SIP實現軟交換、視頻會議和流媒體的統(tǒng)一

    隨著下一代網絡技術的不斷發(fā)展，軟交換并不僅僅將PSTN網絡移植到IP網，實現VoIP，它向電信運營商提供一個優(yōu)秀的體系架構，將話音業(yè)務、視頻業(yè)務、新興的互聯(lián)網業(yè)務整合到一個統(tǒng)一的框架中。

    SIP協(xié)議就是其中的關鍵紐帶。

    SIP（SessionInitiationProtocol）協(xié)議最早由MMUSICIETF工作組在1995年研究，由IETF組織在1999年提議成為標準。SIP協(xié)議以其可讀性、靈活性、良好的可擴展性和強健性在互聯(lián)網應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智能終端出現在我們的個人電腦和企業(yè)辦公中，一個著名的例子是微軟的MSN。在業(yè)務提供層面，軟交換設備之間通過SIP進行通信，并可通過SIP協(xié)議向第三方應用服務器提供接口。本文將介紹SIP協(xié)議在不同場合的應用，以此展現如何通過一個具有廣義用途的通用協(xié)議將不同系統(tǒng)整合到一個統(tǒng)一的軟交換框架中。

    業(yè)務實現途徑

    軟交換系統(tǒng)提供了一個統(tǒng)一的框架來容納媒體業(yè)務和互聯(lián)網通信業(yè)務。媒體業(yè)務實現分為三方面。（1）體通道的建立、維護和拆除。在視音頻通話中，就是呼叫的接續(xù)和中止。（2）體的傳遞。用戶終端產生和獲取媒體流，在交互式業(yè)務中媒體流是雙向，在流媒體中是單向。（3）媒體的處理。會議中需要混音和分屏，在某些場合需要進行媒體格式的轉換，實現媒體流的存貯、轉發(fā)。這些需要專門設備進行處理，在視頻會議系統(tǒng)中由MCU（多點控制器）實現，在軟交換系統(tǒng)中可由MS（媒體服務器）和MCU來實現，在流媒體中由流媒體服務器來實現。

    SIP實現第一方面的功能。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網中建立多媒體會話的媒體流信息，它定義了會話描述的統(tǒng)一格式，這些信息包括有會話名稱和目的，會話激活的時間段，構成會話的媒體，接收這些媒體所需的信息（地址、端口、格式），會話所用的帶寬信息。

    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，還可擴展到其他會話業(yè)務，例如即時消息（IM）的傳遞和呈現業(yè)務（例如，好友列表和好友狀態(tài)都屬于呈現業(yè)務，通常和IM業(yè)務一起使用）。SIMPLE（SIPforInstantMessaging and Presence Leveraging Extensions ）就是SIP對即時消息和呈現業(yè)務的擴展。所以SIP是一個重要的紐帶，通過它可以將不同類型的媒體業(yè)務以及不同的互聯(lián)網業(yè)務結合起來，并最終統(tǒng)一到軟交換的體系架構中。

    統(tǒng)一的視頻會議系統(tǒng)

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

    傳統(tǒng)PSTN網絡實現的高質量和高可靠性的語音和視頻會議，正向基于IP的音頻-視頻-數據的整合業(yè)務發(fā)展。IP承載網提供了更好的帶寬、質量、可靠性和經濟性，將多媒體會議和企業(yè)的IT環(huán)境相整合，是IP網絡上的一個殺手級的業(yè)務，整合還可包括數據業(yè)務，例如郵件/文件共享、用戶狀態(tài)/定位等等。融合了語音、數據和視頻的三重服務（triple-play）是運營商部署個人視頻業(yè)務時通常采用的服務模式。

    目前的IP視頻商用網絡在web會議，即時通信和呈現服務的整合方面還有很大的發(fā)展空間，呈現服務提供當前用戶狀態(tài)，為會議的召開或視頻/音頻的呼叫帶來用戶使用上的方面。即時通信的文字聊天，提供了另一種會議交談方式。三者的結合將可能帶來了多媒體會議業(yè)務的風暴。但是純粹的基于H.323的視頻系統(tǒng)并不能實現完美的結合，另外運營商可能存在大量的專線視頻會議系統(tǒng)和ISDN視頻會議系統(tǒng)，如何實現他們和IP視頻系統(tǒng)的互通也是一個問題。

