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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，同時它也是3GPPIMS（IP多媒體子系統(tǒng)中）呼叫控制服務(wù)器之間的多媒體呼叫控制協(xié)議，因此有著廣泛的應用領(lǐng)域和重要的研發(fā)價值。

　　SIP（Session Initialization Protocol，會話初始協(xié)議）源于1996年的IETF草案：多媒體會話控制協(xié)議（MMUSIC）。此后，這個標準經(jīng)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(xié)議通常被認為是一個端到端的多媒體會話控制協(xié)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(wǎng)中的基本語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)和未來固定移動融合的FMC網(wǎng)絡(luò)；應用于業(yè)務(wù)平臺中，實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯控制；應用于智能終端和未來數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)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)中的基本語音和多種通信增值業(yè)務(wù)

　　SIP最初的應用目標就是實現(xiàn)IP網(wǎng)中的各種會話通信功能。這里的IP網(wǎng)可以是Internet，也可以是公司的IP專網(wǎng)，甚至是運營商的基于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(shù)據(jù)同步瀏覽等多種業(yè)務(wù)在內(nèi)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(guān)的會話控制能力：SIP協(xié)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(xié)商功能，至于媒體類型的具體參數(shù)內(nèi)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合，可能需要其他的一些控制機制，例如與短消息通信結(jié)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(shù)實現(xiàn)新的控制機制。

　　通過SIP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)和終端中的部署，可以以上述各類多媒體通信功能為基礎(chǔ)，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(wǎng)絡(luò)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(jù)用戶的場合、用戶的需求、用戶的簽約服務(wù)等級、通信的內(nèi)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(jù)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(jié)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(chǎn)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(chǎn)品現(xiàn)場演示：A用戶將該終端的攝像頭對準正在現(xiàn)場演示的產(chǎn)品進行拍攝，同時B終端的用戶可以實時觀看產(chǎn)品的現(xiàn)場演示過程。演示完畢后，B用戶表示對該產(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)絡(luò)根據(jù)B用戶的注冊數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)同步瀏覽）與B用戶通信時，網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)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(xiàn)在IETF的RFC3840、RFC3841和draft－ietf－sipping－callerprefs－usecases中有非常詳細的實現(xiàn)方式，現(xiàn)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)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?shù)慕K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(lǐng)，也賦予了用戶采用多種通信模式的能力，例如基于SIP實現(xiàn)的PTT業(yè)務(wù)（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(wǎng)絡(luò)中的信令協(xié)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(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(xù)和路由。SIP協(xié)議賦予了這些網(wǎng)絡(luò)呼叫控制的簡捷和易控性，但由于其因特網(wǎng)語音通信協(xié)議的前身和其簡捷的特征導致其對傳統(tǒng)PSTN業(yè)務(wù)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(wù)信令（ISUP）封裝起來，轉(zhuǎn)發(fā)給能夠處理的其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這體現(xiàn)了SIP一種非常先進的設(shè)計思想：能夠處理的和新出現(xiàn)的業(yè)務(wù)，用協(xié)議自身的可擴展機制去處理，復雜和專業(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值不大的情況，就利用SIP的封裝機制交給能夠處理的設(shè)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(guān)的融合網(wǎng)絡(luò)的首選呼叫信令協(xié)議，這些優(yōu)點包括：與媒體無關(guān)的呼叫會話控制；SIP地址與終端位置的無關(guān)性；對新業(yè)務(wù)支持的可擴展性；協(xié)議的簡捷和易于控制；對不支持業(yè)務(wù)信令的透明封裝；實現(xiàn)復雜功能的智能特性邊緣化，網(wǎng)絡(luò)核心只負責簡單的信令路由轉(zhuǎn)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融合網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。

SIP應用于業(yè)務(wù)平臺中

　　SIP另一個重要應用場合是應用在業(yè)務(wù)平臺（應用服務(wù)器）中實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯控制，這類似于智能網(wǎng)SCP的功能，SIP實現(xiàn)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（背對背用戶代理），它終結(jié)網(wǎng)絡(luò)中呼叫控制設(shè)備（軟交換、SIP代理服務(wù)器、CSCF）提交來的觸發(fā)業(yè)務(wù)請求，B2BUA根據(jù)該業(yè)務(wù)請求信息和用戶注冊的業(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(shè)備，指示其完成功能不同的業(yè)務(wù)接續(xù)，從而實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯控制功能。

　　SIP的簡捷和易開發(fā)使基于其實現(xiàn)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)平臺可隨著業(yè)務(wù)能力的增加而不斷升級。

SIP應用于智能終端和數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備中

　　SIP網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)關(guān)設(shè)備中最大地實現(xiàn)智能化控制，也就是說很多功能的實現(xiàn)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)實現(xiàn)控制與協(xié)調(diào)終端智能能力的發(fā)揮。

　　因此未來的電話終端、數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)，甚至包括PC、電視機、機頂盒在內(nèi)的數(shù)字家電設(shè)備都可能嵌入SIP協(xié)議棧，通過SIP協(xié)議達到網(wǎng)絡(luò)對智能終端能力的調(diào)度控制。這些SIP設(shè)備中也許嵌入的只是簡化的SIP協(xié)議棧以實現(xiàn)基本的與設(shè)備相關(guān)的業(yè)務(wù)控制功能。例如，終端設(shè)備只是通過SIP協(xié)議完成簡單的VoD（視頻點播）請求和節(jié)目內(nèi)容選擇，當點播請求和選擇確認后，視頻點播應用服務(wù)器就控制合適的視頻流服務(wù)器與用戶終端之間通過RTP/RTSP協(xié)議進行視頻流實時播放。

　　可見，SIP在這些設(shè)備中并不是主角，它只是一個協(xié)調(diào)者，它完成終端與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的協(xié)調(diào)溝通、會話聯(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)議去實現(xiàn)。

　　綜上所述，SIP協(xié)議是一個既簡單又復雜的協(xié)議，它的復雜正來源于其簡單性、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，實現(xiàn)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(xié)議，任何時刻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)議實現(xiàn)各領(lǐng)域的業(yè)務(wù)功能。

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