視頻會議協定研究報告
摘要
本文介紹了目前比較流行的H.323和SIP協定，分析了兩者的優缺點，以此作為E-CP選擇協定的參考
正文
目前國際上IP網路通信的主要標準有H.323和SIP，兩者都對IP電話系統信令提出了完整的解決方案，H.323採用的是傳統的電話信令模式，包括一系列協定，而SIP借鑒其他互聯網協定，採用基於文本的協定，下面對兩種協定進行闡述和比較。
H.323協定
一. H.323體系結構的系統組成
如圖1所示，採用H.323體系結構的視頻會議網路主要由終端、網守(GK)、閘道(GW)和多點控制單元(MCU)組成：
圖1基於H.323協定的視頻會議系統的結構
1. 終端：終端是提供即時的、雙向通信功能的節點設備。終端的主要功能是採集視頻/音頻信號，經處理後送給MCU或其他終端，同時接收視頻/音頻信號，處理後送到相應的輸出設備。
2. 網守：網守是一個域的管理者，在系統中起著重要的作用，它的主要功能有：
1)認證計費：收集認證計費資訊，並把認證請求、計費請求用Radius消息送給AAA服 務器(認證、授權和計費)
2)地址解析：將送給網守的別名地址解析為IP地址
3)域管理：單一網守管理下的所有終端、閘道和多點控制單元的集合，稱之為域。網守負責管理域中的終端、MCU、GW等設備；
4)帶寬管理：網守可以將用戶帶寬設置在在網路總帶寬的某一可行的範圍內。
3. 閘道：進行H.323協定和其他非H.323協定的轉換，使H.323終端和其他非H.323終端能進行互通。H.323體系通過GW可以相容多種終端，從而保護已有的投資。
4. MCU：MCU是視頻會議系統特有的設備，由兩部分組成，一部分是MC，主要負責處理會議中的控制資訊；另一部分是MP，主要用來處理音頻，視頻和資料資訊。MC和MP在物理上可以是一個設備，也可以是獨立的設備。
二、H.323協定標準構成
H.323是一個協定族，包含下列標準：
音頻壓縮編碼：H.323終端必須支援G.711語音標準。支援其他ITU標準， 如G.722、G.723.1、G.728、G.729是可選的
視頻壓縮編碼：H.323終端必須支援H.261編解碼器標準；支持H.263標準為可選功能。H.263在開始提出時主要是用於低速率的視頻編碼，後來H.263在H.261建議的基礎上，進一步降低了碼率和提高編碼品質，目前H.263的應用變得更為廣泛。
媒體傳送：H.225.0標準描述了無QoS保證的LAN上媒體流的打包分組與同步傳輸機制。H.225.0對傳輸的視頻、音頻、資料與控制流進行格式化，輸出到網路介面，同時從網路介面輸入報文中補償接收到的視頻、音頻、資料與控制流。另外，它還完成邏輯成幀、順序編號、糾錯與檢錯功能。同時H.225.0還包括兩部分：Q.931/ H.225.0和RAS/H.225.0。Q.931/ H.225.0負責發起呼叫及建立媒體流；RAS/H.225.0負責設備認證以及計費資訊的採集等。
多媒體通信控制：H.245協定定義了請求、應答、信令和指示四種資訊，負責通信能力協商，打開/關閉邏輯通道，以及會議中的控制等。多點控制器應遵循H.245控制協定對會議進行管理。
流傳送：RTP/RTCP。RTP協定用來即時傳送媒體流資訊，即時協定(RTP)和即時控制協定(RTCP)協同工作,RTCP負責監控RTP.這些協定(及H.245)同時也和IP多播一起工作,以確保UDP分組時序同步的準確無誤.RTP處理時序問題的方法是對所傳輸的每一UDP分組做時間標記和排序,並及時為發送器加上音頻和視頻流的同步資訊、期望資料速率、期望分組速率和距離等資訊。
SIP協定
一. SIP協定簡介
會話初始協定（SIP）是一信令協定，用於初始、管理和終止分組網路中的語音和視頻會話，具體地說就是用來生成、修改和終結一個或多個參與者之間的會話。而所謂的會話，就是指用戶之間的資料交換。在基於SIP協定的應用中，每一個會話可以是各種不同的資料，可以是普通的文本資料，也可以是經過數位化處理的音頻、視頻資料，還可以是諸如遊戲等應用的資料，應用具有巨大的靈活性。
二. SIP系統的基本組成
SIP會話使用四個主要元件：SIP 用戶代理、SIP 註冊伺服器、SIP 代理伺服器和 SIP 重定向伺服器。這些系統通過傳輸包括了 SDP 協定（用於定義消息的內容和特點）的消息來完成 SIP 會話。下面概括性地介紹各個 SIP 元件及其在此過程中的作用。
