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IMS中會(huì )議業(yè)務(wù)的實(shí)現

盛云鵬韓磊 2006/03/16

摘要：介紹基于3GPP提出的IMS的會(huì )議業(yè)務(wù)的實(shí)現。
關(guān)鍵詞：IMS 會(huì )議業(yè)務(wù) 應用服務(wù)器 SIP

一、引言

　　3GPP提出的IP多媒體子系統（IMS），引起了人們越來(lái)越多的關(guān)注。IMS是疊加在原有的電路域和分組域的基礎上一個(gè)相對獨立多媒體子域。它提供開(kāi)放的業(yè)務(wù)接口，實(shí)現了用戶(hù)平面、控制平面、業(yè)務(wù)平面的分離，使得業(yè)務(wù)的實(shí)現能夠獨立于下層的承載網(wǎng)絡(luò )，這也為開(kāi)展更加靈活的、豐富多彩的業(yè)務(wù)提供了一個(gè)契機。

　　傳統的會(huì )議業(yè)務(wù)通常是由需要業(yè)務(wù)提供商提供一整套系統，包含會(huì )議業(yè)務(wù)應用服務(wù)器、媒體服務(wù)器、接入網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器等。這就無(wú)形之中增加了成本，也使得會(huì )議業(yè)務(wù)的使用對象受到了限制，會(huì )議業(yè)務(wù)通常商用于企業(yè)級的客戶(hù)。而隨著(zhù)IMS概念的引入，使得業(yè)務(wù)提供商可以更專(zhuān)注于業(yè)務(wù)的提供，而無(wú)需過(guò)多的關(guān)注業(yè)務(wù)層以下的實(shí)現，同時(shí)由于IMS和接入網(wǎng)絡(luò )無(wú)關(guān)的特性，能夠讓不同網(wǎng)絡(luò )中的用戶(hù)接入到會(huì )議業(yè)務(wù)中來(lái)。因此，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的融合和網(wǎng)絡(luò )能力的升級，在未來(lái)的會(huì )議業(yè)務(wù)中，不再僅僅是面向企業(yè)級用戶(hù)，也可以面向更多的普通用戶(hù)，如：即時(shí)聊天室業(yè)務(wù)、多方視頻通信業(yè)務(wù)等，讓更多的人們更方便地感受到會(huì )議業(yè)務(wù)帶來(lái)的生動(dòng)體驗。

　　本文主要從業(yè)務(wù)實(shí)現的角度出發(fā)，著(zhù)重討論基于IMS的會(huì )議業(yè)務(wù)的實(shí)現。

二、基于IMS的業(yè)務(wù)架構

　　UMTS中的IMS業(yè)務(wù)架構包括3種業(yè)務(wù)平臺：SIP、OSA、CAMEL。它們接入到IMS的邏輯架構如圖一所示。圖一中的實(shí)體：

圖一：基于IMS網(wǎng)絡(luò )架構圖

　　S-CSCF（服務(wù)CSCF）：作為一個(gè)SIP Proxy用來(lái)控制呼叫和會(huì )話(huà)，并且監測何時(shí)以及怎樣控制增值業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯。S-CSCF提供了一個(gè)ISC（IMS Service Control interface）的統一的接口，該接口采用了SIP協(xié)議，這樣做避免了S-CSCF控制功能的復雜性，不同的業(yè)務(wù)接入到IMS時(shí)，只需要提供一個(gè)協(xié)議轉換功能實(shí)體來(lái)完成到ISC接口的協(xié)議轉換，因此可以方便地利用多種應用服務(wù)平臺開(kāi)展業(yè)務(wù)。

　　x-CSCF：可以是I-CSCF或者P-CSCF。IMS中的SIP信令路由經(jīng)過(guò)的元素。P-CSCF是接入網(wǎng)到IMS網(wǎng)絡(luò )的第一個(gè)接入點(diǎn)，從接入網(wǎng)中收到UA（User Agent）發(fā)來(lái)的SIP注冊和會(huì )話(huà)建立消息，轉發(fā)到歸屬域中的I-CSCF，再發(fā)至相應的S-CSCF。I-CSCF為每個(gè)呼叫靈活選擇相應的S-CSCF。

