在于一臺(tái)專用設(shè)備中或作為別的H.323組件的一部分，但MCU一般是獨(dú)立的單元設(shè)備，具有自已的運(yùn)輸層地址。2.4 網(wǎng)關(guān)（Gateway）網(wǎng)關(guān)是H.323會(huì)議系統(tǒng)的一個(gè)可選件。網(wǎng)關(guān)能提供很多服務(wù)，其中包含H.323會(huì)議節(jié)點(diǎn)設(shè)備與其他ITU標(biāo)準(zhǔn)相兼容的終端之間的轉(zhuǎn)換功能，這種功能包括數(shù)據(jù)傳輸格式（如H.225.0到H.221）和通信規(guī)程的轉(zhuǎn)換（如H.245到H.242）。另外，在分組網(wǎng)絡(luò)和電路交換網(wǎng)絡(luò)之間，網(wǎng)關(guān)完成視頻、音頻和數(shù)據(jù)信息編碼格式之間的互譯。通常網(wǎng)

28、關(guān)的目的是將分組網(wǎng)絡(luò)終端的特性映射到電路交換網(wǎng)絡(luò)終端上或相反。網(wǎng)關(guān)的主要應(yīng)用在于通過(guò)N-ISDN建立與遠(yuǎn)程H.320兼容終端的連接；通過(guò)B-ISDN建立與遠(yuǎn)程H.321兼容終端的連接或通過(guò)通用電話交換網(wǎng)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建立與遠(yuǎn)程H.324和V.70兼容終端的連接等方面。終端使用H.245和Q.931建議與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。若沒(méi)有必要與其他網(wǎng)絡(luò)建立連接，而且終端直接與同一分組網(wǎng)絡(luò)上的其他終端進(jìn)行通信，則無(wú)需網(wǎng)關(guān)。利用適當(dāng)?shù)慕獯a器，H.323網(wǎng)關(guān)可支持符合H.310，H.321，H.322以及V.70標(biāo)準(zhǔn)的終端。3. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的圖象編碼H.323會(huì)議系統(tǒng)中的圖象編碼主要有兩種，即H.261和H.

29、263。其是H.261 QCIF是必備的格式，除此而外，可以通過(guò)能力協(xié)商采用其它的編碼形式。3.1 H.261圖象編碼算法H.261建議是1990年提出的運(yùn)動(dòng)圖象編碼算法，具有開(kāi)創(chuàng)性的意義。它的編碼效率高，圖象質(zhì)量好且實(shí)時(shí)性好，已被廣泛運(yùn)用于會(huì)議系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)圖象的編碼方式之中。H.261建議的編碼算法具有如下特點(diǎn)：采用通用的中間格式（CIF）；圖象按視頻的整數(shù)倍速率抽取，與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步；視頻編碼器提供一組獨(dú)立的數(shù)字比特流；采用混合編碼算法，幀間預(yù)測(cè)用來(lái)降低圖象信號(hào)的時(shí)間冗余度，而變換編碼用于降低空間域的多余度；視頻的編碼速率從40kb/s 2Mb/s;傳輸比特流包含BCH（511，493）前

30、向糾錯(cuò)碼。H.261建議在編碼方面主要采用了三種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮：預(yù)測(cè)編碼變換域編碼游程熵編碼3.2 H.263圖象編碼算法H.263建議是為了滿足低碼率運(yùn)動(dòng)圖象編碼而制訂的。同H.261一樣，H.263采用了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和DCT編碼方法，但它參照MPEG標(biāo)準(zhǔn)引入以I幀、P幀、PB幀（選項(xiàng)）三種幀模式和INTER（幀間編碼）、INTRA（幀內(nèi)編碼）兩種編碼模式。為提高壓縮比，H.263又采取以一些新的措施：取消了H.261中可選的環(huán)路濾波器，將運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)木忍岣叩桨胂笏?；改進(jìn)了運(yùn)動(dòng)估值算法，充分利用以運(yùn)動(dòng)矢量的相關(guān)性來(lái)提高預(yù)測(cè)質(zhì)量，減輕塊效應(yīng)；精減了部分附加信息的編碼，提高了編碼效率；采用三維哈夫曼

