IP電話多協(xié)議棧支持的解決方案

【摘　要】介紹了IP電話網(wǎng)關(guān)、SIP協(xié)議和H.248協(xié)議，并在H.323協(xié)議棧基礎(chǔ)上提出支持H.248和SIP協(xié)議的IP電話網(wǎng)關(guān)解決方案。
　　關(guān)鍵詞：H.323　SIP　網(wǎng)關(guān)　網(wǎng)守
　
1　引　言
　　根據(jù)《IP電話／傳真業(yè)務(wù)總體技術(shù)要求》的規(guī)定，從國際標(biāo)準(zhǔn)化的符合程度和互通方面考慮　，目前我國IP電話／傳真網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)以ITU－TH．323協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)此我們開發(fā)了支持H.323協(xié)議棧的IP電話／傳真網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。但是隨著網(wǎng)絡(luò)和VoIP（Voice over Internet Protocol）技術(shù)的不斷發(fā)展，必須開發(fā)出適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，以支持運營商的不同需要。
　　H.248和SIP（Session Initiation Protocol，會話初始化）協(xié)議是近來比較熱門和發(fā)展較快的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，本文將提出此二者和目前的H．323協(xié)議棧有效的結(jié)合開發(fā)的解決方案。
2　所開發(fā)的IP網(wǎng)關(guān)簡介
　　所開發(fā)的電信級VoIP系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)SP30ITG是基于標(biāo)準(zhǔn)的，并且支持包括ITU－TT．120和H．323在內(nèi)的各項國際規(guī)范。此外，系統(tǒng)采用G．711、G．723．1和G．729a語音編碼技術(shù)以確保與各大電話系統(tǒng)的兼容性。下面介紹該系統(tǒng)的軟件模塊（如圖1所示）。
　　　　　　　　　　　　　
　　VoIP模塊的軟件系統(tǒng)分為兩大模塊，CA（CallAgent，呼叫代理）模塊和MG（Media　Gateway，媒體網(wǎng)關(guān)）模塊。CA部分運行于CA板，主要完成呼叫控制、協(xié)議處理以及資源管理。MG部分運行于MG板，主要完成語音壓縮與解壓縮、RTP／RTCP（Real－Time Transport Protocol／Real－TimeTransport ControlP　rotocol，實時傳輸協(xié)議／實時傳輸控制協(xié)議）處理等　。
　　CA部分的軟件結(jié)構(gòu)分為三個模塊：CC（CallControl，呼叫控制）、RM（Resource Manage，資源管理）、H．323。H．323負(fù)責(zé)IP網(wǎng)絡(luò)側(cè)的信令處理，設(shè)備管理負(fù)責(zé)媒體網(wǎng)關(guān)板的管理，呼叫控制負(fù)責(zé)IP呼叫業(yè)務(wù)邏輯的控制，這些業(yè)務(wù)包括卡號用戶的IP電話業(yè)務(wù)、主叫用戶的IP電話業(yè)務(wù)　、卡號用戶的IP傳真業(yè)務(wù)、主叫用戶的IP傳真業(yè)務(wù)以及其他基于VoIP的增值業(yè)務(wù)，如Internet呼叫等待、統(tǒng)一消息、語音郵件等業(yè)務(wù)。H．323協(xié)議棧和呼叫控制模塊是該系統(tǒng)的核心?！?br>　　MG板軟件系統(tǒng)分為三部分，即微處理機(jī)軟件部分、雙音頻檢測／音產(chǎn)生部分和Voice／Fax DSP部分。微處理機(jī)軟件部分完成對整個MG板的管理以及與CA進(jìn)行通信；DTMF／TONE完成DTMF（Dual－Tone Multi　Frequency，雙音多頻）音的接收，提示語音的產(chǎn)生；Voice／Fax DSP部分完成語音／傳真PCM碼流的壓縮和解壓縮，同時完成靜音壓縮、回聲抑制、抖動消除等功能。
