H.323

Evolution and further development of the standard

Many years have passed since the introduction of H.323, and the standard was gradually developing. 7 versions have been released since 1996, when H.323 standard was approved by the International Telecommunication Union (ITU) to promote interoperability and consistency in video conference transmissions over IP networks.

The first version was rather poor, because its only goal was to establish communication between endpoints of different vendors. This version did not add to reliability, security and good quality of communications, while the endpoints which had been incompatible previously could now «communicate» only within the corporate network.

The second version which was released two years later was the real breakthrough. It was aimed at the active use of VoIP telephony in multipoint conferencing. This time the key purpose was the standard’s reliability and higher security, including such elements as authentication of the endpoints (conference participants), fixed packet data transfer and unauthorized data access protection in networks. Oddly enough, in this version users could not reject incoming calls. Additionally, this version boosted connection between endpoints and added call redirection option.

The third version added support for multiple signalling sessions over single TCP connection. It was particularly useful for network gateway equipment allowing for thousands of simultaneous calls.

The fourth version featured increasing H.323 endpoints capacity. The launch of the fifth version was aimed at general standard stabilization. TrueConf solutions are based on the fourth version of H.323 protocol.

In June 2006, the sixth version of the standard was approved including a set of changes in H.225 and H.245 transport protocols. The sixth version added support for Assigned Gatekeeper, where the endpoint from the list of alternative gatekeepers is registered. Additionally, a number of applications and documents were supported to allow use of GSM and H.264 codecs in H.323 solutions. The seventh H.323 version was released in November 2009. Among many other updates, there are two important features worth mentioning:

Users’ details are transmitted in several different languages, allowing international organizations to support multimedia communications (including video conferencing) and interact with each other easily;
When running group conferencing on MCU server, all H.323 endpoints receive invitation data automatically, allowing users to join the conference without entering any authorization details.

Codecs

Bria

H.323 utilizes both ITU-defined codecs and codecs defined outside the ITU. Codecs that are widely implemented by H.323 equipment include:

Audio codecs: G.711, G.729 (including G.729a), G.723.1, G.726, G.722, G.728, Speex, AAC-LD
Text codecs: T.140
Video codecs: H.261, H.263, H.264, H.265

All H.323 terminals providing video communications shall be capable of encoding and decoding video according to H.261 QCIF. All H.323 terminals shall have an audio codec and shall be capable of encoding and decoding speech according to ITU-T Rec. G.711. All terminals shall be capable of transmitting and receiving A-law and μ-law. Support for other audio and video codecs is optional.

Глобальный протокол и отличия модификаций

Sip phone

Стандарт протокола «Session Initiation Protocol» (SIP) разработанный рабочей группой MMUSIC IETF, предназначенный для инициирования, модификации и прекращения пользовательских сеансов: видео, голос и обмен быстрыми сообщениями.

Он также использует структуру URL для идентификации пользователей вместо устройств. Таким образом, SIP не зависит от устройства и не различает голос и данные, телефон или ПК. SIP больше используется для управления услугами, в то время как H323 выполняет функции преобразования телефонного стандарта в IP-пакеты.

H323 был представлен, как эволюция SS7, предназначенная для управления сигнализацией с коммутацией каналов. Наоборот, SIP ближе к HTTP, используемой в интернете парадигмы пакетной сети. Забегая вперед, лучше выбрать SIP. В этом случае потоки мультимедийной информации передаются с использованием RTP, поэтому выбор протокола управления или другого напрямую не влияет на качество предлагаемых услуг. H 323 намного сложнее, чем SIP. Он имеет сотни различных сообщений, закодированных в двоичном формате. Поэтому H323 обеспечивает работу разработчиков, а также сетевых администраторов при устранении неполадок.

