H.323 ist einer der ältesten Standards, der allgemein für VoIP-Telefonie und Videokonferenzen verwendet wird. Es ist ein System aus verschiedenen Protokollen und Elementen, das die Übertragung von Mediendaten über Paketnetze ermöglicht. Diese Standard-Empfehlungsstruktur eröffnet verschiedene Multimedia-Kommunikationsmöglichkeiten, einschließlich Telefonie, Videokonferenzen und Medienübertragung.
Einer der Hauptvorteile des H.323-Standards ist die Interoperabilität. Mit diesem Internetprotokoll können Lösungen verschiedener Anbieter nahtlos miteinander verbunden und betrieben werden.
Viele Jahre sind seit der Einführung von H.323 vergangen, und der Standard hat sich allmählich weiterentwickelt. Seit 1996, als der H.323-Standard von der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) zur Förderung der Interoperabilität und Konsistenz bei Videokonferenzübertragungen über IP-Netzwerke genehmigt wurde, sind sieben Versionen veröffentlicht worden.
Vor dem H.323-Protokoll basierten alle VoIP-Lösungen auf ihren eigenen Signalisierungsprotokollen und fehlten an Interoperabilität. Doch im Jahr 1996, mit der ersten Version von H.323, wurde der Standard weit verbreitet verfügbar.
Die erste Version war eher dürftig, da ihr einziges Ziel darin bestand, die Kommunikation zwischen Endpunkten verschiedener Anbieter herzustellen. Diese Version trug nicht zur Zuverlässigkeit, Sicherheit und guten Qualität der Kommunikation bei, während die zuvor inkompatiblen Endpunkte nun nur innerhalb des Unternehmensnetzwerks "kommunizieren" konnten.
Die zweite Version, die zwei Jahre später veröffentlicht wurde, war der wirkliche Durchbruch. Sie zielte auf die aktive Nutzung der VoIP-Telefonie in Mehrpunktkonferenzen ab. Diesmal lag der Schwerpunkt auf der Zuverlässigkeit und höheren Sicherheit des Standards, einschließlich Elementen wie der Authentifizierung der Endpunkte (Konferenzteilnehmer), der festen Paketdatenübertragung und dem Schutz vor unbefugtem Datenzugriff in Netzwerken. Seltsamerweise konnten in dieser Version Benutzer eingehende Anrufe nicht ablehnen. Zusätzlich verbesserte diese Version die Verbindung zwischen Endpunkten und fügte eine Anrufweiterleitungsoption hinzu.
Die dritte Version fügte Unterstützung für mehrere Signalisierungssitzungen über eine einzelne TCP-Verbindung hinzu. Dies war besonders nützlich für Netzwerkgateway-Geräte, die Tausende von gleichzeitigen Anrufen ermöglichten.
Die vierte Version zeichnete sich durch eine erhöhte Kapazität der H.323-Endpunkte aus. Der Start der fünften Version zielte auf eine allgemeine Standardstabilisierung ab. Die Lösungen von TrueConf basieren auf der vierten Version des H.323-Protokolls.
Im Juni 2006 wurde die sechste Version des Standards genehmigt, die eine Reihe von Änderungen in den H.225- und H.245-Transportprotokollen umfasste. Die sechste Version fügte Unterstützung für den zugewiesenen Gatekeeper hinzu, bei dem der Endpunkt aus der Liste der alternativen Gatekeeper registriert wird. Darüber hinaus wurden eine Reihe von Anwendungen und Dokumenten unterstützt, um die Verwendung von GSM- und H.264-Codecs in H.323-Lösungen zu ermöglichen. Die siebte H.323-Version wurde im November 2009 veröffentlicht. Unter vielen anderen Aktualisierungen gibt es zwei wichtige Funktionen, die es wert sind, erwähnt zu werden:
Der H.323-Standard basiert auf vier Komponenten, die für die Durchführung von Videokonferenzen, z.B. Punkt-zu-Punkt- oder Mehrpunktkonferenzen, verwendet werden:
Endpunkt ist ein Tool zur Verwaltung von H.323-Geräten (eine Art Benutzeroberfläche). Endpunkte können über VoIP-Telefonie oder Videokonferenzmodus miteinander verbunden werden.
Gateways werden verwendet, um Endpunkte aus verschiedenen Netzwerken zu verbinden, z. B. H.323 und ISDN. Dabei erfüllt das Gateway die folgenden Funktionen:
Wenn sich die Endpunkte im selben H.323-Netzwerk befinden, werden die Gateways nicht verwendet.
Zonen-Controller oder Gatekeeper — ist der zentrale Punkt des H.323-Netzwerks. Er ist verantwortlich für die Adressierung von Anrufen, verwaltet die Bandbreite und definiert die Authentizität von Endpunkten und Gateways während der Verbindung. Obwohl die H.323-Empfehlung den Gatekeeper nicht als erforderliches Element festlegt, ist es ohne Gatekeeper unmöglich, viele moderne Funktionen zu nutzen, die in VoIP-Anwendungen und Videokonferenzlösungen implementiert sind.
