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下一代網(wǎng)絡(luò )中協(xié)議的應用

2005/06/07

　　SIP協(xié)議是下一代網(wǎng)絡(luò )中軟交換與軟交換之間、軟交換與應用服務(wù)器之間、軟交換和智能終端之間的呼叫控制協(xié)議，同時(shí)它也是3GPPIMS（IP多媒體子系統中）呼叫控制服務(wù)器之間的多媒體呼叫控制協(xié)議，因此有著(zhù)廣泛的應用領(lǐng)域和重要的研發(fā)價(jià)值。

　　SIP（Session Initialization Protocol，會(huì )話(huà)初始協(xié)議）源于1996年的IETF草案：多媒體會(huì )話(huà)控制協(xié)議（MMUSIC）。此后，這個(gè)標準經(jīng)歷了幾次較大的修改。1999年第一個(gè)SIP規范RFC2543正式發(fā)布，三年后該標準又被RFC3261所替代。SIP協(xié)議通常被認為是一個(gè)端到端的多媒體會(huì )話(huà)控制協(xié)議，實(shí)際上它有著(zhù)非常廣泛的用途，概括說(shuō)來(lái)SIP可應用于以下場(chǎng)合：應用于IP網(wǎng)中的基本語(yǔ)音和多種通信增值業(yè)務(wù)；作為通信核心網(wǎng)的信令協(xié)議，包括，基于軟交換的NGN、3G的IMS網(wǎng)絡(luò )和未來(lái)固定移動(dòng)融合的FMC網(wǎng)絡(luò )；應用于業(yè)務(wù)平臺中，實(shí)現業(yè)務(wù)邏輯控制；應用于智能終端和未來(lái)數字家庭網(wǎng)關(guān)設備中。

　　下文將對SIP在上述領(lǐng)域的應用作一一闡述。

　　SIP應用于IP網(wǎng)中的基本語(yǔ)音和多種通信增值業(yè)務(wù)

　　SIP最初的應用目標就是實(shí)現IP網(wǎng)中的各種會(huì )話(huà)通信功能。這里的IP網(wǎng)可以是Internet，也可以是公司的IP專(zhuān)網(wǎng)，甚至是運營(yíng)商的基于IP的軟交換下一代網(wǎng)絡(luò )或3G網(wǎng)絡(luò )。這里的會(huì )話(huà)通信功能可以是基本的VoIP語(yǔ)音電話(huà)，也可以是視頻通話(huà)，甚至是包括語(yǔ)音、視頻、短消息、數據同步瀏覽等多種業(yè)務(wù)在內的點(diǎn)到點(diǎn)或多點(diǎn)之間的多媒體通信。SIP之所以有如此卓越的多媒體通信功能，在于其具有與媒體無(wú)關(guān)的會(huì )話(huà)控制能力：SIP協(xié)議只負責通信方之間的會(huì )話(huà)建立并向通信方提供決定各方媒體類(lèi)型的會(huì )話(huà)協(xié)商功能，至于媒體類(lèi)型的具體參數內容就不是SIP所負責的事情了，它需要SDP等其他協(xié)議的幫助。對于某些特殊媒體的通信場(chǎng)合，可能需要其他的一些控制機制，例如與短消息通信結合的功能（好友列表）。對于這些問(wèn)題，SIP通過(guò)其優(yōu)秀的可擴展性來(lái)解決，通過(guò)增加新的方法和參數實(shí)現新的控制機制。