Обмен сообщением

Ekiga

Протокол H323 выполняет обмен сообщениями между двумя терминалами и устанавливает, кто будет главным, а кто — ведомым, а также пропускную способность участников и аудио- и видеокодеки, которые будут использоваться. Терминалы инициируют обмен данными, аудио или видео через протокол RTP / RTCP. На этапе отключения любой активный участник связи может инициировать процесс завершения вызова с помощью сообщений Close Logical Channel и End Session Command, после чего соединение с RELEASE закрывается.

Стандарт был первоначально разработан для обеспечения связи аудио, видео и общего доступа между хостами, подключенными к корпоративной локальной сети и удаленными устройствами традиционной сети с коммутацией каналов PSTN. Он реализует контроллер шлюза H323 SIP, отвечающий за аутентификацию и определение местоположения пользователей, отслеживание зарегистрированных клиентов.

В процессе прокси-привратник связывается с клиентом, что уменьшает нагрузку на клиентские устройства с низким энергопотреблением. Каждый терминал идентифицируется парой (IP-адрес, порт TCP / UDP), поэтому с ним можно напрямую связаться через его пару адрес/порт без использования привратника. Если есть привратник, пары адрес/порт могут быть сопоставлены с псевдонимами, чтобы пользователи могли их лучше запомнить, например, name@domain.com. Так как они связаны с учетными записями пользователей, псевдонимы разрешают кочевничество — пользователь будет оставаться доступным, даже если он перемещается, изменяя свой IP-адрес.

Этапы вызова H323

Вызов происходит в несколько основных этапов:

Регистрация — вызывает терминал, ищет привратника в своей зоне и открывает канал RAS, используя его элемент управления.
Настройка вызова — терминал вызывающего абонента устанавливает канал для терминала вызываемого абонента, используя управление вызовом.
Согласование — параметры, такие как пропускная способность и кодеки, согласовываются с использованием элемента управления.
Передача данных — голос передается по RTP закрытию, канал данных закрывается с помощью элемента управления.
Завершение — канал RAS закрывается с помощью элемента управления.

Привратник может играть две роли:

Маршрутизируемый вызов проходит через привратника, что полезно для обхода NAT, таким образом привратник действует как сервер ретрансляции.
Прямая конечная точка привратника — вызов направляется непосредственно к конечной точке, но сначала клиенты вызывающего и вызываемого абонентов должны выполнить шаг Admission для начисления платы и управления полосой пропускания.

Testing YateClient as H.323 client

Create, set up the H.323 account on the YateClient. Log it in

In order to create H.323 account, search for configuration files for regfile.conf.sample and copy to regfile.conf.
Add the credentials for the user that you want to create like:

password=mysecret

Save and exit the file.

To set the account on a YateClient, first of all make sure the service is assured by the telephony server. When you want to put in place a telephony solution, always start with the server – this ensures you have the core of your communication system.
Start the server:

$yate -c /usr/local/etc/h323gk -v -d -l log_filename

Now, run YateClient. I chose to do this from the command line, with the default specifications.
This means go to /user/src/yate/clients and type :

./run-qt4

Right now you are logged in YateClient with the h.323 account 100.

One way to test the audio is to see if you can hear the standard tones. In order to do this, you need to make sure you also have a copy of the regexroute.conf.sample file in your chosen directory, under the name of regexroute.conf. This regulates the default routes to these tones.
Now, from the telephony tab, dial one of the following:

99991001 — you should hear in your headphones the dial tone;
99991002 — busy tone
99991003 — ring tone.

If all works fine, then it means the 100 account is usable.

Кратко про IP-телефонию

Видеосвязь через интернет — это технология, которая позволяет передавать голоса и данные в одной сети на основе протокола IP. Часто используется термин конвергентные сети или конвергенция ИС, что подразумевает более широкую концепцию интеграции всех коммуникаций: голоса, данных и видео.

Эта технология существует на рынке с конца 1990-х годов, но лишь недавно она стала широко распространенной благодаря улучшению и стандартизации систем контроля качества речи (QoS) и универсализации интернет-сервиса.

