IP可視電話主要技術(shù)研究論文

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可視電話業(yè)務是一種集視頻、語音于一體的多媒體通信業(yè)務,用戶進行語音通話的同時,通過終端的屏幕看到對方的視頻圖像,同時將自己的本地圖像傳輸?shù)綄Ψ健Ｔ谀壳熬W(wǎng)絡ip化的大趨勢下,可視電話也多以IP可視電話的形態(tài)出現(xiàn),本文就重點對IP可視電話的兩種主要實現(xiàn)技術(shù)進行比較分析,并在分析技術(shù)選擇之后討論了目前采用該技術(shù)開展可視電話仍存在的問題。

基于H.323的可視電話技術(shù)

在基于H.323技術(shù)實現(xiàn)的IP可視電話網(wǎng)絡中,通過駐地網(wǎng)守(在駐地IP網(wǎng)中所設的用戶網(wǎng)守,同時完成呼叫功能),將設在用戶端的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)絡規(guī)模的需要進行分級管理。在駐地網(wǎng)中設置認證/計費系統(tǒng)和網(wǎng)管系統(tǒng)(可以由多個駐地網(wǎng)共用)。基于H.323技術(shù)實現(xiàn)的IP可視電話網(wǎng)絡的體系結(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)中的一級特殊網(wǎng)守,它負責呼叫控制(IP終端的地址解析和認證)和計費信息的采集和上報。IP可視電話業(yè)務采用網(wǎng)守迂回呼叫方式,由駐地網(wǎng)守負責尸終端呼叫的接入認證、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準的RAS消息。

呼叫是將IP可視電話終端間的媒體流作轉(zhuǎn)接的設備,它應有對沒有經(jīng)過駐地網(wǎng)守認證的用戶流進行丟棄的能力。呼叫應完成駐地網(wǎng)內(nèi)的媒體流至城域網(wǎng)的轉(zhuǎn)接和釋放任務,并實時監(jiān)測用戶終端的狀態(tài)和網(wǎng)絡的資源情況,報告駐地網(wǎng)守。

IP可視電話終端是支持H.323協(xié)議的多媒體終端,負責完成語音和圖像的編解碼等功能;完成媒體流的傳送;能夠自動識別語音、圖像業(yè)務;根據(jù)網(wǎng)絡采用的技術(shù)不同支持相關協(xié)議;提供用戶交互信息和查詢;向網(wǎng)管系統(tǒng)上報相關信息;向呼叫上報QoS信息。目前此類終端有可視電話機和電腦終端等形式。

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)絡中的主要功能實體包括:SIP服務器、用戶終端(SIP可視電話)、用戶(UA)、AAA服務器、網(wǎng)管服務器、應用服務器、域名服務器和媒體服務器等。該系統(tǒng)以SIP服務器為核心,它完成呼叫控制、呼叫路由、注冊管理等功能。

SIP服務器是基于SIP協(xié)議的可視電話系統(tǒng)的核心設備,它完成呼叫控制、呼叫路由、用戶終端的注冊管理、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。

AAA服務器是完成該系統(tǒng)中認證和計費的重要設備,它管理用戶數(shù)據(jù)信息,對用戶的接入進行認證以驗證其合法性,同時完成業(yè)務的計費。

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

應用服務器負責各種增值業(yè)務和智能業(yè)務的邏輯產(chǎn)生和管理,并且還提供各種開放的API,為第三方業(yè)務的開發(fā)提供創(chuàng)作平臺。應用服務器是一個獨立的組件,與控制層無關,實現(xiàn)了業(yè)務與呼叫控制的分離,有利于新業(yè)務的引入。

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

位置服務器用來管理用戶的位置信息,或用來完成一定的呼叫路由功能。

媒體服務器是該體系中提供專用媒體資源功能的獨立設備,提供基本和增強業(yè)務中的媒體處理功能,包括業(yè)務音提供、會議、交互式應答(IVR)、通知、高級語音業(yè)務等。

兩種技術(shù)的比較分析

基于H.323協(xié)議簇的IP電話網(wǎng)絡無論是從技術(shù)還是標準的角度來說都比較成熟,但是在部署和實施的時候也帶來一些問題:協(xié)議過程復雜,設備成本高,投資建設成本高,因此也導致了假IP電話(就是用已有的PSTN冒充IP電話)的出現(xiàn)。網(wǎng)關之間一旦獲知彼此的路由信息,便可以直接通信,運營商無法收取通話費用,從而滋生了一些非法IP電話經(jīng)營者。協(xié)議擴展性較差,到目前有停止不前的感覺,IP電話從業(yè)務開展以來一直是單一的業(yè)務形式,就是簡單的打電話,而運營商的業(yè)務開展需要更豐富的業(yè)務形式。

