H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)

　　隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的提高和網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷增加，傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正逐漸融合，以分組交換技術(shù)為核心的IP電話業(yè)務(wù)逐漸成為市場(chǎng)的主流。目前被廣泛接受的網(wǎng)絡(luò)電話(VoIP)控制信令體系包括國(guó)際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組(ITU-T)的H.323協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)的會(huì)話初始化協(xié)議(SIP)，二者實(shí)現(xiàn)的信令控制功能基本相同，但設(shè)計(jì)風(fēng)格和實(shí)現(xiàn)方法不同。H.323協(xié)議與傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)互通性較好，應(yīng)用廣泛，技術(shù)較為成熟;而SIP與IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)合得更好，信令簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充。因此，在實(shí)際應(yīng)用中考慮到多媒體通信對(duì)兩種協(xié)議優(yōu)點(diǎn)的依賴(lài)，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里SIP與H.323將共存，這使得H.323網(wǎng)絡(luò)與SIP網(wǎng)絡(luò)互通具有重要意義。

　　1 H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)的含義

　　H.323是ITU-T制定的關(guān)于多媒體通訊的標(biāo)準(zhǔn)，它通過(guò)一組協(xié)議的相互協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)呼叫的控制，主要包括H.245控制協(xié)議、H.225.0連接建立協(xié)議、H.235安全協(xié)議和音頻編碼器 G.711、G.722等,其控制區(qū)域包括注冊(cè)、許可和狀態(tài)(RAS)信令部分、呼叫控制信令部分、媒體控制和傳輸部分3部分。

　　H.323中呼叫的建立過(guò)程和媒體、參數(shù)協(xié)商等的信令控制過(guò)程是分開(kāi)進(jìn)行的，它先通過(guò)H.225.0協(xié)議在終端之間建立呼叫連接，為H.245協(xié)議打開(kāi)傳輸控制協(xié)議(TCP)通道，然后在終端之間進(jìn)行性能交換、參數(shù)協(xié)商、主從確定等控制[1]。

　　SIP協(xié)議是由IETF提出的一種開(kāi)放的IP電話信令協(xié)議，它基于文本，其消息的句法和報(bào)頭與超文本傳輸協(xié)議(HTTP)相同，它利用HTTP的幀頭域、編碼規(guī)則、錯(cuò)誤代碼和認(rèn)證機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)信令控制。SIP中呼叫控制的信息封裝在SIP消息的報(bào)頭中，因此會(huì)話請(qǐng)求過(guò)程與媒體協(xié)商過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的，這樣SIP呼叫建立過(guò)程就相對(duì)短一些，而且簡(jiǎn)單明了。

　　H.323和SIP都是多媒體通信的應(yīng)用層協(xié)議，都提供呼叫建立、呼叫撤銷(xiāo)、呼叫控制、補(bǔ)充業(yè)務(wù)和可交換能力，這使得實(shí)現(xiàn)兩個(gè)協(xié)議的互通相對(duì)比較容易。H.323和SIP都是基于IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信協(xié)議，采用實(shí)時(shí)傳送協(xié)議(RTP)傳送實(shí)時(shí)的音頻視頻傳輸，二者之間通信的復(fù)雜度不高，可以通過(guò)設(shè)置信令網(wǎng)關(guān)(SGW)來(lái)解決二者的互通，完成信令消息的翻譯和轉(zhuǎn)換功能。

　　為了便于區(qū)別軟交換網(wǎng)絡(luò)和公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)之間的7號(hào)信令網(wǎng)關(guān),下面將把H.323和SIP之間的網(wǎng)關(guān)稱(chēng)為H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)。

　　2 H.323與SIP的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　SIP和H.323在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上有很大的不同，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

　　在開(kāi)發(fā)速度上SIP優(yōu)于H.323協(xié)議，不過(guò)如果H.323協(xié)議原語(yǔ)部分解析得較好的話，事實(shí)上兩者開(kāi)發(fā)速度相差不大。