Система IP-телефонии — набор элементов, которые должным образом интегрированы и пользуются услугами на основе VoIP компаний. Основными элементами этой системы являются: IP-УАТС, IP-шлюз и различные IP-телефоны с протоколом H323.

Конвергенция деловых коммуникаций — звук, данные и видео. IP-сеть является современной тенденцией и дает пользователям важные преимущества:

Экономию на звонках.
Упрощение инфраструктуры связи.
Оптимизацию управления.
Унификацию системы телефонии между объектами.
Мобильность/вседоступность для пользователя.

Мультисервисная конвергентная сеть должна быть должным образом спроектирована и управляема, в связи с чем необходимы такие аспекты, как контроль над надежностью, безопасностью и качеством обслуживания (QoS), чтобы обеспечить оптимально функционирующую систему.

Преимущества выбора IP-телефонии

С VoIP можно звонить с любой стороны, где есть подключение к сети. Так как IP-телефоны передают информацию через сеть, ими управляют провайдеры из любой точки соединения. Это преимущество для людей, которые обычно много путешествуют и могут носить с собой свой телефон, имея доступ к услуге IP-телефонии.

Преимущества услуг VOIP включает в себя:

Идентификация звонков.
Служба ожидания звонков.
Услуга переадресации.
Повторный звонок.
Обратный звонок.
Вызов 3 линии (трехсторонний вызов).
Переадресация звонка на определенный телефон.

Очевидно, что оба стандарта голосовой и видеосвязи имеют свои недостатки и преимущества, поэтому вместо того, чтобы концентрироваться на одном стандарте по сравнению с другим, рациональнее будет работать над улучшением способов обеспечения взаимодействия между стандартами. Это позволит обеспечить сквозного подключения по всей сети, предоставить дополнительные услуги, ориентированные на IP. Именно такой современный подход продемонстрирует всю мощь IP-коммуникаций.

Architecture

H.323 standard is based on four components used to run video conferencing, e.g. point-to-point or multipoint conferences:

Endpoints
Gateways
Zone controllers (gatekeepers)
Multipoint Control Unit (MCU)

Endpoint is a tool used to manage H.323 device (sort of user interface). Endpoints can connect with each other using VoIP telephony or video conferencing mode.

Gateways are used to connect endpoints from various networks, e.g. H.323 and ISDN. By the way the gateway performs the following functions:

Establishing connection between endpoints;
Perform audio streams transcoding;
Signalling data exchange.

If the endpoints are in the same H.323 network, the gateways are not used.

Zone controller or gatekeeper — is the central point of the H.323 network. It is responsible for addressing calls, manages bandwidth and defines authenticity of endpoints and gateways during connection. Although H.323 recommendation does not set gatekeeper as a required element, it is impossible to use many modern features implemented in VoIP applications and video conferencing solutions without gatekeeper.

Multipoint Control Unit (MCU) server is used to connect three or more endpoints during single session. All the endpoints participating in video conferencing are first connected to the MCU server, and then MCU distributes video streams to all the endpoints. MCU performs video streams transcoding in order to mix and downscale other participants video in a unique layout for every participants. This process require a lot of computational elements and resources which makes MCU a very expensive device. MCU device usually combines MCU, gateway and gatekeeper roles.

Кратко про IP-телефонию

Вам будет интересно:Прошивка жесткого диска: пошаговая инструкция

Вам будет интересно:Как установить драйвера на монитор: способы, инструкции

Экономию на звонках.
Упрощение инфраструктуры связи.
Оптимизацию управления.
Унификацию системы телефонии между объектами.
Мобильность/вседоступность для пользователя.

