摘要：首先介紹了Voip的相關協議，然后介紹了VoIP業務的業務環境和體系結構，并對其中的功能實體進行描述和說明。最后以一個具體的業務為例對VoIP業務的實現進行了具體的研究。

　　要害字：VoIP　H.323　SIP　MGCP　SoFtSwitch

1　概述

　　Internet在這幾年發展迅速，一方面，用戶容量增長迅速、網絡覆蓋范圍不斷擴大、網絡滲透的密度與深度不斷加大、網絡業務不斷繁榮發展；另一方面，網絡本身傳輸容量不斷擴大、網絡技術不斷得到創新與發展。毋須置疑，Internet已成為當前世界除公眾交換電話網（PSTN）以外的第二大國際通信網絡。

　　Internet得以迅猛發展的原因在于：一方面IP協議的簡單性和健壯性，這使是它的成長具備了必備的基礎；另一方面它是第一個世界級的、基于包交換的、上升到網絡層互聯的通信網，這使得幾乎每一種先進的網絡技術，包括路由算法，網絡結構的規劃與設計，基于網絡的分布計算等技術幾乎毫無例外地率先在國際互聯網得到大規模的試驗和應用，其原因也很簡單，一個網絡的影響與其覆蓋的用戶范圍和應用業務的豐富程度成正比。

　　正因為Internet自身的諸多優勢，當前Internet的應用也日益廣泛，非凡是目前骨干網速率在高速增長，接入網的速率的不斷增長，因而Internet上的業務正在從窄帶走向帶寬，非實時走向實時，VoIP業務是其中的一類重要的業務。

2　VoIP相關技術

　　這里我們主要介紹三種VoIP相關協議：H.323、SIP、MGCP。

　　H.323協議

　　ITU的H.323系列建議定義了在無服務質量保證的Internet或其他分組網絡上多媒體通信的協議及其規程。H.323標準為局域網、廣域網、Intranet和Internet上的多媒體提供技術基礎保障，同時又發展成為滿足Internet電話技術復雜要求的協議系列。

　　H.323很大程度上建筑在ITU以前的有關多媒體的協議，包括用于ISDN的H.320，用于B-ISDN的H.321和用于G.STN終端的H.324等建議的基礎之上。其編碼機制，協議范圍和基本操作類似于ISDN的Q.931信令協議的簡化版本，并采用了比較傳統的電路交換的方法。相關的協議包括用于控制的H.245，用于建立連接的H.225.0，用于大型會議的H.332，用于補充業務的H.450.1、H.450.2和H.450.3，有關安全的H.325，與電路交換業務互操作的H.246。

　　H.323提供設備之間、高層應用之間和提供商之間的互操作性，它不依靠于網絡結構，獨立于操作和硬件平臺，支持多點功能、多播和帶寬治理。H.323具備相當的靈活性，支持包含不同功能的節點之間的會議和不同網絡之間的會議。

會話初始化協議

　　會話初始化協議（session Initiation PRotocol,SIP）是由IETF提出并主持研究的一個應用層控制協議。它用來創建、修改以及終結一個或多個參與者參加的會話進程。這些會話包括Internet多媒體會議、Internet電話、遠程教育以及遠程醫療等。

　　SIP協議一方面借鑒了其他Internet的標準和協議的設計思想，在風格上遵循Internet一貫堅持的簡練、開放、兼容和可擴展等原則，另一方面，它也考慮了對傳統公眾電話網的各種業務，包括IN智能網業務和ISDN綜合業務數字網業務的支持，它也支持“個人移動”（Personal Mobility）。具體地說，會話初始化協議SIP支持多媒體通信的五種信令功能：

　　用戶定位：確定參與通信的終端（用戶）。

　　用戶通信能力和協商：確定通信的媒體類型和參數。

　　用戶意愿的交互：確定被叫是否愿意參與通信。

　　建立呼叫：包括向被叫“振鈴”，確定主叫和被叫的呼叫參數。

　　呼叫處理和控制：包括呼叫重定向、呼叫轉移、咨詢呼叫、中止呼叫等等。

　　SIP協議是Internet多媒體通信和控制協議體系的一個部分，其他協議包括用于預留網絡帶寬資源的RSVP、用于多媒體數據傳輸并提供QOS反饋的RTP/RTCP、用于多媒體流數據分發控制的RTSP、用于描述會話屬性的SDP以及用于通告會話的SAP，而且將來隨著該體系結構的不斷發展和完善，還會有其他新的協議產生，加入該協議體系。但是SIP協議所規范的操作以及相應的功能獨立于其它協議。