　　IMS其他網(wǎng)元：IMS中的其他網(wǎng)絡(luò )實(shí)體，如：MGCF、HSS、BGCF、MRFC、MRFP等，在這里沒(méi)有分別逐個(gè)列出。這些網(wǎng)絡(luò )元素執行IMS相應的功能，如：信令連接、承載連接、數據庫等等。

　　SIP AS：是一種應用服務(wù)器，用于提供各種各樣的增值業(yè)務(wù)。這里的AS可以是一個(gè)會(huì )議的AS，或者是游戲的服務(wù)器等等。本文要介紹的會(huì )議就是基于SIP AS來(lái)實(shí)現的。其他類(lèi)型的AS（如OSA AS等）不作介紹。

　　不同的網(wǎng)絡(luò )：用戶(hù)可以通過(guò)不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )接入方便地接入到IMS中，這里的網(wǎng)絡(luò )可以是各種各樣的網(wǎng)絡(luò )，可以是Internet、PLMN、WLAN、PSTN等，這就體現了IMS在網(wǎng)絡(luò )融合中所起的作用。用戶(hù)通過(guò)IMS中S-CSCF查詢(xún)用戶(hù)簽約檔案，激活用戶(hù)簽約的所有業(yè)務(wù)邏輯。具體業(yè)務(wù)由相應的SIP AS提供。

三、會(huì )議業(yè)務(wù)

　　會(huì )議業(yè)務(wù)可以實(shí)現多方用戶(hù)同時(shí)進(jìn)行通信。會(huì )議可以用于各種各樣的媒體流類(lèi)型的通信，如音頻、視頻和文本類(lèi)型的會(huì )議。由于會(huì )議所能提供的實(shí)時(shí)性和高質(zhì)量保證，使得更多基于會(huì )議業(yè)務(wù)的應用可以被人們所接收，如文件和白板的共享，游戲業(yè)務(wù)等等。

　　會(huì )議的類(lèi)型主要松耦合會(huì )議、完全分布式會(huì )議和緊耦合會(huì )議：

松耦合會(huì )議中每個(gè)參加者之間沒(méi)有信令連接關(guān)系，會(huì )議中沒(méi)有一個(gè)會(huì )議中心，通常這種會(huì )議可以利用SIP會(huì )話(huà)描述中的組播地址支持。

完全分布式會(huì )議中，每個(gè)參加者之間都建立信令連接，會(huì )議中同樣沒(méi)有會(huì )議中心。

緊耦合會(huì )議中，含有一個(gè)會(huì )議中心，每個(gè)會(huì )議參加者與該會(huì )議中心建立連接關(guān)系。會(huì )議中心執行各種各樣的會(huì )議控制功能，以及媒體混合功能。

　　由于不同會(huì )議類(lèi)型帶來(lái)的實(shí)現上和管理上的不同，從可運營(yíng)的角度來(lái)看，在IMS中的所關(guān)注的主要是緊耦合的會(huì )議。本文以下涉及到的會(huì )議也是緊耦合會(huì )議。

1、功能實(shí)體架構

圖二：會(huì )議中的功能實(shí)體圖

　　會(huì )議中的功能實(shí)體如圖二所示。一個(gè)完整的會(huì )議中包含以下的功能實(shí)體：會(huì )議參加者、會(huì )議中心、媒體混合器、會(huì )議策略服務(wù)器、會(huì )議訂閱服務(wù)器和會(huì )議策略。

　　會(huì )議參加者：在基于SIP的會(huì )議中，會(huì )議的參加者可以分為participant（普通的會(huì )議參加者）和moderator（會(huì )議主席）。他們具有的權限不同：participant可以申請加入會(huì )議，或者申請某種媒體資源；moderator有更多的權限，能夠在會(huì )議過(guò)程中管理主持會(huì )議，比如決定是否允許新的用戶(hù)的接入，對用戶(hù)申請的媒體資源的批準等等。

　　participant可以是自己主動(dòng)要求加入會(huì )議，或者是被通知邀請加入會(huì )議的。而moderator可以是提前指定的，如果沒(méi)有指定，則moderator是會(huì )議創(chuàng )建者。