31、編碼、算術(shù)編碼來(lái)進(jìn)一步提高壓縮比。為了改進(jìn)性能還包含了四個(gè)可選的編碼選項(xiàng)：無(wú)限制運(yùn)動(dòng)矢量模式算術(shù)編碼先進(jìn)預(yù)測(cè)模式PB幀模式4. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的音頻編碼H.323會(huì)議系統(tǒng)中的音頻（語(yǔ)音）編碼方式主要有六種：G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729和MPEG audio。其中G.711是必備的，其它為可選項(xiàng)。除了上述六種編碼方式外，也可以通過(guò)能力協(xié)商來(lái)采用其它方法。在圖象編碼方面，H.263采用了多種方法使編碼尺度可變，即根據(jù)不同的信道質(zhì)量對(duì)碼流進(jìn)行調(diào)整以保證適當(dāng)?shù)姆?wù)質(zhì)量。對(duì)于語(yǔ)音編碼，這一點(diǎn)同樣重要。目前，H.323會(huì)議系統(tǒng)中主要采用G.723.1和G.729兩種

32、語(yǔ)音方式。4.1 G.723.1語(yǔ)音編碼G.723.1是一個(gè)雙速率的語(yǔ)音編碼器，它的兩個(gè)編碼速率分別為6.3k和5.3k。高速率（6.3k）采用多脈沖激勵(lì)最大似然量化（MP_MLQ）算法，低速率（5.3k）采用代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（ACELP）算法。這兩種算法具有相同的理論基礎(chǔ)，都是基于線性預(yù)測(cè)（LPC），都采用非周期性分量的激勵(lì)源。不同之處在于對(duì)MP_MLQ采用多脈沖最大似然量化激勵(lì)，而對(duì)ACELP采用的是代數(shù)碼本激勵(lì)。G.723.1具有較好的語(yǔ)音質(zhì)量。其5.3k速率編碼，語(yǔ)音質(zhì)量?jī)?yōu)于VCELP（8kb/s）；其6.3k速率編碼，語(yǔ)音質(zhì)量等價(jià)于32kb/s的G.726建議相應(yīng)指標(biāo)。兩者基本上

33、均能達(dá)到長(zhǎng)途電話質(zhì)量的要求。G.723.1的缺點(diǎn)是固有時(shí)延較大。4.2 G.729語(yǔ)音編碼G.729是一個(gè)8kb/s的語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)，它采用的算法是共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼（CS_ACELP），能達(dá)到32kb/sADPCM語(yǔ)音質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn)，CS_ACELP算法很有特點(diǎn)：作不太大的改動(dòng)后，向下可達(dá)6.4kb/s，向上可達(dá)13kb/s，且可傳送更好的語(yǔ)音質(zhì)量。5. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信H.323會(huì)議系統(tǒng)中除了傳輸視頻和音頻信號(hào)外，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳送。會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信是多個(gè)與會(huì)者之間的通信，因此它的一個(gè)十分重要的基礎(chǔ)是建立一個(gè)多點(diǎn)通信服務(wù)（MCS）的通信體系結(jié)構(gòu)。由于數(shù)據(jù)通

34、信對(duì)差錯(cuò)控制要求較高，而對(duì)時(shí)延則不太敏感，因此MCS的通信體系結(jié)構(gòu)應(yīng)建立在可靠的通信連接(如TCP)基礎(chǔ)上。H.323會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信采用T.120系列建議，該系列建議是由九個(gè)建議書(shū)（T.120 T.128）組成的完整的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它分為四個(gè)層面來(lái)完成會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信。第一個(gè)層面是下四層的通信協(xié)議棧，在T.123建議中規(guī)定。第二個(gè)層面是多點(diǎn)通信服務(wù)（MCS），在T.122/T.125中規(guī)定。第三個(gè)層面是通用會(huì)議控制（GCC），在T.124中規(guī)定。第四個(gè)層面是應(yīng)用層面，在T.121 、T.126、 T.127 和T.128中規(guī)定。其中T.126中規(guī)定的電子白板和T.127中規(guī)定的二進(jìn)制