3　H.248協(xié)議和SIP協(xié)議簡介
　　H.248協(xié)議的主要功能是建立一個良好的業(yè)務(wù)承載連接模型，將呼叫和承載連接進(jìn)行分離，通過對各種媒體網(wǎng)關(guān)的管理，實現(xiàn)分組網(wǎng)絡(luò)和PSTN網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)互通。H．248為用戶平面和控制平面提供了標(biāo)準(zhǔn)接口，使網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的分離成為可能。
　　H．248的基本思想是將IP電話中的網(wǎng)關(guān)設(shè)備拆開，將它一拆為二，分開后的二部分，一個叫做MGC（Media Gateway Controller，媒體網(wǎng)關(guān)控制器），它管理著高層（三層以上）的資源，如信令、信道資源分配于高層管理系統(tǒng)的信令交換等；另一部分叫做MG（媒體網(wǎng)關(guān)），它管理下層資源，如語音流（含編碼器）、采集撥號號碼、提供各種撥號音等。網(wǎng)關(guān)分解為MGC和MG，其示意圖如圖2所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　目前我國已確定在IP電話中采用ITU－T的H．323協(xié)議體系，但是由于其構(gòu)成復(fù)雜，實現(xiàn)較為困難，因此IETF的工作組提出了會話初始化協(xié)議SIP。SIP是一個客戶／服務(wù)器協(xié)議 ，協(xié)議消息分為兩類。其中，請求消息從客戶機(jī)發(fā)往服務(wù)器，而響應(yīng)消息則由服務(wù)器發(fā)往客戶機(jī)。通常，SIP是通過“邀請”的方法實現(xiàn)的。所以說“邀請”是SIP協(xié)議的核心機(jī)制。
　　與H．323相比，SIP支持的呼叫控制功能和業(yè)務(wù)基本相同。同時由于SIP協(xié)議簡單，并采用文本方式，因此具有更好的功能擴(kuò)充性和網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性，并易于實現(xiàn)。H．323則具有較完備的呼叫和資源管理功能，較強的媒體協(xié)商功能和嚴(yán)格的后向兼容能力?！?br>　　國際上，基于SIP的IP電話系統(tǒng)正在發(fā)展，并已經(jīng)有廠家提供了商用的SIP系統(tǒng)，因此今后迫切需要支持H．323和SIP的多協(xié)議棧。
4　H．323、SIP以及H．248多協(xié)議棧支持的解決方案
　　下面介紹多協(xié)議棧實現(xiàn)的總體方案，并且舉例重點介紹在CA上實現(xiàn)對H．323和SIP支持。
4．1　多協(xié)議棧的總體方案
　　由于SIP消息的靈活性，因此可以在不改變原有的CC和交換機(jī)之間的ASP信令的情況下，實現(xiàn)IP電話／傳真的SIP信令呼叫。而H．248協(xié)議由于具體規(guī)定了一次呼叫的消息流程，并且具體到了震鈴、送回鈴音等與交換機(jī)密切相關(guān)的細(xì)節(jié)，在不改變ASP信令的情況下是無法實現(xiàn)的，故考慮放在交換機(jī)側(cè)較合適。但從總的SP30ITG網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)來看體現(xiàn)了三種協(xié)議的支持（如圖3所示）。
　　　　　　　　　　　　　　　
4．2　在CA上實現(xiàn)對H．323和SIP的支持
　　由于在H．323網(wǎng)關(guān)發(fā)起呼叫的情況與通常的H．323網(wǎng)關(guān)之間的呼叫建立過程一致，所以下面以SIP域發(fā)起呼叫、被叫方為多協(xié)議棧網(wǎng)關(guān)（SP30ITG）為例，描述多協(xié)議棧的具體實現(xiàn)（流程圖如圖4所示）。
　　　　　　　　　　　
　　對應(yīng)于圖4的呼叫建立流程大致如下：
　?。?）當(dāng)多協(xié)議棧收到來自SIP域的INVITE消息后，將其進(jìn)行消息格式轉(zhuǎn)換。
