IP电话多协议栈支持的解决方案
【摘 要】介绍了ip电话网关、sip协议和h.248协议，并在h.323协议栈基础上提出支持h.248和sip协议的ip电话网关解决方案。
关键词：h.323 sip 网关 网守
1 引 言
根据《ip电话／传真业务总体技术要求》的规定，从国际标准化的符合程度和互通方面考虑 ，目前我国ip电话／传真网络的建设应以itu－th．323协议为标准，据此我们开发了支持h.323协议栈的ip电话／传真网关系统。但是随着网络和voip（voice over internet protocol）技术的不断发展，必须开发出适应不同网络的网关系统，以支持运营商的不同需要。
h.248和sip（session initiation protocol，会话初始化）协议是近来比较热门和发展较快的网络协议，本文将提出此二者和目前的h．323协议栈有效的结合开发的解决方案。
2 所开发的ip网关简介
所开发的电信级voip系统的网关sp30itg是基于标准的，并且支持包括itu－tt．120和h．323在内的各项国际规范。此外，系统采用g．711、g．723．1和g．729a语音编码技术以确保与各大电话系统的兼容性。下面介绍该系统的软件模块（如图1所示）。
voip模块的软件系统分为两大模块，ca（callagent，呼叫代理）模块和mg（media gateway，媒体网关）模块。ca部分运行于ca板，主要完成呼叫控制、协议处理以及资源管理。mg部分运行于mg板，主要完成语音压缩与解压缩、rtp／rtcp（real－time transport protocol／real－timetransport controlp rotocol，实时传输协议／实时传输控制协议）处理等 。
ca部分的软件结构分为三个模块：cc（callcontrol，呼叫控制）、rm（resource manage，资源管理）、h．323。h．323负责ip网络侧的信令处理，设备管理负责媒体网关板的管理，呼叫控制负责ip呼叫业务逻辑的控制，这些业务包括卡号用户的ip电话业务、主叫用户的ip电话业务 、卡号用户的ip传真业务、主叫用户的ip传真业务以及其他基于voip的增值业务，如internet呼叫等待、统一消息、语音邮件等业务。h．323协议栈和呼叫控制模块是该系统的核心。
mg板软件系统分为三部分，即微处理机软件部分、双音频检测／音产生部分和voice／fax dsp部分。微处理机软件部分完成对整个mg板的管理以及与ca进行通信；dtmf／tone完成dtmf（dual－tone multi frequency，双音多频）音的接收，提示语音的产生；voice／fax dsp部分完成语音／传真pcm码流的压缩和解压缩，同时完成静音压缩、回声抑制、抖动消除等功能。
3 h.248协议和sip协议简介
h.248协议的主要功能是建立一个良好的业务承载连接模型，将呼叫和承载连接进行分离，通过对各种媒体网关的管理，实现分组网络和pstn网络的业务互通。h．248为用户平面和控制平面提供了标准接口，使网络和业务的分离成为可能。
h．248的基本思想是将ip电话中的网关设备拆开，将它一拆为二，分开后的二部分，一个叫做mgc（media gateway controller，媒体网关控制器），它管理着高层（三层以上）的资源，如信令、信道资源分配于高层管理系统的信令交换等；另一部分叫做mg（媒体网关），它管理下层资源，如语音流（含编码器）、采集拨号号码、提供各种拨号音等。网关分解为mgc和mg，其示意图如图2所示。
目前我国已确定在ip电话中采用itu－t的h．323协议体系，但是由于其构成复杂，实现较为困难，因此ietf的工作组提出了会话初始化协议sip。sip是一个客户／服务器协议 ，协议消息分为两类。其中，请求消息从客户机发往服务器，而响应消息则由服务器发往客户机。通常，sip是通过“邀请”的方法实现的。所以说“邀请”是sip协议的核心机制。
与h．323相比，sip支持的呼叫控制功能和业务基本相同。同时由于sip协议简单，并采用文本方式，因此具有更好的功能扩充性和网络可扩展性，并易于实现。h．323则具有较完备的呼叫和资源管理功能，较强的媒体协商功能和严格的后向兼容能力。
国际上，基于sip的ip电话系统正在发展，并已经有厂家提供了商用的sip系统，因此今后迫切需要支持h．323和sip的多协议栈。
4 h．323、sip以及h．248多协议栈支持的解决方案
下面介绍多协议栈实现的总体方案，并且举例重点介绍在ca上实现对h．323和sip支持。
4．1 多协议栈的总体方案
由于sip消息的灵活性，因此可以在不改变原有的cc和交换机之间的asp信令的情况下，实现ip电话／传真的sip信令呼叫。而h．248协议由于具体规定了一次呼叫的消息流程，并且具体到了震铃、送回铃音等与交换机密切相关的细节，在不改变asp信令的情况下是无法实现的，故考虑放在交换机侧较合适。但从总的sp30itg网关系统来看体现了三种协议的支持（如图3所示）。
4．2 在ca上实现对h．323和sip的支持
由于在h．323网关发起呼叫的情况与通常的h．323网关之间的呼叫建立过程一致，所以下面以sip域发起呼叫、被叫方为多协议栈网关（sp30itg）为例，描述多协议栈的具体实现（流程图如图4所示）。
对应于图4的呼叫建立流程大致如下：
（1）当多协议栈收到来自sip域的invite消息后，将其进行消息格式转换。
（2）通过向h．323网守发送arq来进行主叫用户的合法性论证。
（3）如果该主叫用户为合法用户，网守会向多协议栈发送acf（admission confirmation，认证确认）消息。
（4）当多协议栈收到acf消息后，将向cc模块发送setup消息。
（5）cc模块向多协议栈发送callproceeding消息，里面包含有本端的通道消息。
（6）多协议栈收到cc发送的callproceeding消息后将其转换为sip的100 trying消息响应回送给sip主叫。
