電路域與分組域可視電話系統(tǒng)簡介（二）

　　分組域可視電話的業(yè)務(wù)功能與電路域的基本相同。分組域可視電話業(yè)務(wù)實現(xiàn)的難點是：分組域服務(wù)質(zhì)量的保證；呼叫控制與承載分離的控制。

　　2.1　分組域可視電話實現(xiàn)的難點

　?。?）服務(wù)質(zhì)量

　　服務(wù)質(zhì)量體現(xiàn)于多個層面。在傳送層上服務(wù)質(zhì)量主要體現(xiàn)在時延、抖動、誤碼率以及倒換時間等；在承載層上服務(wù)質(zhì)量體現(xiàn)在IP包的時延、抖動、丟包率等；在業(yè)務(wù)層上服務(wù)質(zhì)量針對不同業(yè)務(wù)有不同的體現(xiàn)：電話業(yè)務(wù)體現(xiàn)在接通率以及話音質(zhì)量；VoDVoD體現(xiàn)在圖像質(zhì)量；瀏覽業(yè)務(wù)體現(xiàn)在相應(yīng)的速度等。傳送層服務(wù)質(zhì)量取決于器件、傳輸距離以及設(shè)備等，當(dāng)前已經(jīng)基本被認(rèn)可。業(yè)務(wù)層的服務(wù)質(zhì)量一部分取決于業(yè)務(wù)控制節(jié)點，另外一部分取決于承載層的服務(wù)質(zhì)量。

　　（2）呼叫控制與承載分離的控制

　　分組域可視電話業(yè)務(wù)系統(tǒng)在技術(shù)上由控制平面和用戶平面構(gòu)成，控制平面負(fù)責(zé)為用戶建立理可視電話呼叫，并對呼叫進行管理。而用戶平面則負(fù)責(zé)傳輸可視電話終端之間的視頻和音頻信息等。

　　◆控制平面在傳輸層使用UDP或TCP協(xié)議作為傳輸協(xié)議。

　　◆用戶平面在傳輸層使用UDP協(xié)議作為傳輸協(xié)議。

　　控制平面在應(yīng)用層使用SIP協(xié)議作為控制協(xié)議，SIP協(xié)議以其簡單性和可擴展性，應(yīng)用越來越廣泛。在控制平面上主要傳輸對傳輸速率要求較低但對丟包有嚴(yán)格要求的控制流信息。

　　用戶平面則在UDP之上使用RTP協(xié)議作為視頻和音頻的傳輸協(xié)議，RTP協(xié)議不采用復(fù)雜的傳輸控制手段和糾錯機制，而是采用盡量少的控制與鑒別功能，能滿足實時通信的要求。在用戶平面上要求滿足以下兩種傳輸需求：

　　◆對傳輸速率要求較低但對時延和抖動有嚴(yán)格要求的音頻流信息。

　　◆對傳輸速率要求較高且對時延和抖動要求較高的視頻流信息。

　　分組域可視電話業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖5所示。

　　圖5　分組域可視電話協(xié)議結(jié)構(gòu)

　　2.2　基于IMS的可視電話系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　下面介紹基于SIP的IMS可視電話業(yè)務(wù)實現(xiàn)方法。

　?。?）IMS的QoS機制

　　IMS是提供實時和非實時的IP多媒體業(yè)務(wù)的通用體系結(jié)構(gòu)，由于不限定下層接入技術(shù)等特點，它在固定、移動網(wǎng)絡(luò)融合的過程中受到廣泛關(guān)注。為了保證移動域IMS的QoS，RFC3312定義了在SIP會話建立過程中進行QoS資源預(yù)留的機制。

　　◆媒體協(xié)商和前提

　　媒體協(xié)商和對前提的處理是IMS中兩個密切相關(guān)的概念。在IMS中，兩個UE之間是通過媒體協(xié)商就會話中使用的媒體組合以及使用哪種編碼方式達成一致。為了兩個UE之間能相互協(xié)商，人們使用了SDP提供/應(yīng)答機制，該機制允許UE推遲SIP會話建立的完成，直到雙方都成功完成資源預(yù)留。這里對所有連接到IMS的UE都強制要求支持SIP和SDP的擴展。

　　在一般情況下，SIP僅交換一次提供/應(yīng)答之后就開始建立媒體連接了。但在IMS中，由于雙方的UE都必須準(zhǔn)備接收所選擇的任何編碼類型，所以如果在第一次SDP應(yīng)答中對任何媒體包提供一種以上的編碼方案，那么就會產(chǎn)生第二次提供/應(yīng)答的交互，為每種媒體流選擇唯一的編碼方案。否則需要在空中接口上按照較高帶寬的編碼方案預(yù)留資源，對于無線資源將是一種浪費。

　　◆IMS中的資源預(yù)留與SDP前提/應(yīng)答機制

　　建立媒體PDP上下文的過程稱為資源預(yù)留。對于雙方的UE而言，建立PDP上下文的執(zhí)行過程是相互獨立的。這意味著在資源被成功預(yù)留之前，根本無法保證所協(xié)商的媒體會話是否可以建立起來。因此，在確認(rèn)本地和主叫側(cè)的資源預(yù)留都已成功之前，被叫側(cè)不應(yīng)振鈴。

