基于PSTN可视电话的技术要求

信息产业部电信传输研究所中国泰尔实验室 刘晓红

　　PSTN可视电话是指在一条模拟电话线上能够同时发送和接收音频及视频信息的终端设备。2002年底我国发布了通信行业标准YD/T 1237-2002《PSTN可视电话进网技术要求及测试方法》，这是我国关于此类设备的第一个综合性行业标准。该标准主要规定了PSTN可视电话与网络连接的接口参数、通信协议、视频性能、音频性能、安全性能及电磁兼容性能等方面的技术要求，以及相关技术要求的测试方法，适用于PSTN可视电话的研制、生产、选型以及产品质量检验。

　　标准主要引用国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)建议 H.324(1998版)《低比特率多媒体通信终端》，该建议是PSTN可视电话的框架性标准。可视电话与公用电话网接口部分引用GB/T 15279《自动电话机技术条件》，并参考了YD/T 514-1998《非话用户终端设备与公用电话网接口技术要求和测试方法》。安全性能引用YD/T 965-1998《电信终端设备的安全要求和试验方法》，电磁兼容部分引用了GB/T 17618《信息技术设备抗扰度限值和测试方法》、GB 9254《信息技术设备的无线电骚扰限值和测试方法》等标准。

　　标准主要包括六部分，即范围、规范性引用标准、术语、缩略语、技术要求和测试方法以及环境适应性，另外还有一个附录：控制信道协议栈。下面对标准中所规定的基于PSTN可视电话的技术要求的主要内容作一简单介绍。

一、 可视电话体系结构

　　该标准中可视电话采用ITU-T V.34规定的调制解调器。
二、 视频特性

1. 视频编解码

　　可视电话的视频编解码包括两种：H.263编解码和 H.261编解码，其中H.263为必选项，H.261为可选项。

　　对于H.263视频编解码：

　　(1) H.263视频编解码的实现应符合GB/T 18119（等效于H.263）的规定。

　　(2) 图像格式：H.263视频编解码的图像格式中QCIF为必选项, CIF和SQCIF为可选项。

　　活动图像：公共中间格式（CIF）：288行×352像素；

　　1/4公共中间格式（QCIF）：144行×176像素；

　　子1/4公共中间格式（SQCIF）：96行×128像素。

　　(3) 图像帧频：

　　SQCIF：不小于15帧/秒；

　　QCIF：不小于10帧/秒；

　　CIF：不小于3帧/秒。

　　对于H.261视频编解码：

　　(1) H.261视频编解码的实现应符合YD/T 822-1996（等效于H.261）的规定。

　　(2) 图像格式：H.261视频编码的图像格式中QCIF为必选项, CIF为可选项。

　　活动图像：公共中间格式（CIF）： 288行×352像素；

　　1/4公共中间格式（QCIF）：144行×176像素。

　　(3) 图像帧频：

　　QCIF：不小于10帧/秒；

　　CIF：不小于3帧/秒。

　　2. 视频输入/输出接口

　　可视电话终端可具有复合视频输入/输出端各一个。

　　(1) 制式：PAL-D全电视信号（必选）：625行，50场/秒, 行频为15625Hz。

　　NTSC全电视信号（可选）：525行，60场/秒, 行频为15750Hz。

　　(2) 电平：全电视信号：1Vp-p±0.1V。

　　亮度信号：消隐电平与峰值白电平之间的亮度信号幅度为700mV± 20 mV （PAL-D制）或714 mV±20 mV （NTSC制）。

　　(3) 输入/输出阻抗：75Ω±2Ω，非平衡。

　　(4) 信噪比：S/N≥48dB（Unified亮度加权）。

　　(5) 灰度等级：≥8级。

　　(6) 几何失真：应无明显的几何失真。

三、音频特性

　　1． 音频编解码

　　音频编解码应符合ITU-TG.723.1的要求,支持5.3kbit/s 和 6.3kbit/s两种速率。

　　2． 话音质量的主观性能评定

　　按照ITU-T P.800建议，对话音的清晰度、话音平稳程度、背景噪声的大小、回声的大小和发话者侧音性能是否良好等性能进行评定,一般采用平均意见得分法（MOS）衡量话音质量，评定者按照从5到1的五级评分标准对语音质量进行评定。