35、文件傳送已獲得應(yīng)用。6. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的碼流復(fù)用H.323會(huì)議系統(tǒng)是基于分組交換的，因而會(huì)議系統(tǒng)中的碼流在傳輸之前就必須進(jìn)行打包，根據(jù)數(shù)據(jù)包上的標(biāo)簽進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用。同時(shí)，由于會(huì)議系統(tǒng)中的不同信息碼流各自有不同的特點(diǎn)。所以，它們對(duì)下層網(wǎng)絡(luò)的承載要求也不同。對(duì)于IP網(wǎng)，在實(shí)現(xiàn)時(shí)可以用以下方法解決個(gè)問(wèn)題：音頻和視頻碼流對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，即使少量的時(shí)延，對(duì)視頻會(huì)議來(lái)說(shuō)也是無(wú)法忍受的。但是，它們對(duì)于少量的包丟失卻不太敏感。因此，對(duì)于音頻和視頻碼流，采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP來(lái)對(duì)它們進(jìn)行打包再運(yùn)用面向無(wú)連接的UDP協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。對(duì)RAS信號(hào)也采用UDP協(xié)議來(lái)傳輸。相反，數(shù)據(jù)和控制信號(hào)對(duì)于服務(wù)質(zhì)量要求

36、很高，少量的包丟失或出錯(cuò)都是無(wú)法忍受的。因此對(duì)于數(shù)據(jù)和控制碼流，在傳輸層運(yùn)用面向連接、提供可靠服務(wù)的TCP協(xié)議，從而完成對(duì)它們的可靠傳送。圖2給出了H.323會(huì)議系統(tǒng)的協(xié)議棧，從中可見(jiàn)具體的碼流復(fù)用關(guān)系如所示。7. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的QoS保證H.323建議不假定會(huì)議系統(tǒng)所基于的分組交換網(wǎng)絡(luò)能提供QoS保證，要在真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的高質(zhì)量的視頻會(huì)議系統(tǒng)還需要一些相關(guān)技術(shù)和協(xié)議的支持。下文討論IP網(wǎng)中的QoS保證技術(shù)。7.1 多播技術(shù)視頻會(huì)議業(yè)務(wù)需要占用較大的帶寬資源，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件下，極大地限制了視頻會(huì)議業(yè)務(wù)的發(fā)展。多播技術(shù)是解決這個(gè)問(wèn)題的有效途徑。多播技術(shù)能夠有效地解決多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)

37、絡(luò)帶寬問(wèn)題。在傳輸過(guò)程中，根據(jù)發(fā)送和接收各方的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞植?，確定并優(yōu)化數(shù)據(jù)傳送的樹(shù)狀路徑，在同一網(wǎng)段，相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)流只需傳送一次。多播地址可以采用一個(gè)通用的多播地址，但這不是有效的通信方式，最好是能夠動(dòng)態(tài)地分配一組地址。7.2 資源預(yù)留管理資源預(yù)留是指根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的QoS要求和帶寬資源管理策略進(jìn)行帶寬資源分配，在IP網(wǎng)上提供一條完整的路徑。IETF的RFC2205資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）就是提供這種管理機(jī)制的協(xié)議。RSVP是網(wǎng)絡(luò)中預(yù)留所需資源的傳送通道建立和控制的信令協(xié)議。通過(guò)預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源建立一條從發(fā)送端到接收端的路徑，使得IP網(wǎng)絡(luò)能提供接近于電路交換質(zhì)量的業(yè)務(wù)，即在面向無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)上，增加

38、了面向連接的特性；它既利用了面向無(wú)連接網(wǎng)絡(luò)的多種業(yè)務(wù)承載能力，又提供了接近面向連接網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量保證。但是RSVP沒(méi)有提供多媒體數(shù)據(jù)的傳輸能力，它必須配合其它實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議來(lái)完成多媒體通信服務(wù)。7.3 RTP/RTCPRTP為交互式音頻、視頻等具有實(shí)時(shí)特征的數(shù)據(jù)提供端到端的傳送服務(wù)。如果底層網(wǎng)絡(luò)支持多播，RTP還可使用多播向多個(gè)目的端點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。RTP協(xié)議包含兩個(gè)密切相關(guān)的部分，即負(fù)責(zé)傳送具有實(shí)時(shí)特征的多媒體數(shù)據(jù)的RTP和負(fù)責(zé)反饋控制、監(jiān)測(cè)QoS和傳遞相關(guān)信息的RTCP。在RTP數(shù)據(jù)包的頭部中包含了一些重要的字段：凈荷數(shù)據(jù)類型的標(biāo)志（PT）以說(shuō)明多媒體信息所采用的編碼方式；定時(shí)標(biāo)志（TIMESTAM