Этапы вызова H323

Вызов происходит в несколько основных этапов:

Регистрация — вызывает терминал, ищет привратника в своей зоне и открывает канал RAS, используя его элемент управления.
Настройка вызова — терминал вызывающего абонента устанавливает канал для терминала вызываемого абонента, используя управление вызовом.
Согласование — параметры, такие как пропускная способность и кодеки, согласовываются с использованием элемента управления.
Передача данных — голос передается по RTP закрытию, канал данных закрывается с помощью элемента управления.
Завершение — канал RAS закрывается с помощью элемента управления.

Привратник может играть две роли:

Маршрутизируемый вызов проходит через привратника, что полезно для обхода NAT, таким образом привратник действует как сервер ретрансляции.
Прямая конечная точка привратника — вызов направляется непосредственно к конечной точке, но сначала клиенты вызывающего и вызываемого абонентов должны выполнить шаг Admission для начисления платы и управления полосой пропускания.

Типы устройств H.323

В Википедии есть портал «Телефонная связь»

Терминал может представлять собой ПК или автономное устройство, способное выполнять мультимедийное приложение. Он обязан обеспечивать звуковую связь и может дополнительно поддерживать передачу видео или данных. Вследствие того, что основной функцией терминала является передача звука, он играет ключевую роль в предоставлении сервиса IP- телефонии. H.323 терминал должен поддерживать следующие протоколы:
- H.245 — для согласования параметров соединения;
- Q.931 — для установления и контроля соединения;
- RAS — для взаимодействия с привратником;
- RTP/RTCP — для оптимизации доставки потокового аудио (видео);
- G.711 — кодек для передачи звуковой информации (голоса, тональных сигналов, факсимильных и модемных соединений)
- семейство протоколов H.450 — для поддержки обязательных в H.323 дополнительных видов обслуживания (ДВО).

Дополнительными компонентами могут быть другие аудио и видеокодеки (H.261, H.263, MPEG). Поддержка рекомендации T.120 для совместной работы над документами необязательна.

Шлюз (gateway) не входит в число обязательных компонентов сети H.323. Он необходим только в случае, когда требуется установить соединение с терминалом другого стандарта. Эта связь обеспечивается трансляцией протоколов установки и разрыва соединений, а также форматов передачи данных. Шлюзы H.323 сетей широко применяются в IP телефонии для сопряжения IP сетей и цифровых или аналоговых коммутируемых телефонных сетей.
Привратник (gatekeeper) выступает в качестве центра обработки вызовов внутри своей зоны и выполняет важнейшие функции управления вызовами. Зона определяется как совокупность всех терминалов, шлюзов и MCU под управлением данного привратника. Привратник — необязательный компонент сети H.323, однако, если он присутствует в сети, то терминалы и шлюзы должны использовать его услуги.
- Основные:
  - Трансляция адресов — Преобразование внутренних адресов ЛВС и телефонных номеров формата E.164 в адреса протоколов IP/IPX
  - Управление доступом — Авторизация доступа в H.323 сеть
  - Управление полосой пропускания — Разрешение или запрещение запрашиваемой терминалом полосы пропускания
- Дополнительные
  - Управление процессом установления соединения — При двусторонней конференции привратник способен обрабатывать служебные сообщения протокола сигнализации Q.931, а также может служить ретранслятором таких сообщений от конечных точек.
  - Авторизация соединения — Допускается отклонение привратником запроса на установление соединения. Основания — ограничение прав или времени доступа, и иные, лежащие вне рамок H.323
  - Управление вызовами — Привратник может отслеживать состояние всех активных соединений, что позволяет управлять вызовами, обеспечивая выделение необходимой полосы пропускания и баланс загрузки сетевых ресурсов за счёт переадресации вызовов на другие терминалы и шлюзы.
Сервер многосторонней конференции (Multipoint Control Unit) обеспечивает связь трёх или более H.323 терминалов. Все терминалы, участвующие в конференции, устанавливают соединение с MCU. Сервер управляет ресурсами конференции, согласовывает возможности терминалов по обработке звука и видео, определяет аудио и видеопотоки, которые необходимо направлять по многим адресам.

