對(duì)H.323標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展的思考

對(duì)H.323標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展的思考

VoIP目前得到突飛猛進(jìn)

的發(fā)展,標(biāo)準(zhǔn)的成熟是發(fā)展的必要條件。現(xiàn)在對(duì)于VoIP的語(yǔ)音包傳送都采用RTP/RTC

P,而VoIP信令有H.323與SIP兩種,電信運(yùn)營(yíng)商廣泛采用的是H.323。H.32

3采用"對(duì)等"模式,任何實(shí)體都認(rèn)為是"端點(diǎn)",在端點(diǎn)之間交互H.225(改進(jìn)的Q.93

1)呼叫接續(xù)信令、H.245控制信令。為實(shí)現(xiàn)與PSTN的互連,VoIP中引入網(wǎng)關(guān),網(wǎng)關(guān)

也是一種端點(diǎn),目前的網(wǎng)關(guān)既完成媒體格式轉(zhuǎn)換也完成信令轉(zhuǎn)換,這與電信的信令與電路相分離的

原則不符。

關(guān)守有管理區(qū)域的功能,但與傳統(tǒng)電信交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的位置相差甚遠(yuǎn)。關(guān)守的主要功能是

地址解析與認(rèn)證,關(guān)守路由H.225、H.245信令僅僅是其可選功能,如果工作在路由信令

工作模式,會(huì)增加關(guān)守的負(fù)荷及呼叫接續(xù)的時(shí)延。如果不工作在路由信令模式,關(guān)守對(duì)呼叫行為將

失去控制,只能通過Status等消息探詢終端。另外現(xiàn)在許多廠商的網(wǎng)關(guān)與接入服務(wù)器有淵

源,網(wǎng)關(guān)支持RADIUS,認(rèn)證工作可由網(wǎng)關(guān)與RADIUS服務(wù)器完成,這與關(guān)守的認(rèn)證功能

又有些沖突。

事實(shí)上目前的VoIP體系結(jié)構(gòu)上還存在比較多的缺陷,雖然VoIP得到飛速發(fā)展,但主

要是價(jià)格因素,然而價(jià)格是人為的。VoIP能否繼續(xù)得以前進(jìn)仍需要以科學(xué)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)為依

托,H.323標(biāo)準(zhǔn)需要不斷修正以解決IP網(wǎng)絡(luò)向下一代電信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過程中的一些問題,本文

旨在說明其中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

一、網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性

最初H.323是針對(duì)局域網(wǎng)上的多媒體通信而制訂的,無(wú)論是設(shè)備方面還是網(wǎng)絡(luò)方面都未

對(duì)可擴(kuò)展性作充分考慮。

1.大容量的網(wǎng)關(guān)

H.323V2僅僅將網(wǎng)關(guān)看作是一組邏輯上的端點(diǎn)集合,正常模式下每個(gè)端點(diǎn)需要H.2

25及H.245的信令信道,這兩種信令信道都采用TCP。在大容量網(wǎng)關(guān)之間存在大量的并發(fā)

呼叫,每個(gè)邏輯端點(diǎn)都維持TCP連接對(duì)網(wǎng)關(guān)而言消耗的資源太大,這將影響設(shè)備的可擴(kuò)展性。目

前網(wǎng)關(guān)在電信網(wǎng)中的位置已經(jīng)逐步由接入演變?yōu)槎司稚踔潦菂R接局,網(wǎng)關(guān)之間采用適用于終端的分