SIP 用戶代理 (UA) 是終端用戶設備，如用於創建和管理 SIP 會話的移動電話、多媒體手持設備、PC、PDA 等。用戶代理客戶機發出消息。用戶代理伺服器對消息進行回應。
SIP 註冊伺服器是包含域中所有用戶代理的位置的資料庫。在 SIP 通信中，這些伺服器會檢索參與方的 IP 位址和其他相關資訊，並將其發送到 SIP 代理伺服器。
SIP 代理伺服器接受 SIP UA 的會話請求並查詢 SIP 註冊伺服器，獲取收件方 UA 的位址資訊。然後，它將會話邀請資訊直接轉發給收件方 UA（如果它位於同一域中）或代理伺服器（如果 UA 位於另一域中）。
SIP 重定向伺服器允許 SIP 代理伺服器將 SIP 會話邀請資訊定向到外部域。SIP 重定向伺服器可以與 SIP 註冊伺服器和 SIP 代理伺服器同在一個硬體上。
實例說明:
戶 A 邀請正在使用多媒體手持設備的用戶 B 進行 SIP 會話時，域 A 中的 SIP 代理伺服器辨別出用戶 B 不在同一域中。然後，SIP 代理伺服器在 SIP 重定向伺服器上查詢用戶 B 的 IP 地址。SIP 重定向伺服器既可在域 A 中，也可在域 B 中，也可既在域 A 中又在域 B 中。SIP 重定向伺服器將用戶 B 的聯繫資訊回饋給 SIP 代理伺服器，該伺服器再將 SIP 會話邀請資訊轉發給域 B 中的 SIP 代理伺服器。域 B 中的 SIP 代理伺服器將用戶 A 的邀請資訊發送給用戶 B。用戶 B 再沿邀請資訊經由的同一路徑轉發接受邀請的資訊。
1. 呼叫用戶 B
2. 詢問“我如何接通域 B 中的用戶 B？”
3. 回應“代理控制器的域位元址”
4. “代理”呼叫域 B 的 SIP 代理
5. 查詢“用戶 B 在哪裏？”
6. 用戶 B 的地址
7. 代理呼叫
8. 回應
9. 回應
10. 回應
11. 多媒體通道已建立
三. SIP消息結構
SIP借鑒了其他各種廣泛存在的Internet協定， 如HTTP、SMTP等，因此和這些協定一樣，SIP也採用的基於文本的編碼方式，它有兩種類型的消息：
（1）請求：從客戶機發到伺服器的消息。
（2）回應：從伺服器發到客戶機的消息。
其中請求消息包括：
· INVITE：初始呼叫，改變所以參數（re-INVITE）。
· ACK：確認INVITE的最終應答。
· BYE：終止呼叫。
· CANCEL：撤銷搜索和振玲。
· OPTIONS：查詢另一方能力。
· REGISTER：註冊位置服務。
· INFO：發送會話中資訊而不改變會話狀態。
· PRACK：與ACK作用相同，但是用於臨時回應。
· SUBSCRIBE：該方法用來向遠端端點預訂其狀態變化的通知。
· NOTIFY：該方法發送消息以通知預訂者它所預定的狀態的變化。
· UPDATE：允許客戶更新一個會話的參數而不影響該會話的當前狀態。
· MESSAGE：通過在其請求體中承載即時消息內容實現即時消息。
· REFER：其功能是指示接受方通過使用在請求中提供的聯繫位址資訊聯繫第三方。
回應消息包含數位元回應代碼。SIP回應代碼集部分基於HTTP回應代碼。有兩種類型的回應，它們是：
· 臨時回應（1XX）：臨時回應被伺服器用來指示進程，但是不終結SIP事物。
· 最終回應（2XX，3XX，4XX，5XX，6XX）：最終回應終止SIP事物。
每條SIP消息由以下三部分組成：
（1） 起始行（Start Line）：每個SIP消息由起始行開始。起始行傳達消息類型（在請求中是方法類型，在回應中是回應代碼）與協定版本。起始行可以是一請求行（請求）或狀態行（回應）。
（2） SIP頭：用來傳遞消息屬性和修改消息意義。它們在語法和語義上與HTTP頭域相同（實際上有些頭就是借自HTTP），並且總是保持格式：<名字>:<值>。
（3） 消息體：用於描述被初始的會話（例如，在多媒體會話中包括音頻和視頻編碼類型，採樣率等）。消息體能夠顯示在請求與回應中。SIP清晰區別了在SIP起始行和頭中傳遞的信令資訊與在SIP範圍之外的會話描述資訊。可能的體類型就包括本文將要描述的SDP會話描述協定。
SDP就是用來描述多媒體會話通告，多媒體會話邀請和其他形式的多媒體會話初始化的協定。SDP包通常包括以下資訊：
（1） 會話信息
· 會話名和目的。
· 會話活動時間。
由於參與會話的資源是受限制的，因此包括以下附加資訊是非常有用的。
· 會話使用的帶寬資訊。