39、P）使接收端能夠恢復(fù)收到的數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)的定時(shí)關(guān)系，從而降低了網(wǎng)絡(luò)引起的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)；序號(hào)（SN）可用來(lái)在接收端對(duì)收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行正確的排序以及統(tǒng)計(jì)包丟失率。RTCP是RTP的控制協(xié)議，它周期性地與所有會(huì)話的參與者進(jìn)行通信，并采用和傳送數(shù)據(jù)包相同的機(jī)制來(lái)發(fā)送控制包。值得注意的是，RTP協(xié)議本身并不提供任何QoS保證機(jī)制，QoS必須由下層網(wǎng)絡(luò)來(lái)保證。但是通過(guò)RTCP控制包可以為應(yīng)用程序動(dòng)態(tài)提供網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前信息，據(jù)此可對(duì)RTP的數(shù)據(jù)收發(fā)作相應(yīng)調(diào)整使之最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)資源。8. 結(jié)束語(yǔ)基于分組網(wǎng)絡(luò)的多媒體會(huì)議系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用前景。在H.323建議及其相關(guān)協(xié)議、RTP/RTCP、RSVP等協(xié)議和技術(shù)

40、的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)具有一定服務(wù)質(zhì)量保證的多媒體會(huì)議系統(tǒng)。 然而要真正在Internet和其它分組網(wǎng)絡(luò)上開(kāi)展多媒體會(huì)議業(yè)務(wù)還需要考慮到保密性和安全性等問(wèn)題，詳細(xì)內(nèi)容可參考ITU-T的H.235建議。1引言在IP網(wǎng)上開(kāi)發(fā)多媒體應(yīng)用有巨大的商業(yè)前景，WWW的成功更使業(yè)界對(duì)此充滿信心。H323建議是由ITU-T制訂的基于分組交換網(wǎng)絡(luò)（PBN）的多媒體會(huì)議系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱H.323會(huì)議系統(tǒng)）。H.323會(huì)議系統(tǒng)不假定其工作的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)能提供服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證。實(shí)際上，隨著IP網(wǎng)的迅速發(fā)展，其主要應(yīng)用于IP網(wǎng)中。2H.323會(huì)議系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)H.323會(huì)議系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔⒘髦邪纛l、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息。所

41、有的信息流采用H.225.0建議來(lái)進(jìn)行打包和傳送。為了實(shí)現(xiàn)在會(huì)議系統(tǒng)中傳輸上述信息流，H.323建議定義的多媒體會(huì)議系統(tǒng)主要由終端、網(wǎng)守（GateKeeper，亦稱網(wǎng)閘）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）、多點(diǎn)控制器（MC）、多點(diǎn)處理器（MP）和多點(diǎn)控制單元（MCU）等組成。 2.1 H.323終端H.323終端是能夠在分組交換網(wǎng)絡(luò)中提供實(shí)時(shí)、雙向通信的節(jié)點(diǎn)設(shè)備。H.323終端功能框圖如圖1所示。其中系統(tǒng)控制單元、H.225.0層、分組網(wǎng)絡(luò)接口、音頻編解碼單元是H.323終端必須具備的，視頻編解碼單元和數(shù)據(jù)應(yīng)用是可選的。下面簡(jiǎn)介終端基本組件的主要作用。音頻編解碼器：采用特定的音頻編碼算法產(chǎn)生數(shù)字化音頻信

