H.323简介

Internet正成为人们生活中的第四媒体，它对我们的生活的影响越来越大。随着网络硬件改善以及新的网络标准、协议的实现， Internet上多媒体的传输逐渐成为现实，这其中包含语音、图像、视频等。将语音通过Internet来传输一直是人们的渴望，因为它将带来巨大的利润，这就是常说的Voice Over IP(VoIP)。

为什么Voice Over IP在几年前不能很好的实现呢？

这涉及到当初Internet是为什么而设计的。TCP/IP之类的传统网络协议是为了传送数据资料而设计的，它们一点也没有将语音等与数据特性完全不同的媒体考虑进去。普通数据资料的传输特点是没有实时性的要求，但对传输的准确性要求相当高；而语音的传输特点是有实时性的需求，但允许传送时有一定的失真，因为语音只要能够让接收者清楚地辨别说话者所说的内容就可了。TCP/IP等传统网络协议不能保证语音的实时性，这些协议的设计加上了一些错误控制的功能，比如要做很多繁杂的错误侦测以及更正功能，对传输语音而言这些功能是对网络资源的一种浪费。

近年来语音数字化与语音压缩技术的日趋成熟，其中G.729a标准能让人们在8kbps的带宽下享受到接近与Toll quality的音质（Toll Quality音质即64kbps的PCM编码的音质），而另一个标准G.723.1能够在比8kbps更低的带宽下传送语音，只是语音品质比G.729a要差一些。其他还有一些技术也能降低带宽，比如Silence Suppression，即静音抑制。硬件方面，已经有专用的语音压缩、解压的DSP芯片，这使得设备生产商能更容易地开发相关设备。

网络上传输的数据很多是突发性的，可能导致网络暂时拥挤，而这会引起语音包的延迟，对于有实时性要求的语音传输来说是不可接收的。为了解决这个问题，就需要有一些通信协议来保证语音传输的品质，一般这被称为QoS（Quality of Service）。现在已经有了这样一个协--Resource Reservation Protcol，RSVP，资源预留协议。

这种情形下诞生了H.323。

什么是H.323标准？

H.323标准是为在网络上实现多媒体业务（实时的语音、视频和数据）而制定的，H.323规范了多媒体业务的成分、协议以及处理过程（见图1），这里的packet network是指局域网（LAN）、企业网（EN）、城域网（MAN）和广域网。H.323可以被部分实现，比如只实现语音（IP Phone），实现语音和视频（可视电话），或者语音、视频和数据都实现（即现在所说的“三网合一”）。这在消费、商业以及娱乐业都有广泛的用途。

H.323标准由ITU-T第16研究组规范。1996年10月通过了H.323的版本1，定义了在局域网上实现虚拟电话系统，不保证服务质量（即QoS，quality of service）。这意味着局域网环境要承担很重的多媒体传输任务。

Voice Over IP的应用促进了H.323的版本更新。随着VoIP的发展，出现了一些新的需求，比如IP电话和传统的交换式电话的互通、服务质量的要求等。H.323版本2能满足这些需求，并且在1998年1月被通过。不久又有一些新的特征被添加到H.323标准，比如网络传真、gatekeeper和gatekeeper之间的通讯以及快速连接机制，这使得版本3能很快扩展。

H.323是H.32x家族的一个成员。H.32x家族的其他成员规范了在不同的网络上实现多媒体通信。H.324定义在SCN上，H.320定义在ISDN上，H.321和H.310定义在B-ISDN上，H.322定义在保证QoS 的LAN上。H.323标准的一个重要目标是和别的网络上的多媒体业务互连，而这项功能的完成者就是gateway。

H.323的组成部分

H.323标准定义了四种组成部分：terminal（终端）、gateway（网关）、gatekeeper（网守）、multipoint control unit（MCU，多点控制单元）。Gatekeeper、gateway和MCU对于H.323标准来说只是逻辑上分散的成分，可以在一个物理设备上实现。

1．Terminal：终端既可以是一个相对独立的设备，也可以是一台PC，遵循H.323规范以实现实时、双向的多媒体通信业务。它基本业务是支持语音通信，并且可以选择实现视频（Video）或数据（Data）通信，所以终端是实现IP Phone的关键。H.323终端与H.324终端、H.310终端、H.321终端、H.320终端、H.322终端都是兼容的，这些终端可以实现互连。H.323终端常用于多媒体会议。

2．Gateway：网关用于在H.323网和非H.323网之间建立连接。例如，一个网关能连接H.323的终端和SCN网（SCN网包括所有交换电话网络，如PSTN）。这样不同网络的连接主要是通过网关完成呼叫建立和释放、媒体格式的转化、传递信息等来实现的。当然，在两个H.323终端之间的通信，网关不是必要的。

3．Gatekeeper：网守可以理解为H.323网络的“大脑”，它是所有H.323网络内呼叫的焦点。尽管在实现中网守不是必须的，它还是能提供很重要的功能，比如终端和网关的寻址认可鉴定、带宽管理、帐务计算、业务清单、呼叫的路由等。

