基于H.323和SIP協(xié)議的視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

張新 鄭建彬 2006/11/16

1. 信令和控制：支持H.245協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)通道建立和能力協(xié)商；支持Q.931協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)呼叫信令通道；支持RAS協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)與網(wǎng)守的通信；


2. 實(shí)時(shí)通信：支持RTP/RTCP協(xié)議；


3. 編解碼：支持各種主流音頻和視頻的編解碼功能。

圖1 視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)的組網(wǎng)圖

3.1信令消息映射

　　信令消息映射和轉(zhuǎn)換是視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)之一。消息映射一般包括兩個(gè)方面：一是消息編碼的轉(zhuǎn)換，如二進(jìn)制編碼方式和文本方式的轉(zhuǎn)換；二是消息中語義規(guī)則的映射，如在SIP方的終端發(fā)出INVITE請求消息到網(wǎng)關(guān)后，則網(wǎng)關(guān)在H.323方產(chǎn)生呼叫建立（Setup）或者接入請求（ARQ）消息。H.323協(xié)議族包括呼叫建立、呼叫控制、媒體通道控制等許多分散的協(xié)議和處理過程來完成多媒體的通信。而在SIP協(xié)議中并沒有進(jìn)行嚴(yán)格的分類處理。所以在消息的映射和轉(zhuǎn)換過程中，可能存在一個(gè)SIP信令消息對應(yīng)著在H.323方的幾個(gè)信令消息過程。表2展現(xiàn)了H.323協(xié)議和SIP協(xié)議在實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)議的建立、邀請和加入過程中信令消息的映射和轉(zhuǎn)換。

3.2媒體能力協(xié)商

　　在H.323協(xié)議中采用H.245協(xié)議來完成媒體能力的協(xié)商過程。在會(huì)議中，多點(diǎn)控制器（MC）通過匯總由各個(gè)終端提交的媒體能力信息，并從中選擇最為通用的媒體類型作為這個(gè)會(huì)議中每個(gè)成員通信的媒體能力集。在SIP中則采用會(huì)話描述協(xié)議（SDP，它是SIP消息體的一部分）來實(shí)現(xiàn)媒體能力的協(xié)商過程。因此，如果是H.323客戶終端發(fā)起會(huì)議，視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)必須依據(jù)在H.245消息中包含的客戶終端的媒體能力信息，并由會(huì)議網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的多點(diǎn)控制器（MC）來決定會(huì)議的媒體類型，再將這些媒體能力信息封裝到SDP消息中，發(fā)給SIP客戶終端。如果是SIP客戶終端先發(fā)出邀請時(shí)，會(huì)議網(wǎng)關(guān)使用SDP消息中包含有關(guān)客戶終端能力的信息來決定會(huì)議的媒體能力類型。

3.3視頻會(huì)議的管理和控制

　　在視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)中集成了協(xié)議轉(zhuǎn)換器和視頻會(huì)議控制器和管理器的功能，在H.323客戶終端發(fā)起一個(gè)會(huì)議請求之前，必須注冊到網(wǎng)關(guān)守衛(wèi)。發(fā)起請求時(shí)，H.323客戶終端先將消息發(fā)送給網(wǎng)守，再由網(wǎng)守將消息轉(zhuǎn)發(fā)到會(huì)議網(wǎng)關(guān)，最后通過視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)的會(huì)議控制和管理器來統(tǒng)一處理客戶終端發(fā)出的會(huì)議請求，并且決定接受或是拒絕一個(gè)客戶終端的請求，也決定了整個(gè)會(huì)議的媒體類型等信息。在SIP方，SIP客戶終端先要注冊到服務(wù)器上。當(dāng)客戶終端發(fā)出請求的時(shí)候，先將消息發(fā)送到服務(wù)器，在由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到會(huì)議網(wǎng)關(guān)。在會(huì)議網(wǎng)關(guān)的內(nèi)部，先將收到的消息通過信令消息映射原則，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的符合H.323規(guī)則的信令機(jī)制，然后送入會(huì)議控制和管理器進(jìn)行集中的處理。