42、號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的解碼。在運(yùn)用中，編解碼器使用的音頻算法是在能力交換期間通過(guò)使用H.245協(xié)商得到的。音頻流應(yīng)根據(jù)H.255.0標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行格式化。H.323終端可以同時(shí)發(fā)送或接收多個(gè)音頻信道信息。例如，它可以允許兩種語(yǔ)音傳送；對(duì)于多點(diǎn)會(huì)議，H.323終端需實(shí)施音頻混合的功能。視頻編解碼器：采用特定的視頻編碼算法產(chǎn)生數(shù)字化視頻信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的解碼。視頻編碼不進(jìn)行BCH糾錯(cuò)，且允許以不對(duì)稱的視頻比特率、幀速率、圖像分辨率運(yùn)行。類似于音頻編解碼器，視頻編解碼器使用的編解碼算法是在能力交換期間通過(guò)使用H.245協(xié)商得到的，視頻流也應(yīng)根據(jù)H.255.0建議規(guī)定的格式進(jìn)行打包傳送。數(shù)據(jù)信道： H.323終端通過(guò)

43、H.245的控制消息建立一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信道。H.323會(huì)議系統(tǒng)的數(shù)據(jù)功能是建立在T.120系列建議的基礎(chǔ)之上的。根據(jù)應(yīng)用的要求，數(shù)據(jù)信道是雙向或單向的邏輯信道，在這些邏輯信道上實(shí)現(xiàn)H.323會(huì)議系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)功能。H.245控制：H.245控制信道承載管理H.323通信實(shí)體操作的端到端控制消息，包括能力交換、邏輯信道的開(kāi)和關(guān)、模式選擇請(qǐng)求、流量控制消息及通用命令和指示。H.245信令在兩個(gè)終端間或一個(gè)終端和MC間再或一個(gè)終端和網(wǎng)關(guān)間建立。對(duì)于端點(diǎn)參與的呼叫，端點(diǎn)應(yīng)在每個(gè)方向上建立一個(gè)H.245控制信道，并使用H.245建議的消息和規(guī)程。H.225呼叫控制：運(yùn)用H.225.0呼叫控制信令來(lái)建立兩

44、個(gè)H.323終端間或終端與網(wǎng)守間的連接。呼叫信令信道的建立先于H.323終端間的H.245控制信道和其它任何邏輯信道，因此，它的建立不受H.245控制信道的管理。RAS控制：RAS（Registration, Admission and Status, 登記、接納和狀態(tài)協(xié)議）信號(hào)運(yùn)用H.225.0控制消息在終端與網(wǎng)守之間執(zhí)行登記、接納、帶寬改變和使二者脫離關(guān)系等過(guò)程。RAS信道不受H.245控制信道管理。系統(tǒng)沒(méi)有網(wǎng)守時(shí)，無(wú)需建立RAS信道。若系統(tǒng)中存在網(wǎng)守，RAS信道建立早于終端間的任何信道。分組網(wǎng)絡(luò)接口：H.323終端的網(wǎng)絡(luò)接口是H.225建議所描述的，它規(guī)定了下述必須的功能：一、 對(duì)H.2

45、45控制信道、數(shù)據(jù)信道、呼叫信令信道提供可靠的端到端服務(wù)（TCP、SPX等）；二、 對(duì)于音頻、視頻和RAS信道提供不可靠的端到端服務(wù)（UDP、IPX等）。這些服務(wù)可以是單工、雙工、單播或多播的。2.2 網(wǎng)守（GateKeeper）網(wǎng)守是H.323系統(tǒng)的一個(gè)可選組件，其功能是向H.323端點(diǎn)提供呼叫控制服務(wù)。H.323網(wǎng)守在系統(tǒng)中必須提供4種基本服務(wù)：地址翻譯、帶寬控制、許可控制與區(qū)管理功能。帶寬管理、呼叫鑒權(quán)、呼叫控制信令和呼叫管理等為網(wǎng)守的可選功能。在H.323系統(tǒng)中網(wǎng)守并不是必需的，然而如果存在網(wǎng)守，那么終端必須使用由網(wǎng)守提供的服務(wù)。這些服務(wù)在RAS中定義。在邏輯上，網(wǎng)守是一個(gè)獨(dú)立于端點(diǎn)的