　　通過(guò)SIP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò )和終端中的部署，可以以上述各類(lèi)多媒體通信功能為基礎，向用戶(hù)提供全新的富通信功能（Rich Communication），也就是富通信用戶(hù)通過(guò)基于SIP的網(wǎng)絡(luò )和終端獲得各種媒體形式和能力的通信功能，不過(guò)這里多種媒體形式不是無(wú)序混亂的提供，而是根據用戶(hù)的場(chǎng)合、用戶(hù)的需求、用戶(hù)的簽約服務(wù)等級、通信的內容、終端的能力、網(wǎng)絡(luò )的能力，決定此次通信中的一種或多種媒體類(lèi)型或通話(huà)模式，并且這些媒體類(lèi)型和通話(huà)模式可以在此次通信中根據情況的改變而改變。例如：（1）當A用戶(hù)接到B用戶(hù)呼叫時(shí)他正在開(kāi)會(huì )。（2）于是A用戶(hù)選擇保持呼叫并通過(guò)某功能鍵向用戶(hù)播放一段語(yǔ)音通知和背景音樂(lè )，讓B用戶(hù)稍候。（3）幾分鐘后A用戶(hù)覺(jué)得長(cháng)時(shí)間讓B用戶(hù)等待不太合適，于是他選擇短消息會(huì )話(huà)方式與B用戶(hù)建立通信鏈路，此時(shí)雙方可采用短消息方式交談，該方式下A用戶(hù)通過(guò)手寫(xiě)輸入向B用戶(hù)發(fā)送文字短消息，B用戶(hù)通過(guò)語(yǔ)音輸入向A用戶(hù)發(fā)送語(yǔ)音短消息。（4）A用戶(hù)的會(huì )議終于結束了，此時(shí)A用戶(hù)切換通信方式為正常的語(yǔ)音通信，此后它可以通過(guò)語(yǔ)音方式與B用戶(hù)交談。（5）B用戶(hù)提出想看看A用戶(hù)所在公司的新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，于是A用戶(hù)通過(guò)其終端的實(shí)時(shí)視頻推送功能向B用戶(hù)進(jìn)行新產(chǎn)品現場(chǎng)演示：A用戶(hù)將該終端的攝像頭對準正在現場(chǎng)演示的產(chǎn)品進(jìn)行拍攝，同時(shí)B終端的用戶(hù)可以實(shí)時(shí)觀(guān)看產(chǎn)品的現場(chǎng)演示過(guò)程。演示完畢后，B用戶(hù)表示對該產(chǎn)品比較滿(mǎn)意并希望A用戶(hù)明天能夠向其提供一個(gè)比較詳細的產(chǎn)品介紹PPT文檔。（6）第二天，A用戶(hù)在其PC上完成了PPT文檔，通過(guò)PC上的SIP軟終端直接向B用戶(hù)呼叫，在這次呼叫中表示了A用戶(hù)要與B用戶(hù)同步瀏覽PPT的需求，于是網(wǎng)絡(luò )根據B用戶(hù)的注冊數據向B用戶(hù)PC上的SIP軟終端呼叫，呼叫接受后雙方可以在語(yǔ)音通話(huà)的同時(shí)同步瀏覽A用戶(hù)PC終端上的PPT文檔。

　　在上述通信示例中可以看到當A用戶(hù)希望以某種能力（例如視頻或數據同步瀏覽）與B用戶(hù)通信時(shí)，網(wǎng)絡(luò )可以根據A用戶(hù)的請求信息和B用戶(hù)的注冊信息進(jìn)行匹配判斷以選擇B用戶(hù)注冊終端中所能夠支持的類(lèi)型。具體實(shí)現在IETF的RFC3840、RFC3841和draft－ietf－sipping－callerprefs－usecases中有非常詳細的實(shí)現方式，現概括如下：B用戶(hù)的不同類(lèi)型終端以同一個(gè)SIP地址注冊，在每個(gè)終端REGISTER注冊信息的contact域中表明了終端所支持的能力（例如支持音頻、視頻或數據同步瀏覽等）；當A用戶(hù)呼叫B用戶(hù)SIP地址時(shí)，在呼叫請求INVITE的Accept－Contact中表明了A用戶(hù)的偏好（例如要求進(jìn)行視頻通信），此時(shí)網(wǎng)絡(luò )可以根據A用戶(hù)請求消息提供的信息和B用戶(hù)所注冊的各類(lèi)終端能力信息，進(jìn)行匹配判斷以選擇B用戶(hù)恰當的終端類(lèi)型接續通話(huà)，或者是當B用戶(hù)所有的終端能力都不滿(mǎn)足時(shí)拒絕通話(huà)。

　　SIP不但賦予用戶(hù)之間多種媒體、多種能力的通信本領(lǐng)，也賦予了用戶(hù)采用多種通信模式的能力，例如基于SIP實(shí)現的PTT業(yè)務(wù)（PUSHTOTALK），使用戶(hù)在完成雙向通信的同時(shí)，也可以享受點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)單向通信方式所帶來(lái)的便捷，這里單向通信的媒體類(lèi)型可以是語(yǔ)音、短消息，或者是視頻。

SIP作為通信核心網(wǎng)絡(luò )中的信令協(xié)議

　　SIP另一個(gè)大型應用是作為基于軟交換的NGN和3GIMS的呼叫控制信令協(xié)議。NGN中的軟交換之間以及IMS網(wǎng)絡(luò )中CSCF之間使用SIP協(xié)議完成呼叫的接續和路由。SIP協(xié)議賦予了這些網(wǎng)絡(luò )呼叫控制的簡(jiǎn)捷和易控性，但由于其因特網(wǎng)語(yǔ)音通信協(xié)議的前身和其簡(jiǎn)捷的特征導致其對傳統PSTN業(yè)務(wù)繼承薄弱，對于這個(gè)問(wèn)題，SIP通過(guò)它的透明封裝能力將它不能夠處理的業(yè)務(wù)信令（ISUP）封裝起來(lái)，轉發(fā)給能夠處理的其他網(wǎng)絡(luò )設備。這體現了SIP一種非常先進(jìn)的設計思想：能夠處理的和新出現的業(yè)務(wù)，用協(xié)議自身的可擴展機制去處理，復雜和專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)信令或PSTN網(wǎng)的補充業(yè)務(wù)等擴展很困難或擴展后的應用價(jià)值不大的情況，就利用SIP的封裝機制交給能夠處理的設備去處理。

