H.323

H.323

Пакетные мультимедийные системы связи
Статус	Действующий
Год начался	1996 ( 1996 )
Последняя версия	8 Март 2022 года ( 2022-03 )
Организация	Это-т
Связанные стандарты	Q.931
Веб -сайт	www .Что .int /Rec /T-rec-h .323

H.323 -это рекомендация из сектора стандартизации телекоммуникаций ITU (ITU-T), которая определяет протоколы для предоставления аудиовизуальных сеансов связи в любой пакетной сети . Стандартные адреса H.323 Сигнализация и управление вызовом, мультимедийный транспорт и управление, а также контроль полосы пропускания для конференций с точки зрения и многоточечных.

Это широко реализовано Производителями оборудования для голосового и видеоконференций , используется в различных в Интернете приложениях в реальном времени , таких как GNUGK и Netmeeting , и широко развернуто поставщиками услуг и предприятиями по всему миру для голосовых и видео- сервисов в сетях IP .

Он является частью серии протоколов ITU-T H.32X, которая также касается мультимедийных коммуникаций над ISDN , PSTN или SS7 и 3G мобильными сетями .

H.323 Сигнализация вызова основана на протоколе ITU-T, QSIG используя смесь IP, PSTN, ISDN и которая подходит для передачи вызовов по сетям , над ISDN. Модель вызова, аналогичная модели вызова ISDN, облегчает внедрение IP-телефонии в существующие сети систем PBX на основе ISDN , включая переходы в PBX на основе IP.

В контексте H.323 Основанием по IP может быть привратником или другим элементом управления вызовом, который предоставляет услуги для телефонов или видеофонов . Такое устройство может предоставить или облегчить как основные услуги, так и дополнительные услуги, такие как перевод звонка , парк , зачисление и удержание .

История

Первая версия H.323 была опубликована ITU в ноябре 1996 года С акцентом на предоставление возможностей видеоконференций в области локальной сети (LAN), но он был быстро принят отраслью как средство передачи голосовой связи по различным сетям IP, включая WAN и Интернет (см. VOIP ).

За прошедшие годы H.323 был пересмотрен и повторно опубликован с помощью улучшений, необходимых для лучшего обеспечения функциональности как голоса, так и видео по сравнению с сетями, связанными с пакетами , причем каждая версия была обратно совместима с предыдущей версией. Признавая, что H.323 использовался для общения не только на LAN, но и над WAN и в больших сетях -носителях, название H.323 было изменено, когда опубликовано в 1998 году. Название, которое с тех пор осталось неизменным, представляет собой «мультимедийные системы коммуникаций на основе пакетов». Текущая версия H.323 была одобрена в 2009 году.

Одной из прочности H.323 была относительно ранняя доступность набора стандартов не только определения базовой модели вызова, но и дополнительных услуг, необходимых для борьбы с ожиданиями бизнес -связи.

H.323 был первым стандартом VoIP, который принял (RTP) в Интернете (IETF) стандартный протокол транспорта в режиме реального времени для транспортировки аудио и видео через IP-сети.

Протоколы

H.323-это системная спецификация, которая описывает использование нескольких протоколов ITU и IETF. Протоколы, которые составляют ядро ​​практически любой системы H.323:

• H.225.0 Регистрация, приеме и статус (RAS), которая используется между конечной точкой H.323 и привратником для предоставления услуг по разрешению адреса и контроля приема.
• H.225.0 Сигнализация вызова, которая используется между любыми двумя объектами H.323 для установления связи. (На основе Q.931 )
• Протокол управления H.245 для мультимедийной связи, которая описывает сообщения и процедуры, используемые для обмена возможностями, открытия и закрытия логических каналов для аудио, видео и данных, управления и показаний.
• Протокол транспорта в режиме реального времени (RTP), который используется для отправки или получения мультимедийной информации (голос, видео или текст) между любыми двумя организациями.