46、功能單元，但在物理實(shí)現(xiàn)時(shí)可以包含在終端、MCU和網(wǎng)關(guān)中。2.3 多點(diǎn)控制單元（MCU）多點(diǎn)控制單元用于支持三個(gè)以上端點(diǎn)設(shè)備的會(huì)議。在H.323系統(tǒng)中，一個(gè)多點(diǎn)控制單元由一個(gè)多點(diǎn)控制器（MC）和幾個(gè)多點(diǎn)處理器（MP）組成，但也可以不包含MP。多點(diǎn)控制器處理終端間的H.245控制信息，從而決定它對(duì)視頻和音頻通常的處理能力。在必要情況下，多點(diǎn)控制器還可以判斷哪些視頻流和音頻流需要多播以控制會(huì)議系統(tǒng)使用的資源。MC并不直接處理任何媒體信息流，而將它留給MP來(lái)處理。MP對(duì)音頻、視頻或數(shù)據(jù)信息進(jìn)行混合、切換及其它處理。多點(diǎn)處理器和多點(diǎn)控制器可能存在于一臺(tái)專用設(shè)備中或作為別的H.323組件的一部分，但MCU

47、一般是獨(dú)立的單元設(shè)備，具有自已的運(yùn)輸層地址。2.4 網(wǎng)關(guān)（Gateway）網(wǎng)關(guān)是H.323會(huì)議系統(tǒng)的一個(gè)可選件。網(wǎng)關(guān)能提供很多服務(wù)，其中包含H.323會(huì)議節(jié)點(diǎn)設(shè)備與其他ITU標(biāo)準(zhǔn)相兼容的終端之間的轉(zhuǎn)換功能，這種功能包括數(shù)據(jù)傳輸格式（如H.225.0到H.221）和通信規(guī)程的轉(zhuǎn)換（如H.245到H.242）。另外，在分組網(wǎng)絡(luò)和電路交換網(wǎng)絡(luò)之間，網(wǎng)關(guān)完成視頻、音頻和數(shù)據(jù)信息編碼格式之間的互譯。通常網(wǎng)關(guān)的目的是將分組網(wǎng)絡(luò)終端的特性映射到電路交換網(wǎng)絡(luò)終端上或相反。網(wǎng)關(guān)的主要應(yīng)用在于通過(guò)N-ISDN建立與遠(yuǎn)程H.320兼容終端的連接；通過(guò)B-ISDN建立與遠(yuǎn)程H.321兼容終端的連接或通過(guò)通用電話交換網(wǎng)

48、或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建立與遠(yuǎn)程H.324和V.70兼容終端的連接等方面。終端使用H.245和Q.931建議與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。若沒(méi)有必要與其他網(wǎng)絡(luò)建立連接，而且終端直接與同一分組網(wǎng)絡(luò)上的其他終端進(jìn)行通信，則無(wú)需網(wǎng)關(guān)。利用適當(dāng)?shù)慕獯a器，H.323網(wǎng)關(guān)可支持符合H.310，H.321，H.322以及V.70標(biāo)準(zhǔn)的終端。3. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的圖象編碼H.323會(huì)議系統(tǒng)中的圖象編碼主要有兩種，即H.261和H.263。其是H.261 QCIF是必備的格式，除此而外，可以通過(guò)能力協(xié)商采用其它的編碼形式。3.1 H.261圖象編碼算法H.261建議是1990年提出的運(yùn)動(dòng)圖象編碼算法，具有開(kāi)創(chuàng)性的意義。它的編碼效率

49、高，圖象質(zhì)量好且實(shí)時(shí)性好，已被廣泛運(yùn)用于會(huì)議系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)圖象的編碼方式之中。H.261建議的編碼算法具有如下特點(diǎn)：采用通用的中間格式（CIF）；圖象按視頻的整數(shù)倍速率抽取，與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步；視頻編碼器提供一組獨(dú)立的數(shù)字比特流；采用混合編碼算法，幀間預(yù)測(cè)用來(lái)降低圖象信號(hào)的時(shí)間冗余度，而變換編碼用于降低空間域的多余度；視頻的編碼速率從40kb/s 2Mb/s;傳輸比特流包含BCH（511，493）前向糾錯(cuò)碼。H.261建議在編碼方面主要采用了三種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮：預(yù)測(cè)編碼變換域編碼游程熵編碼3.2 H.263圖象編碼算法H.263建議是為了滿足低碼率運(yùn)動(dòng)圖象編碼而制訂的。同H.261一樣，H.263