Multipoint Control Unit (MCU)-Server wird verwendet, um drei oder mehr Endpunkte während einer einzelnen Sitzung zu verbinden. Alle an der Videokonferenz teilnehmenden Endpunkte werden zuerst mit dem MCU-Server verbunden, und dann verteilt die MCU Videostreams an alle Endpunkte. Die MCU führt eine Videostream-Transkodierung durch, um die Videos anderer Teilnehmer in einem einzigartigen Layout für jeden Teilnehmer zu mischen und herunterskalieren. Dieser Prozess erfordert viele Rechenelemente und Ressourcen, was die MCU zu einem sehr teuren Gerät macht. Ein MCU-Gerät kombiniert in der Regel die Rollen von MCU, Gateway und Gatekeeper.
Jeder Endpunkt oder jedes Gerät, das das H.323-Protokoll unterstützt, hat seine eigene IP-Adresse. Die Weiterleitung von Internetprotokollpaketen innerhalb von Netzwerken erfolgt über den H.323-Endpunkt. UDP-Protokolle werden verwendet, um Endpunkte mit Gateways und Gatekeeper zu verbinden und Mediendatenverkehr zu übertragen. TCP-Transportprotokolle werden nur verwendet, um einen Anruf zwischen Endpunkten herzustellen und zusätzliche Funktionen, sogenannte Signalisierung, auszutauschen.
Gemäß der H.323-Empfehlung ist die Übertragung von Mediendaten in fünf grundlegende Schritte unterteilt:
Der Erkennungsprozess ist erforderlich, damit Endpunkte einen Gatekeeper anhand seiner Netzwerkadresse finden und sich dort registrieren können. Dieses Verfahren kann automatisch durchgeführt werden (wenn es mehrere Gatekeeper gibt, wählt der Endpunkt den Gatekeeper zur Registrierung durch Multicasting-Nachrichten über die Netzwerke) oder manuell (die Netzwerkadresse des Gatekeepers ist im Voraus bekannt und wird während der Gerätekonfiguration festgelegt). Die erste Variante der Gatekeeper-Erkennung ist vorzuziehen, da der Endpunkt im Falle eines Ausfalls des Gatekeepers automatisch zu einem anderen Gatekeeper wechseln kann.
Das Registrierungsverfahren ist erforderlich, damit Endpunkte ihre Adressen an den Gatekeeper senden und dessen Kontrollzone beitreten können.
Um die Verbindung zwischen den Endpunkten herzustellen und Mediendatenverkehr in Netzwerken auszutauschen, werden die folgenden Protokolle verwendet:
TCP:
UDP:
Um die Verbindung zu beenden, senden die Endpunkte eine Nachricht an die Gatekeeper. Danach wird der Kanal geschlossen und die Verbindung wird beendet.
Die Audioaustauschfunktion wird als Hauptfunktion der H.323-Standards betrachtet (da sie ursprünglich in der VoIP-Telefonie verwendet wurden). Daher sollte jeder Endpunkt mindestens einen Codec aus der G.7XX-Familie unterstützen.
Video-Kommunikation wurde in Bezug auf diesen Standard als sekundär angesehen. Folglich war die Unterstützung von Videocodecs nicht obligatorisch. Heutzutage sind jedoch Videokonferenzen die Hauptaufgabe für jedes Endgerät, das den Standard unterstützt, und Videocodecs sind erforderlich. H.323 verwendet Videocodecs aus der H.26X-Codec-Familie für die Video-Codierung.
Es gibt eine Liste technischer Anforderungen für Audiocodecs in H.323, da die Tonqualität in der VoIP-Telefonie wesentlich ist. Die Anforderungen sind wie folgt:
Die Codecs der G.7XX-Familie erfüllen diese Anforderungen. Allerdings wird die Bandbreitenanforderung nur von wenigen G.7XX-Codecs erfüllt.
Standardmäßig verwendet H.323 den G.711-Codec mit hoher Bandbreite (etwa 64 kbit/s). Allerdings gilt G.711 als veraltet. Seine Abtastfrequenz (Umwandlung eines analogen Signals in ein digitales Signal) beträgt nur 8 kHz, während G.722.1 mit einer doppelt so hohen Frequenz (16 kHz) arbeitet. Niedrigfrequenz-Codecs wie G.723 (5.3/6.3 kbps) und G.729 (8 kbps) wurden ursprünglich für Internetverbindungen verwendet. Was Videocodecs betrifft, sollte jedes moderne H.323-Endgerät H.264 unterstützen, das zum Standard geworden ist. Es gibt einen neuen H.265-Videocodec, ein Nachfolger von H.264, der jedoch bisher von wenigen Geräten auf dem Markt unterstützt wird, und wir erwarten nicht, dass er vor 2022 zum Standard-Codec wird.
In diesem Artikel haben wir die H.323- und SIP-Protokolle verglichen.
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