IP 視頻通信展望

摘要 本文討論了IP視頻通信面臨的若干問題，如網(wǎng)絡設施、應用模型、標準化、呼叫連接性、服務質量等問題。

關鍵詞 IP 應用模型 標準化 服務質量

1 前言

  人們對視覺信息的需求，多年來一直是社會科技進步的推動力之一   ，電視節(jié)目的制作、翻錄、顯示技術已成為消費電子行業(yè)變革的動力；對電視信號傳輸范圍和質量的需要大大促進了衛(wèi)星、微波和有線傳輸技術的發(fā)展；交互式可視通信已成為數(shù)字壓縮技術和寬帶傳輸技術發(fā)展的重要推動因素。目前，人們已在越來越多地討論“三網(wǎng)合一”，即電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計算機網(wǎng)的融合。在這個融合過程中，視頻通信將是極其重要的市場驅動力。理由很簡單：現(xiàn)有的電信技術和架構已能很好地解決人們通電話的問題，而骨干光纜、V.90調制解調器和電纜調制解調器的迅速普及已大大提高了上網(wǎng)速率，基本滿足了人們目前瀏覽互聯(lián)網(wǎng)上“準靜態(tài)”信息的需要，唯一欠缺的是全球化、個人化的全活動可視信息交流。人們夢想的是：通過網(wǎng)絡隨時地、自由地進行可視電話通信，通過網(wǎng)絡可以收看/點播全球任何地方的電視節(jié)目。

會議電視作為數(shù)字視頻通信的先驅行業(yè)，已經發(fā)展20多年了，順應三網(wǎng)合一的趨勢，已勢必進入重要的轉型階段。轉型之一就是交互可視通信所依附的傳輸網(wǎng)絡基礎，由電路交換式的ISDN和專線網(wǎng)絡向分組交換式的IP網(wǎng)過渡。轉型之二是：其所針對的市場目標將由大型公司、機構會議室向小型的工作組會議室、個人工作桌面延伸，最終發(fā)展到家庭。由此，基于H.323的IP視頻通信已成為業(yè)內人士和廣大客戶關注的熱點話題。本文將不涉及H.323的技術講解，也試圖避免深入某一具體產品和廠家的方案，而僅就全行業(yè)的、較長遠的技術和市場發(fā)展，提出一些考慮。許多問題并沒有答案，也不可能有終極答案，只是希望引發(fā)讀者的思考。有一點是重要的，在討論任何技術發(fā)展的時候，需要時時發(fā)問：市場需要什么？

1. IP視頻通信的網(wǎng)絡基礎

   H.323是針對分組交換網(wǎng)絡的多媒體通信標準。目前最成功、

   應用最廣泛的分組交換網(wǎng)是以IP（Internet Protocol）為基礎的，包括局域網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)和因特網(wǎng)（Internet）。視頻通信在這些網(wǎng)絡上的實際運行效果和質量仍是一個需要大量測試驗證的問題。

   首先面對的是IP網(wǎng)的帶寬問題。作為經驗值，可接受的圖像質量要求384kbit/s的速率，即使利用最新的H.263編碼方式，也需128～256kbit/s。由于是交互式通信，加上網(wǎng)絡傳送的負荷，一個實際的點對點的可視通話，可能要占據(jù)此帶寬的2.5倍（800～900kbit/s）。所以若一個局域網(wǎng)內有若干個用戶擁有視頻終端，就需要網(wǎng)絡升級為100Mbit/s，或至少是交換型10Mbit/s以太網(wǎng)。

   其次，交互式通信對時延和抖動很敏感。H.323采用UDP作為傳輸層協(xié)議（TCP中的接收確認會引入很大時延），并且引入RTP/RTCP協(xié)議來作為視頻音頻碼流的同步機制，這些方法使局域網(wǎng)上的H.323通信具有較好的實時效果。但當網(wǎng)絡中涉及到IP路由器，時延又成為一個制約因素。根據(jù)經營，路由器應采用OSPF等處理較快的協(xié)議，并且在企業(yè)網(wǎng)內，網(wǎng)絡管理員應對其路由器進行專門設置，如RSVP，以確保網(wǎng)絡時延在一定范圍內。但對于Internet，事情就非常復雜了。

   另外一個考慮是采用ATM作為骨干網(wǎng)來連接各地局域網(wǎng)。由于ATM是面向連接的技術，它可以很好地解決傳輸時延問題。但ATM和IP技術如何結合，地址如何轉換，目前尚無定論。目前主要的兩個解決方案是：疊加模式和集成模式，疊加模型已由早期的IPOA、LANE發(fā)展到現(xiàn)在很熱門的MPOA，集成模型也已由廠家專有的IP Switch、Tag Switch等發(fā)展到IETF的MPLS建議，MPOA和MPLS是比較有希望的標準。

2. 應用模型和客戶需求

   公司或行業(yè)成功的秘訣在于不斷適應市場需求，這說起來很容

   易，但實現(xiàn)起來非常困難。困難在于：需要預見到三年、五年甚至十年以后的技術發(fā)展和市場需求。尤其困難的是，需要在現(xiàn)階段的技術水平和不甚明確的遠期市場目標之間設計出一條發(fā)展路線，設定若干階段性的應用模型，圍繞這些應用模型來推出產品。而且，要求這些階段性的產品、應用模型都能適應當時的市場需求。