　　為了做到這一點，雙方的UE在SDP提供/應(yīng)答的協(xié)商過程中彼此交換前提（precondition）。這些前提主要用于指示：當(dāng)主叫UE處的資源預(yù)留成功后，要把一個SIP UPDATE請求發(fā)往被叫UE；被叫UE在未收到來自對方的SIP UPDATE請求同時自己也未成功地完成資源預(yù)留之前不應(yīng)振鈴。此外，前提還指示當(dāng)某個特定的媒體流無法成功進行資源預(yù)留時應(yīng)該如何處理。
◆IMS會話建立中的QoS資源預(yù)留實例

　　QoS資源預(yù)留的完成過程如下：

　　第一次SDP提供/應(yīng)答交互：主叫UE在發(fā)往被叫UE的第一個INVITE請求中提供了媒體類型，并用前提特定的指示對消息進行了擴展。被叫用戶在支持前提機制的情況下對收到的第一個SDP提供給出了一個183（會話進行中）答復(fù)，答復(fù)中包含了自身的前提。

　　第二次SDP提供/應(yīng)答的交互（開始資源預(yù)留）：第二次SDP提供包含在主叫終端發(fā)送的PRACK請求中，用來聲明最終選擇的媒體類型和編碼方案。在明確了雙方媒體流QoS要求以及媒體流編碼方案的前提下，主叫UE開始進行資源預(yù)留。這里要注意的是，當(dāng)遇到商定的媒體和編碼的QoS要求不同的情況時，主叫UE需要對預(yù)留的資源進行變更。第二次SDP應(yīng)答包含在被叫UE已回送的200（ok）中，此時被叫UE已開始進行資源預(yù)留了。

　　資源預(yù)留成功完成：主被叫的UE都開始進行資源預(yù)留以后，任何一方的UE都可能比對方先完成資源預(yù)留。無論哪種情況，被叫終端都必須在確定雙方都完成資源預(yù)留的前提下才能向主叫發(fā)送振鈴消息，即被叫方在完成資源預(yù)留的同時還要等待接收主叫方的確認(rèn)消息。

　　主叫方一旦完成資源預(yù)留，就會發(fā)送一個SIPUPDATE請求給被叫方進行確認(rèn)，請求中包含了第三次SDP提供，對預(yù)留資源的情況加以說明。被叫方完成了資源預(yù)留后，又收到主叫方發(fā)來的UPDATE請求，此時被叫UE可以確定雙方都已成功完成資源預(yù)留，因此被叫終端發(fā)出了包含第三次SDP應(yīng)答信息的200（ok）響應(yīng)。

　　由此可見，所有資源預(yù)留狀態(tài)都已經(jīng)達到了所要求的狀態(tài)，對前提的協(xié)商已經(jīng)完成。一旦雙方都預(yù)留了資源，兩個UE之間就可以進行媒體交換了。此時被叫方確認(rèn)雙方都已經(jīng)預(yù)留了足夠的資源收發(fā)音頻流，于是立即開始振鈴，同時對INVITE請求發(fā)出180（振鈴）響應(yīng)。

　?。?）簡化IMS分組可視電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　圖6以CDMA分組承載網(wǎng)為例，介紹一種簡化的IMS分組域可視電話業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

　　圖6　一種簡化的CDMA分組域IMS可視電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　其中，各網(wǎng)絡(luò)單元的功能如下：

　　◆AAA：負(fù)責(zé)對用戶進行鑒權(quán)，并負(fù)責(zé)將用戶的QoS信息通過PDSN授權(quán)給無線接入網(wǎng)。AAA同時負(fù)責(zé)對用戶進行分組承載層的計費。

　　◆I-CSCF：負(fù)責(zé)為用戶確定S-CSCF，轉(zhuǎn)發(fā)SIP請求及響應(yīng)消息。在用戶與其他網(wǎng)絡(luò)的可視電話進行互通時，I-CSCF確定對方用戶的I-CSCF或確定所應(yīng)使用的互通網(wǎng)關(guān)。

　　◆P-CSCF：P-CSCF是終端在可視電話系統(tǒng)中的第一個接觸點，其地址通過P-CSCF發(fā)現(xiàn)機制獲得。在用戶注冊時，P-CSCF根據(jù)用戶的歸屬域選擇I/S-CSCF并轉(zhuǎn)發(fā)SIP消息，P-CSCF會保存注冊用戶的相關(guān)信息（如公共用戶識別符、UE地址、路徑信息等），其中的路徑信息用于該用戶后續(xù)發(fā)起呼叫時直接使用轉(zhuǎn)發(fā)SIP消息。P-CSCF具有計費功能。完成SIP消息壓縮解壓縮功能。

　　◆S-CSCF：負(fù)責(zé)記錄用戶的呼叫狀態(tài)，完成呼叫控制功能。

　　◆PDSN：負(fù)責(zé)為用戶終端建立分組數(shù)據(jù)會話。

　　◆RAN：負(fù)責(zé)為用戶提供無線傳輸承載。

　　◆MS：移動終端包含視頻和音頻編解碼器負(fù)責(zé)多媒體信息的處理，同時具有SIP用戶代理功能以與其他用戶進行通信。

　　◆HSS：為S-CSCF提供可視電話業(yè)務(wù)層面的鑒權(quán)矢量，并提供業(yè)務(wù)層面的授權(quán)和計費等功能。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實際情況，HSS和AAA可考慮合設(shè)。

　　◆互通網(wǎng)關(guān)：在用戶與其他網(wǎng)絡(luò)的可視電話進行互通時，用于處理相關(guān)的會話控制信息和進行媒體及協(xié)議的轉(zhuǎn)換等。