· 會話負責人的聯繫資訊。
（2） 媒體信息
· 媒體類型，例如視頻和音頻。
· 傳輸協定，例如RTP/UDP/IP和H.320。
· 媒體格式，例如H.261視頻和MPEG視頻。
· 多播位址和媒體傳輸埠（IP多播會話）。
· 用於聯繫地址的媒體和傳輸埠的遠端位址（IP單播會話）。
SDP描述由許多文本行組成，文本行的格式為<類型>=<值>，<類型>是一個字母，<值>是結構化的文本串，其格式依<類型>而定。
優缺點對比：
使用H.323 優點:
1. H.323協定提出較早，主體協定穩定和成熟，軟件產品和相關支援的硬體設備比較多，因此可以很好的進行軟件和硬體的互通，目前支持H.323的硬件很多，但是軟件相對較少。
使用H.323 缺點:
１．H.323協定包括很多協定較為複雜，儘管有OpenH323的開源項目參考，由於其
結構龐大，光是研究其結構就需要很長時間，在次開發人員缺乏基於RFC的開發經
驗，因此開發難度大，開發風險高，開發週期長，公司投入較多。
２．如果採用H.323作為標準，那麼整個產品的通訊必須按標準去做，實現一部份的話沒有意義，這樣由於電子白板和屏幕共享的代碼沒有按協定做，前面的需要推翻從來，按照協定去做。
３．現在市面上說支持H.323的硬件很多，軟件也有，但是不是很多，他們也聲稱可以實現和硬件的互連互通，但是我們無法證實是否可以正真的完全可以實現。
４．由於微軟和IBM都開始關注SIP，未來Ｈ.323是否備淘汰還是未知數，如果我們
採用H.323，整體框架定下來後，由於H.323和SIP兩者之間的結構差異很大，
如果以後要是轉方向的話幾乎是不可能，需要推翻從來。
使用SIP 優點：
1. 各大廠商開始關注並支援SIP，未來將可以實現互聯互通
Microsoft已經選擇SIP作為其實時通信策略並在Microsoft XP、Pocket PC和MSN
Messenger中進行了部署。Microsoft同時宣佈CE.net的下一個版本將使用基於SIP的VoIP應用介面層，並承諾向用戶PC提供基於SIP的語音和視頻呼叫。也就是說，通過SIP,微軟公司的軟體可以在基於IP協定的單一網路環境下實現不同通信設備之間的話音、資料和文本交換，這些設備包括電腦、移動設備、掌上設備等等。與電話相關的常用功能，如語音通話、語音郵件、語音轉接等，都將是基於IP協定的企業網路所具有的功能，3GPP將SIP選定為未來3G全IP網路多媒體子系統的控制協定，從此證明SIP將有廣泛的發展前景，未來可以實現所有設備的互聯互通，這也是趨勢。
2. 由於個大廠商都開始關注SIP協議，如果未來SIP真的成為標準，而我們的產支
持，那麼在未來我們產品將不能實現何其他任何產品的互連互通包括硬體和軟件，
我們的產品可能失去市場。
３. SIP協定相對於H.323複雜度低，開發難度應該低於H.323，相對的開發風險低
一點，同時微軟現在已經提供ＳＩＰ客戶端的ＳＤＫ（只支持ＸＰ和２００３），
服務器的ＳＤＫ稍後可能發布，如果可以用的話開發難度降低很多。
使用SIP 缺點：
１. 協定相對於Ｈ.323比較新，協議的穩定性不夠，可能存在不完善的地方需要修改，
這樣的話，我們也必須跟著協議的修改來修改代碼，產品的穩定性存在很大的問
題。
２. 由於SIP是輕量行協定，需要配合其他協定一起使用例如ＳＤＰ協定，因此開發工作量有所增加，複雜度增加，雖然ＳＩＰ協定不像H.323那樣複雜，但是如果像H.323那樣按RFC開發，開發難度和開發風險還是很大。
３. SIP沒有會議控制能力，並沒有像Ｈ.323那樣提出ＭＣＵ的概念，所以對於點對點的多媒體即時通訊，它是非常適合的，如何應用到多人的即時通訊是否合適多人的同時即時通訊
現有產品使用協定情況(只能從官方網站獲得, 以此無法確定其可靠性):
H.323協定
1. V2 Conference 4.0
2. NetMeeting
3. AVCON 視頻會議系統4.0
4. 網動多媒體視頻會議系統 Active Meeting 2004
5. WebEx 視頻會議
6. VCON視訊會議系統
SIP 協定
1. MSN Messager(即將推出)
2. IBM Sametime
3. Microsoft Live Communications Server 2003
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