50、采用了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和DCT編碼方法，但它參照MPEG標(biāo)準(zhǔn)引入以I幀、P幀、PB幀（選項(xiàng)）三種幀模式和INTER（幀間編碼）、INTRA（幀內(nèi)編碼）兩種編碼模式。為提高壓縮比，H.263又采取以一些新的措施：取消了H.261中可選的環(huán)路濾波器，將運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)木忍岣叩桨胂笏兀桓倪M(jìn)了運(yùn)動(dòng)估值算法，充分利用以運(yùn)動(dòng)矢量的相關(guān)性來(lái)提高預(yù)測(cè)質(zhì)量，減輕塊效應(yīng)；精減了部分附加信息的編碼，提高了編碼效率；采用三維哈夫曼編碼、算術(shù)編碼來(lái)進(jìn)一步提高壓縮比。為了改進(jìn)性能還包含了四個(gè)可選的編碼選項(xiàng)：無(wú)限制運(yùn)動(dòng)矢量模式算術(shù)編碼先進(jìn)預(yù)測(cè)模式PB幀模式4. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的音頻編碼H.323會(huì)議系統(tǒng)中的音頻（語(yǔ)音）編碼方式主

51、要有六種：G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729和MPEG audio。其中G.711是必備的，其它為可選項(xiàng)。除了上述六種編碼方式外，也可以通過(guò)能力協(xié)商來(lái)采用其它方法。在圖象編碼方面，H.263采用了多種方法使編碼尺度可變，即根據(jù)不同的信道質(zhì)量對(duì)碼流進(jìn)行調(diào)整以保證適當(dāng)?shù)姆?wù)質(zhì)量。對(duì)于語(yǔ)音編碼，這一點(diǎn)同樣重要。目前，H.323會(huì)議系統(tǒng)中主要采用G.723.1和G.729兩種語(yǔ)音方式。4.1 G.723.1語(yǔ)音編碼G.723.1是一個(gè)雙速率的語(yǔ)音編碼器，它的兩個(gè)編碼速率分別為6.3k和5.3k。高速率（6.3k）采用多脈沖激勵(lì)最大似然量化（MP_MLQ）算法，低速率（5.3

52、k）采用代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（ACELP）算法。這兩種算法具有相同的理論基礎(chǔ)，都是基于線性預(yù)測(cè)（LPC），都采用非周期性分量的激勵(lì)源。不同之處在于對(duì)MP_MLQ采用多脈沖最大似然量化激勵(lì)，而對(duì)ACELP采用的是代數(shù)碼本激勵(lì)。G.723.1具有較好的語(yǔ)音質(zhì)量。其5.3k速率編碼，語(yǔ)音質(zhì)量?jī)?yōu)于VCELP（8kb/s）；其6.3k速率編碼，語(yǔ)音質(zhì)量等價(jià)于32kb/s的G.726建議相應(yīng)指標(biāo)。兩者基本上均能達(dá)到長(zhǎng)途電話質(zhì)量的要求。G.723.1的缺點(diǎn)是固有時(shí)延較大。4.2 G.729語(yǔ)音編碼G.729是一個(gè)8kb/s的語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)，它采用的算法是共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼（CS_ACELP），能

53、達(dá)到32kb/sADPCM語(yǔ)音質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn)，CS_ACELP算法很有特點(diǎn)：作不太大的改動(dòng)后，向下可達(dá)6.4kb/s，向上可達(dá)13kb/s，且可傳送更好的語(yǔ)音質(zhì)量。5. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信H.323會(huì)議系統(tǒng)中除了傳輸視頻和音頻信號(hào)外，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳送。會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信是多個(gè)與會(huì)者之間的通信，因此它的一個(gè)十分重要的基礎(chǔ)是建立一個(gè)多點(diǎn)通信服務(wù)（MCS）的通信體系結(jié)構(gòu)。由于數(shù)據(jù)通信對(duì)差錯(cuò)控制要求較高，而對(duì)時(shí)延則不太敏感，因此MCS的通信體系結(jié)構(gòu)應(yīng)建立在可靠的通信連接(如TCP)基礎(chǔ)上。H.323會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信采用T.120系列建議，該系列建議是由九個(gè)建議書(shū)（T.120 T