Многие системы H.323 также реализуют другие протоколы, которые определены в различных рекомендациях ITU-T, чтобы обеспечить дополнительную поддержку или предоставление пользователю другие функции. Некоторые из этих рекомендаций:

• Серия H.235 описывает безопасность в H.323, включая безопасность как для передачи сигналов, так и для средств массовой информации.
• H.239 описывает использование двойного потока в видеоконференциях, обычно одно для живого видео, другое для неподвижных изображений.
• Серия H.450 описывает различные дополнительные услуги.
• Серия H.460 определяет дополнительные расширения, которые могут быть реализованы конечной точкой или привратником, включая рекомендации ITU-T H.460.17 , H.460.18 и H.460.19 для перевода сетевого адреса (NAT) / брандмауэра (FW).

В дополнение к этим рекомендациям ITU-T, H.323 реализует различные запросы IETF для комментариев (RFCS) для транспорта медиа-транспорта и упаковки медиа, включая протокол транспорта в реальном времени (RTP).

Кодеки

, так и кодеки, определяемые ITU, H.323 использует как DEFEC определенные вне ITU. Кодеки, которые широко реализованы оборудованием H.323, включают:

• Аудиокодеки : G.711 , G.729 (включая G.729A ), G.723.1 , G.726 , G.722 , G.728 , Speex , AAC-LD
• Текстовые кодеки: T.140
• Видеодеки : H.261 , H.263 , H.264 , H.265

Все терминалы H.323, обеспечивающие видеосвязь, могут быть способны кодировать и декодировать видео в соответствии с H.261 QCIF . Все терминалы H.323 должны иметь аудиокодек и должны быть способны кодировать и декодировать речь в соответствии с ITU-T Rec. G.711. Все терминалы должны быть способны передавать и получать законодательство и μ-закон . Поддержка других аудио и видеокодеков не является обязательной.

Архитектура

Система H.323 определяет несколько сетевых элементов, которые работают вместе, чтобы обеспечить богатые мультимедийные возможности связи. Этими элементами являются терминалы, многоочетные единицы контроля (MCU), шлюзы , привратники и пограничные элементы. В совокупности терминалы, многоочетные единицы управления и шлюзы часто называют конечными точками . H.323 использует номер порта TCP 1720.

Хотя не все элементы требуются, для обеспечения связи между двумя людьми требуются как минимум два терминала. В большинстве развертываний H.323 используется привратник, чтобы, среди прочего, облегчить разрешение адреса.

H.323 Сетевые элементы

Терминалы

Рисунок 1 - Полный, сложный стек протоколов

Терминалы в сети H.323 являются наиболее фундаментальными элементами в любой системе H.323, так как это устройства, с которыми пользователи обычно сталкиваются. Они могут существовать в виде простого IP-телефона или мощной системы видеоконференций высокой четкости.

Внутри терминала H.323 - это то, что называется стеком протоколов , который реализует функциональность, определенную системой H.323. Стек протоколов будет включать в себя реализацию базового протокола, определенного в рекомендации ITU-T H.225.0 и H.245, а также RTP или других протоколов, описанных выше.

Диаграмма, рисунок 1, изображает полный, сложный стек, который обеспечивает поддержку голоса, видео и различных форм передачи данных. В действительности, большинство систем H.323 не реализуют такой широкий спектр возможностей, но логическое расположение полезно при понимании отношений.

Многоточечные единицы управления

Многоточечный блок управления (MCU) отвечает за управление многоочетными конференциями и состоит из двух логических объектов, называемых многоточечным контроллером (MC) и многоточечного процессора (MP). На более практичном выражении MCU - это конференц -мост, не отличающийся от конференц -мостов, используемых в PSTN сегодня. Однако наиболее значимым отличием является то, что MCU H.323 могут быть способны смешивать или переключать видео, в дополнение к нормальному смешиванию звука, выполняемом традиционным конференц -мостом. Некоторые MCU также предоставляют многоточечные возможности совместной работы данных. Для конечного пользователя это означает, что, поместив видеозвонок в MCU H.323, пользователь может увидеть всех других участников на конференции, не только слышат свои голоса.

