李 潔，吳正茂

(1.南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院通信學(xué)院，江蘇 南京 210046;2.中國聯(lián)通南京分公司，江蘇 南京 210036)

責(zé)任編輯:任健男

視頻會議業(yè)務(wù)雖已被眾多用戶采用，但還局限在采用固定終端進(jìn)行通信。實(shí)現(xiàn)移動狀態(tài)下的視頻會議是部分行業(yè)用戶的現(xiàn)實(shí)需求。鑒于各類智能化移動終端的興起，以及3G網(wǎng)絡(luò)已能提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，移動終端實(shí)現(xiàn)視頻會議業(yè)務(wù)已成為可能。本文圍繞移動終端上實(shí)現(xiàn)視頻會議展開論述。首先闡述使用H.323［1］協(xié)議的視頻會議系統(tǒng)的組成。接著介紹WCDMA APN網(wǎng)絡(luò)的組成和接入方式。在此基礎(chǔ)上，給出利用WCDMA APN實(shí)現(xiàn)H.323終端的連接方案。在該方案基礎(chǔ)上，做適當(dāng)變動，能實(shí)現(xiàn)SIP［2］終端的連接。測試結(jié)果表明，移動終端采用WCDMA APN接入，能實(shí)現(xiàn)滿意的視頻會議業(yè)務(wù)效果。

1 H.323協(xié)議及系統(tǒng)組成

H.323是一個協(xié)議族，包括了一系列相關(guān)協(xié)議，主要描述了基于分組的多媒體通信系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)以及呼叫流程等。H.225.0和H.245(系統(tǒng)控制)是H.323系統(tǒng)的核心協(xié)議。H.323協(xié)議族還包括其他協(xié)議，如H.239(實(shí)現(xiàn)雙流)、H.7xx(音頻編解碼)及H.26x(視頻編解碼)等。H.323具有靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)，能支持包含不同功能的節(jié)點(diǎn)之間的會議和不同網(wǎng)絡(luò)之間的會議。

H.323系統(tǒng)的組成如圖1所示。組成部件有終端、網(wǎng)關(guān)(Gate Way，GW)、網(wǎng)守(Gate Keeper，GK)、多點(diǎn)控制單元(Multi Point Control Unit，MCU)。H.323終端是一個包含信令端點(diǎn)的設(shè)備，該端點(diǎn)用來支持一個或多個用戶與一方或多方進(jìn)行實(shí)時通信。網(wǎng)守為H.323端點(diǎn)提供呼叫控制服務(wù)，主要功能有地址翻譯、接入控制，帶寬控制。網(wǎng)關(guān)的用途是提供實(shí)現(xiàn)H.323終端和網(wǎng)上其他多媒體終端之間的通信。在會議電視及會議電話中，常常有多個終端同時通話。為了在多個用戶間實(shí)現(xiàn)靈活的通信，就需要MCU支持。當(dāng)參會終端的音視頻編碼有差異(如主會場接收視頻做分屏)時，由MCU完成轉(zhuǎn)換。

圖1 H.323系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

組建視頻會議系統(tǒng)時，為提供有保障的QoS，一般利用本地數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的專線電路，將用戶終端連接至視頻會議專網(wǎng)。目前，大多使用有線傳輸媒質(zhì)為靜止?fàn)顟B(tài)的視頻會議通信提供可靠的保證。

2 WCDMA APN網(wǎng)絡(luò)

鑒于WCDMA網(wǎng)具有高速分組業(yè)務(wù)能力，可以利用WCDMA APN實(shí)現(xiàn)移動終端接入MCU。WCDMA移動分組域包括SGSN(服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn))和GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn))。APN(Access Point Name)即接入點(diǎn)，是移動終端上網(wǎng)時必配參數(shù)。APN主要工作在核心網(wǎng)分組域及無線接入網(wǎng)部分［3］。

APN相關(guān)設(shè)備包括用戶端設(shè)備(Customer Premise Equipment，CPE)、用戶終端和網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器(Network Access Server，NAS)等。CPE是用戶端設(shè)備，一般位于用戶總部。NAS為與之建立隧道連接的GGSN設(shè)備。GGSN與CPE之間的隧道為GRE，L2TP或PPTP［4］。用戶終端可由用戶定制，也可使用市場上常見的無線網(wǎng)卡和iPad等設(shè)備。

2.1 APN用戶終端登錄內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器的流程

1)由用戶向WCDMA發(fā)登錄請求，請求中包含為WCDMA專網(wǎng)系統(tǒng)分配的專網(wǎng)APN;

2)根據(jù)上述APN，SGSN向DNS服務(wù)器發(fā)查詢請求，找到與服務(wù)器平臺連接的GGSN，然后將用戶請求以隧道封裝方式送至GGSN;

3)GGSN把手機(jī)號碼、用戶賬號和密碼等用戶認(rèn)證信息經(jīng)專線送至認(rèn)證服務(wù)器;

4)認(rèn)證服務(wù)器確認(rèn)用戶是否合法，若是合法用戶，則向DHCP服務(wù)器請求分配用戶地址;

5)認(rèn)證通過后，由認(rèn)證服務(wù)器向GGSN發(fā)送帶用戶地址的確認(rèn)消息;

6)用戶取得IP地址后，就可以攜帶數(shù)據(jù)包，對MCU進(jìn)行訪問。

2.2 APN接入方式

移動終端通過WCDMA(3G)或GPRS(2G)接入SGSN，SGSN上連至GGSN，再經(jīng)由本地傳輸網(wǎng)或城域網(wǎng)至客戶接入路由器。本地傳輸網(wǎng)或城域網(wǎng)起著連接客戶內(nèi)網(wǎng)和無線分組域的任務(wù)，這一部分的性能直接影響移動視頻的效果。接入方式示意圖如圖2所示。

