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下一代網絡（NGN）中協議的應用

2008/10/17

　　SIP協議是下一代網絡中軟交換與軟交換之間、軟交換與應用服務器之間、軟交換和智能終端之間的呼叫控制協議，同時它也是3GPPIMS（IP多媒體子系統(tǒng)中）呼叫控制服務器之間的多媒體呼叫控制協議，因此有著廣泛的應用領域和重要的研發(fā)價值。

　　SIP（Session Initialization Protocol，會話初始協議）源于1996年的IETF草案：多媒體會話控制協議（MMUSIC）。此后，這個標準經歷了幾次較大的修改。1999年第一個SIP規(guī)范RFC2543正式發(fā)布，三年后該標準又被RFC3261所替代。SIP協議通常被認為是一個端到端的多媒體會話控制協議，實際上它有著非常廣泛的用途，概括說來SIP可應用于以下場合：應用于IP網中的基本語音和多種通信增值業(yè)務；作為通信核心網的信令協議，包括，基于軟交換的NGN、3G的IMS網絡和未來固定移動融合的FMC網絡；應用于業(yè)務平臺中，實現業(yè)務邏輯控制；應用于智能終端和未來數字家庭網關設備中。

　　下文將對SIP在上述領域的應用作一一闡述。

　　SIP應用于IP網中的基本語音和多種通信增值業(yè)務

　　SIP最初的應用目標就是實現IP網中的各種會話通信功能。這里的IP網可以是Internet，也可以是公司的IP專網，甚至是運營商的基于IP的軟交換下一代網絡或3G網絡。這里的會話通信功能可以是基本的VoIP語音電話，也可以是視頻通話，甚至是包括語音、視頻、短消息、數據同步瀏覽等多種業(yè)務在內的點到點或多點之間的多媒體通信。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關的會話控制能力：SIP協議只負責通信方之間的會話建立并向通信方提供決定各方媒體類型的會話協商功能，至于媒體類型的具體參數內容就不是SIP所負責的事情了，它需要SDP等其他協議的幫助。對于某些特殊媒體的通信場合，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）。對于這些問題，SIP通過其優(yōu)秀的可擴展性來解決，通過增加新的方法和參數實現新的控制機制。

　　通過SIP協議在網絡和終端中的部署，可以以上述各類多媒體通信功能為基礎，向用戶提供全新的富通信功能（Rich Communication），也就是富通信用戶通過基于SIP的網絡和終端獲得各種媒體形式和能力的通信功能，不過這里多種媒體形式不是無序混亂的提供，而是根據用戶的場合、用戶的需求、用戶的簽約服務等級、通信的內容、終端的能力、網絡的能力，決定此次通信中的一種或多種媒體類型或通話模式，并且這些媒體類型和通話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用戶接到B用戶呼叫時他正在開會。

　　（2）于是A用戶選擇保持呼叫并通過某功能鍵向用戶播放一段語音通知和背景音樂，讓B用戶稍候。

　　（3）幾分鐘后A用戶覺得長時間讓B用戶等待不太合適，于是他選擇短消息會話方式與B用戶建立通信鏈路，此時雙方可采用短消息方式交談，該方式下A用戶通過手寫輸入向B用戶發(fā)送文字短消息，B用戶通過語音輸入向A用戶發(fā)送語音短消息。

　　（4）A用戶的會議終于結束了，此時A用戶切換通信方式為正常的語音通信，此后它可以通過語音方式與B用戶交談。

　�。�5）B用戶提出想看看A用戶所在公司的新開發(fā)的產品，于是A用戶通過其終端的實時視頻推送功能向B用戶進行新產品現場演示：A用戶將該終端的攝像頭對準正在現場演示的產品進行拍攝，同時B終端的用戶可以實時觀看產品的現場演示過程。演示完畢后，B用戶表示對該產品比較滿意并希望A用戶明天能夠向其提供一個比較詳細的產品介紹PPT文檔。

　�。�6）第二天，A用戶在其PC上完成了PPT文檔，通過PC上的SIP軟終端直接向B用戶呼叫，在這次呼叫中表示了A用戶要與B用戶同步瀏覽PPT的需求，于是網絡根據B用戶的注冊數據向B用戶PC上的SIP軟終端呼叫，呼叫接受后雙方可以在語音通話的同時同步瀏覽A用戶PC終端上的PPT文檔。