Шлюзы

Шлюзы - это устройства, которые обеспечивают связь между сетями H.323 и другими сетями, такими как сети PSTN или ISDN. Если одна сторона в разговоре использует терминал, который не является терминалом H.323, то вызов должен пройти через ворота, чтобы обе стороны могли общаться.

Ворота широко используются сегодня, чтобы позволить устаревшим телефонам PSTN взаимодействовать с крупными международными сети H.323, которые в настоящее время развернуты поставщиками услуг. Шлюзы также используются на предприятии, чтобы позволить корпоративным IP -телефонам общаться через поставщика услуг с пользователями на PSTN.

Шлюзы также используются для включения устройств для видеоконференций на основе H.320 и H.324 для связи с системами H.323. Большинство мобильных сетей третьего поколения (3G), развернутых сегодня, используют протокол H.324 и способны общаться с терминалами на базе H.323 в корпоративных сетях через такие устройства шлюза.

Привратники

Привратник является дополнительным компонентом в сети H.323, который предоставляет ряд услуг для терминалов, шлюзов и устройств MCU. Эти услуги включают регистрацию конечной точки, разрешение адреса, управление приемами, аутентификацию пользователя и т. Д. Из различных функций, выполняемых привратником, разрешение адреса является наиболее важной, поскольку она позволяет двум конечным точкам связываться друг с другом, и ни одна из конечных точек не узнает IP -адрес другой конечной точки.

Привратники могут быть спроектированы для работы в одном из двух режимов сигнализации, а именно: режим «прямой маршрутизированной» и «маршрутизации привратника». Прямой маршрутизированный режим является наиболее эффективным и наиболее широко развернутым режимом. В этом режиме конечные точки используют протокол RAS для изучения IP -адреса удаленной конечной точки, и вызов устанавливается непосредственно с удаленным устройством. В режиме маршрутизации привратника сигнализация вызова всегда проходит через привратник. Хотя последнее требует, чтобы привратник имел больше мощности обработки, он также дает привратнику полный контроль над вызовом и возможность предоставлять дополнительные услуги от имени конечных точек.

H.323 Конечные точки используют протокол RAS для связи с привратником. Аналогично, привратники используют RAS для общения с другими привратниками.

Сборник конечных точек, которые зарегистрированы в одном привратнике в H.323, называется «зоной». Эта коллекция устройств не обязательно должна иметь связанную физическую топологию. Скорее, зона может быть полностью логичной и произвольно определена сетевым администратором .

Привратники имеют возможность сосредоточиться вместе, чтобы разрешение вызовов могло произойти между зонами. Соседние облегчает использование планов диска, таких как глобальная схема набора . Планы набора облегчают набор «межзонный», чтобы две конечные точки в отдельных зонах все еще могли общаться друг с другом.

Пограничные элементы и элементы сверстников

Рисунок 2 - Иллюстрация административного домена с пограничными элементами, элементами сверстников и привратниками

Пограничные элементы и элементы сверстников являются дополнительными объектами, аналогичными привратнику, но они не управляют конечными точками напрямую и предоставляют некоторые услуги, которые не описаны в протоколе RAS. Роль границы или элемента сверстника понимается посредством определения « административной области ».

Административный домен - это сбор всех зон, которые находятся под контролем одного человека или организации, таких как поставщик услуг. В сети поставщиков услуг могут быть сотни или тысячи устройств шлюза, телефонов, видео -терминалов или других сетевых элементов H.323. Поставщик услуг может организовать устройства в «зоны», которые позволяют поставщику услуг лучше всего управлять всеми устройствами под его контролем, такими как логическое расположение City. Взятые вместе, все зоны в сети поставщиков услуг будут представлены другому поставщику услуг как «административный домен».

Пограничный элемент - это сигнальная сущность, которая обычно находится на краю административной области и общается с другим административным доменом. Это общение может включать в себя такие вещи, как информация о разрешении доступа; Информация о ценах по вызову; или другие важные данные, необходимые для обеспечения связи между двумя административными областями.

