IP可視電話主要技術(shù)及存在問(wèn)題分析論文

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可視電話業(yè)務(wù)是一種集視頻、語(yǔ)音于一體的多媒體通信業(yè)務(wù),用戶進(jìn)行語(yǔ)音通話的同時(shí),通過(guò)終端的屏幕看到對(duì)方的視頻圖像,同時(shí)將自己的本地圖像傳輸?shù)綄?duì)方。在目前網(wǎng)絡(luò)ip化的大趨勢(shì)下,可視電話也多以IP可視電話的形態(tài)出現(xiàn),本文就重點(diǎn)對(duì)IP可視電話的兩種主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行比較分析,并在分析技術(shù)選擇之后討論了目前采用該技術(shù)開(kāi)展可視電話仍存在的問(wèn)題。

基于H.323的可視電話技術(shù)

在基于H.323技術(shù)實(shí)現(xiàn)的IP可視電話網(wǎng)絡(luò)中,通過(guò)駐地網(wǎng)守(在駐地IP網(wǎng)中所設(shè)的用戶網(wǎng)守,同時(shí)完成呼叫功能),將設(shè)在用戶端的IP可視電話終端接入IP可視電話網(wǎng)。包括本地網(wǎng)守和骨干網(wǎng)守的體系可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的需要進(jìn)行分級(jí)管理。在駐地網(wǎng)中設(shè)置認(rèn)證/計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和網(wǎng)管系統(tǒng)(可以由多個(gè)駐地網(wǎng)共用)。基于H.323技術(shù)實(shí)現(xiàn)的IP可視電話網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

駐地網(wǎng)守指網(wǎng)守體系中本地網(wǎng)守下面所帶的,位于駐地IP網(wǎng)中的一級(jí)特殊網(wǎng)守,它負(fù)責(zé)呼叫控制(IP終端的地址解析和認(rèn)證)和計(jì)費(fèi)信息的采集和上報(bào)。IP可視電話業(yè)務(wù)采用網(wǎng)守迂回呼叫方式,由駐地網(wǎng)守負(fù)責(zé)尸終端呼叫的接入認(rèn)證、地址解析和信令轉(zhuǎn)接等。駐地網(wǎng)守和IP可視電話終端間采用標(biāo)準(zhǔn)的RAS消息。

呼叫是將IP可視電話終端間的媒體流作轉(zhuǎn)接的設(shè)備,它應(yīng)有對(duì)沒(méi)有經(jīng)過(guò)駐地網(wǎng)守認(rèn)證的用戶流進(jìn)行丟棄的能力。呼叫應(yīng)完成駐地網(wǎng)內(nèi)的媒體流至城域網(wǎng)的轉(zhuǎn)接和釋放任務(wù),并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶終端的狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)的資源情況,報(bào)告駐地網(wǎng)守。

IP可視電話終端是支持H.323協(xié)議的多媒體終端,負(fù)責(zé)完成語(yǔ)音和圖像的編解碼等功能;完成媒體流的傳送;能夠自動(dòng)識(shí)別語(yǔ)音、圖像業(yè)務(wù);根據(jù)網(wǎng)絡(luò)采用的技術(shù)不同支持相關(guān)協(xié)議;提供用戶交互信息和查詢;向網(wǎng)管系統(tǒng)上報(bào)相關(guān)信息;向呼叫上報(bào)QoS信息。目前此類終端有可視電話機(jī)和電腦終端等形式。

基于SIP的可視電話技術(shù)

基于SJP協(xié)議構(gòu)建可視電話的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示,slP網(wǎng)絡(luò)中的主要功能實(shí)體包括:SIP服務(wù)器、用戶終端(SIP可視電話)、用戶(UA)、AAA服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、域名服務(wù)器和媒體服務(wù)器等。該系統(tǒng)以SIP服務(wù)器為核心,它完成呼叫控制、呼叫路由、注冊(cè)管理等功能。

SIP服務(wù)器是基于SIP協(xié)議的可視電話系統(tǒng)的核心設(shè)備,它完成呼叫控制、呼叫路由、用戶終端的注冊(cè)管理、用戶終端的接入控制等功能,可以向用戶提供多種音頻和視頻業(yè)務(wù)。

AAA服務(wù)器是完成該系統(tǒng)中認(rèn)證和計(jì)費(fèi)的重要設(shè)備,它管理用戶數(shù)據(jù)信息,對(duì)用戶的接入進(jìn)行認(rèn)證以驗(yàn)證其合法性,同時(shí)完成業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)。