MGCP協議

　　Arango和Huitema提出了VoIP的新的體系結構，體系結構中涉及三部分：信令網關（Signal Gateway,SG），媒體網關（Media Gateway,MG）和媒體網關控制（Media Gateway Control,MGC）。這個體系結構的先進之處在于實現了呼叫控制和承載控制的相分離，而在這兩個分離的單元之間需要定義新的協議，MGCP（Media Gateway Control Protocol）就是這個接口上的一個較通用的協議，后來IETF MeGaCo工作組和ITU-T　16研究組在MGCP的基礎上提出了H.248協議，對MGCP進行了擴展。MGCP屬于應用層控制協議，主要完成MGC對MG的控制，以實現網絡中MG之間的連接，并且處理MG與MGC的交互。

3　VoIP業務環境

　　在VoIP業務的網絡環境中，主要有四個基本控件，Softswitch、本地網關（Residential Gateway,RG）、中繼網關（Trunk Gateway,TG）和信令網關（Signaling Gateway,SG）。


　　Softswitch在網絡中處于核心地位，它通過各種具體協議與各種具體的網絡實體通信，實現各種語音、數據、多媒體業務，可能的協議有MGCP、MeGaCo、SIP、ss7、H.323、Q.931/Q.2931等。它通過MGCP與本地網關和信令網關通信，控制網關進行呼叫處理，同時通過SCTP（Streaming Control Transmission Protocol）與信令網關通信。

　　信令網關負責信令的轉換和傳遞，它將PSTN中的七號信令轉換為IP網對應的信令協議，如H.323消息。通過SCTP協議與Softswitch通信，SCTP用于IP網上七號信令用戶部分信息（如ISUP和TCAP）的可靠傳輸，信令網關通過SCTP將轉化后的信令消息傳遞給Softswitch，相反從Softswitch接收IP網上的信令消息，轉換為七號信令消息后通過PSTN信令接口傳遞到PSTN信令網上。

　　中繼網關TG和本地網關RG負責PSTN和Internet的互聯。由PSTN發起的呼叫經過中繼網關或本地網關時，網關進行編碼轉換，及將PCM語音數據通過壓縮算法編碼轉換為RTP包，同樣反方向上進行解碼。網關也支持MGCP，Softswitch通過MGCP控制網關進行呼叫處理。

　　除了上面介紹的四個部分件，還有應用服務器、資源服務器等幾個重要的功能部件。

　　應用服務器含有業務執行環境，同時具有業務治理功能，也可能具有業務生成環境。在應用服務器與Softswitch之間采用SIP+協議，這是因為SIP作為一個通用的協議，已廣泛用于各種實體之間的接口，如Softswitch之間的接口就采用SIP-T。通過SIP，應用服務器可與所有具有SIP接口的呼叫控制實體互聯，進而提供附加業務。另外，應用服務器之間也可采用SIP協議，這樣應用服務器可通過交互共同為用戶提供業務。

　　資源服務器用于提供非凡資源，如語音資源、傳真資源、語音識別資源等。它可處于PSTN，智能網中的智能外設就是這樣的一種資源服務器。它也可處于IP網上，為IP網上的業務提供資源服務。IP網上的資源服務器有一個對外的RTP接口，用于實時媒體流的傳送。在資源服務器與TG/RG之間就采用這種接口。資源服務器與其他網絡實體之間也可能存在RTP接口，如H.323終端。由于資源服務器提供的資源是各種各樣的，不僅包括提示音、視頻、音樂等實時媒體流，還可能是文件、WWW網頁、聊天室、BBS、網絡游戲等，因此它可能通過不同協議與外部實體連接，如FTP、HTTP、TELNET等等。目前因特網上所有能提供有用信息的服務器都可視為一種資源服務器。

4　VoIP業務實例

　　通過應用服務器和資源服務器，系統可提供很多智能VoIP業務，下面以一個業務為例，對系統的業務提供進行分析。假設User1為IP網上的PC用戶，User2為PSTN的電話用戶。PC用戶撥打一個特服號碼接入系統，通過一些交互后接續到一個電話用戶。

　　當User1撥打某一特服號（假設其通過一SIP終端軟件），此呼叫請求通過路由器轉接到Softswitch，Softswitch接受此呼叫，發現為一智能呼叫，將此呼叫中繼到應用服務器（利用Softswitch與應用服務器之間的SIP接口，此時Softswitch相當一個Proxy Server）。應用服務器接愛此業務的控制，激發此業務，創建一個業務邏輯實例。在業務邏輯中，首先命令Softswitch建立用戶到資源服務器的RTP連接。然后通過RSCP命令資源服務器播放媒體（此處可以是提示音，也可是圖像、視頻）。用戶收到媒體信息后，可根據自己的需要進行選擇，資源服務器接收選擇結果，通過RSCP將結果上報應用服務器，業務收到后根據業務邏輯和用戶選擇進行下面的操作，命令Softswitch建立PC用戶和電話用戶之間的話路連接。

5　小結

　　本文對VoIP技術和業務提供進行了研究，討論了三種相關協議，提出了VoIP智能業務網絡環境，并對業務的具體實現進行了相關的研究。