Элементы сверстников являются организациями в административном домене, которые, более или менее, помогают распространять информацию, полученную из пограничных элементов по всему административному домену. Такая архитектура предназначена для обеспечения крупномасштабных развертываний в сетях перевозчиков и для предоставления таких услуг, как клиринговые дома .

Диаграмма, рисунок 2, представляет собой иллюстрацию административной области с пограничными элементами, элементами сверстников и привратниками.

H.323 Сеть -сигнализация

H.323 определяется как двоичный протокол , который позволяет эффективно обрабатывать сообщения в сетевых элементах. Синтаксис протокола определяется в ASN.1 и использует правила упакованных правил кодирования (PER) кодирования сообщения для эффективного кодирования сообщений на проводе. Ниже приведен обзор различных потоков связи в системах H.323.

H.225.0 сигнализация вызова

Рисунок 3 - Создание вызова H.323

Как только адрес удаленной конечной точки будет разрешен, в конечной точке будет использоваться сигнализация вызова H.225.0, чтобы установить связь с удаленным объектом. H.225.0 Сообщения:

• Установка и настройка подтверждения
• Вызовать разбирательство
• Соединять
• Предупреждение
• Информация
• Выпустить завершен
• Средство
• Прогресс
• Запрос о статусе и статусе
• Уведомлять

В простейшей форме можно установить вызов H.323 следующим образом (рисунок 3).

В этом примере конечная точка (EP) в левой инициировал связь с шлюзом справа, и шлюз соединил вызов с вызываемой стороной. В действительности, вызовые потоки часто более сложны, чем показанные, но большинство вызовов, которые используют процедуры Fast Connect, определенные в H.323, могут быть установлены с помощью всего 2 или 3 сообщений. Конечные точки должны уведомить их привратника (если используются привратники) о том, что они находятся в вызове.

Как только вызов завершится, устройство отправит полное сообщение. Затем необходимы конечные точки уведомить своего привратника (если используются привратники) о том, что вызов закончился.

Рас сигнализация

Рисунок 4 - Обмен связи высокого уровня между двумя конечными точками (EP) и двумя привратниками (GK)

Конечные точки используют протокол RAS, чтобы общаться с привратником. Аналогично, привратники используют RAS для общения с коллегами -привратниками. RAS - это довольно простой протокол, состоящий из нескольких сообщений. А именно:

• Запрос привратника, отклонить и подтвердить сообщения (GRX)
• Запрос на регистрацию, отклонение и подтверждение сообщений (RRX)
• Запрос Unregister, отклонение и подтверждение сообщений (URX)
• Запрос на прием, отклонить и подтвердить сообщения (ARX)
• Запрос полосы пропускания, отклонить и подтвердить сообщение (BRX)
• Запрос отключения, отклонить и подтвердить (DRX)
• Запрос на местоположение, отклонить и подтвердить сообщения (LRX)
• Информационный запрос, ACK, NACK и ответ (IRX)
• Нестандартное сообщение
• Неизвестный ответ сообщения
• Запрос в процессе (RIP)
• Индикация доступности ресурсов и подтверждение (RAX)
• Индикация управления обслуживанием и ответ (SCX)

Когда конечная точка включается, она обычно отправляет сообщение запроса привратника (GRQ), чтобы «обнаружить» привратники, которые готовы предоставлять услуги. Затем привратники отреагируют с подтверждением привратника (GCF), а затем конечная точка выберет привратника для работы. В качестве альтернативы, возможно, что привратник был предопределен в административной установке системы, поэтому конечной точке не нужно обнаружить ее.

Как только конечная точка определит, с которой привратник будет работать, она попытается зарегистрироваться у привратника, отправив запрос на регистрацию (RRQ), на который привратник отвечает с подтверждением регистрации (RCF). На этом этапе конечная точка известна сети и может делать и размещать вызовы.

Когда конечная точка желает позвонить, она отправит запрос на прием (ARQ) в привратник. Затем привратник разрешит адрес (либо локально, посоветовавшись с другим привратником или запрашивая какую -то другую сетевую службу) и вернет адрес удаленной конечной точки в сообщении подтверждения поступления (ACF). Конечная точка может затем поместить звонок.