В результате появления стандарта H.323, описывающего механизмы взаимодействия устройств обеспечивающих передачу голоса и видео по IP сетям, появилась возможность объединять в сети устройства различных производителей, что эффективно для сетей специальной связи.

Более подробную информацию по стандарту H.323, а также исходные тексты программного обеспечения для видео и аудиоконференций можно найти на странице проекта OpenH323.

SIP and H.323 Comparison

Both SIP and H.323 are quite dated. SIP and H.323 were both initiated in 1996. The last RFC 3261 for SIP was approved in 2002, and H.323v6 was approved in 2006. Although, SIP still gets new RFCs that expand its functionality – for example, SIMPLE and DualVideo.

H.323 works with bitfields that – in ideal conditions of implementation (not online) – rations network traffic when compared to SIP. However, in modern conditions of the rapid spread of broadband Internet, this advantage does not look so important.

SIP is an application layer protocol for the OSI model.

Principles underlying SIP protocol:

Simplicity: includes only six methods.
The independence of the transport layer. It may use UDP, TCP, ATM, etc.
Personal mobility of users. Users can move within a network without any restrictions due to the assignment of a unique identifier for each user.
Network scalability. Network structure based on the SIP protocol makes it easy to expand and increase its number of components.
Extensibility. The protocol is characterized by the possibility to supplement it with new features when new services appear.
Integration into the existing Internet protocol stack. SIP is part of a global multimedia architecture developed by the IETF. The architecture also includes RSVP, RTP, RTSP, SDP protocols.
Interaction with other signaling protocols. SIP protocol can be used in conjunction with other IP telephony protocols, PSTN protocols, and to communicate with the smart grid.

SIP is a human-readable protocol, so SIP is simpler than H.323 when developing and supporting software. Google Trends information also confirms the popularity of this protocol.

Основные компоненты системы

В H323 реализованы в качестве базовых компонентов: терминалы, шлюзы для соединений с ресурсами PSTN/IN, опекуны (GateKeepers) для контроля доступа, регистрации и пропускной способности, MCU (мультиконференция) и блоки управления. Описание протокола H323 и его компонентов:

Терминалы — оборудование, используемое пользователями, может быть реализовано либо программно с помощью компьютера, либо аппаратно — физически.
Опекуны (GateKeepers) — являются центром каждой VoIP-организации и эквивалентом частных филиалов или UATS (Private Branch eXchange). Они обычно продвигаются с программным обеспечением.
Шлюзы — связаны коммутацией с телефонной сетью общего пользования, действуя прозрачно для пользователя.
Многоточечные БУ — несут ответственность за управление конференцией.

Общепринятый стандарт был распространен в глобальной сети (WAN). Он состоит из множества терминалов, которыми управляет. Например, несколько локальных сетей, разделенных маршрутизаторами.

Стек протокол H323 работает поверх транспортного и сетевого уровней. Если базовая сеть основана на IP, то пакеты аудио, видео и RAS H.225.0 используют протокол UDP (H.245) для передачи данных и управления. H.225.0 сигнализация вызова пакетов транспортируется с использованием надежного TCP — протокола управления передачей.

Вам будет интересно:На сайте используется неподдерживаемый протокол: как исправить

Два главных стандарта видеосвязи

Протоколы SIP и H323 считаются главными стандартами видеоконференций. Различные организации рассматривают передачу сигналов звука и видео по IP с различными подходами. Международный союз электросвязи (МСЭ) учредил H323 в качестве первого протокола мультимедийной связи по IP. SIP — это подход IETF (Internet Engineering Task Force) для передачи звука и видео по IP.

H323 протокол — зонтичный формат, который обеспечивает четко определенную архитектуру системы, включая управление вызовом и мультимедиа. В то время как H323 использует телекоммуникационный подход к передаче голоса/видео по IP, SIP — использует интернет-подход.