　?。?）通過向H．323網(wǎng)守發(fā)送ARQ來進(jìn)行主叫用戶的合法性論證。
　?。?）如果該主叫用戶為合法用戶，網(wǎng)守會向多協(xié)議棧發(fā)送ACF（admission confirmation，認(rèn)證確認(rèn)）消息。
　?。?）當(dāng)多協(xié)議棧收到ACF消息后，將向CC模塊發(fā)送SETUP消息。
　?。?）CC模塊向多協(xié)議棧發(fā)送Callproceeding消息，里面包含有本端的通道消息。
　　（6）多協(xié)議棧收到CC發(fā)送的Callproceeding消息后將其轉(zhuǎn)換為SIP的100 trying消息響應(yīng)回送給SIP主叫。
　?。?）CC模塊向多協(xié)議棧發(fā)送Alerting消息。
　?。?）多協(xié)議棧收到CC發(fā)送的Alerting消息后將其轉(zhuǎn)換為SIP的180 Ringing消息響應(yīng)回送給SIP主叫。
　?。?）當(dāng)H．323被叫摘機(jī)后，CC模塊將向多協(xié)議棧發(fā)送Connect消息。
　?。?0）多協(xié)議棧收到CC發(fā)送的Connect消息后將其轉(zhuǎn)換為SIP的200 OK消息響應(yīng)回送給SIP主叫　。
5　呼叫建立中的兩個關(guān)鍵性問題及解決方法
5．1　消息轉(zhuǎn)換
　　由于H．323體系的消息格式遵循ASN．1標(biāo)準(zhǔn)，而SIP則采用類似HTTP協(xié)議的消息格式。為了實現(xiàn)兩者之間的呼叫建立，則必須進(jìn)行消息轉(zhuǎn)換。
　　ASN．1的基本編碼規(guī)則是一種嵌套結(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)有3部分組成，分別為標(biāo)識符8bit組、長度8bit組、內(nèi)容8bit組，有些情況下還需要有內(nèi)容結(jié)束8bit組。
　　SIP的消息格式與消息的類型有關(guān)，其中request消息表示從客戶端到服務(wù)器的消息，而response消息則是服務(wù)器到客戶端的消息。
　　　　　　　　　　
　　下面以SIP的INVITE消息為例，描述兩者的消息轉(zhuǎn)換的方法。在不同的呼叫模式下，SIP的可以映射的方式也有所不同。如在快速呼叫的情況下，IP的INVITE消息剛好映射為一條H.323的SETUP消息。而在慢速呼叫中，INVITE消息則可轉(zhuǎn)換成SETUP和H．245消息。因此，在多協(xié)議棧中必須根據(jù)呼叫模式的不同而選擇不同的消息映射表。
　　在消息轉(zhuǎn)換中，還應(yīng)該包括消息的內(nèi)容轉(zhuǎn)換。H．323和SIP的部分消息內(nèi)容轉(zhuǎn)換如表1所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　
5．2　媒體流格式的轉(zhuǎn)換
　　在SIP中，描述由SDP（Session Description Protocol，會話描述協(xié)議）協(xié)議完成，而H．323中則是由H．245來實現(xiàn)媒體的控制，因此，媒體的協(xié)商過程就是SDP協(xié)議與H．245協(xié)議的交互過程　。
6　結(jié)束語
　　在已經(jīng)開發(fā)完成的H．323協(xié)議棧基礎(chǔ)上，提出多協(xié)議棧支持的具體解決方案，該方案在現(xiàn)有的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)SP30ITG上是完全可行的。 1　ITU－T Rec．H．323 Packet－Based Multimedia Commu－nications Systems．1997
2　M．Handly．SIP：Session Initiation ProtocolIETF－RFC2543，1999
3　ITU－T Rec．H225．0 Media Stream Synchronization forVisualTelephone Systems on Non－Guaranted Quality of　Service LANs．1996