   IP視頻通信就處于這樣一個急需明確市場應用模型的階段。問題之一：是以公司商業(yè)用戶為主，還是以Internet上的個人用戶為主？針對在Internet上的廣播式應用，H.323框架特別考慮了基于IP多播（Multicast）的標準H.332。但在這種應用環(huán)境中，H.323/H.332將與目前因特網(wǎng)上已很流行的Streaming Video技術競爭。這兩種方案是會融合，還是并存？將取決于客戶是否愿意為不同服務質量支付不同的費用。

   問題之二：在H.323的應用中，點對點應用和多點應用的比例究竟如何？這取決于公司或機構是希望將H.323設備用于具人自主信息交流（類似電話），還是用于會議和培訓。對這個問題的回答將決定視訊行業(yè)是首先解決H.323點對點呼叫的效率和成功率問題（尤其是跨網(wǎng)絡，跨網(wǎng)閘的呼叫），還是先解決多點會議的功能（比如：主席控制）和多播問題。H.323的版本2對呼叫建立過程、網(wǎng)絡管理和網(wǎng)絡安全作了許多補充規(guī)定，但對多點服務未做太多更新。

3. 標準化

   標準化的根本目的在于保證不同廠家的產品能互通兼容，既保

   護了客戶利益，也相應促進市場的發(fā)展，雖然有許多人付出大量努力來推進標準化，但仍然有現(xiàn)實的困難。首先，即使廠家盡力而為，對統(tǒng)一標準仍然會有理解上的偏差，所以不同產品在最初的兼容性測試中總會有一些困難。另外，由于有多個不同的標準化組織，對同一課題就可能有重復，甚至是沖突的標準，這就導致了一個標準的標準化問題。

   與多媒體會議技術有關的主要標準化組織有三個：ITU（International Telecommunication Union）、IMTC(International Multimedia Teleconferencing Consortium)、IETF(Internet Engineering Task Force)。ITU-T是隸屬于聯(lián)合國范疇的權威性通信標準化組織，它制定了與多媒體通信有關的H 系列標準，如：H320、H.323等，以及T.120數(shù)據(jù)會議標準。IMTC是一個由多家多媒體廠商代表參加的標準促進組織，它并不制定標準，而是主要組織產品之間的兼容性測試。IETF主要制定與Internet、IP有關的協(xié)議（稱為RFC），包括IP、RSVP、IP Multicast（IGMP）和MPLS等等。另外，當涉及到ATM網(wǎng)絡時，ATM論壇是另一個活躍的標準機構。

4. H.323的呼叫連接性

   H.323標準中有相當大的篇幅用來定義呼叫連接過程。它首先引入了一個全新的會議系統(tǒng)元件：網(wǎng)閘（Gatekeeper）。網(wǎng)閘的主要作用是IP地址轉換、帶寬管理控制等與呼叫有關的功能。H.323框架中的H.225定義了初始的呼叫控制（引用Q.931呼叫信令）和終端對網(wǎng)閘的登記、申請等功能。當H.225建立了初始呼叫之后，H.245規(guī)定了一系列握手信號（CAPS exchange）來完成通道控制，這是H.323版本1定義的基本呼叫連接過程。

   版本2中對呼叫連接性又提出許多改進，如：增加了快速連接（Fast Connect），迭次傳送（Overlapped Sending）等機制。另外，版本2還引入H.450來定義IP視頻通信的附加服務，如：呼叫轉移和呼叫傳送（Call diversion & Call transfer）。

   雖然有這些補充，經過多個子網(wǎng)、路由器和網(wǎng)閘的H.323呼叫建立過程仍是一個亟待驗證的問題。目前還很難期望像使用電話那樣方便地進行大范圍的、跨公司、跨機構的H.323呼叫（由于H.225和H.245都基于TCP傳輸協(xié)議，預計Internet范圍內的H.323呼叫建立將需要若干秒至幾十秒的時間）。

5. H.323的服務質量（QoS）

頻通信的質量，另一方面是原有的數(shù)據(jù)通信應用應該不受影響。H.323網(wǎng)閘的帶寬控制和管理功能保證了視頻通信只能占用所有網(wǎng)絡帶寬的一個設定部分，因而不會沖擊其他重要數(shù)據(jù)通信。

對于IP視頻通信本身的服務質量，我們在本文的第一部分關于網(wǎng)絡基礎的討論中已經涉及。需要特別提出的是，H.323版本2增加了服務質量保證機制（包括RSVP）。當終端向網(wǎng)閘提出允許請求信號時，可以指出其需要預留傳輸資源，網(wǎng)閘因而向終端確認進行資源預留的可能性與渠道。但是，這種QoS信息僅限于在H.323設備之間傳遞，H.323設備如何向路由設備申請，實現(xiàn)資源預約并未在H.323中規(guī)定，這是一個需要視頻終端廠商、網(wǎng)絡廠商和客戶共同協(xié)作解決的重要問題。（朱朝暉)

摘自 www.chinatelecom.com.cn