　　在多播方面SIP具有優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)應(yīng)用于很多多播骨干網(wǎng)絡(luò)。而H.323v1、H.323v2要使用多單播同時(shí)進(jìn)行的方式才能完成，不過(guò)H.323v3版本對(duì)多播的支持已有很大改善。

　　在地址的運(yùn)用上，SIP使用統(tǒng)一資源定位器(URL)機(jī)制，使SIP能以一種非常靈活的方式重定向到非SIP服務(wù)器上去，另外一個(gè)SIP呼叫的SIP終端也能重定向到某個(gè)網(wǎng)頁(yè)或者是電子郵件地址，而H.323的命名的機(jī)制比較混亂。

　　對(duì)于SIP而言，所有的消息都采用文本編碼，所以SIP消息非常簡(jiǎn)單，這樣開(kāi)發(fā)時(shí)通過(guò)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)就可以調(diào)試。反觀H.323協(xié)議采用了誤碼率(PER)或者誤包率(BER)的二進(jìn)制編碼方式，信令不是非常直觀。

　　系統(tǒng)資源的消耗上，SIP可以說(shuō)是開(kāi)銷(xiāo)驚人，每次服務(wù)器發(fā)出通告的時(shí)候，都需要建立一個(gè)監(jiān)聽(tīng)套接字，這樣的結(jié)果勢(shì)必造成大量的閑置套接字，假設(shè)在建立一個(gè)完整的代理/注冊(cè)/流網(wǎng)關(guān)三者合而為一的園區(qū)出口網(wǎng)關(guān)的時(shí)候，資源上勢(shì)必會(huì)非常的緊張，這個(gè)是不能不予以考慮的問(wèn)題。相反H.323在打開(kāi)邏輯通道的情況下，只建立一個(gè)套接字。

　　SIP沒(méi)有會(huì)議控制能力，所以只能做到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的媒體通訊。而H.323一開(kāi)始就考慮了會(huì)議功能，其中還包含了H.332會(huì)議控制協(xié)議。

　　基于無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)而言，H.323有很大優(yōu)勢(shì)，由于其信令采用二進(jìn)制編碼，所以比較適合手持設(shè)備的實(shí)現(xiàn)，而SIP由于采用文本方式就沒(méi)有這樣的能力。

　　3 H.323與SIP網(wǎng)絡(luò)互通的實(shí)現(xiàn)

　　盡管H.323和SIP作為多媒體通信應(yīng)用層控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)的信令功能基本相同，都是用RTP/RTCP作為媒體傳輸?shù)膮f(xié)議，但是從本質(zhì)上看，這兩個(gè)協(xié)議之間還存在著較大的區(qū)別。

　　通過(guò)表1的比較可以知道，要實(shí)現(xiàn)H.323與SIP網(wǎng)絡(luò)之間的互通，必須解決地址格式的轉(zhuǎn)換、消息映射和終端能力協(xié)商等方面的問(wèn)題[2]。

　　圖1為H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)的框架結(jié)構(gòu)， H.323和SIP信令網(wǎng)關(guān)包含一個(gè)H.3 23協(xié)議棧和一個(gè)SIP協(xié)議棧，同時(shí)包含一個(gè)H.323-SIP翻譯單元。H.323協(xié)議棧負(fù)責(zé)接收和發(fā)送呼叫信令以及控制消息與H.323網(wǎng)絡(luò)通信，SIP協(xié)議棧負(fù)責(zé)接收和發(fā)送SIP消息同時(shí)與SIP網(wǎng)絡(luò)通信。H.323-SIP翻譯單元?jiǎng)t實(shí)現(xiàn)H.323消息和 SIP消息的翻譯與地址映射。在整個(gè)通信過(guò)程中H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)將提供呼叫流程的信令轉(zhuǎn)換。