　　在上述通信示例中可以看到當A用戶希望以某種能力（例如視頻或數據同步瀏覽）與B用戶通信時，網絡可以根據A用戶的請求信息和B用戶的注冊信息進行匹配判斷以選擇B用戶注冊終端中所能夠支持的類型。具體實現在IETF的RFC3840、RFC3841和draft－ietf－sipping－callerprefs－usecases中有非常詳細的實現方式，現概括如下：B用戶的不同類型終端以同一個SIP地址注冊，在每個終端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用戶呼叫B用戶SIP地址時，在呼叫請求INVITE的Accept－Contact中表明了A用戶的偏好（例如要求進行視頻通信），此時網絡可以根據A用戶請求消息提供的信息和B用戶所注冊的各類終端能力信息，進行匹配判斷以選擇B用戶恰當的終端類型接續(xù)通話，或者是當B用戶所有的終端能力都不滿足時拒絕通話。

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

　　SIP作為通信核心網絡中的信令協議

　　SIP另一個大型應用是作為基于軟交換的NGN和3GIMS的呼叫控制信令協議。NGN中的軟交換之間以及IMS網絡中CSCF之間使用SIP協議完成呼叫的接續(xù)和路由。SIP協議賦予了這些網絡呼叫控制的簡捷和易控性，但由于其因特網語音通信協議的前身和其簡捷的特征導致其對傳統(tǒng)PSTN業(yè)務繼承薄弱，對于這個問題，SIP通過它的透明封裝能力將它不能夠處理的業(yè)務信令（ISUP）封裝起來，轉發(fā)給能夠處理的其他網絡設備。這體現了SIP一種非常先進的設計思想：能夠處理的和新出現的業(yè)務，用協議自身的可擴展機制去處理，復雜和專業(yè)領域的業(yè)務信令或PSTN網的補充業(yè)務等擴展很困難或擴展后的應用價值不大的情況，就利用SIP的封裝機制交給能夠處理的設備去處理。

　　SIP與生俱來的很多優(yōu)點使其很有可能成為未來與接入無關的融合網絡的首選呼叫信令協議，這些優(yōu)點包括：與媒體無關的呼叫會話控制；SIP地址與終端位置的無關性；對新業(yè)務支持的可擴展性；協議的簡捷和易于控制；對不支持業(yè)務信令的透明封裝；實現復雜功能的智能特性邊緣化，網絡核心只負責簡單的信令路由轉發(fā)。

　　目前，基于SIP的IMS網絡正被各標準組織討論作為未來融合網絡的基礎。

　　SIP應用于業(yè)務平臺中

　　SIP另一個重要應用場合是應用在業(yè)務平臺（應用服務器）中實現業(yè)務邏輯控制，這類似于智能網SCP的功能，SIP實現INAP協議的能力。

　　這里的業(yè)務平臺在某種意義上是一SIP網絡中的B2BUA（背對背用戶代理），它終結網絡中呼叫控制設備（軟交換、SIP代理服務器、CSCF）提交來的觸發(fā)業(yè)務請求，B2BUA根據該業(yè)務請求信息和用戶注冊的業(yè)務屬性信息，生成新的呼叫請求到網絡中的呼叫設備，指示其完成功能不同的業(yè)務接續(xù)，從而實現業(yè)務邏輯控制功能。

　　SIP的簡捷和易開發(fā)使基于其實現的業(yè)務平臺部署快速，并且由于SIP的擴展性使業(yè)務平臺可隨著業(yè)務能力的增加而不斷升級。

　　SIP應用于智能終端和數字家庭網關設備中

　　SIP網絡的一個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關設備中最大地實現智能化控制，也就是說很多功能的實現要求終端自身能力的保證。SIP協議并不保證終端智能的提供，而是使網絡實現控制與協調終端智能能力的發(fā)揮。

　　因此未來的電話終端、數字家庭網關，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協議棧，通過SIP協議達到網絡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化的SIP協議棧以實現基本的與設備相關的業(yè)務控制功能。例如，終端設備只是通過SIP協議完成簡單的VoD（視頻點播）請求和節(jié)目內容選擇，當點播請求和選擇確認后，視頻點播應用服務器就控制合適的視頻流服務器與用戶終端之間通過RTP/RTSP協議進行視頻流實時播放。

　　可見，SIP在這些設備中并不是主角，它只是一個協調者，它完成終端與網絡服務器之間的協調溝通、會話聯系的建立；當雙方建立聯系后，真正業(yè)務的控制將由雙方的業(yè)務協議甚至是私有協議去實現。

　　綜上所述，SIP協議是一個既簡單又復雜的協議，它的復雜正來源于其簡單性、可擴展性。用好SIP協議可以使其應用于多種領域和業(yè)務中，實現各種媒體能力、各種模式的通信功能。但值得注意的是，SIP不是萬能的，它只是一個用戶建立各種會話場景的控制協議，任何時刻SIP都不能夠獨自完成業(yè)務功能，它必須在其他協議的配合下或者SIP配合其他協議實現各領域的業(yè)務功能。

人民郵電報


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