（7）cc模块向多协议栈发送alerting消息。
（8）多协议栈收到cc发送的alerting消息后将其转换为sip的180 ringing消息响应回送给sip主叫。
（9）当h．323被叫摘机后，cc模块将向多协议栈发送connect消息。
（10）多协议栈收到cc发送的connect消息后将其转换为sip的200 ok消息响应回送给sip主叫 。
5 呼叫建立中的两个关键性问题及解决方法
5．1 消息转换
由于h．323体系的消息格式遵循asn．1标准，而sip则采用类似http协议的消息格式。为了实现两者之间的呼叫建立，则必须进行消息转换。
asn．1的基本编码规则是一种嵌套结构，其基本结构有3部分组成，分别为标识符8bit组、长度8bit组、内容8bit组，有些情况下还需要有内容结束8bit组。
sip的消息格式与消息的类型有关，其中request消息表示从客户端到服务器的消息，而response消息则是服务器到客户端的消息。
下面以sip的invite消息为例，描述两者的消息转换的方法。在不同的呼叫模式下，sip的可以映射的方式也有所不同。如在快速呼叫的情况下，ip的invite消息刚好映射为一条h.323的setup消息。而在慢速呼叫中，invite消息则可转换成setup和h．245消息。因此，在多协议栈中必须根据呼叫模式的不同而选择不同的消息映射表。
在消息转换中，还应该包括消息的内容转换。h．323和sip的部分消息内容转换如表1所示。
5．2 媒体流格式的转换
在sip中，描述由sdp（session description protocol，会话描述协议）协议完成，而h．323中则是由h．245来实现媒体的控制，因此，媒体的协商过程就是sdp协议与h．245协议的交互过程 。
6 结束语
在已经开发完成的h．323协议栈基础上，提出多协议栈支持的具体解决方案，该方案在现有的网关系统sp30itg上是完全可行的。 参考文献
1 itu－t rec．h．323 packet－based multimedia commu－nications systems．1997
2 m．handly．sip：session initiation protocolietf－rfc2543，1999
3 itu－t rec．h225．0 media stream synchronization forvisualtelephone systems on non－guaranted quality of service lans．1996
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关键词：h.323 sip 网关 网守
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根据《ip电话／传真业务总体技术要求》的规定，从国际标准化的符合程度和互通方面考虑 ，目前我国ip电话／传真网络的建设应以itu－th．323协议为标准，据此我们开发了支持h.323协议栈的ip电话／传真网关系统。但是随着网络和voip（voice over internet protocol）技术的不断发展，必须开发出适应不同网络的网关系统，以支持运营商的不同需要。
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mg板软件系统分为三部分，即微处理机软件部分、双音频检测／音产生部分和voice／fax dsp部分。微处理机软件部分完成对整个mg板的管理以及与ca进行通信；dtmf／tone完成dtmf（dual－tone multi frequency，双音多频）音的接收，提示语音的产生；voice／fax dsp部分完成语音／传真pcm码流的压缩和解压缩，同时完成静音压缩、回声抑制、抖动消除等功能。
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（10）多协议栈收到cc发送的connect消息后将其转换为sip的200 ok消息响应回送给sip主叫 。
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5．1 消息转换
由于h．323体系的消息格式遵循asn．1标准，而sip则采用类似http协议的消息格式。为了实现两者之间的呼叫建立，则必须进行消息转换。
asn．1的基本编码规则是一种嵌套结构，其基本结构有3部分组成，分别为标识符8bit组、长度8bit组、内容8bit组，有些情况下还需要有内容结束8bit组。
sip的消息格式与消息的类型有关，其中request消息表示从客户端到服务器的消息，而response消息则是服务器到客户端的消息。
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在消息转换中，还应该包括消息的内容转换。h．323和sip的部分消息内容转换如表1所示。
5．2 媒体流格式的转换
在sip中，描述由sdp（session description protocol，会话描述协议）协议完成，而h．323中则是由h．245来实现媒体的控制，因此，媒体的协商过程就是sdp协议与h．245协议的交互过程 。
6 结束语
在已经开发完成的h．323协议栈基础上，提出多协议栈支持的具体解决方案，该方案在现有的网关系统sp30itg上是完全可行的。 参考文献
1 itu－t rec．h．323 packet－based multimedia commu－nications systems．1997
2 m．handly．sip：session initiation protocolietf－rfc2543，1999
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