圖2 APN接入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

針對不同用戶需求，結(jié)合本地傳輸網(wǎng)和城域網(wǎng)的實(shí)際情況，WCDMA移動行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)提供3種客戶接入方式:ATM專線接入、MSTP接入和Internet接入。這3種方式，基本上覆蓋了運(yùn)營商的本地數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

為測試和比較3種接入方式的性能，采用如下方法:測試從GGSN到客戶接入路由器的時延，測試包大小1000 bit。

從表1看出，采用ATM專線和MSTP專線的時延相差無幾;Internet接入的時延比前兩者稍大。不論采用哪種方式，增大帶寬可以減小時延?？偟膩碚f，3種方式的時延都在10 ms以內(nèi)，能夠滿足移動視頻的需要。

表1 3種接入方式時延比較

ATM專線接入和MSTP接入都可向用戶提供專線，相當(dāng)于用戶獨(dú)享一條電路連接，帶寬和QoS有保障。適合對網(wǎng)絡(luò)安全可靠性要求較高、訪問內(nèi)網(wǎng)有時延要求及有開通專線意向的客戶。采用Internet接入，為用戶端開通互聯(lián)網(wǎng)專線。GGSN以隧道方式對接，實(shí)現(xiàn)客戶內(nèi)網(wǎng)與GGSN的互聯(lián)。這種方式適用于對網(wǎng)絡(luò)安全要求一般，要求接入簡單、便捷且沒有開通專線意向的客戶。具體選擇哪種接入方式，需要根據(jù)客戶需求和當(dāng)?shù)亟尤胭Y源而定。一般來說，前兩種接入方式安全性較高、帶寬獨(dú)享，適合高端行業(yè)用戶?；ヂ?lián)網(wǎng)接入方式借助運(yùn)營商豐富的寬帶接入資源，用戶端接入便捷，帶寬較大且配置靈活，適合對安全性要求較低的用戶。

3 利用WCDMA APN實(shí)現(xiàn)移動終端連接

3.1 利用WCDMA APN實(shí)現(xiàn)H.323終端連接

利用WCDMA APN可實(shí)現(xiàn)H.323終端經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)接入視頻會議專網(wǎng)。圖3顯示了移動視頻終端經(jīng)APN連接H.323會議電視系統(tǒng)的組網(wǎng)拓?fù)鋱D。為保證視頻效果，采用10 Mbit/s速率的MSTP專線電路連接客戶內(nèi)網(wǎng)和GGSN。用戶路由器經(jīng)L2TP隧道連接GGSN，并且由路由器承擔(dān)終端動態(tài)地址的分配功能。實(shí)際組網(wǎng)中，使用POLYCOM VS128視頻會議終端?？蛻魞?nèi)網(wǎng)采用H.323系統(tǒng)(含GK，MCU和H.323會議電視終端)，除配置視頻會議管理平臺，用于視頻會議的預(yù)約、控制等管理事務(wù);還專門配置設(shè)備，用于管理移動終端。

圖3 視頻終端經(jīng)APN接入H.323系統(tǒng)的拓?fù)?/p>

參加視頻會議的人員使用移動智能終端(安卓手機(jī)、iPad 2和安卓平板計算機(jī)等)，通過WCDMA APN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入視頻會議系統(tǒng)，與視訊網(wǎng)的POLYCOM用戶終端進(jìn)行互聯(lián)互通。在移動終端低速移動時，上下行速率長期保持在380 kbit/s，得到了清晰的圖像效果(CIF格式，30 f/s)。從測試結(jié)果可見，采用WCDMA APN接入現(xiàn)有H.323系統(tǒng)，可較好地保障視頻會議通信質(zhì)量。

3.2 利用WCDMA APN實(shí)現(xiàn)SIP終端連接

鑒于SIP［5］協(xié)議已廣泛應(yīng)用于視頻會議當(dāng)中，有必要解決利用WCDMA APN實(shí)現(xiàn)SIP終端接入的問題。要達(dá)到這一目的，需對3.1節(jié)所示方案做改進(jìn)。在圖3中，客戶內(nèi)網(wǎng)側(cè)的會議電視系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)需要同時支持H.323和SIP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。除做上述改動外，其余組網(wǎng)條件仍按3.1節(jié)所述。測試結(jié)果表明，低速移動的移動終端的上行速率長期穩(wěn)定在200 kbit/s，能獲得可接受的視頻圖像效果。

4 總結(jié)

從本文所述的組網(wǎng)解決方案來看，利用WCDMA APN接入能在移動終端實(shí)現(xiàn)視頻會議。隨著無線通信提供越來越高的數(shù)據(jù)速率，移動終端的視頻會議業(yè)務(wù)質(zhì)量會更好。目前，在移動終端上完全實(shí)現(xiàn)類似有線通信的視頻會議QoS還需繼續(xù)努力。

［1］張永光.基于H.323協(xié)議的視頻會議系統(tǒng)研究［J］.電視技術(shù)，2006，30(8):128－130.

［2］糜正琨.IP網(wǎng)絡(luò)電話技術(shù)［M］.北京:人民郵電出版社，2000.

［3］趙訓(xùn)威.3GPP長期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)規(guī)范［M］.北京:人民郵電出版社，2010.

［4］科默.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)［M］.林生，譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

［5］劉輝，羅曉勇，張杰.基于SIP的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)［J］.電視技術(shù)，2011，35(19):93－95.