SIP實(shí)現(xiàn)軟交換、視頻會(huì)議和流媒體的統(tǒng)一

    隨著下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，軟交換并不僅僅將PSTN網(wǎng)絡(luò)移植到IP網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)VoIP，它向電信運(yùn)營商提供一個(gè)優(yōu)秀的體系架構(gòu)，將話音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、新興的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)整合到一個(gè)統(tǒng)一的框架中。

    SIP協(xié)議就是其中的關(guān)鍵紐帶。

    SIP（SessionInitiationProtocol）協(xié)議最早由MMUSICIETF工作組在1995年研究，由IETF組織在1999年提議成為標(biāo)準(zhǔn)。SIP協(xié)議以其可讀性、靈活性、良好的可擴(kuò)展性和強(qiáng)健性在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中得到越來越多的重視。在終端方面，基于SIP協(xié)議的軟終端和SIP智能終端出現(xiàn)在我們的個(gè)人電腦和企業(yè)辦公中，一個(gè)著名的例子是微軟的MSN。在業(yè)務(wù)提供層面，軟交換設(shè)備之間通過SIP進(jìn)行通信，并可通過SIP協(xié)議向第三方應(yīng)用服務(wù)器提供接口。本文將介紹SIP協(xié)議在不同場(chǎng)合的應(yīng)用，以此展現(xiàn)如何通過一個(gè)具有廣義用途的通用協(xié)議將不同系統(tǒng)整合到一個(gè)統(tǒng)一的軟交換框架中。

    業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)途徑

    軟交換系統(tǒng)提供了一個(gè)統(tǒng)一的框架來容納媒體業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)通信業(yè)務(wù)。媒體業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)分為三方面。（1）體通道的建立、維護(hù)和拆除。在視音頻通話中，就是呼叫的接續(xù)和中止。（2）體的傳遞。用戶終端產(chǎn)生和獲取媒體流，在交互式業(yè)務(wù)中媒體流是雙向，在流媒體中是單向。（3）媒體的處理。會(huì)議中需要混音和分屏，在某些場(chǎng)合需要進(jìn)行媒體格式的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)媒體流的存貯、轉(zhuǎn)發(fā)。這些需要專門設(shè)備進(jìn)行處理，在視頻會(huì)議系統(tǒng)中由MCU（多點(diǎn)控制器）實(shí)現(xiàn)，在軟交換系統(tǒng)中可由MS（媒體服務(wù)器）和MCU來實(shí)現(xiàn)，在流媒體中由流媒體服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)。

    SIP實(shí)現(xiàn)第一方面的功能。SIP消息分為消息頭和消息體，在消息頭中SIP攜帶呼叫控制信息，在消息體可采用SDP描述。SDP用于描述在IP網(wǎng)中建立多媒體會(huì)話的媒體流信息，它定義了會(huì)話描述的統(tǒng)一格式，這些信息包括有會(huì)話名稱和目的，會(huì)話激活的時(shí)間段，構(gòu)成會(huì)話的媒體，接收這些媒體所需的信息（地址、端口、格式），會(huì)話所用的帶寬信息。

    SIP消息體除了用于攜帶媒體信息的SDP（會(huì)晤描述協(xié)議），還可以用來承載其他信息，例如文本信息，MIME的郵件信息等等。它既用于媒體業(yè)務(wù)，還可擴(kuò)展到其他會(huì)話業(yè)務(wù)，例如即時(shí)消息（IM）的傳遞和呈現(xiàn)業(yè)務(wù)（例如，好友列表和好友狀態(tài)都屬于呈現(xiàn)業(yè)務(wù)，通常和IM業(yè)務(wù)一起使用）。SIMPLE（SIPforInstantMessaging and Presence Leveraging Extensions ）就是SIP對(duì)即時(shí)消息和呈現(xiàn)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展。所以SIP是一個(gè)重要的紐帶，通過它可以將不同類型的媒體業(yè)務(wù)以及不同的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)結(jié)合起來，并最終統(tǒng)一到軟交換的體系架構(gòu)中。

    統(tǒng)一的視頻會(huì)議系統(tǒng)

    視頻業(yè)務(wù)有多種方式，傳統(tǒng)的PSTN視頻業(yè)務(wù)，包括ISDN視頻業(yè)務(wù)和專線高清視頻業(yè)務(wù)，以及基于IP的視頻業(yè)務(wù)。商用的新視通、寶視通視頻會(huì)議就是IP視頻會(huì)議系統(tǒng)。高清視頻業(yè)務(wù)利用一條或多條E1中繼線路，提供2M、4M、8M的高清晰圖像，一般為商業(yè)用途，用于政府機(jī)關(guān)會(huì)議，以及企業(yè)的重要會(huì)議中，成本和收費(fèi)價(jià)格高。ISDN除高速上網(wǎng)外，還具備多媒體通信功能,ISDN視訊會(huì)議是基于6個(gè)B通道的通信。但國內(nèi)固定電話網(wǎng)ISDN資源并不豐富，用戶ISDN電話的數(shù)目也少，基于ISDN的視頻業(yè)務(wù)也交少，它的圖像質(zhì)量不如專線，靈活性也不如IP視頻業(yè)務(wù)。

    傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的高質(zhì)量和高可靠性的語音和視頻會(huì)議，正向基于IP的音頻-視頻-數(shù)據(jù)的整合業(yè)務(wù)發(fā)展。IP承載網(wǎng)提供了更好的帶寬、質(zhì)量、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，將多媒體會(huì)議和企業(yè)的IT環(huán)境相整合，是IP網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)殺手級(jí)的業(yè)務(wù)，整合還可包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，例如郵件/文件共享、用戶狀態(tài)/定位等等。融合了語音、數(shù)據(jù)和視頻的三重服務(wù)（triple-play）是運(yùn)營商部署個(gè)人視頻業(yè)務(wù)時(shí)通常采用的服務(wù)模式。

    目前的IP視頻商用網(wǎng)絡(luò)在web會(huì)議，即時(shí)通信和呈現(xiàn)服務(wù)的整合方面還有很大的發(fā)展空間，呈現(xiàn)服務(wù)提供當(dāng)前用戶狀態(tài)，為會(huì)議的召開或視頻/音頻的呼叫帶來用戶使用上的方面。即時(shí)通信的文字聊天，提供了另一種會(huì)議交談方式。三者的結(jié)合將可能帶來了多媒體會(huì)議業(yè)務(wù)的風(fēng)暴。但是純粹的基于H.323的視頻系統(tǒng)并不能實(shí)現(xiàn)完美的結(jié)合，另外運(yùn)營商可能存在大量的專線視頻會(huì)議系統(tǒng)和ISDN視頻會(huì)議系統(tǒng)，如何實(shí)現(xiàn)他們和IP視頻系統(tǒng)的互通也是一個(gè)問題。

    軟交換框架給出解決方案。軟交換系統(tǒng)通過TG和AG實(shí)現(xiàn)和PSTN網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，并將媒體轉(zhuǎn)換為IP網(wǎng)上的RTP包，所以可以接納原有的PSTN會(huì)議系統(tǒng)。通過軟交換業(yè)務(wù)平臺(tái)開發(fā)的應(yīng)用服務(wù)器，可以實(shí)現(xiàn)IM、PS等功能，并和會(huì)議封裝在一起統(tǒng)一向用戶提供業(yè)務(wù)。原有IP視頻系統(tǒng)上基于H.323MCU可以直接切換到軟交換的網(wǎng)絡(luò)，有軟交換進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用服務(wù)器通過軟交換設(shè)備統(tǒng)一調(diào)度不同的MCU，包括H.323MCU和SIPMCU，實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議MCU的會(huì)議級(jí)聯(lián)。

    對(duì)于一個(gè)同時(shí)含有H.323協(xié)議和SIP協(xié)議的大型視頻系統(tǒng)，由于H.323協(xié)議相對(duì)成熟并且應(yīng)用較早，骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以原有的H.323設(shè)備為主，部署支持SIP/H.323的MCU，實(shí)現(xiàn)SIP終端的接入，并完成SIP協(xié)議和H.323協(xié)議的轉(zhuǎn)換。也可以重新組建核心網(wǎng)絡(luò)，以軟交換作為系統(tǒng)的核心，接入H.323和SIP視頻，這種方式比較簡(jiǎn)單，因?yàn)榻粨Q設(shè)備同時(shí)支持H.323和SIP協(xié)議，對(duì)于H.323，它具備網(wǎng)守的功能；對(duì)于SIP，它具備注冊(cè)服務(wù)器、定位服務(wù)器和代理服務(wù)器的功能，并完成H.323消息和SIP消息之間的轉(zhuǎn)換。

    流媒體系統(tǒng)融合方式

    1．流媒體服務(wù)在視頻會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用

    流媒體服務(wù)器是視頻會(huì)議系統(tǒng)中常見的應(yīng)用服務(wù)器。視頻會(huì)議系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是具有交互性，流媒體系統(tǒng)則沒有交互性，易于實(shí)現(xiàn)組播。在現(xiàn)實(shí)生活中，無論是會(huì)議室會(huì)議，還是桌面視頻會(huì)議都經(jīng)常發(fā)生這樣的現(xiàn)象：會(huì)議中只有極少人在發(fā)言討論，大部分人處于被動(dòng)接收狀態(tài)。在某些視頻會(huì)議中，很多人只需要聆聽，不需要發(fā)言。針對(duì)這樣現(xiàn)象，如果使用視頻會(huì)議系統(tǒng)，每個(gè)會(huì)場(chǎng)需要一個(gè)視頻終端，占用MCU的一方的資源。如果一個(gè)100方的會(huì)議，只是兩個(gè)領(lǐng)導(dǎo)在發(fā)言，其余的在聽，會(huì)議中的98％的系統(tǒng)資源處于浪費(fèi)狀態(tài)。流媒體服務(wù)器能很好地解決這種問題。

