基于H.323和SIP協(xié)議的視頻會(huì )議網(wǎng)關(guān)設計

張新 鄭建彬 2006/11/16

1. 信令和控制：支持H.245協(xié)議，能夠實(shí)現通道建立和能力協(xié)商；支持Q.931協(xié)議，能夠實(shí)現呼叫信令通道；支持RAS協(xié)議，能夠實(shí)現與網(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：一是消息編碼的轉換，如二進(jìn)制編碼方式和文本方式的轉換；二是消息中語(yǔ)義規則的映射，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(guò)程來(lái)完成多媒體的通信。而在SIP協(xié)議中并沒(méi)有進(jìn)行嚴格的分類(lèi)處理。所以在消息的映射和轉換過(guò)程中，可能存在一個(gè)SIP信令消息對應著(zhù)在H.323方的幾個(gè)信令消息過(guò)程。表2展現了H.323協(xié)議和SIP協(xié)議在實(shí)現視頻會(huì )議的建立、邀請和加入過(guò)程中信令消息的映射和轉換。

3.2媒體能力協(xié)商

　　在H.323協(xié)議中采用H.245協(xié)議來(lái)完成媒體能力的協(xié)商過(guò)程。在會(huì )議中，多點(diǎn)控制器（MC）通過(guò)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(lèi)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(huà)描述協(xié)議（SDP，它是SIP消息體的一部分）來(lái)實(shí)現媒體能力的協(xié)商過(guò)程。因此，如果是H.323客戶(hù)終端發(fā)起會(huì )議，視頻會(huì )議網(wǎng)關(guān)必須依據在H.245消息中包含的客戶(hù)終端的媒體能力信息，并由會(huì )議網(wǎng)關(guān)內部的多點(diǎn)控制器（MC）來(lái)決定會(huì )議的媒體類(lèi)型，再將這些媒體能力信息封裝到SDP消息中，發(fā)給SIP客戶(hù)終端。如果是SIP客戶(hù)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(hù)終端能力的信息來(lái)決定會(huì )議的媒體能力類(lèi)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)議轉換器和視頻會(huì )議控制器和管理器的功能，在H.323客戶(hù)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。發(fā)起請求時(shí)，H.323客戶(hù)終端先將消息發(fā)送給網(wǎng)守，再由網(wǎng)守將消息轉發(fā)到會(huì )議網(wǎng)關(guān)，最后通過(guò)視頻會(huì )議網(wǎng)關(guān)的會(huì )議控制和管理器來(lái)統一處理客戶(hù)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(hù)終端的請求，也決定了整個(gè)會(huì )議的媒體類(lèi)型等信息。在SIP方，SIP客戶(hù)終端先要注冊到服務(wù)器上。當客戶(hù)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)器轉發(fā)到會(huì )議網(wǎng)關(guān)。在會(huì )議網(wǎng)關(guān)的內部，先將收到的消息通過(guò)信令消息映射原則，轉換成對應的符合H.323規則的信令機制，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(jiǎn)介

　　為了更好的說(shuō)明視頻會(huì )議網(wǎng)關(guān)在跨協(xié)議會(huì )議系統中的作用和工作流程，我們以一個(gè)由H.323客戶(hù)終端發(fā)起的會(huì )議請求為例來(lái)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(guò)程（如圖2所示）。

圖2 H.323客戶(hù)端邀請SIP用戶(hù)代理的流程

4 視頻會(huì )議網(wǎng)關(guān)的實(shí)現

　　視頻會(huì )議網(wǎng)關(guān)的內部主要由SIP協(xié)議處理模塊、協(xié)議轉換模塊、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)用于監聽(tīng)SIP實(shí)體（SIP用戶(hù)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)議轉換模塊中進(jìn)行協(xié)議轉換。

　　協(xié)議轉換模塊是視頻會(huì )議網(wǎng)關(guān)實(shí)現中比較關(guān)鍵的部分，在實(shí)現過(guò)程中需要按照兩種協(xié)議之間的信令消息映射表進(jìn)行逐一的翻譯和轉換。當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采用適當的忽略和屏蔽措施，并回送錯誤報告消息。轉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(lái)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(lái)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，加以適當的區別對待，以減少在信令翻譯和識別上的工作量。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(hù)終端的媒體流匯聚在一起，在進(jìn)行完復合之后再分別傳送到每個(gè)客戶(hù)終端那里。

　　H.323協(xié)議處理模塊是用于監聽(tīng)來(lái)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)議轉換模塊進(jìn)行下一步的處理。在實(shí)現上需要H.323協(xié)議棧的底層支持。

　　我們在RedHatLinux9.0操作系統下，采用C/C++語(yǔ)言實(shí)現。其中我們還利用了OpenMCU（開(kāi)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)現技術(shù)。

5 總結

　　本文對支持多協(xié)議的視頻會(huì )議網(wǎng)關(guān)的設計和實(shí)現作了簡(jiǎn)單的介紹。從中我們發(fā)現視頻會(huì )議網(wǎng)關(guān)對協(xié)議的轉換還只能實(shí)現一些簡(jiǎn)單的信令消息的翻譯，沒(méi)有較好的容錯和忽略機制。當然，要設計和實(shí)現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(kāi)發(fā)工作。

[參考文 獻]

[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(huà)網(wǎng)絡(luò )中的互通.中國數據通信 2003.3. (尹阜琪編輯)

通信世界報(www.21ctn.com)