После получения вызова удаленная конечная точка также отправит ARQ и получит ACF, чтобы получить разрешение принять входящий вызов. Это необходимо, например, для аутентификации вызывающего устройства или для обеспечения доступной полосы пропускания для вызова.

На рисунке 4 показан обмен коммуникацией высокого уровня между двумя конечными точками (EP) и двумя привратниками (GK).

H.245 Контроль вызовов

После того, как вызов инициировал (но не обязательно полностью подключенные) конечные точки могут инициировать сигнализацию управления вызовом H.245, чтобы обеспечить более широкий контроль над конференцией. H.245-довольно объемная спецификация со многими процедурами, которые полностью обеспечивают многоточечную связь, хотя на практике большинство реализаций реализуют лишь минимальный необходимый для обеспечения точки голоса и видео-коммуникации .

H.245 предоставляет такие возможности, как переговоры о возможностях, определение мастера/раба , открытие и закрытие «логических каналов» (т.е. аудио и видео -потоки), управление потоком и контроль конференции. Он обладает поддержкой как одноадресной , так и для многоадресной общения, позволяя размер конференции теоретически расти без ограничения.

Переговоры о возможностях

Из функциональности, предоставленной H.245, переговоры о возможностях, возможно, являются наиболее важными, поскольку позволяет устройствам общаться без предварительного знания о возможностях отдаленной сущности. H.245 позволяет богатым мультимедийным возможностям, включая аудио, видео, текстовые и данные. Для передачи аудио, видео или текста устройства H.323 используют как DEFEC, так и кодеки, определяемые ITU, определяемые вне ITU. Кодеки, которые широко реализованы оборудованием H.323, включают:

• Видеодеки: H.261 , H.263 , H.264
• Аудиокодеки: G.711 , G.729 , G.729A , G.723.1 , G.726
• Текстовые кодеки: T.140

H.245 также обеспечивает возможность данных в реальном времени с помощью таких протоколов, как T.120 . Приложения на основе T.120, как правило, работают параллельно с системой H.323, но интегрированы, чтобы предоставить пользователю беспроблемное мультимедиа. T.120 предоставляет такие возможности, как обмен приложениями T.128 , электронная доска T.126 , передача файла T.127 и текстовый чат T.134 в контексте конференции.

Когда устройство H.323 инициирует связь с удаленным устройством H.323, и когда между этими двумя объектами установлена ​​связь H.245, сообщение настройки возможностей терминала (TCS) является первым сообщением, передаваемым на другую сторону.

Мастер/Регирование раба

После отправки сообщения TCS объекты H.323 (через обмены H.245) попытаются определить, какое устройство является «мастером», а какое - «раб». Этот процесс, называемый определением мастера/раба (MSD), важен, поскольку мастер в вызове осматривает все «споры» между двумя устройствами. Например, если обе конечные точки пытаются открыть несовместимые потоки носителя, именно мастер предпринимает действие, чтобы отклонить несовместимый поток.

Логическая сигнализация канала

Как только возможности обмениваются и выполняются шаги определения мастера/рабов, устройства могут затем открыть «логические каналы» или потоки носителя. Это делается путем простого отправки открытого сообщения логического канала (OLC) и получения сообщения о подтверждении. После получения сообщения о подтверждении конечная точка может затем передавать аудио или видео в удаленную конечную точку.

Быстрое соединение

Рисунок 5 - Типичный обмен H.245

Типичный обмен H.245 выглядит похоже на рисунок 5:

После этого обмена сообщениями две конечные точки (EP) на этом рисунке будут передавать аудио в каждом направлении. Количество обмена сообщениями много, у каждого есть важная цель, но, тем не менее, требуется время.

По этой причине H.323 Версия 2 (опубликованная в 1998 году) представила концепцию под названием Fast Connect, которая позволяет устройству создавать двунаправленные потоки средств массовой информации в рамках процедур установления вызовов H.225.0. При Fast Connect можно установить вызов с двунаправленной средой, протекающей не более двух сообщений, как на рисунке 3.