    在上面的例子，我們用第三個(gè)終端接入兩位領(lǐng)導(dǎo)需要交互的會(huì)議，通過它將會(huì)議內(nèi)容送到流媒體服務(wù)器，由流媒體服務(wù)器將會(huì)議的內(nèi)容發(fā)送給其它98位與會(huì)者。

    2．流媒體服務(wù)和IPTV

    流媒體業(yè)務(wù)適合于遠(yuǎn)程教育、研討會(huì)直播等形式，可作為視頻會(huì)議的一個(gè)輔助，并適用于一項(xiàng)新興的視頻業(yè)務(wù)——IPTV業(yè)務(wù)。IPTV是一個(gè)典型的流媒體業(yè)務(wù)。

    流媒體服務(wù)器實(shí)現(xiàn)節(jié)目的直播和歷史回放，它的作用就是對(duì)媒體的存貯、轉(zhuǎn)發(fā)，具體包括三個(gè)步驟：（1）節(jié)目的錄制。節(jié)目通過第三個(gè)終端輸入流媒體服務(wù)器中。（2）節(jié)目源的存貯。收到節(jié)目的媒體流，轉(zhuǎn)成某種特定的格式，例如MEPG-4，在流媒體服務(wù)器中存貯。無論是IPTV還是其他業(yè)務(wù)，節(jié)目源的存貯和節(jié)目的播放是流媒體服務(wù)器的基本功能，此外還需對(duì)節(jié)目源的管理，包括節(jié)目源菜單的產(chǎn)生，節(jié)目源的存放位置管理等。（3）節(jié)目的轉(zhuǎn)發(fā)。根據(jù)用戶的請(qǐng)求的媒體格式將節(jié)目內(nèi)容傳送給用戶，如果媒體格式不匹配，將進(jìn)行媒體格式的轉(zhuǎn)換，傳輸可以采用點(diǎn)播或廣播的方式。

    用戶可以通過計(jì)算機(jī)專門軟件或web瀏覽器的方式使用流媒體服務(wù)，可以是實(shí)時(shí)觀看的直播方式，也可以是歷史觀看的回放方式。直播方式中用戶觀看的視頻圖像會(huì)出現(xiàn)十秒到一分鐘之內(nèi)的延時(shí)。這是因?yàn)閷?shí)時(shí)的媒體流傳送到流媒體服務(wù)器，需要經(jīng)過流媒體服務(wù)器進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，并對(duì)它進(jìn)行存貯，由此造成了延時(shí)。

    3．流媒體和軟交換框架

    目前流媒體系統(tǒng)和軟交換系統(tǒng)是互相獨(dú)立的，但是當(dāng)視頻業(yè)務(wù)逐漸融入軟交換系統(tǒng)之際，必須考慮將流媒體服務(wù)器納入NGN的框架結(jié)構(gòu)中。

    流媒體播放終端作為軟交換終端接入，例如通過SIP或者H.323協(xié)議接入。

    流媒體服務(wù)器實(shí)際上媒體處理設(shè)備，和MS、MCU位于同一位置。它的融入將增強(qiáng)軟交換系統(tǒng)媒體處理的能力，應(yīng)用服務(wù)器通過第三方業(yè)務(wù)接口可實(shí)現(xiàn)或者組合更為豐富多彩的業(yè)務(wù)

    小結(jié)

    隨著寬帶IP網(wǎng)絡(luò)的迅速反展，由IEFT提出的SIP協(xié)議已經(jīng)成為NGN/軟交換網(wǎng)絡(luò)、3G的IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）、下一代互聯(lián)網(wǎng)（IPv6）非常重要甚至核心的信令控制協(xié)議。SIP提供了一種在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上部署流媒體業(yè)務(wù)和視頻會(huì)議業(yè)務(wù)時(shí)通用的信令控制協(xié)議，使得流媒體、視頻會(huì)議、VoIP、IPTV等這些基于會(huì)話控制的業(yè)務(wù)與具體的接入手段和底層網(wǎng)絡(luò)無關(guān)。這就為在NGN網(wǎng)絡(luò)上、3G網(wǎng)絡(luò)上以及IPv6網(wǎng)絡(luò)上利用統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和業(yè)務(wù)平臺(tái)來提供這些多媒體業(yè)務(wù)成為可能。同時(shí)把現(xiàn)有的縱向方式的業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)改變?yōu)闄M向的業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)，這將加快業(yè)務(wù)開發(fā)和業(yè)務(wù)提供的速度，為運(yùn)營商從基礎(chǔ)業(yè)務(wù)提供商向綜合信息服務(wù)提供商的轉(zhuǎn)變提供技術(shù)支撐。（尹阜琪編輯）