Вам будет интересно:Realtek: что это такое в общем понимании и в частных случаях?

Объекты, составляющие сеть: шлюзы, терминалы и мосты конференц-связи, а также привратник. Архитектура является одноранговой и поддерживает связь между пользователями без централизованного контролирующего объекта. Информация о вызове H323 записана в двоичном коде с определенным набором переводов для каждого кода. Это было сделано, чтобы уменьшить размер передачи и сохранить пропускную способность. Новые коды должны иметь согласованное определение между сторонами до вызова. Стандарт может быть обновлен, но любые дополнения к стандарту требуют обратной совместимости с существующим.

Compiling Yate with OpenH323 library

There are two libraries that can be used:

OpenH323 library

 OpenH323 is the recommanded library to use with Yate because is the stable version.

Take a look to learn how to compile OpenH323 or .

H323plus library

 Yate works with H323plus support but it is not stable.

Here is how to compile Yate with H323plus.

Install PwLib

For doing a basic installation just run in the main PwLib folder:

 ./configure with --prefix=/usr/local/pwlib
 make opt
 make install

Install OpenH323

For doing a basic installation just run in the main OpenH323 folder:

./configure --disable-ixj --prefix=/usr/local/openh323
make opt
make install

Текущий статус

На протяжении многих лет H.323 был популярен среди администраторов и пользователей VoIP наравне с SIP. В последнее время H.323 в IP-телефонии всё чаще заменяется протоколом SIP .

Всё реже в продаже встречается оконечное оборудование или абонентские терминалы, VoIP-телефоны, поддерживающее только H.323. Производители оконечного оборудования используют либо SIP, либо SIP вместе с H.323, нередко параллельно с MGCP, а также с поддержкой IAX (для работы с Asterisk и подобными IP-АТС). Аналогичным образом разработчики программных телефонов (софтфонов), как правило, основываются на применении протокола SIP или IAX. Современные услуги телефонии, предлагаемые операторами связи, такие как «виртуальная АТС» (или «облачная АТС», «мобильный офис» и т. п.) или «мобильная IP-телефония», в подавляющем большинстве случаев подразумевают использование протокола SIP.

Разработчики решений для корпоративных сетей, в частности, таких как ВКС, чаще используют протокол SIP, нежели H.323.
Популярное решение от Microsoft для офисной связи, программный продукт «Skype для бизнеса» (ранее «MS Lync»), также основан на использовании протокола SIP.

H.323 тем не менее используется в некоторых телефонных сетях, построенных с использованием соответствующего оборудования .

H.323 codecs

Audio exchange function is considered the main function of H.323 standards (as they had originally been used in VoIP telephony). Thus, each endpoint should support at least one codec from the G.7XX family.

Video communications were positioned as secondary in respect to this standard. As a consequence, video codec support was not obligatory. However, today, as video conferencing is the main task for every endpoint supporting the standard, video codecs are required. H.323 uses video codecs from H.26X codec family for video encoding.

There is a list of technical requirements for audio codecs in H.323, since sound quality is essential in VoIP telephony. The requirements are as follows:

Low level of delay;
Lost packets recovering;
High sound quality;
Narrow bandwidth (no more than 8 kbit/s).

G.7XX family codecs meet these requirements. However, bandwidth requirement is met by few G.7XX codecs.

By default, H.323 uses the G.711 codec with high bandwidth rate (about 64 kbit/s). However G.711 is considered to be outdated. Its sampling frequency (converting analog signal into digital signal) is only 8kHz, while G.722.1 has twice as high frequency (16kHz). Low frequency codecs such as G.723 (5.3/6.3kbps) and G.729 (8kbps) were used for the Internet connections initially. As for video codecs, every modern H.323 endpoint should support H.264, which become a standard. There is new H.265 video codec a successor for H.264, however it is supported by few devices on the market so far and we don’t expect it will become a default codec earlier than in 2022.