　　會(huì )議中心：是一個(gè)會(huì )議的核心。它可以看作是一個(gè)SIP UA，并且通過(guò)一個(gè)URI（如：conference123@example.net）標識來(lái)表示一個(gè)會(huì )議。會(huì )議中心負責維持和所有的會(huì )議參加者之間的信令關(guān)系，來(lái)確認會(huì )議參加者連接到會(huì )議中。同時(shí)，會(huì )議中心還會(huì )執行會(huì )議策略（利用SIP 協(xié)議）。

　　媒體混合器（Mixer）：主要功能是將接收到的各種類(lèi)型的媒體流混合處理，然后將處理后的結果媒體流分發(fā)到會(huì )議參加者。這里的媒體傳輸可以使用RTP協(xié)議。

　　會(huì )議策略服務(wù)器（CPS）：會(huì )議策略服務(wù)器是一個(gè)邏輯上的功能實(shí)體，主要是用來(lái)操作管理會(huì )議策略。它可以其他相關(guān)的非SIP協(xié)議（如CPCP或者其他協(xié)議）來(lái)執行對會(huì )議策略的管理。CPS可能是實(shí)際物理上并不存的實(shí)體。

　　會(huì )議訂閱通知服務(wù)器：事實(shí)上會(huì )議訂閱通知服務(wù)器是由會(huì )議中心分離出來(lái)的一個(gè)邏輯功能。主要是為了提供用戶(hù)訂閱會(huì )議狀態(tài)的業(yè)務(wù)，并且當會(huì )議狀態(tài)改變時(shí)，通知這些訂閱用戶(hù)。如，有新的用戶(hù)加入或者離開(kāi)會(huì )議。

　　會(huì )議策略：是控制一個(gè)會(huì )議的規則的完整的集合。會(huì )議策略可以在會(huì )議創(chuàng )建之前或者會(huì )議創(chuàng )建時(shí)被制定，用來(lái)指導會(huì )議中心主持和管理一個(gè)會(huì )議。

圖三：會(huì )議的邏輯架構圖

　　緊耦合會(huì )議的邏輯架構圖如圖三所示。會(huì )議中的核心是"會(huì )議中心（conference focus）"，每一個(gè)會(huì )議都有一個(gè)會(huì )議中心，由一個(gè)URI標識，用戶(hù)通過(guò)聯(lián)系這個(gè)URI參加到一個(gè)會(huì )議中去。會(huì )議中心和用戶(hù)之間的拓撲結構為星性結構。會(huì )議中心為用戶(hù)提供并維持一個(gè)信令連接，并且可以執行會(huì )議策略，實(shí)現對會(huì )議的控制和管理。

2、會(huì )議舉例

　　會(huì )議流程：

　　下面通過(guò)一個(gè)會(huì )議例子來(lái)介紹會(huì )議業(yè)務(wù)中的關(guān)鍵的流程。

　　首先，假設某個(gè)運營(yíng)商提供會(huì )議業(yè)務(wù)，并且給出一個(gè)公共業(yè)務(wù)標識（PSI），該PSI是一個(gè)SIP AS的URI，如conference-factory1@ example.net。用戶(hù)A想要創(chuàng )建一個(gè)會(huì )議，就可以向該PSI發(fā)出SIP請求。具體流程如圖四所示：

圖四：創(chuàng )建會(huì )議

　　AS在接收到這個(gè)SIP INVITE請求之后，就會(huì )為該會(huì )議請求分配一個(gè)會(huì )議中心，并返回183響應表示會(huì )話(huà)正在進(jìn)行，會(huì )議中心的URI（如：conf1234@example.net）包含在該響應中。然后用戶(hù)和會(huì )議中心之間按照SIP會(huì )話(huà)建立的流程繼續進(jìn)行，這當中可能會(huì )使用到一些SIP擴展方法，如：PRACK、UPDATE等，通過(guò)這些方法完成媒體的協(xié)商和所需資源的預留。