3.4視頻會(huì)議流程簡介

　　為了更好的說明視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)在跨協(xié)議會(huì)議系統(tǒng)中的作用和工作流程，我們以一個(gè)由H.323客戶終端發(fā)起的會(huì)議請求為例來描述視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)對兩種協(xié)議信令消息的處理過程（如圖2所示）。

圖2 H.323客戶端邀請SIP用戶代理的流程

4 視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)

　　視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)的內(nèi)部主要由SIP協(xié)議處理模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、視頻會(huì)議控制和管理模塊以及H.323協(xié)議處理模塊組成。

　　SIP協(xié)議處理模塊是視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)用于監(jiān)聽SIP實(shí)體（SIP用戶代理、SIP服務(wù)器等）發(fā)送的信令消息。在將這些信令消息進(jìn)行必要的處理后就送到協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊中進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。

　　協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊是視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)中比較關(guān)鍵的部分，在實(shí)現(xiàn)過程中需要按照兩種協(xié)議之間的信令消息映射表進(jìn)行逐一的翻譯和轉(zhuǎn)換。當(dāng)然對于那些在一種協(xié)議中有而在另一種協(xié)議中不支持的信令消息應(yīng)采用適當(dāng)?shù)暮雎院推帘未胧�，并回送錯(cuò)誤報(bào)告消息。轉(zhuǎn)換后的信令消息被送到各自協(xié)議的處理模塊中進(jìn)行進(jìn)一步的處理，也可送入視頻會(huì)議控制和管理模塊來完成對會(huì)議極其會(huì)議成員的組織、管理和控制。

　　視頻會(huì)議控制和管理模塊是視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)的核心部分。視頻會(huì)議控制和管理模塊既要對會(huì)議成員發(fā)來的信令消息進(jìn)行處理，又要對視頻媒體流進(jìn)行處理。在這部分的實(shí)現(xiàn)中要充分考慮兩種協(xié)議在視頻會(huì)議功能上的不同特性，加以適當(dāng)?shù)膮^(qū)別對待，以減少在信令翻譯和識(shí)別上的工作量。同時(shí)在對視頻流的處理上采用RTP/RTCP協(xié)議，先將各個(gè)客戶終端的媒體流匯聚在一起，在進(jìn)行完復(fù)合之后再分別傳送到每個(gè)客戶終端那里。

　　H.323協(xié)議處理模塊是用于監(jiān)聽來自H.323協(xié)議方的信令消息。然后將信令消息送入視頻會(huì)議控制和管理模塊或者協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行下一步的處理。在實(shí)現(xiàn)上需要H.323協(xié)議棧的底層支持。

　　我們在RedHatLinux9.0操作系統(tǒng)下，采用C/C++語言實(shí)現(xiàn)。其中我們還利用了OpenMCU（開源的H.323會(huì)議服務(wù)器）中對視頻會(huì)議管理和控制的一些實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

5 總結(jié)

　　本文對支持多協(xié)議的視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)作了簡單的介紹。從中我們發(fā)現(xiàn)視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)對協(xié)議的轉(zhuǎn)換還只能實(shí)現(xiàn)一些簡單的信令消息的翻譯，沒有較好的容錯(cuò)和忽略機(jī)制。當(dāng)然，要設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)功能更加完善和高效的視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)還需要在加強(qiáng)對會(huì)議管理和會(huì)議控制功能等方面作進(jìn)一步的研究和開發(fā)工作。

[參考文 獻(xiàn)]

[1]JosefGlasmann,Wolfgang Kellerer, Harald Müller. “Service Architectures In H.323 And SIP: A Comparison” .

FourthQuarter2003,Volume 5, No.2.

[2]ITU-TRecommendationH.323 v4.

[3]RFC3261. SIP: Session Initiation Protocol, June 2002.

[4]李建芳.H.323和SIP在IP電話網(wǎng)絡(luò)中的互通.中國數(shù)據(jù)通信 2003.3. (尹阜琪編輯)

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