網(wǎng)管服務(wù)器是完成該可視電話系統(tǒng)設(shè)備的配置管理、安全管理、性能管理、告警管理等管理功能的設(shè)備。

應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)各種增值業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)的邏輯產(chǎn)生和管理,并且還提供各種開(kāi)放的API,為第三方業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)提供創(chuàng)作平臺(tái)。應(yīng)用服務(wù)器是一個(gè)獨(dú)立的組件,與控制層無(wú)關(guān),實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)與呼叫控制的分離,有利于新業(yè)務(wù)的引入。

域名服務(wù)器用來(lái)完成系統(tǒng)中SIP終端或服務(wù)器的域名管理和域名解析。

位置服務(wù)器用來(lái)管理用戶的位置信息,或用來(lái)完成一定的呼叫路由功能。

媒體服務(wù)器是該體系中提供專用媒體資源功能的獨(dú)立設(shè)備,提供基本和增強(qiáng)業(yè)務(wù)中的媒體處理功能,包括業(yè)務(wù)音提供、會(huì)議、交互式應(yīng)答(IVR)、通知、高級(jí)語(yǔ)音業(yè)務(wù)等。兩種技術(shù)的比較分析

基于H.323協(xié)議簇的IP電話網(wǎng)絡(luò)無(wú)論是從技術(shù)還是標(biāo)準(zhǔn)的角度來(lái)說(shuō)都比較成熟,但是在部署和實(shí)施的時(shí)候也帶來(lái)一些問(wèn)題:協(xié)議過(guò)程復(fù)雜,設(shè)備成本高,投資建設(shè)成本高,因此也導(dǎo)致了假IP電話(就是用已有的PSTN冒充IP電話)的出現(xiàn)。網(wǎng)關(guān)之間一旦獲知彼此的路由信息,便可以直接通信,運(yùn)營(yíng)商無(wú)法收取通話費(fèi)用,從而滋生了一些非法IP電話經(jīng)營(yíng)者。協(xié)議擴(kuò)展性較差,到目前有停止不前的感覺(jué),IP電話從業(yè)務(wù)開(kāi)展以來(lái)一直是單一的業(yè)務(wù)形式,就是簡(jiǎn)單的打電話,而運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)開(kāi)展需要更豐富的業(yè)務(wù)形式。

正是面臨這些問(wèn)題使得已鋪設(shè)的IP電話網(wǎng)絡(luò)停止不前,沒(méi)有得到更好的發(fā)展。另外由于基于H.323協(xié)議簇的IP電話更多考慮的是PSTN用戶如何接入IP電話網(wǎng),隨著網(wǎng)絡(luò)IP化的趨勢(shì),用戶終端也將尸化,而基于H.323的IP終端因?yàn)殚_(kāi)發(fā)較復(fù)雜而成本較高,因此在可視電話的技術(shù)選擇中,如果沒(méi)有已有的IP電話網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),就可以拋開(kāi)H.323協(xié)議簇,選用一種更加符合發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)。目前來(lái)看,SIP協(xié)議是符合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的,原因是SIP協(xié)議具有下列優(yōu)點(diǎn):

首先SIP協(xié)議是基于文本方式的協(xié)議,這一點(diǎn)受到大量設(shè)備開(kāi)發(fā)廠商的歡迎,因?yàn)檫@種方式便于理解且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。協(xié)議考慮了并支持用戶的移動(dòng)性,SIP協(xié)議定義了注冊(cè)服務(wù)器、重定向服務(wù)器等不同的功能,當(dāng)用戶的位置發(fā)生變化時(shí),其位置信息將隨時(shí)登記到注冊(cè)服務(wù)器,因此網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)可以找到移動(dòng)的用戶,只要該用戶在線。SIP協(xié)議采用了HTTP協(xié)議CLient—Server的消息處理方式,但這種CIient—Server的關(guān)系又不是固定的,其工作方式實(shí)際上是對(duì)等的,也就是說(shuō)A向B發(fā)送請(qǐng)求消息時(shí),A作為CIlent,而B(niǎo)作為Server,下一次,當(dāng)B向A發(fā)起請(qǐng)求時(shí)它們之間的C[1ent—Server關(guān)系又相反。SIP消息本身就具有一定的定位能力,SIP消息頭中cal]er@這種域名的標(biāo)識(shí)方式可包含用戶號(hào)碼信息、位置信息、用戶名及其歸屬信息等,這是SlP消息表述方式的一大優(yōu)點(diǎn)。