　　对于G.723.1编码方式的终端要求MOS大于3.3分。

　　3．唇齿同步

　　在图像格式为QCIF时，语音和唇形应无明显的失步。

四、复用协议和控制协议

　　1．复用

　　根据ITU-T H.245建议的规程建立信道后，在逻辑信道上可传输视频数据、音频数据或控制信息。逻辑信道是单向的，且在每个传输方向上是独立的。除应只有一个H.245控制信道外，可以有传输各种类型媒体的许多逻辑信道。

　　可视电话终端设备的复用协议应符合ITU-T H.223建议的要求。不使用H.223中6.4.2的可选的“异或”规程。

　　(1) 适配层

　　H．223建议定义了三个适配层：AL1、AL2和AL3。AL1主要用于可变速率的定帧信息。AL2主要用于数字音频，包括8比特CRC和可选序列号。AL3主要用于数字视频，包括转发规定。

　　根据H.245建议，接收方应表示其处理各种适配层和信道类型的能力，发送方应在开通信道时表示用于各逻辑信道的适配层、可选项和信道类型。

　　(2) 差错控制

　　除对头字节差错控制外，H.223建议的复用层不执行差错控制，MUX-PDU格式的字段头差错控制应符合ITU-T H.223建议中6.4.1.2字节的规定。各逻辑信道的差错控制分别由适配层负责，AL2的AL-PDU格式的CRC字段的规范应符合ITU-T H.223建议中7.3.3.2.3字节中技术规范。AL3的 AL-PDU格式的CRC字段的规范应符合ITU-T H.223建议中7.3.2.3字节中技术规范。

　　(3) 流量控制

　　可视电话终端应能应答H.245的FlowControlCommand消息，该消息用于限制一个或多个逻辑信道或整个复用的总比特率。

　　2．协议

　　可视电话的通信控制协议必须符合ITU-T H.245建议中的技术规范，其中包括能力交换、打开和关闭逻辑信道、模式优先级请求、多路复用表条目、传输流量控制消息、一般命令与指示。

　　各方向应有一个使用H.245的消息和规程的控制信道，并在逻辑信道0上承载该控制信道，从终端建立数字通信开始，该控制信道始终是打开的，直到结束通信为止。

　　H.245消息分为4类：请求、响应、命令和指示。终端应能响应所有支持的H.245命令和请求，并应发送能准确反映终端状态的指示。对于接收到的消息，按照先收到先处理的原则进行处理。

　　为保证H.245的互通性，终端应能解析所有H.245“MultimediaSystemControlPDU”消息，在响应不能识别的请求、响应或命令时，应发送“FunctionNotSupported”消息。

　　(1) 能力交换

　　能力交换应遵循建议H.245规程，通过规程来描述在各种模式组合中具备的能力。

　　接收能力描述终端接收和处理输入信息流的能力，发送方应将发送的信息内容限于接收方已指明的接收范围内，缺少接收能力表明终端不能接收（只是一个发送者）。

　　发送能力描述终端传输信息流的能力，用于提供给接收方来选择可能的工作模式，以便接收方请求其想接收的模式。缺少发送能力表明终端不给接收方提供优先模式选择（但仍可在接收方能力范围内传输任何信息）。

　　(2) 逻辑信道信令

　　用H.245建议中的OpenLogicalChannel、CloseLogicalChannel消息和H.245规程来打开/关闭逻辑信道。

　　逻辑信道是单向的，允许各传输方向上的不对称操作，即信息流的号码和类型不同。但若接收方仅具备某种对称的操作模式能力，那么，它可以发送反映其限度的接收能力集。终端也可具有仅在一个传输方向上使用的特定模式。

　　某种媒体类型，如视频和LAPM数据协议的操作需要双向信道，此时，使用H.245双向信道打开规程可打开一对单向信道，结合构成双向信道。双向信道不需公用相同的逻辑信道号。

　　(3) 模式优先

　　接收方可使用“H.245 RequestMode”消息要求发送方发送特定的模式，发送方可拒绝这类要求，但只要可能应尽量照办。

　　(4) End Session

　　发送完完整的图像之后，用Close Logical Channel消息关闭视频逻辑信道和音频逻辑信道。在关闭逻辑信道之后，应发送End Session Command消息，并停止发送H.245消息，即End Session Command为发送的最后一条消息。