　　SIP與生俱來(lái)的很多優(yōu)點(diǎn)使其很有可能成為未來(lái)與接入無(wú)關(guān)的融合網(wǎng)絡(luò )的首選呼叫信令協(xié)議，這些優(yōu)點(diǎn)包括：與媒體無(wú)關(guān)的呼叫會(huì )話(huà)控制；SIP地址與終端位置的無(wú)關(guān)性；對新業(yè)務(wù)支持的可擴展性；協(xié)議的簡(jiǎn)捷和易于控制；對不支持業(yè)務(wù)信令的透明封裝；實(shí)現復雜功能的智能特性邊緣化，網(wǎng)絡(luò )核心只負責簡(jiǎn)單的信令路由轉發(fā)。

　　目前，基于SIP的IMS網(wǎng)絡(luò )正被各標準組織討論作為未來(lái)融合網(wǎng)絡(luò )的基礎。

SIP應用于業(yè)務(wù)平臺中

　　SIP另一個(gè)重要應用場(chǎng)合是應用在業(yè)務(wù)平臺（應用服務(wù)器）中實(shí)現業(yè)務(wù)邏輯控制，這類(lèi)似于智能網(wǎng)SCP的功能，SIP實(shí)現INAP協(xié)議的能力。

　　這里的業(yè)務(wù)平臺在某種意義上是一SIP網(wǎng)絡(luò )中的B2BUA（背對背用戶(hù)代理），它終結網(wǎng)絡(luò )中呼叫控制設備（軟交換、SIP代理服務(wù)器、CSCF）提交來(lái)的觸發(fā)業(yè)務(wù)請求，B2BUA根據該業(yè)務(wù)請求信息和用戶(hù)注冊的業(yè)務(wù)屬性信息，生成新的呼叫請求到網(wǎng)絡(luò )中的呼叫設備，指示其完成功能不同的業(yè)務(wù)接續，從而實(shí)現業(yè)務(wù)邏輯控制功能。

　　SIP的簡(jiǎn)捷和易開(kāi)發(fā)使基于其實(shí)現的業(yè)務(wù)平臺部署快速，并且由于SIP的擴展性使業(yè)務(wù)平臺可隨著(zhù)業(yè)務(wù)能力的增加而不斷升級。

SIP應用于智能終端和數字家庭網(wǎng)關(guān)設備中

　　SIP網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)重要思想是智能的邊緣化，這就要求在邊緣的智能終端和家庭網(wǎng)關(guān)設備中最大地實(shí)現智能化控制，也就是說(shuō)很多功能的實(shí)現要求終端自身能力的保證。SIP協(xié)議并不保證終端智能的提供，而是使網(wǎng)絡(luò )實(shí)現控制與協(xié)調終端智能能力的發(fā)揮。

　　因此未來(lái)的電話(huà)終端、數字家庭網(wǎng)關(guān)，甚至包括PC、電視機、機頂盒在內的數字家電設備都可能嵌入SIP協(xié)議棧，通過(guò)SIP協(xié)議達到網(wǎng)絡(luò )對智能終端能力的調度控制。這些SIP設備中也許嵌入的只是簡(jiǎn)化的SIP協(xié)議棧以實(shí)現基本的與設備相關(guān)的業(yè)務(wù)控制功能。例如，終端設備只是通過(guò)SIP協(xié)議完成簡(jiǎn)單的VoD（視頻點(diǎn)播）請求和節目?jì)热葸x擇，當點(diǎn)播請求和選擇確認后，視頻點(diǎn)播應用服務(wù)器就控制合適的視頻流服務(wù)器與用戶(hù)終端之間通過(guò)RTP/RTSP協(xié)議進(jìn)行視頻流實(shí)時(shí)播放。

　　可見(jiàn)，SIP在這些設備中并不是主角，它只是一個(gè)協(xié)調者，它完成終端與網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器之間的協(xié)調溝通、會(huì )話(huà)聯(lián)系的建立；當雙方建立聯(lián)系后，真正業(yè)務(wù)的控制將由雙方的業(yè)務(wù)協(xié)議甚至是私有協(xié)議去實(shí)現。

　　綜上所述，SIP協(xié)議是一個(gè)既簡(jiǎn)單又復雜的協(xié)議，它的復雜正來(lái)源于其簡(jiǎn)單性、可擴展性。用好SIP協(xié)議可以使其應用于多種領(lǐng)域和業(yè)務(wù)中，實(shí)現各種媒體能力、各種模式的通信功能。但值得注意的是，SIP不是萬(wàn)能的，它只是一個(gè)用戶(hù)建立各種會(huì )話(huà)場(chǎng)景的控制協(xié)議，任何時(shí)刻SIP都不能夠獨自完成業(yè)務(wù)功能，它必須在其他協(xié)議的配合下或者SIP配合其他協(xié)議實(shí)現各領(lǐng)域的業(yè)務(wù)功能。

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