　　3.1H.323與SIP之間的地址轉(zhuǎn)換

　　在H.323與SIP的互通中，H.323和SIP各自所支持的地址格式不同。SIP系統(tǒng)中地址典型格式是SIP:User@Host，而 H.323系統(tǒng)中地址格式不受限制，可以是E.164標(biāo)識(shí)、各種URL格式、H.323 ID、Email ID等。在跨越不同的系統(tǒng)時(shí)必須對(duì)地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這就要求H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)不但能夠識(shí)別消息中所包含的地址類(lèi)型，而且還可以根據(jù)地址映射的規(guī)則將其變換為對(duì)端地址類(lèi)型，實(shí)現(xiàn)一致和唯一的SIP URL到H.323地址或者H.323地址到SIP URL的映射[3]。

　　(1) H.323到SIP的地址映射

　　H.323別名地址轉(zhuǎn)換為SIP地址，要盡可能把別名地址中的URL ID轉(zhuǎn)換為”SIP:User@Host”格式;在SIP URL中，Host是必須的。如果H.323的E.l64 ID格式中不含有Host部分信息，該Host可以用H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)的IP地址代替;如果是傳輸端口標(biāo)識(shí)，則將該傳輸端口標(biāo)識(shí)映射為SIP URL的Host部分。SIP URL的user部分可以是H.323 ID和E.l64 ID，若端口號(hào)沒(méi)有指定可以使用默認(rèn)的5060端口;如果是Email ID格式，則在該地址前加上“SIP:”后直接當(dāng)作SIP URL。

　　(2) SIP到H.323的地址映射

　　將SIP地址轉(zhuǎn)換為H.323地址較簡(jiǎn)單，如果SIP URL為電話號(hào)碼形式的話，則可以將其映射為H.323的E.164標(biāo)識(shí)，并且將SIP電話用戶部分的“+”、“-”、“.”都去掉;如果SIP URL的形式是User@Group的話，則可直接映射為H.323的Email ID，并將SIP字段去掉;如果SIP URL的格式是SIP:User@IP address，那么該地址就可以映射為一個(gè)傳輸端口標(biāo)識(shí)，并在這之前加上“IP:”。

　　3.2消息的轉(zhuǎn)換

　　在呼叫控制和相關(guān)消息等方面，H.323和SIP存在很大的區(qū)別。H.323中H.225呼叫控制信令主要包括RAS消息和Q391呼叫信令消息兩個(gè)部分，而SIP消息包括請(qǐng)求和響應(yīng)兩種。這就需要H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)中將其轉(zhuǎn)換成SIP網(wǎng)絡(luò)的OK響應(yīng)消息;而H.323網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的呼叫振鈴消息則被轉(zhuǎn)換成SIP網(wǎng)絡(luò)的180振鈴響應(yīng)消息。

　　通常消息映射是一對(duì)一映射，但有時(shí)也可能是一個(gè)消息到多個(gè)消息的映射。例如SIP網(wǎng)絡(luò)的INVIITE消息，被轉(zhuǎn)換成H.323網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的呼叫建立SETIP消息(網(wǎng)絡(luò)中不存在網(wǎng)守)或接入請(qǐng)求ARQ消息(網(wǎng)絡(luò)中存在網(wǎng)守)。

　　此外，還存在消息參數(shù)的轉(zhuǎn)換，如：H.225.0的Display-Info參數(shù)對(duì)應(yīng)于SIP中的From字段，而DestinationCallsignalAdderss參數(shù)對(duì)應(yīng)于TO字段。

　　在信令消息的轉(zhuǎn)換中，H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)還需考慮以下問(wèn)題：

　　一個(gè)給定協(xié)議的信令消息或參數(shù)可能沒(méi)有一個(gè)完全匹配的另一協(xié)議的響應(yīng)信令消息或參數(shù)，這時(shí)需要由H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)創(chuàng)建消息信令之間的映射或者H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)做一定的處理以在共同理解的基礎(chǔ)上產(chǎn)生統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

　　兩個(gè)協(xié)議對(duì)信令消息的理解出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)能夠產(chǎn)生基于共同理解統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的錯(cuò)誤信息。