　　(5) 复用接口

　　可视电话终端应能按照附录的规程，在H.223定帧的AL1层上传输H.245控制消息。

　　(6) 定时器、计数器和协议差错

　　建议H.245规定的所有定时器具有至少H.245的数据链路层所允许的最大数据传送周期，其中包括任何重发，对于SRP而言，至少为T401＊（N400+1）［确认定时器＊（重发计数器+1）］的一个周期。

　　H.245重发计数器N100应至少为3个。

　　若H.245协议出现差错，终端可以重发或按照预先决定的方式采取其他措施，如拆线或恢复到模拟电话模式。

五、 可视电话的通信流程

　　可视电话的通信流程应按步骤A~F步骤建立。

　　步骤A：话音频带信道的呼叫建立及初始模拟电话通信

　　主叫方根据模拟电话规程请求连接，一旦成功完成呼叫建立，先进入到模拟电话通信状态，通过用户手工操作进入步骤B。

　　步骤B：数字通信的建立及调制解调器训练

　　任一终端均应能作为数字通信的启动方和应答方,数字通信的建立遵循ITU-T V.8建议或V.8 bis建议,且必须支持V.8建议要求，支持V.8 bis规程是任选的。

　　用于可视电话终端的调制解调器应以全双工、同步模式操作，并且必须符合YD/T 945-1998(等效于ITU-T V.34)。其中：调制解调方式为QAM正交调幅键控、QPSK正交相移键控；编码方式为4维网络编码（16、32、64状态）；数据速率为21.6Kbit/s、33.6Kbit/s。

　　步骤C：初始化

(1) 一旦建立好数字通信，应发送最少16个HDLC标志以保持同步，其后应用H.245控制信道初始化系统间的通信。因尚未发送复用表条目给接收方，故用复用表条目0发送初始控制信息；

　　(2) 终端通过H.245进行能力交换，接着将进行终端的主从决定。若能力交换或主从决定失败，在终端放弃连接并进入步骤F之前至少应再试两次；

　　(3) 上述过程完成后，终端应根据H.245规程打开各消息流的逻辑信道，并进行复用表条目发送，此二者先后顺序不作要求，但只有当某一逻辑信道已打开，相应的复用表条目已定义后才能在信道上传输消息。

　　步骤D：通信

　　在此步骤中，可遵循H.245建议对逻辑信道属性、能力或接收模式进行更改。

　　(1) 在此步骤中，调制解调器可在有或没有瞬时数据中断或数据丢失的情况下，再训练或改变其数据传输速率。若出现瞬时数据传输中断，终端不应重新启动步骤C，而应保持在步骤D，并根据建议H.223执行常规的H.324差错恢复规程；

　　(2) 若终端检测出意外的、不可恢复的调制解调器通信或PSTN连接丢失，终端应立即进入步骤F，即绕过步骤E，断开连接或进入模拟电话模式。

　　步骤E：结束通话

　　任一终端均可主动结束通话，先启动结束通话的终端应遵循以下过程。

　　(1) 承载视频信号的各逻辑信道，在完整的图像结束时停止发送视频数据，并关闭相应逻辑信道；

　　(2) 关闭承载音频或数据的各逻辑信道；

　　(3) 应向远端发送H.245结束通话消息（EndSessionCommand），然后中断所有H.245消息传输。该“结束通话消息”应告知远端通话结束后所进入的模式（断开连接、模拟电话模式或其它模式）；

　　(4) 收到远端发送来的结束通话消息(EndSessionCommand)，如果已知通话结束后进入断开连接，应不再等待远端结束通话消息，而直接进入步骤F。

　　如果终端收到远端发送来的结束通话消息，且此前未主动发送此消息，则：

　　若启动结束通话的终端的EndSessionCommand消息中指示“断开连接”，则任选进入上述过程(3)，再进入步骤F；

否则，进入上述过程(3)，再进入步骤F，若可能，该接收终端可进入EndSessionCommand消息中所指示的新的模式。

　　步骤F：呼叫清除

　　若由于意外断链，进入本步骤，终端应如上所述进入断开连接或进入模拟电话模式。

　　希望结束通话的终端应先启动步骤E中所述过程。

　　终端应依照结束通话消息(EndSessionCommand)所指示的执行动作。应启动建议V.34中所定义的清除规程，除非被明确告知不从物理上断开PSTN连接而进入模拟电话模式。