正是面臨這些問題使得已鋪設的IP電話網(wǎng)絡停止不前,沒有得到更好的發(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IP化的趨勢,用戶終端也將尸化,而基于H.323的IP終端因為開發(fā)較復雜而成本較高,因此在可視電話的技術(shù)選擇中,如果沒有已有的IP電話網(wǎng)絡基礎,就可以拋開H.323協(xié)議簇,選用一種更加符合發(fā)展趨勢的技術(shù)。目前來看,SIP協(xié)議是符合技術(shù)發(fā)展趨勢的,原因是SIP協(xié)議具有下列優(yōu)點:

首先SIP協(xié)議是基于文本方式的協(xié)議,這一點受到大量設備開發(fā)廠商的歡迎,因為這種方式便于理解且實現(xiàn)簡單。協(xié)議考慮了并支持用戶的移動性,SIP協(xié)議定義了注冊服務器、重定向服務器等不同的功能,當用戶的位置發(fā)生變化時,其位置信息將隨時登記到注冊服務器,因此網(wǎng)絡隨時可以找到移動的用戶,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的關系又不是固定的,其工作方式實際上是對等的,也就是說A向B發(fā)送請求消息時,A作為CIlent,而B作為Server,下一次,當B向A發(fā)起請求時它們之間的C[1ent—Server關系又相反。SIP消息本身就具有一定的定位能力,SIP消息頭中cal]er@這種域名的標識方式可包含用戶號碼信息、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。

SIP協(xié)議可與其他很多IETF協(xié)議集成向提供各種業(yè)務,比如:SDP、RSVP、RTSP、MIME、HTTP等,這使得SIP協(xié)議在業(yè)務的實現(xiàn)方面具有很大的靈活性。具有Forking(分路)的特征,使得SIP協(xié)議實現(xiàn)一號通一類的業(yè)務非常方便。另外SIP協(xié)議的可擴展性較強,該協(xié)議自以來根據(jù)業(yè)務需求和一些特征要求擴展定義了多個新消息,消息擴展時其前后兼容性較好。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)的電話機那樣完全是傻的,這是完全符合終端發(fā)展趨勢的。

總結(jié)一下,就是SIP協(xié)議本身在消息發(fā)送和處理機制上具有一定的靈活性,使得用SIP協(xié)議可以很方便的實現(xiàn)一些補充業(yè)務,比如各種情況下的呼叫前轉(zhuǎn)、呼叫轉(zhuǎn)接、呼叫保持、Presence、即時消息等業(yè)務;再加上SIP協(xié)議是基于會話定義的用來建立、修改和終止IP網(wǎng)上的多媒體會話的宗旨,它可以很靈活的與其他多種協(xié)議集成,通過集成其他應用層協(xié)議,就可以提供更多的增值業(yè)務,由此可見,SIP協(xié)議將使可視電話業(yè)務無論在業(yè)務個性化方面還是各種業(yè)務關聯(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系,這就使SIP協(xié)議在下一代網(wǎng)絡中成為人們關注的重點。

基于SIP協(xié)議進行構(gòu)建,但是目前來說仍然存在一些問題或技術(shù)難點,這些問題需要在初期的規(guī)劃和網(wǎng)絡部署中做一定的考慮。

1.在保證網(wǎng)絡功能無損的情況下大規(guī)模網(wǎng)絡架構(gòu)如何部署

盡管SIP協(xié)議有諸多的優(yōu)點,但是如何基于SIP協(xié)議構(gòu)建一個大規(guī)模的網(wǎng)絡,其架構(gòu)仍不明確,這在中國的電信運營中又是需要現(xiàn)實面對的一個問題,中國的地域遼闊,網(wǎng)絡部署和構(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)絡規(guī)劃時必須在保證網(wǎng)絡功能和業(yè)務質(zhì)量無損的前提下考慮大規(guī)模的網(wǎng)絡架構(gòu)如何部署的問題。

2.如何穿越NAT和防火墻

現(xiàn)有網(wǎng)絡面臨著地址空間緊缺的現(xiàn)狀,目前支持IPv6的設備非常少,在網(wǎng)絡和業(yè)務部署的過程中,仍然有大量用戶將使用IPv4地址也是不爭的事實,因此就必然面對穿越NAT和防火墻的問題,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)絡效率保證業(yè)務質(zhì)量

大規(guī)模的網(wǎng)絡中開展業(yè)務時,業(yè)務的尋址和路由將會更復雜,這難免會帶來更大的處理時延從而影響業(yè)務質(zhì)量,因此如何提高網(wǎng)絡效率,盡可能的縮短尋址和路由的時間以保證業(yè)務質(zhì)量也將是需要進一步研究的問題。

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)務質(zhì)量的一個重要因素,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)務時必須要考慮的問題。隨著技術(shù)進步和算法的不斷優(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。