　　3.3媒體能力協(xié)商

　　H.323采用H.245協(xié)議來(lái)描述主、被叫方能力的協(xié)商，而SIP中媒體信息描述則由會(huì)話描述協(xié)議(SDP)完成，因此媒體協(xié)商的過(guò)程就是SDP協(xié)議與H.245的交互過(guò)程。媒體能力協(xié)商的關(guān)鍵在于媒體能力的交換和媒體能務(wù)的解釋。

　　(1) 媒體能力交換

　　SIP會(huì)話請(qǐng)求過(guò)程和媒體協(xié)商過(guò)程等是一起進(jìn)行的，因此呼叫建立時(shí)間短;而H.323中呼叫建立過(guò)程和媒體參數(shù)協(xié)商的信令控制過(guò)程是分開(kāi)進(jìn)行的。當(dāng)進(jìn)行媒體能力協(xié)商的時(shí)候， H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)將SIP轉(zhuǎn)換到H.323，只需把SIP的INVITE消息進(jìn)行拆分就能實(shí)現(xiàn);反之就很復(fù)雜，必須隨H.323進(jìn)程一步一步地疊加。

　　由于H.323的呼叫建立存在快速連接和非快速連接兩種模式，H.323到SIP的轉(zhuǎn)換過(guò)程中媒體能力交換方式也有所不同。

　　H.323終端在支持快速連接時(shí)，H.323的SETUP消息中實(shí)際上包含了快速啟動(dòng) 單元，該單元攜帶了媒體能力參數(shù)。因此，H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)只需將SETUP消息中的快速啟動(dòng)單元所指明的信息用SDP描述，并加載在INVITE消息中發(fā)送給SIP用戶，SIP用戶就能獲得媒體交換能力。而SIP用戶在收到主叫的INVITE消息后，可以通過(guò)SIP的OK消息傳遞SIP的媒體交換能力。

　　H.323終端不支持快速連接時(shí)，由于建立呼叫、協(xié)商能力和RTP端口號(hào)是分開(kāi)的，而SIP要求這兩種信息在一個(gè)INVITE消息中發(fā)出，因此SIP只有等到H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)與H.323終端建立起H.245邏輯信道后才能獲得媒體交換能力。

　　(2) 媒體能力的解釋

　　H.323的媒體交換能力由H.245協(xié)議定義，它的媒體描述為優(yōu)先遞減的描述符集。例如{[a1,a2][v1,v2][dl]}表示同時(shí)支持音頻、視頻、數(shù)據(jù)的傳送，音頻的格式只能為a1或a2，視頻格式只能為v1或v2。而SIP的媒體交換能力由SDP協(xié)議定義，SDP不具備H.245中描述各集合復(fù)雜關(guān)系的功能。因此,這種媒體交換能力的不同定義可能會(huì)在呼叫中產(chǎn)生一些誤解，給正常通信造成一定的麻煩。這就需要H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)具備能務(wù)解釋一致性的能力，即要求H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)接收到SIP網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的呼叫請(qǐng)求時(shí)，信令網(wǎng)關(guān)就從其SDP中的媒體字段獲得關(guān)于媒體格式和媒體能力的數(shù)據(jù)，并把他們轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的H.245能力交換信息。同樣，H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)也能將H.245協(xié)議描述的媒體格式和媒體能力轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的 SDP能力交換信息。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)在SIP和H.323互通中占有得要的地位。它能夠使位于不同網(wǎng)絡(luò)的用戶直接和對(duì)端進(jìn)行媒體交換，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)之間的通信，降低網(wǎng)絡(luò)的成本，提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量，滿足下一代網(wǎng)絡(luò)體系的開(kāi)放性和多業(yè)務(wù)性的需要。因此隨著下一代網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，H.323-SIP信令網(wǎng)關(guān)的功能會(huì)越來(lái)越完善，也會(huì)越來(lái)越適應(yīng)用戶更加廣泛的業(yè)務(wù)需要。