IP視頻擠掉寬帶泡沫

賈巍 2002/03/25

　　如果說19世紀是電報的時代，20世紀是電話的時代，那么，剛剛到來的21世紀將是多媒體通信的時代。 多媒體通信業(yè)務(wù)主要包括以下幾種類型。多媒體會話型業(yè)務(wù)，如會議電視、可視電話、遠程教育、遠程醫(yī)療等;多媒體檢索型業(yè)務(wù)，如多媒體數(shù)據(jù)庫查詢、視頻點播(VOD);多媒體分配型業(yè)務(wù)，如音頻視頻廣播等;還有多媒體電子信函型業(yè)務(wù)。

　　其中，會議電視作為多媒體會話型通信業(yè)務(wù)的典型，在社會性的信息交流中發(fā)揮了巨大的溝通作用。它能為用戶提供直接、全面的溝通交流，并能節(jié)約時間、降低成本、提高生產(chǎn)率。

　　IP視頻標準

　　巨大的市場需求推動了技術(shù)的發(fā)展，在研究各會議電視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，國際電信聯(lián)盟(ITU－T)形成了視聽多媒體通信系統(tǒng)國際標準一系列建議，其發(fā)展主要經(jīng)歷了模擬會議電視、數(shù)字會議電視和國際統(tǒng)一標準的數(shù)字會議電視三個階段。尤其是20世紀90年代中期以來，Internet的飛速發(fā)展對電信業(yè)產(chǎn)生了巨大而深刻的影響，基于包交換網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信系統(tǒng)逐漸成為研究人員和電信、網(wǎng)絡(luò)及計算機廠商關(guān)注的焦點之一。Internet工程任務(wù)組也開發(fā)出實時傳輸協(xié)議(RTP)、資源預留協(xié)議(RSVP )等與ITU－T的H.323建議配合，以保證在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送實時音頻視頻流。

　　ITU－T制定的H.32x多媒體通信系列標準建議族使得在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)上進行視頻會議成為可能，其中主要有以下幾個標準。ITU－T H.320，在窄帶可視電話系統(tǒng)和終端(N－ISDN) 上進行多媒體通信的標準;ITU－T H.321，在B－ISDN上進行多媒體通信的標準;ITU－T H.322，在有QoS保證的局域網(wǎng)上進行多媒體通信的標準;ITU－T H.323，在無QoS保證的包交換網(wǎng)絡(luò)上進行多媒體通信的標準; ITU－T H.324，在低比特率通信終端(PSTN和無線網(wǎng)絡(luò))上進行多媒體通信的標準。

　　上述每個框架性H.32x系列標準又都包括了其相應的視頻、音頻、通信協(xié)議、復用/同步等的H.200系列標準，其數(shù)據(jù)通信協(xié)議采用ITU－T第8組制定的T.120系列標準。

　　H.323應用成主流

　　在上述的標準中，H.323標準定義的分組網(wǎng)絡(luò)主宰了當今的桌面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括基于TCP/IP、IPX分組交換的以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、FDDI技術(shù)。因此，H.323標準為網(wǎng)絡(luò)上的多媒體通信應用提供了技術(shù)基礎(chǔ)和保障，其應用正成為市場的主流，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

　　1.H.323為現(xiàn)有的分組網(wǎng)絡(luò)(如IP網(wǎng)絡(luò))提供多媒體通信標準，若和其他的IP技術(shù)如IETF的資源預留協(xié)議RSVP相結(jié)合，就可實現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信;

　　2.基于IP的局域網(wǎng)正變得越來越強大，如IP Over SDH/SONET、IP Over ATM技術(shù)正快速發(fā)展，局域網(wǎng)帶寬正在不斷提高;
　
　　3.由于能提供設(shè)備與設(shè)備、應用與應用、供應商與供應商之間的互操作能力，因此，H.323能夠保證所有H.323兼容設(shè)備的互操作性;

　　4.更高速率的處理器、日益增強的圖形器件和強大的多媒體加速芯片使得PC成為一個越來越強大的多媒體平臺;

　　5.H.323可提供包交換網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)之間進行多媒體通信的互連互通標準;

　　6.許多計算機、網(wǎng)絡(luò)通信公司，如Intel、微軟和Netscape都支持H.323標準。

　　隨著IP網(wǎng)上多媒體通信業(yè)務(wù)需求的日益增加，為配合H.323終端的使用，可以采用以下幾個協(xié)議標準來保證實時音頻視頻流的傳輸。

　　UDP——在有多個視頻流和音頻流的多媒體通信系統(tǒng)中，用基于UDP傳輸?shù)腎P多點廣播和由IETF實時傳輸協(xié)議RTP處理視頻和音頻信息。每個UDP包均加上一個包含時標和序號的報頭。若接收端配以適當?shù)木彌_，那么它就可以利用時標和序號信息“復原、再生”數(shù)據(jù)包、記錄失序包、同步語音、圖像和數(shù)據(jù)以及改善連接重放效果。

