Стандарт H.323 и видеоконференции

Современное развитие технологий связи, рост всемирной сети Интернет и увеличение полосы пропускания каналов создают хорошую базу для организации видеоконференций не только в локальных сетях, но и через Интернет.

О стандартах семейства H.32x
Базовая архитектура стандарта H.323
Терминал H.323

Протоколы семейства H.32x

В 1990 году был одобрен первый международный стандарт в области видеоконференцсвязи - спецификация H.320 для поддержки видеоконференций по ISDN. Затем ITU одобрил еще целую серию рекомендаций, относящихся к видеоконференциям. Эта серия рекомендаций, часто называемая H.32x, помимо H.320, включает в себя стандарты H.321-H.324, которые предназначены для различных типов сетей.
Во второй половине 90-х годов интенсивное развитие получили IP сети и Интернет. Они превратились в экономичную среду передачи данных и стали практически повсеместными. Однако, в отличие от ISDN, IP сети плохо приспособлены для передачи аудио и видеопотоков. Стремление использовать сложившуюся структуру IP сетей привело к появлению в 1996 году стандарта H.323 (Visual Telephone Systems and Terminal Equipment for Local Area Networks which Provide a Non-Guaranteed Quality of Service, Видеотелефоны и терминальное оборудование для локальных сетей с негарантированным качеством обслуживания). В 1998 году была одобрена вторая версия этого стандарта H.323 v.2 (Packet-based multimedia communication systems, Мультимедийные системы связи для сетей с коммутаций пакетов), в сентябре 1999 года была одобрена третья версия рекомендаций, 17 ноября 2001 года была одобрена четвертая версия стандарта H.323 . Сейчас H.323 - один из важнейших стандартов из этой серии. H.323 - это рекомендации ITU-T для мультимедийных приложений в вычислительных сетях, не обеспечивающих гарантированное качество обслуживания (QoS). Такие сети включают в себя сети пакетной коммутации IP и IPX на базе Ethernet, Fast Ethernet и Token Ring.

Рекомендации H.323 предусматривают:

- Управление полосой пропускания
- Возможность взаимодействия сетей
- Платформенную независимость
- Поддержку многоточечных конференций
- Поддержку многоадресной передачи
- Стандарты для кодеков
- Поддержку групповой адресации

Управление полосой пропускания

Передача аудио- и видеоинформации, например в видеоконференциях, весьма интенсивно нагружает каналы связи, и, если не следить за ростом этой нагрузки, работоспособность критически важных сетевых сервисов может быть нарушена. Поэтому рекомендации H.323 предусматривают управление полосой пропускания. Можно ограничить как число одновременных соединений, так и суммарную полосу пропускания для всех приложений H.323. Эти ограничения помогают сохранить необходимые ресурсы для работы других сетевых приложений. Каждый терминал H.323 может управлять своей полосой пропускания в конкретной сессии конференции. См. решения VCON для управления полосой пропускания

Межсетевые конференции

Рекомендации H.323 предлагают средство соединения участников видеоконференции в разнородных сетях (например, IP и ISDN, IP и PSTN).

Платформенная независимость

H.323 не привязан ни к каким технологическим решениям, связанным с оборудованием или программным обеспечением. Взаимодействующие между собой приложения могут создаваться на основе разных платформ, с разными операционными системами.

Поддержка многоточечных конференций

Рекомендации H.323 позволяют организовывать видеоконференцию с тремя или более участниками. Многоточечные конференции могут проводиться как с использованием центрального MCU (устройства многоточечной видеоконференции), так и без него.

Поддержка многоадресной передачи

H.323 поддерживает многоадресную передачу в многоточечной конференции, если сеть поддерживает протокол управления групповой адресацией (такой, как IGMP). При многоадресной передаче один пакет информации отравляется всем необходимым адресатам без лишнего дублирования. Многоадресная передача использует полосу пропускания гораздо более эффективно, поскольку всем адресатам - участникам списка рассылки отправляется ровно один поток. См. VCON Interactive Multicast

Стандарты для кодеков

H.323 устанавливает стандарты для кодирования и декодирования аудио- и видеопотоков с целью обеспечения совместимости оборудования разных производителей. Вместе с тем стандарт достаточно гибок. Существуют требования, выполнение которых обязательно, и существуют опциональные возможности, в случае использвания которых также необходимо строго следовать стандарту. Помимо этого, производитель может включать в мультимедийные продукты и приложения дополнительные возможности, если они не противоречат обязательным и опциональным требованиям стандарта.

Совместимость

Участники конференции хотят общаться друг с другом, не заботясь о вопросах совместимости между собой. Рекомендации H.323 поддерживают выяснение общих возможностей оборудования конечных пользователей и устанавливают наилучшие из общих для участников конференции протоколов кодирования, вызова и управления.

Гибкость

H.323 конференция может включать участников, конечное оборудование которых обладает различными возможностями. Например, один из участников может использовать терминал лишь только с аудио- возможностями, в то время как остальные участники конференции могут обладать возможностями передачи/приема также видео и данных.

Сводная таблица протоколов семейства H.32x

Базовая архитектура стандарта H.323

В число "объектов" H.323, как они названы в стандарте, включаются терминалы, мультимедиа шлюзы, устройства управления многоточечными конференциями и контроллеры зоны (Gatekeeper).

Терминал (Terminal) - оконечное мультимедийное (голос, видео, данные) устройство, предназначенное для участия в конференции
Мультимедиа шлюз (Gateway) - устройство, предназначенное для преобразвания мультимедийной и управляющей информации при сопряжении разнородных сетей.
Устройство управления многоточечными конференциями (Multipoint Control Unit - MCU) - предназначено для организации конференций с участием трех и более участников
Контроллер зоны (Gatekeeper, Привратник, Конференц-менеджер) - рекомендуемое, но не обязательное устройство, обеспечивающее сетевое управление и исполняющее роль виртуальной телефонной станции.

Рис.1. Базовая архитектура стандарта H.323

Терминалы H.323

Под терминалом стандарт понимает оборудование конечных точек сети, которое позволяет пользователям общаться друг с другом в реальном времени.

Рис.2. Структура терминала H.323.

Терминалы должны поддерживать протоколы H.245 - согласование параметров соединения, Q.931 - для установления соединения и согласования параметров этого соединения, канал RAS (Registration/Admission/Status) взаимодействия с контроллером зоны (Gatekeeper), протокол RTP/RTCP для работы с потоками аудио и видео пакетов, протокол G.711 для сжатия аудиопотока.
Согласно рекомендациям, для терминала H.323 опциональной является поддержка видеокодеков, протокола T.120, и возможностей MCU.

Видеовозможности терминалов H.323

Несмотря на то, что стандарт считает функции видео необязательными, все терминалы с видеовозможностями должны поддерживать кодек H.261, опционально возможна поддержка H.263.
H.263 является развитием кодека H.261, видеокартинка, полученная с помощью кодека H.263 обладает лучшим качеством, поскольку используется полупиксельная технология предсказания движения. Кроме того, используемое кодирование по Хаффману оптимизировано для работы с более низкими скоростями передачи.
Определено пять стандартных форматов кадров:

Табл.2. Форматы кадров видеоконференций H.261 и H.263.