離信令信道模式顯得非常笨重。在H.323V3中提出共用TCP信令信道,即在網(wǎng)關(guān)之間無(wú)需

為每個(gè)呼叫建立信令信道,而是信令信道可供多個(gè)呼叫共用,各呼叫用CRV相區(qū)分。一個(gè)呼叫的

結(jié)束可以不關(guān)閉信令信道而供后續(xù)呼叫所采用,避免頻繁建TCP連接的開銷。另外H.323V

3 Annex E中也提出用UDP承載信令的方法,定義了可靠機(jī)制,UDP的采用進(jìn)一步降低

資源開銷,同時(shí)也縮短呼叫建立時(shí)延。

2.呼叫建立時(shí)間的縮短

為了節(jié)省設(shè)備資源,同時(shí)也為了縮短呼叫建立的時(shí)間,H.323V2中提出H.245隧

道模式及Fast Connect方式,盡量避免建立單獨(dú)的H.245信令信道。對(duì)VoIP

而言Fast Connect是非常有效的;對(duì)于多媒體通信而言,采用Fast Connec

t可以先建立一對(duì)語(yǔ)音流,然后再用其它方式建立所需要的其他數(shù)據(jù)流。

按照通常的流程,在Q.931的Connect消息交互完成后進(jìn)行H.245的消息傳

送,H.245首先是交換終端能力集,然后進(jìn)行主從決定,H.245隧道方式的采用可以將這

兩個(gè)H.245過程提前到Connect消息之前進(jìn)行,這在H.323V4中已有規(guī)定。

3.域間通信

關(guān)守管理一個(gè)區(qū)(zone),若干個(gè)區(qū)組成域(domain),域的概念由H.323

V3的Annex G提出,定義邊界單元(Border Element)來完成域間通信。域

間通信體現(xiàn)在高效的 globally 地址解析方法、費(fèi)率信息的交互方法、clearing

house 的授權(quán)與認(rèn)證機(jī)制及運(yùn)營(yíng)商得到精確的″使用″信息的途徑。在BE中存放地址解析

的條目(template),每個(gè)template由地址圖樣(pattern)、路由信息

(routeInfo)及TTL(Time to Live)組成,其中路由信息中包含地址解

析的下一步指示,如指示主叫發(fā)SETUP消息到被叫還是給出下一步解析的地址;包含所選路由

的費(fèi)率信息等。Template可以通過靜態(tài)配置或BE間動(dòng)態(tài)消息交互確定。

由于域間通信主要用于運(yùn)營(yíng)商之間,clearinghouse是域間通信的重要成員,

其BE除完成地址解析的頂層會(huì)聚功能外,授權(quán)與認(rèn)證也是其必備功能。另外呼叫起始與結(jié)束有報(bào)

告機(jī)制,運(yùn)營(yíng)商可得到"使用"信息,以便計(jì)費(fèi)。

關(guān)守之間的通信協(xié)議中規(guī)定采用LRQ消息,LRQ可以通過組播的方式發(fā)送,但目前這種

方式的使用有很大的限制,關(guān)守之間通信尚需進(jìn)一步規(guī)范化。

H.323V3定義的域間通信非常類似于電信網(wǎng)絡(luò)中的編號(hào)路由機(jī)制,這為組建大規(guī)模運(yùn)

營(yíng)網(wǎng)絡(luò)提供了切實(shí)的基礎(chǔ)。

4.流量的均衡

能夠完成對(duì)特定PSTN用戶連接的網(wǎng)關(guān)數(shù)目可能有多個(gè),關(guān)守需要掌握網(wǎng)關(guān)精確的可用

度,以便在網(wǎng)關(guān)之間作話務(wù)量的均衡。在H.323V4中明確了網(wǎng)關(guān)向關(guān)守報(bào)告精確資源的方

法,這對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的利用率很有好處。

二、可靠性

關(guān)守雖然是VoIP的可選實(shí)體,但在組建大規(guī)模運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)時(shí),往往是不可缺少的實(shí)體,通

常一個(gè)區(qū)由一個(gè)關(guān)守管理,如果關(guān)守出現(xiàn)故障,將影響新的呼叫的建立,也可能對(duì)建立中的呼叫

(如果關(guān)守路由)產(chǎn)生影響。在H.323V2中就有Alternate GK的概念,但并未

說明其操作流程,而在H.323V4中詳細(xì)規(guī)定了啟用Alternate GK的方法。

在H.323V2中規(guī)定了補(bǔ)充業(yè)務(wù)的框架(H.450.1)及Call transfe

r(H.450.2)、Call diversion(H.450.3),在隨后版本中增加

了Call hold(H.450.4)、Call Park/Pickup(H.450.