SIP協(xié)議可與其他很多IETF協(xié)議集成向提供各種業(yè)務(wù),比如:SDP、RSVP、RTSP、MIME、HTTP等,這使得SIP協(xié)議在業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)方面具有很大的靈活性。具有Forking(分路)的特征,使得SIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)一號(hào)通一類的業(yè)務(wù)非常方便。另外SIP協(xié)議的可擴(kuò)展性較強(qiáng),該協(xié)議自以來(lái)根據(jù)業(yè)務(wù)需求和一些特征要求擴(kuò)展定義了多個(gè)新消息,消息擴(kuò)展時(shí)其前后兼容性較好。終端智能化,sIP協(xié)議所定義的終端具有一定的智能性,而并不像傳統(tǒng)的電話機(jī)那樣完全是傻的,這是完全符合終端發(fā)展趨勢(shì)的。

總結(jié)一下,就是SIP協(xié)議本身在消息發(fā)送和處理機(jī)制上具有一定的靈活性,使得用SIP協(xié)議可以很方便的實(shí)現(xiàn)一些補(bǔ)充業(yè)務(wù),比如各種情況下的呼叫前轉(zhuǎn)、呼叫轉(zhuǎn)接、呼叫保持、Presence、即時(shí)消息等業(yè)務(wù);再加上SIP協(xié)議是基于會(huì)話定義的用來(lái)建立、修改和終止IP網(wǎng)上的多媒體會(huì)話的宗旨,它可以很靈活的與其他多種協(xié)議集成,通過(guò)集成其他應(yīng)用層協(xié)議,就可以提供更多的增值業(yè)務(wù),由此可見(jiàn),SIP協(xié)議將使可視電話業(yè)務(wù)無(wú)論在業(yè)務(wù)個(gè)性化方面還是各種業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)使用方面更具吸引力,就其本質(zhì)而言,SIP協(xié)議與目前最大的IP網(wǎng)一互聯(lián)網(wǎng)有著密不可分的近親關(guān)系,這就使SIP協(xié)議在下一代網(wǎng)絡(luò)中成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。

基于SIP協(xié)議進(jìn)行構(gòu)建,但是目前來(lái)說(shuō)仍然存在一些問(wèn)題或技術(shù)難點(diǎn),這些問(wèn)題需要在初期的規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)部署中做一定的考慮。

1.在保證網(wǎng)絡(luò)功能無(wú)損的情況下大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如何部署

盡管SIP協(xié)議有諸多的優(yōu)點(diǎn),但是如何基于SIP協(xié)議構(gòu)建一個(gè)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),其架構(gòu)仍不明確,這在中國(guó)的電信運(yùn)營(yíng)中又是需要現(xiàn)實(shí)面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題,中國(guó)的地域遼闊,網(wǎng)絡(luò)部署和構(gòu)建的覆蓋面積大,另一方面,潛在的可視電話用戶數(shù)也是非常可觀的,因此在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)必須在保證網(wǎng)絡(luò)功能和業(yè)務(wù)質(zhì)量無(wú)損的前提下考慮大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如何部署的問(wèn)題。

2.如何穿越NAT和防火墻

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)面臨著地址空間緊缺的現(xiàn)狀,目前支持IPv6的設(shè)備非常少,在網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)部署的過(guò)程中,仍然有大量用戶將使用IPv4地址也是不爭(zhēng)的事實(shí),因此就必然面對(duì)穿越NAT和防火墻的問(wèn)題,采取何種方式才能高效的穿越NAT和防火墻,又保證業(yè)務(wù)質(zhì)量不受影響,這將是近期內(nèi)需要不斷去探索和研究的課題。

3.如何提高網(wǎng)絡(luò)效率保證業(yè)務(wù)質(zhì)量

大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)展業(yè)務(wù)時(shí),業(yè)務(wù)的尋址和路由將會(huì)更復(fù)雜,這難免會(huì)帶來(lái)更大的處理時(shí)延從而影響業(yè)務(wù)質(zhì)量,因此如何提高網(wǎng)絡(luò)效率,盡可能的縮短尋址和路由的時(shí)間以保證業(yè)務(wù)質(zhì)量也將是需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。

4.視音頻編碼方式的選擇

不同的視音頻編碼方式的效率不同,它也是影響視音頻業(yè)務(wù)質(zhì)量的一個(gè)重要因素,因此選擇合理高效的編解碼方式也是在部署可視電話業(yè)務(wù)時(shí)必須要考慮的問(wèn)題。隨著技術(shù)進(jìn)步和算法的不斷優(yōu)化,將出現(xiàn)新的編解碼方法,編解碼方式的選擇也是需要不斷去研究的課題。