Fast Connect широко поддерживается в отрасли. Несмотря на это, большинство устройств по -прежнему реализуют полный обмен H.245, как показано выше, и выполняют этот обмен сообщениями параллельно с другими видами деятельности, поэтому нет заметной задержки для призыва или вызываемой стороны.

Варианты использования

H.323 и голос над IP Services

Протокол Voice Over Internet (VoIP) описывает передачу голоса с помощью интернета или других переключенных пакетных сетей. Рекомендация ITU-T H.323 является одним из стандартов, используемых в VoIP. VoIP требует подключения к Интернету или другой сети с коммутацией пакетов, подписки на поставщика услуг VoIP и клиенту ( аналоговый телефонный адаптер (ATA), телефон VOIP или « мягкий телефон »). Поставщик услуг предлагает соединение с другими услугами VoIP или с PSTN. Большинство поставщиков услуг взимают ежемесячную плату, а затем дополнительные расходы при совершении звонков. Использование VoIP между двумя предприятиями не обязательно потребует, например, поставщика услуг VoIP. H.323 широко развернулся компаниями, которые хотят соединить удаленные местоположения по сравнению с IP, используя ряд различных проводных и беспроводных технологий.

H.323 и услуги видеоконференции

Видеоконференция, или VideoTeleconference (VTC)-это набор телекоммуникационных технологий , позволяющих одновременно взаимодействовать два или более мест с помощью двусторонних видео и аудио. Существует в основном два типа видеоконференций; Выделенные системы VTC имеют все необходимые компоненты, упакованные в один кусок оборудования, в то время как рабочие столы VTC системы являются дополнением к нормальным ПК , превращая их в устройства VTC. Одновременное видеоконференция между тремя или более удаленными точками возможно с помощью многоотрального блока управления (MCU). Есть мосты MCU для IP-видеоконференции на основе IP и ISDN. Из-за цены и распространения Интернета и широкополосного доступа, в частности, наблюдался сильный всплеск роста и использования IP-видеоконференций на основе H.323. H.323 доступен для всех с высокоскоростным подключением к Интернету, таким как DSL . Например, видеоконференция используется в различных ситуациях; дистанционное образование , телемедицина , услуга видео -эстафета и бизнес.

Альтернативы

• IAX2 - Международная биржа, бинарный протокол, предназначенный для уменьшения накладных расходов, особенно в отношении голосовых потоков. Определено в RFC 5456.
• IETF создал стандарт, называемый протоколом инициации сеанса (SIP), который также обеспечивает голосовую и видеоучебную связь через IP.
• Существуют также другие рекомендации ITU-T, используемые для видеоконференций и видеофоновых услуг- H.320 (с использованием ISDN) и H.324 (с использованием регулярных аналоговых телефонных линий и мобильных телефонов 3G).
• Jingle (Jabber/ Xmpp Extension) также включает видео и голос над IP.
• Некоторые поставщики (такие как Skype) также используют свои собственные закрытые, проприетарные форматы .
• Access Grid обеспечивает в целом сходную функциональность, с большим акцентом на открытый источник и использование многоадресной рассылки.
• Evo также предоставляет относительно открытую функциональность через Java и включает поддержку H.323.

Смотрите также

• Глобальная схема набора (GDS)
• H.323 Gatekeeper
• Сеть следующего поколения
• Целевая группа по интернет -инженерии (IETF)
• Международный телекоммуникационный союз (ITU) Сектор стандартизации (ITU-T)
• Многоточечные единицы управления (MCU)
• Видеоконференция
• Голос над IP (VoIP)
• Протокол инициации сеанса (SIP)
• Lifesize Communications
• Поликом
• Audio Videio Profile RTP

Внешние ссылки

• H.323 Информационный сайт
• H.323 Plus с открытым исходным кодом H.323 Проект
• GNU (OpenSource) Gatekeper