　　RTP/RTCP——實時傳輸協(xié)議/實時傳輸控制協(xié)議。RTP工作于IP多點廣播的頂層，用于處理IP網(wǎng)上的視頻和音頻流。RTCP監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量以及網(wǎng)上傳送信息，并定期將包含服務(wù)質(zhì)量信息的控制信息包分發(fā)給所有通信節(jié)點，提供端到端的實時數(shù)據(jù)流傳輸業(yè)務(wù)。由于H.323基于RTP/RTCP，因此它可在Internet多點廣播骨干網(wǎng)或具有多點廣播能力的Internet虛擬網(wǎng)上運行，并支持音頻、視頻和數(shù)據(jù)多媒體通信。

　　RSVP——資源預留協(xié)議。在現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)上為實時性話音和視頻業(yè)務(wù)保留必須的帶寬，并設(shè)置隊列管理方法。雖然RSVP不是H.323標準的正式組成部分，但大多數(shù)H.323產(chǎn)品都必須支持它，因為帶寬的預留對IP網(wǎng)絡(luò)上多媒體通信的運行至關(guān)重要。

　　IP視頻系統(tǒng)的構(gòu)成

　　H.323為基于網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)定義了四個主要的組件:終端(Terminal)、網(wǎng)關(guān)(Gateway)、網(wǎng)閘(Gatekeeper)和多點控制單元(Multipoint Control Unit)。

　　終端——這是包交換網(wǎng)絡(luò)中能提供實時、雙向通信的節(jié)點設(shè)備。所有的終端都必須支持語音通信，視頻和數(shù)據(jù)通信能力是可選的。H.323規(guī)定了不同的音頻、視頻或數(shù)據(jù)終端協(xié)同工作所需的操作模式。它將是下一代Internet電話、音頻會議終端和視頻會議技術(shù)的主要標準。所有的H.323終端也必須支持H.245標準，H.245標準用于控制信道使用情況和信道性能。在H.323終端中的其他可選組件是圖像編解碼器、T.120數(shù)據(jù)會議協(xié)議以及MCU功能。

　　網(wǎng)關(guān)——這是H.323會議系統(tǒng)的一個可選件。網(wǎng)關(guān)能提供很多服務(wù)，其中包含 H.323會議節(jié)點設(shè)備與其他ITU標準相兼容的終端之間的轉(zhuǎn)換功能。這種功能包括傳輸格式(如H.225到H.221)和通信規(guī)程的轉(zhuǎn)換(如H.245到H.242)。另外，在包交換網(wǎng)絡(luò)端和電路交換網(wǎng)絡(luò)端之間，網(wǎng)關(guān)還執(zhí)行語音和圖像編解碼器轉(zhuǎn)換工作，以及呼叫建立和拆除工作。終端使用H.245和H.225協(xié)議與網(wǎng)關(guān)進行通信。采用適當?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標準的終端。

　　網(wǎng)閘——這是H.323系統(tǒng)的一個可選組件，其功能是向H.323節(jié)點提供呼叫控制服務(wù)。當系統(tǒng)中存在H.323 網(wǎng)閘時，其必須提供以下四種服務(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可選功能。一個H.323通信域可以有多個網(wǎng)關(guān)，但只能有一個網(wǎng)閘進行地址轉(zhuǎn)換和管理工作。

　　多點控制單元(MCU)——MCU支持三個以上節(jié)點設(shè)備的會議，點到點的通信無需它們介入。在H.323系統(tǒng)中，一個MCU由一個多點控制器MC 和幾個多點處理器MP組成，但也可以不包含MP。MC處理終端間的H.245控制信息，從而決定它對視頻和音頻的通常處理能力。在必要的情況下，MC還可以通過判斷哪些視頻流和音頻流需要多點廣播來控制會議資源。MC并不直接處理任何媒體信息流，而將它留給MP來處理。MP對音頻、視頻或數(shù)據(jù)信息進行混合、切換和處理。MC和MP可能存在于一臺專用設(shè)備中或作為其他的H.323組件的一部分。

　　H.323標準描述了用于包交換網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信系統(tǒng)及其組成單元，規(guī)定了各單元間通信的過程，但不包括包交換網(wǎng)絡(luò)本身的內(nèi)容。由于多媒體通信的特點是要求實時性高、低的傳輸抖動和足夠的帶寬，因此從傳輸帶寬、傳輸時延、多點通信、媒體流同步、可靠性、安全性等各方面對IP網(wǎng)絡(luò)提出了更高的組網(wǎng)要求。實時業(yè)務(wù)對抖動和時延要求嚴格，傳統(tǒng)的包交換網(wǎng)絡(luò)難以勝任實時音頻、視頻信號的傳送，無法保證其業(yè)務(wù)質(zhì)量。

　　多媒體通信反映了通信向高層次發(fā)展的一種趨勢，它將徹底改變傳統(tǒng)通信系統(tǒng)單一媒體、單一電信業(yè)務(wù)的格局。未來通信骨干網(wǎng)絡(luò)將采用包交換的傳輸方式，發(fā)展包交換網(wǎng)絡(luò)上的多媒體通信系統(tǒng)，包括以會議電視系統(tǒng)為主的多媒體通信業(yè)務(wù)將是信息高速公路的主體通信業(yè)務(wù)，也是未來通信發(fā)展的方向，而基于IP網(wǎng)絡(luò)進行多媒體通信已是勢在必行。

《網(wǎng)絡(luò)世界在線》 2002/03/25