六、可视电话与公用电话网接口

　　1.模拟电话通信

　　在模拟电话通信模式下,可视电话终端应符合GB/T 15279中4.2～4.8、4.13、4.14的规定，内容包括：通话传输特性、电话机的号盘特性、 电话铃特性、电话机的叉簧特性、话机绳和手柄绳特性、手柄尺寸、外观和结构、功能和可靠性要求。

　　2.数据通信

　　(1)反射衰耗

　　在300～3400Hz频率范围内，可视电话设备A、B线端子间的交流阻抗相对于用户终端设备的平衡网络阻抗的反射衰耗应大于9dB。

　　(2)输出功率电平限值

　　可视电话设备A、B线端子发送的最高信号功率电平P应在-6～-12dBm。

　　 (3)信号带外功率电平限值

　　可视电话设备发送信号在话音频带以外泄漏的功率电平值如下：

　　≤P-20dB　　　　 4～8kHz；

　　≤P-40dB　　　　 8kHz以上任意4kHz带宽内。

　　P为可视电话设备在话音频带内的输出功率电平。

（4） 传输衰耗承受能力

　　可视电话终端设备的传输衰耗承受能力应大于20dB（在线路传输速率不低于21.6Kbit/s）。

（5） 纵向平衡度

　　可视电话终端设备纵向平衡度Bm-1的要求如下：

　　挂机状态：Bm-1≥60dB 200～1000Hz；

　　Bm-1≥40dB 1000～4000Hz。

　　摘机状态：Bm-1≥40dB 200～4000Hz。

　　纵向平衡率Bm-1的定义表达式为：

　　Bm-1＝20logo〔Em/E1〕 (dB)

　　式中：Em为横向电压，等于A、B线端子间的电势差。E1为纵向电压，是由于A、B线端对地不平衡引起，它等于A端对地电势差和B端对地电势差矢量和的1/2。

七、基本功能

　　1．对于可视电话，因其它电信特服业务需要，禁止电话机键盘上的0~9数字键、A~D、＊、#等键及其相应的DTMF信号作为功能键来启动数据呼叫或应答信号。

　　2 .应答视频连接请求时，如果不能自动接收数据而需用户手动应答时，应在显示屏上或说明书中标明，并在说明书中注明手动操作的条件。

　　3 .外加交流电应通过适配器转为安全电压后接入可视电话。

　　4 .可视电话所用的外接交流电源断掉时，模拟语音通信部分应仍然能够实现收铃、拨号和通话等功能。

八、电磁兼容

　　1. 无线电骚扰限值

　　该标准所规范的可视电话，其无线电骚扰应满足GB 9254中的无线电骚扰限值要求。按照B级信息技术设备的相关限值作要求。

　　2. 抗扰度限值

　　该标准所规范的可视电话终端，其抗扰度应满足GB/T 17618中的抗扰度限值要求。

九、抗雷击性能

　　抗雷击性能要求应符合YD/T 993-1998中第4章的规定。

十、安全性能

安全要求应符合YD/T 965-1998《电信终端设备的安全要求和试验方法》中第4章的要求。

十一、环境适应性

　　1． 高温负荷试验

　　设备在温度为40℃的条件下应能持续工作4小时，各项功能应正常。

　　2． 高温储存试验

　　设备在温度为55℃的条件下放置2小时，经2小时恢复后，应能正常工作，各项功能应正常。

　　3． 低温负荷试验

　　设备在温度为+5℃的条件下应能持续工作4小时，各项功能应正常。

　　4． 低温储存试验

　　设备在温度为-25℃的条件下放置2小时，经2小时恢复后，应能正常工作，各项功能应正常。

　　5． 恒定湿热试验
　　设备在温度为40℃，相对湿度为93%的条件下放置48小时，经4小时恢复后，应能正常工作，各项功能应正常。

　　6． 碰撞试验

　　设备经峰值加速度为100m/s2、脉冲持续时间16ms、碰撞次数为1000次的碰撞试验后，应无机械损伤和结构松动现 象，设备应工作正常。

　　7． 振动试验

　　带包装设备应能承受规定的振动试验，试验后，设备应无机械损伤和结构松动现象，设备应工作正常。

　　8． 跌落试验

　　样品具有和流通过程的运输包装中相同的包装，在800mm高度进行跌落试验。试验后，设备应无机械损伤和结构松动现象，设备应工作正常。

----《通信世界》