    軟交換框架給出解決方案。軟交換系統(tǒng)通過TG和AG實現和PSTN網絡的互聯(lián)互通，并將媒體轉換為IP網上的RTP包，所以可以接納原有的PSTN會議系統(tǒng)。通過軟交換業(yè)務平臺開發(fā)的應用服務器，可以實現IM、PS等功能，并和會議封裝在一起統(tǒng)一向用戶提供業(yè)務。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絡，有軟交換進行網絡。應用服務器通過軟交換設備統(tǒng)一調度不同的MCU，包括H.323MCU和SIPMCU，實現不同協(xié)議MCU的會議級聯(lián)。

    對于一個同時含有H.323協(xié)議和SIP協(xié)議的大型視頻系統(tǒng)，由于H.323協(xié)議相對成熟并且應用較早，骨干網絡設備可以原有的H.323設備為主，部署支持SIP/H.323的MCU，實現SIP終端的接入，并完成SIP協(xié)議和H.323協(xié)議的轉換。也可以重新組建核心網絡，以軟交換作為系統(tǒng)的核心，接入H.323和SIP視頻，這種方式比較簡單，因為交換設備同時支持H.323和SIP協(xié)議，對于H.323，它具備網守的功能；對于SIP，它具備注冊服務器、定位服務器和代理服務器的功能，并完成H.323消息和SIP消息之間的轉換。

    流媒體系統(tǒng)融合方式

    1．流媒體服務在視頻會議系統(tǒng)的應用

    流媒體服務器是視頻會議系統(tǒng)中常見的應用服務器。視頻會議系統(tǒng)最大的特點是具有交互性，流媒體系統(tǒng)則沒有交互性，易于實現組播。在現實生活中，無論是會議室會議，還是桌面視頻會議都經常發(fā)生這樣的現象：會議中只有極少人在發(fā)言討論，大部分人處于被動接收狀態(tài)。在某些視頻會議中，很多人只需要聆聽，不需要發(fā)言。針對這樣現象，如果使用視頻會議系統(tǒng)，每個會場需要一個視頻終端，占用MCU的一方的資源。如果一個100方的會議，只是兩個領導在發(fā)言，其余的在聽，會議中的98％的系統(tǒng)資源處于浪費狀態(tài)。流媒體服務器能很好地解決這種問題。

    在上面的例子，我們用第三個終端接入兩位領導需要交互的會議，通過它將會議內容送到流媒體服務器，由流媒體服務器將會議的內容發(fā)送給其它98位與會者。

    2．流媒體服務和IPTV

    流媒體業(yè)務適合于遠程教育、研討會直播等形式，可作為視頻會議的一個輔助，并適用于一項新興的視頻業(yè)務——IPTV業(yè)務。IPTV是一個典型的流媒體業(yè)務。

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

    用戶可以通過計算機專門軟件或web瀏覽器的方式使用流媒體服務，可以是實時觀看的直播方式，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出現十秒到一分鐘之內的延時。這是因為實時的媒體流傳送到流媒體服務器，需要經過流媒體服務器進行格式轉換，并對它進行存貯，由此造成了延時。

    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)是互相獨立的，但是當視頻業(yè)務逐漸融入軟交換系統(tǒng)之際，必須考慮將流媒體服務器納入NGN的框架結構中。

    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。

    流媒體服務器實際上媒體處理設備，和MS、MCU位于同一位置。它的融入將增強軟交換系統(tǒng)媒體處理的能力，應用服務器通過第三方業(yè)務接口可實現或者組合更為豐富多彩的業(yè)務

    小結

    隨著寬帶IP網絡的迅速反展，由IEFT提出的SIP協(xié)議已經成為NGN/軟交換網絡、3G的IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）、下一代互聯(lián)網（IPv6）非常重要甚至核心的信令控制協(xié)議。SIP提供了一種在異構網絡上部署流媒體業(yè)務和視頻會議業(yè)務時通用的信令控制協(xié)議，使得流媒體、視頻會議、VoIP、IPTV等這些基于會話控制的業(yè)務與具體的接入手段和底層網絡無關。這就為在NGN網絡上、3G網絡上以及IPv6網絡上利用統(tǒng)一的技術架構和業(yè)務平臺來提供這些多媒體業(yè)務成為可能。同時把現有的縱向方式的業(yè)務提供系統(tǒng)改變?yōu)闄M向的業(yè)務提供系統(tǒng)，這將加快業(yè)務開發(fā)和業(yè)務提供的速度，為運營商從基礎業(yè)務提供商向綜合信息服務提供商的轉變提供技術支撐。（尹阜琪編輯）