54、.128）組成的完整的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它分為四個(gè)層面來(lái)完成會(huì)議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信。第一個(gè)層面是下四層的通信協(xié)議棧，在T.123建議中規(guī)定。第二個(gè)層面是多點(diǎn)通信服務(wù)（MCS），在T.122/T.125中規(guī)定。第三個(gè)層面是通用會(huì)議控制（GCC），在T.124中規(guī)定。第四個(gè)層面是應(yīng)用層面，在T.121 、T.126、 T.127 和T.128中規(guī)定。其中T.126中規(guī)定的電子白板和T.127中規(guī)定的二進(jìn)制文件傳送已獲得應(yīng)用。6. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的碼流復(fù)用H.323會(huì)議系統(tǒng)是基于分組交換的，因而會(huì)議系統(tǒng)中的碼流在傳輸之前就必須進(jìn)行打包，根據(jù)數(shù)據(jù)包上的標(biāo)簽進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用。同時(shí)，由于會(huì)議系統(tǒng)中的不同信息碼

55、流各自有不同的特點(diǎn)。所以，它們對(duì)下層網(wǎng)絡(luò)的承載要求也不同。對(duì)于IP網(wǎng)，在實(shí)現(xiàn)時(shí)可以用以下方法解決個(gè)問(wèn)題：音頻和視頻碼流對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，即使少量的時(shí)延，對(duì)視頻會(huì)議來(lái)說(shuō)也是無(wú)法忍受的。但是，它們對(duì)于少量的包丟失卻不太敏感。因此，對(duì)于音頻和視頻碼流，采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP來(lái)對(duì)它們進(jìn)行打包再運(yùn)用面向無(wú)連接的UDP協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。對(duì)RAS信號(hào)也采用UDP協(xié)議來(lái)傳輸。相反，數(shù)據(jù)和控制信號(hào)對(duì)于服務(wù)質(zhì)量要求很高，少量的包丟失或出錯(cuò)都是無(wú)法忍受的。因此對(duì)于數(shù)據(jù)和控制碼流，在傳輸層運(yùn)用面向連接、提供可靠服務(wù)的TCP協(xié)議，從而完成對(duì)它們的可靠傳送。圖2給出了H.323會(huì)議系統(tǒng)的協(xié)議棧，從中可見(jiàn)具體的碼流復(fù)用關(guān)系

56、如所示。7. H.323會(huì)議系統(tǒng)中的QoS保證H.323建議不假定會(huì)議系統(tǒng)所基于的分組交換網(wǎng)絡(luò)能提供QoS保證，要在真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的高質(zhì)量的視頻會(huì)議系統(tǒng)還需要一些相關(guān)技術(shù)和協(xié)議的支持。下文討論IP網(wǎng)中的QoS保證技術(shù)。7.1 多播技術(shù)視頻會(huì)議業(yè)務(wù)需要占用較大的帶寬資源，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件下，極大地限制了視頻會(huì)議業(yè)務(wù)的發(fā)展。多播技術(shù)是解決這個(gè)問(wèn)題的有效途徑。多播技術(shù)能夠有效地解決多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)帶寬問(wèn)題。在傳輸過(guò)程中，根據(jù)發(fā)送和接收各方的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞植?，確定并優(yōu)化數(shù)據(jù)傳送的樹(shù)狀路徑，在同一網(wǎng)段，相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)流只需傳送一次。多播地址可以采用一個(gè)通用的多播地址，但這不是有效的通信方式，最好是能夠動(dòng)態(tài)地分配一組地址。7.2 資源預(yù)留管理資源預(yù)留是指根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的QoS要求和帶寬資源管理策略進(jìn)行帶寬資源分配，在IP網(wǎng)上提供一條完整的路徑。IETF的RFC2205資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）就是提供這種管理機(jī)制的協(xié)議。RSVP是網(wǎng)絡(luò)中預(yù)留所需資源的傳送通道建立和控制的信令協(xié)議。通過(guò)預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源建立一條從發(fā)送端到接收端的路徑，使得IP網(wǎng)絡(luò)能提供接近于電路交換質(zhì)量的業(yè)務(wù)，即在面向無(wú)連接