4．Multipoint Control Unit：MCU支持三个或多个H.323终端的会议。所有参与此会议的终端需要与MCU建立一个连接。MCU管理会议的资源，决定终端之间使用何种语音或视频的编码格式，并处理媒体流。

H.323功能

H.323协议解决方案包括TUCL(TCP/UDP Convergence Layer)软件、RTP/RTCP软件和H.323控制软件。Trillium H.323产品的模块化体系结构如图所示。

TUCL软件：TUCL软件位于TCP/UDP层之上，为上层软件（如RTP/RTCP或H.323控制软件）提供了一种通用接口以利用下面TCP和UDP层的Socket。其基本功能如下： 建立和终止TCP连接 收发TCP 字节流和具有分界的TCP消息(TPKT RFC 1006) 收发UDP数据报 对要发送的TCP数据进行排序 在网络缓冲区中进行流量控制 保持详细的统计信息

RTP/RTCP软件：Trillium的RTP/RTCP软件实现了IETF的RTP/RTCP协议，它为诸如交互音频和视频这样的实时数据提供了端到端的传输服务。这些服务包括净荷类型识别、排序、时间戳和传输监视。Trillium RTP/RTCP软件的结构如下图所示，模块化的设计和简单的接口使RTP/RTCP软件很容易移植到任何环境。

Trillium的RTP/RTCP软件包括RTP层模块、系统服务模块和层管理器模块：

RTP层模块: 实现了RTP/RTCP协议，在下面的接口与TUCL和AAL交互，并为上层的呼叫控制和媒体控制实体提供服务。

系统服务模块: 提供了RTP所需要的操作系统功能，包括RTP/RTCP 层初始化、定时器管理、任务调度、内存管理、消息管理、日期和时间管理、资源可用性检查和其它的杂项服务。这些服务可直接通过RTP的函数调用获取。

层管理器模块: 提供了必要的函数以控制、配置和监视RTP层软件和相关的SAP。

H.323控制软件

H.323控制软件是H.323协议栈（包括H.225.0呼叫信令、 H.225.0 RAS信令、H.245控制信令协议）的完全实现。

H.323控制软件包括两组模块—支持模块组和功能模块组。

支持模块组包括下列模块： H.323传输连接管理器(TCM) H.323定时器管理模块(TMR) H.323层管理接口模块(LMI) PER ASN.1编/解码引擎 Annex E库 公共的PER ASN.1模块提供PER ASN.1编/解码功能。

功能模块组包括：

H.225模块(Hc225)：为特定业务模块和TCM提供服务，它又包括消息编/解码引擎和状态机模块。其功能如下： 设计为可重入的 实现了H.225状态机 按照数据库定义对Q.931和ASN.1消息进行编/解码；返回未知的和隧道化的H.245消息到调用者 为编/解码消息提供功能接口 为统计/状态恢复提供功能接口 处理与协议消息相关的错误并产生合适的消息/事件缓冲区以返回功能接口的值

H.245模块(Cm245)：为特定业务模块和TCM提供服务。它又包括逻辑信道信令实体模块和主从决定信令实体模块。其功能如下： 设计为可重入的 实现了H.245状态机 按照数据库定义对Q.931和ASN.1消息进行编解码 为编解码消息提供功能接口 为统计/状态恢复提供功能接口 处理与协议消息相关的错误并产生合适的消息/事件缓冲区以返回功能接口的值

H..225 RAS模块(HcRAS)：为特定业务模块和TCM提供服务。其功能如下： 设计为可重入的 按照数据库定义对Q.931和ASN.1消息进行编解码 为编解码消息提供功能接口 为统计/状态恢复提供功能接口 在序号和呼叫标识之间保持映射，以便出入消息可相互关联 处理与协议消息相关的错误并产生合适的消息/事件缓冲区以返回功能接口的值

网关特定服务模块(GwSSM)：是Hc225、Hc245和HcRas模块的服务用户。它与TCM模块交互以发出消息并恢复进来的消息。其功能如下： 终结H.225、H.245和H.225 RAS流 为服务用户提供简单的电话信令API 维持由H.225/H.245/H.225-RAS和上面的服务原语组成的状态机

网守特定服务模块(GkSSM)：是Hc225、Hc245和HcRas模块的服务用户。它与TCM模块交互以发出消息并恢复进来的消息。其功能如下： 输出RAS协议消息 终结H.225和H.245协议消息并支持经网守路由的呼叫模型 维持由H.225/H.245/H.225-RAS和上面的服务原语组成的状态机

具有RAS API的网关特定服务模块(GrSSM)：是Hc225、Hc245和HcRas模块的服务用户。它与TCM模块交互以发出消息并恢复进来的消息。其特点如下： 为服务用户提供H.225、H.245和H.225 RAS消息 Annex E库模块