　　用戶(hù)參加會(huì )議。其他的用戶(hù)可以有兩種方法加入到這個(gè)會(huì )議。

用戶(hù)A發(fā)出邀請；

當用戶(hù)A向用戶(hù)B發(fā)出邀請時(shí)，A可以選擇直接發(fā)送一個(gè)REFER請求到用戶(hù)B，請求中的"Refer-To"消息頭參數設為會(huì )議中心的URI：conf1234@example.net，用戶(hù)B可以通過(guò)這個(gè)URI直接聯(lián)系會(huì )議中心；

或者A直接發(fā)送REFER請求到會(huì )議中心，請求中的"Refer-To"消息頭參數設為用戶(hù)B的URI，這時(shí)AS可以直接向B發(fā)出會(huì )議邀請。

會(huì )議中心發(fā)出邀請。

　　需要注意的是2類(lèi)邀請的觸發(fā)條件可以變化，可以不是用戶(hù)A直接發(fā)出REFER請求，而是用戶(hù)通過(guò)會(huì )議策略創(chuàng )建會(huì )議時(shí)，在將來(lái)某一時(shí)間點(diǎn)，由會(huì )議中心按照會(huì )議策略給出的呼出列表（dailed-out list）主動(dòng)發(fā)出請求邀請用戶(hù)B加入到會(huì )議中。

　　會(huì )議進(jìn)行過(guò)程中。會(huì )議中心可以主持會(huì )議中的"公共的會(huì )話(huà)"，這時(shí)所有的會(huì )議參加者都可以參與；另外，也可以根據某些用戶(hù)具體的需要建立"私下的會(huì )話(huà)"，這時(shí)只在特定的用戶(hù)之間進(jìn)行會(huì )話(huà)，不會(huì )影響到公共的會(huì )話(huà)。

　　會(huì )議的參加者可以通過(guò)向"會(huì )議中心"發(fā)送Bye請求，隨時(shí)離開(kāi)會(huì )議。而"會(huì )議中心"也可以移除某個(gè)用戶(hù)，這可以根據會(huì )議策略或者是具有特殊權限用戶(hù)（一般是會(huì )議的創(chuàng )建者）提出的要求。當某個(gè)用戶(hù)離開(kāi)會(huì )議之后，相關(guān)的資源就被移除。

　　一個(gè)會(huì )議的終止可以由"會(huì )議中心"執行，其觸發(fā)條件是：

會(huì )議策略指示終止會(huì )議

當使用conference factory URI創(chuàng )建會(huì )議時(shí)，會(huì )議的創(chuàng )建者離開(kāi)會(huì )議

會(huì )議的最后一個(gè)參加者離開(kāi)會(huì )議

　　當滿(mǎn)足上述條件時(shí)，移除所有的會(huì )議參加者，并刪除CPS中的會(huì )議策略。并且釋放分配的conference URI。

　　會(huì )議過(guò)程中的管理

　　會(huì )議中的管理可以分為兩部分：一、會(huì )議的管理；二、會(huì )議的底層控制（floor control）。
會(huì )議的管理可以包含會(huì )議中的一般的管理，如：會(huì )話(huà)的創(chuàng )建和終止，會(huì )議的策略，會(huì )議的參加者，會(huì )議參加者的身份的鑒權，會(huì )議參加者的權限和優(yōu)先級等，另外還可以管理添加新的媒體（如：添加一個(gè)視頻到會(huì )議中去）。該部分管理可以通過(guò)SIP協(xié)議實(shí)現。

　　會(huì )議的底層控制：主要是為了更充分地利用公共的媒體資源。會(huì )議應用（application）通常共享一些資源，比如：會(huì )議中的發(fā)言權、接入到有限帶寬的視頻信道，接入到一個(gè)共享的文件或者游戲"room"中去。底層控制則使得用戶(hù)能夠安全地接入到一個(gè)共享的實(shí)體或者資源中去。另外，它還為MRFP提供媒體流如何混合和如何被分發(fā)的信息。該部分可以通過(guò)floor control協(xié)議結合SOAP或者SIP協(xié)議實(shí)現