5)、Call Waiting(H.450.6)、Message Waiting(H.4

50.7)、Name Identification Service(H.450.8)、C

all Completion(H.450.9),現(xiàn)在還在不斷添加。

各種補(bǔ)充業(yè)務(wù)的規(guī)定試圖使VoIP能夠提供與電信網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)?shù)姆⻊?wù),IP電話的內(nèi)涵不僅

僅是一種便宜的電話,由于IP電話也可認(rèn)為是Internet上的一種業(yè)務(wù),而且便于與In

ternet上其他業(yè)務(wù)相融合,不僅能夠提供目前電話網(wǎng)所能提供的業(yè)務(wù),而且還能依托Int

ernet創(chuàng)造出原先PSTN上難以提供的業(yè)務(wù)(如點(diǎn)擊撥號(hào))。

三、從"對(duì)等"到"主從"

H.323標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)認(rèn)為終端的能力較強(qiáng),因此采用無(wú)中心的對(duì)等模型,這種模式符合I

nternet自由開放的特點(diǎn),但是在向電信網(wǎng)絡(luò)過渡時(shí)逐漸暴露出一些問題。例如由于網(wǎng)絡(luò)缺

乏中心控制點(diǎn),H.323中的各種業(yè)務(wù)的實(shí)施顯得不太方便。

在目前的VoIP體系結(jié)構(gòu)中關(guān)守可以演變?yōu)橹行目刂泣c(diǎn),為了發(fā)現(xiàn)與控制補(bǔ)充業(yè)務(wù),關(guān)守

需要路由呼叫控制信令,而H.323的信令比較復(fù)雜,復(fù)雜的原因之一在于消息采用ASN.1

的表示方式,消息的解析修改都需要ASN.1編譯碼器,關(guān)守路由信令意味著繁重的編譯碼,另

外信令信道基于TCP,對(duì)關(guān)守路由呼叫每個(gè)呼叫至少對(duì)應(yīng)兩個(gè)信令信道,由于許多關(guān)守基于通用

服務(wù)器,其TCP連接的并發(fā)數(shù)是有限制的。筆者認(rèn)為在現(xiàn)有VoIP體系結(jié)構(gòu)中為了讓關(guān)守扮演

中心控制點(diǎn),同時(shí)又盡量支持大量并發(fā),需要采取如下措施。

1.首先在RAS消息交互階段就對(duì)被叫狀態(tài)進(jìn)行查詢,如果能完成特定補(bǔ)充業(yè)務(wù),可以決

定不路由信令。

2.為了達(dá)到比較完整的呼叫控制,通常需要路由Q.931信令,好在H.323中修正

后的Q.931信令并不復(fù)雜。

3.盡量不路由H.245信令,因?yàn)椋龋玻矗祵儆诙说蕉藚f(xié)商信令,而且消息結(jié)構(gòu)、過

程非常復(fù)雜;如果避免不了路由H.245信令,盡量少修改H.245信令。

4.如果路由H.245信令可考慮采用隧道模式,即將H.245信令在H.225信令

消息的H.245Control字段攜帶,這樣避免建立獨(dú)立的H.245信令信道。

H.323將智能推到網(wǎng)絡(luò)終端,這與電信模型背道而弛,雖然通過關(guān)守功能的強(qiáng)化可以解

決部分問題,但是在構(gòu)建大型運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)已力不從心,比較難以開展各種增值業(yè)務(wù),H.323對(duì)

于業(yè)務(wù)生成環(huán)境并未涉及。特別是隨著寬帶城域網(wǎng)的不斷建設(shè),基于PC的終端大量出現(xiàn),較原先

網(wǎng)關(guān)方式帶來更大問題。

為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)寬帶化的趨勢(shì),為了構(gòu)建電信級(jí)VoIP網(wǎng)絡(luò),也為了解決網(wǎng)關(guān)之間的互操作

性,為了平滑實(shí)現(xiàn)VoIP網(wǎng)絡(luò)與PSTN的融合及實(shí)現(xiàn)VoIP網(wǎng)絡(luò)上的智能網(wǎng),H.323V

4中引入網(wǎng)關(guān)分解,即將原先的網(wǎng)關(guān)分解為媒體網(wǎng)關(guān)(MG)、媒體網(wǎng)關(guān)控制器(MGC)、信令

