下一代媒體網(wǎng)關(guān)系統架構及實(shí)現

2008/05/15

圖1　下一代網(wǎng)絡(luò )系統結構

3、媒體網(wǎng)關(guān)的通信過(guò)程和實(shí)現

　　3.1　互聯(lián)網(wǎng)中的通信過(guò)程

　　互聯(lián)網(wǎng)中的下一代通信信令主要由SIP來(lái)完成，用戶(hù)通過(guò)INVITE請求來(lái)發(fā)起一個(gè)對話(huà)。對話(huà)的發(fā)起過(guò)程如下：

圖2

　　3.3　媒體網(wǎng)關(guān)的組成和實(shí)現

　　下一代媒體網(wǎng)關(guān)系統主要由媒體網(wǎng)關(guān)、媒體網(wǎng)關(guān)控制器和信令網(wǎng)關(guān)組成，實(shí)現了功能上的分解。為了適應不同的網(wǎng)絡(luò )，本文主要介紹了媒體網(wǎng)關(guān)的實(shí)現方法，其中媒體網(wǎng)關(guān)的主要作用是實(shí)現模擬信號由電路交換轉換成數字信號PCM編碼，并進(jìn)行G.711或者G.723等格式編碼。為了實(shí)現媒體網(wǎng)關(guān)，整個(gè)系統由3部分組成，包括基于A(yíng)RM架構的嵌入式系統（uClinux）、語(yǔ)音信號轉換芯片（TLC320AD50）和定點(diǎn)數字信號處理器（TMS320VC54xx），如圖3所示。

圖3　下一代網(wǎng)絡(luò )媒體網(wǎng)關(guān)的組成

　　其中，AD50芯片的TDM接口負責從電路交換的信號中提取模擬信號的語(yǔ)音，通過(guò)AD50把模擬信號轉換成數字信號，然后由DSP對提取的數字信號PCM編碼后的語(yǔ)音信號進(jìn)行μ律或者A律壓縮，最后可以通過(guò)主處理器來(lái)進(jìn)行G.723和G.729等編碼格式的轉換。對IP網(wǎng)的語(yǔ)音信號傳輸，uClinux操作系統同時(shí)必須支持RTP協(xié)議棧，這可以通過(guò)移植開(kāi)源的基于C語(yǔ)言的ORTP庫來(lái)實(shí)現，而H.248協(xié)議棧則是自己來(lái)完成的，各種碼流格式的轉換通過(guò)移植ffmpeg程序來(lái)實(shí)現。為了驗證系統的可行性，采取了通過(guò)麥克風(fēng)輸入電路的方法進(jìn)行了實(shí)現，DSP通過(guò)CSS調試，uClinux通過(guò)終端調試，由麥克風(fēng)采集的模擬信號經(jīng)過(guò)AD50轉換為PCM編碼再通過(guò)DSP轉變成μ律或者A律編碼。最后由uClinux主處理器來(lái)對μ律編碼進(jìn)行格式轉換添加RTP頭，由H.248進(jìn)行與媒體網(wǎng)關(guān)控制器的交換，交換完成后發(fā)包給PC機，最后由PC機用ethereal抓包。對比發(fā)包方和收包方的可證實(shí)丟包率情況，驗證了方法的可行性。

　　為了真正做到網(wǎng)絡(luò )融合，支持不同網(wǎng)絡(luò )（例如2G網(wǎng)絡(luò )、3G網(wǎng)絡(luò )和PSTN等）的系統接口和編碼情況，媒體網(wǎng)關(guān)添加了不同的網(wǎng)絡(luò )接口。ARM主處理器支持ATM和IP等不同的接口，同時(shí)因為2G網(wǎng)絡(luò )支持AMR-WB、ARM-NB等不同的語(yǔ)音信號，在主處理器中也必須添加相應的編碼模塊，來(lái)對碼流格式進(jìn)行轉換。

　　媒體網(wǎng)關(guān)系統在不同網(wǎng)絡(luò )中的位置情況如圖4所示。作為多個(gè)網(wǎng)絡(luò )的連接點(diǎn)，媒體網(wǎng)關(guān)起到了至關(guān)重要的轉換和連接作用。

圖4　媒體網(wǎng)關(guān)系統連接的各種網(wǎng)絡(luò )

　　3.4　下一代信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)控制器的主要功能

　　信令網(wǎng)關(guān)的作用是完成兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò )之間用于控制的信息的相互轉換，以實(shí)現一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的控制信息能夠在另一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中延續傳輸。信令網(wǎng)關(guān)是在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )的邊界接收和發(fā)送信令的代理，是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )間的信令關(guān)口，對信令消息進(jìn)行翻譯、中繼或做終結處理。信令網(wǎng)關(guān)可以獨立設置，也可以與其他網(wǎng)關(guān)綜合設置，來(lái)處理與接入線(xiàn)路或中繼線(xiàn)路有關(guān)的信令，媒體網(wǎng)關(guān)控制器作為實(shí)現呼叫控制的核心，它根據接收到的信令控制媒體網(wǎng)關(guān)連接的建立和釋放等。其主要功能是為基本呼叫的建立、維持和釋放提供控制功能，包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發(fā)檢測和資源控制等。此外，MGC還應當具有業(yè)務(wù)提供功能、協(xié)議功能、互通功能、資源管理功能、計費功能以及No.7信令功能等。

4、結束語(yǔ)

　　下一代媒體網(wǎng)關(guān)系統主要由媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、媒體網(wǎng)關(guān)控制器組成。本文重點(diǎn)介紹了下一代網(wǎng)絡(luò )的媒體網(wǎng)關(guān)的各功能構成、組成模塊、軟件接口、硬件實(shí)現以及如何設計下一代媒體網(wǎng)關(guān)系統。分析了媒體網(wǎng)關(guān)系統用到的幾個(gè)協(xié)議以及這些協(xié)議之間的異同，并對這些協(xié)議的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。詳細地描述了媒體網(wǎng)關(guān)系統的各個(gè)組成部分及功能。下一代媒體網(wǎng)關(guān)系統對于下一代網(wǎng)絡(luò )和PSTN的融合有著(zhù)重要的意義，可以實(shí)現PSTN與互聯(lián)網(wǎng)的互通，實(shí)現視頻通話(huà)等下一代網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)，對網(wǎng)絡(luò )融合有著(zhù)深遠的影響。

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