　　底層控制可以支持不同的底層控制策略，比如：moderator控制，或者自動(dòng)排隊（queue）先接入先服務(wù)規則。當moderator控制時(shí)，每一個(gè)底層可以由一個(gè)moderator進(jìn)行管理，在這一個(gè)底層中被管理的資源可以不止一種，如：發(fā)送一個(gè)聲音信道到語(yǔ)音信道中，接入到共享視頻信道中等。

3、計費和安全

　　會(huì )議業(yè)務(wù)可以采取多種計費方式，可以根據會(huì )議的規模（參加人數等因素），所采用的媒體的形式，會(huì )議的持續時(shí)間等進(jìn)行計費。計費的架構遵從IMS的計費架構。會(huì )議業(yè)務(wù)計費的網(wǎng)絡(luò )結構如圖五所示。

圖五：計費網(wǎng)絡(luò )結構圖

　　IMS體系既支持在線(xiàn)計費能力，也支持離線(xiàn)計費能力。在線(xiàn)計費就是線(xiàn)計費系統與IMS實(shí)體進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，并控制和監視與業(yè)務(wù)使用有關(guān)的計費過(guò)程。離線(xiàn)計費主要是指在會(huì )話(huà)之后收集計費信息，而且計費系統不會(huì )實(shí)時(shí)地影響所使用的業(yè)務(wù)。所有的IMS網(wǎng)元都要求應用離線(xiàn)計費，而業(yè)務(wù)層面的AS同時(shí)要求應用在線(xiàn)計費。

　　圖中在線(xiàn)計費時(shí)AS通過(guò)Rf接口將計費信息發(fā)往OCS（Online Charging System），采用離線(xiàn)計費時(shí)AS通過(guò)Ro參考點(diǎn)將計費信息發(fā)往CCF（Charging Collection Function）。在Rf和Ro接口，AS均使用DIAMETER協(xié)議的ACR消息發(fā)送計費信息到OCS或CCF，并應用DIAMETER協(xié)議的ACA消息從OCS或CCF接收應答。

　　IMS中獨立的安全體系模型，可以為在其中開(kāi)展的各項業(yè)務(wù)提供安全保證，詳細內容在這里不作深入的介紹。業(yè)務(wù)提供商可以放心地在基于IMS開(kāi)展多種多樣的會(huì )議業(yè)務(wù)。

4、應用的擴展

　　會(huì )議業(yè)務(wù)可以在IMS中靈活的開(kāi)展，人們所熟悉的會(huì )議業(yè)務(wù)也將不再局限于傳統的電話(huà)會(huì )議業(yè)務(wù)。會(huì )議業(yè)務(wù)也可以結合各種其他的業(yè)務(wù)開(kāi)展新的應用模型。

　　例如：隨著(zhù)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的快速發(fā)展，會(huì )議業(yè)務(wù)可以和3GPP中的組業(yè)務(wù)相結合，普通的用戶(hù)可以通過(guò)自己建立的好友的組，隨時(shí)進(jìn)行一個(gè)好友之間的聊天會(huì )議；或者，基于IMS的SIP應用服務(wù)器的靈活性，可以在會(huì )議過(guò)程中提供即時(shí)語(yǔ)言翻譯功能，這就可以實(shí)現不同語(yǔ)言之間的會(huì )議。

四、總結

　　業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò )的融合并不是神話(huà)，基于IMS實(shí)現的會(huì )議業(yè)務(wù)，形式更加地靈活，內容更加地豐富，應用也更加地廣泛，將提供給用戶(hù)實(shí)實(shí)在在的業(yè)務(wù)。因此，會(huì )議業(yè)務(wù)的潛力需要進(jìn)一步深入的挖掘，相信在未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )世界里，會(huì )議業(yè)務(wù)將會(huì )給用戶(hù)帶來(lái)更多的驚喜！

參考文獻

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普天信息技術(shù)研究院供稿 CTI論壇編輯

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