網(wǎng)關(guān)(SG),其中的MGC正演變?yōu)椋樱铮妫簦樱鳎椋簦悖琛?/p>

網(wǎng)關(guān)分解的核心思想是將呼叫控制智能集中在MGC,這樣在MGC與MG之間形成了主從

關(guān)系。MGC與MG功能的分離從概念上與現(xiàn)在的程控交換機(jī)非常類似,不過程控交換機(jī)的呼叫控

制智能與低層的交換網(wǎng)絡(luò)之間的接口是封閉的,而在MGC與MG之間的接口是開放的,即H.2

48協(xié)議(Megaco)。H.248協(xié)議提出了一種"呼叫模型",采用Terminatio

n與Context的概念,應(yīng)該說這種模式對(duì)呼叫控制的描述是很有意義的。開放的結(jié)構(gòu)使得M

GC的實(shí)現(xiàn)不再依賴于特定的硬件平臺(tái),可以在通用UNIX服務(wù)器上實(shí)現(xiàn),不但使成本下降,而

且使一些小公司有機(jī)會(huì)進(jìn)入電信領(lǐng)域,電信的各種有特色的業(yè)務(wù)提供的周期將縮短。信令網(wǎng)關(guān)的作

用是SIGTran,原先的7號(hào)信令的應(yīng)用部分如ISUP、TUP等用MTP承載,而SG提

供了MTP與TCP/IP之間的轉(zhuǎn)接,即將ISUP通過TCP/IP承載,SG僅僅完成信令

承載方式之間的轉(zhuǎn)換,并不涉及對(duì)ISUP的解釋,ISUP的解釋由MGC完成。

在MGC之間通常用IP網(wǎng)絡(luò)作溝通,它們之間采用分組網(wǎng)呼叫控制信令,如H.323或

SIP等,從MGCP到H.248它們與H.323或SIP并非處于敵對(duì),而是協(xié)同工作,

H.323與SIP才是相互競(jìng)爭(zhēng)的。MGC的位置類似于交換機(jī),MGC之間的信令類似局間信

令,ISUP被實(shí)踐證明作為局間信令是切實(shí)可行的,當(dāng)H.323用作MGC之間信令時(shí),增加

了ISUP隧道的工作方式,因?yàn)樵谛帕钷D(zhuǎn)換時(shí)難以避免信息的丟失,而完全理解ISUP也是困

難的,ISUP的許多特性又是不適合分組網(wǎng)絡(luò)的,因此在H.323上引入ISUP隧道模式比

較好地解決了分組網(wǎng)絡(luò)中繼電路交換網(wǎng)的信令溝通問題。

雖然"軟交換"的概念越來越受到重視,但是這一模型是否真正如人們想象地那樣發(fā)揮作用還

有待實(shí)踐的檢驗(yàn),因?yàn)殚_放協(xié)議的弊端在于其效率較低,呼叫模型是非常復(fù)雜的,試圖對(duì)呼叫模型

協(xié)議化是否合適,現(xiàn)在下結(jié)論還為時(shí)過早。

對(duì)等模型與主從模型會(huì)并存,例如基于PC的IP電話或傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)與MGC之間仍需工作在

對(duì)等模型,這兩種模型有各自的應(yīng)用場(chǎng)合,究竟誰(shuí)占上風(fēng)取決于市場(chǎng)的取舍。

四、結(jié)論

H.323的協(xié)議修正歷程表明了在構(gòu)建VoIP網(wǎng)絡(luò)時(shí),網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性始終是一個(gè)不可

忽視的問題,隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),流媒體業(yè)務(wù)變得越來越重要,寬帶分組網(wǎng)絡(luò)逐步取代PSTN

的趨勢(shì)開始顯現(xiàn),這為VoIP的發(fā)展提供了很好的平臺(tái)。H.323協(xié)議作為下一代網(wǎng)絡(luò)的支撐

協(xié)議之一會(huì)扮演越來越重要的角色。當(dāng)然我們也必須清楚地認(rèn)識(shí)在H.323協(xié)議提出時(shí)的很多條

件已經(jīng)發(fā)生了變化,H.323也在修訂中增加了許多新的內(nèi)涵。(南京聯(lián)創(chuàng)系統(tǒng)集成股份有限公

司 顧愷)


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