SIP 实现视频会议和流媒体的统一
随着下一代网络技术的不断发展,软交换并不仅仅将 PSTN 网络移植到 IP 网,实现 VoIP,
它向电信运营商提供一个优秀的体系架构,将话音业务、视频业务、新兴的互联网业务整合
到一个统一的框架中。
SIP 协议就是其中的关键纽带。
SIP(Session Initiation Protocol)协议最早由 MMUSIC IETF 工作组在 1995 年研究,由
IETF 组织在 1999 年提议成为标准。SIP 协议以其可读性、灵活性、良好的可扩展性和强健
性在互联网应用中得到越来越多的重视。在终端方面,基于 SIP 协议的软终端和 SIP 智能终
端出现在我们的个人电脑和企业办公中,一个著名的例子是微软的 MSN。在业务提供层面,
软交换设备之间通过 SIP 进行通信,并可通过 SIP 协议向第三方应用服务器提供接口。本文
将介绍 SIP 协议在不同场合的应用,以此展现如何通过一个具有广义用途的通用协议将不同
系统整合到一个统一的软交换框架中。
业务实现途径
软交换系统提供了一个统一的框架来容纳媒体业务和互联网通信业务。媒体业务实现分
为三方面。(1)体通道的建立、维护和拆除。在视音频通话中,就是呼叫的接续和中止。(2)
体的传递。用户终端产生和获取媒体流,在交互式业务中媒体流是双向,在流媒体中是单向。
(3)媒体的处理。会议中需要混音和分屏,在某些场合需要进行媒体格式的转换,实现媒
体流的存贮、转发。这些需要专门设备进行处理,在视频会议系统中由 MCU(多点控制器)
实现,在软交换系统中可由 MS(媒体服务器)和 MCU 来实现,在流媒体中由流媒体服务
器来实现。
SIP 实现第一方面的功能。SIP 消息分为消息头和消息体,在消息头中 SIP 携带呼叫控
制信息,在消息体可采用 SDP 描述。SDP 用于描述在 IP 网中建立多媒体会话的媒体流信息,
它定义了会话描述的统一格式,这些信息包括有会话名称和目的,会话激活的时间段,构成
会话的媒体,接收这些媒体所需的信息(地址、 端口、格式),会话所用的带宽信息。
SIP 消息体除了用于携带媒体信息的 SDP(会晤描述协议),还可以用来承载其他信息,
例如文本信息,MIME 的邮件信息等等。它既用于媒体业务,还可扩展到其他会话业务,例
如即时消息(IM)的传递和呈现业务(例如,好友列表和好友状态都属于呈现业务,通常
和 IM 业 务 一 起 使 用 )。 SIMPLE ( SIP for Instant Messaging and Presence Leveraging
Extensions )就是 SIP 对即时消息和呈现业务的扩展。所以 SIP 是一个重要的纽带,通过它
可以将不同类型的媒体业务以及不同的互联网业务结合起来,并最终统一到软交换的体系架
构中。
统一的视频会议系统
视频业务有多种方式,传统的 PSTN 视频业务,包括 ISDN 视频业务和专线高清视频业
务,以及基于 IP 的视频业务。商用的新视通、宝视通视频会议就是 IP 视频会议系统。高清
视频业务利用一条或多条 E1 中继线路,提供 2M、4M、8M 的高清晰图像,一般为商业用
途,用于政府机关会议,以及企业的重要会议中,成本和收费价格高。ISDN 除高速上网外,
还具备多媒体通信功能, ISDN 视讯会议是基于 6 个 B 通道的通信。但国内固定电话网 ISDN
资源并不丰富,用户 ISDN 电话的数目也少,基于 ISDN 的视频业务也交少,它的图像质量
不如专线,灵活性也不如 IP 视频业务。
传统 PSTN 网络实现的高质量和高可靠性的语音和视频会议,正向基于 IP 的音频-视频
-数据的整合业务发展。IP 承载网提供了更好的带宽、质量、可靠性和经济性,将多媒体会
议和企业的 IT 环境相整合,是 IP 网络上的一个杀手级的业务,整合还可包括数据业务,例
如邮件/文件共享、用户状态/定位等等。融合了语音、数据和视频的三重服务(triple-play)
是运营商部署个人视频业务时通常采用的服务模式。
目前的 IP 视频商用网络在 web 会议,即时通信和呈现服务的整合方面还有很大的发展
空间,呈现服务提供当前用户状态,为会议的召开或视频/音频的呼叫带来用户使用上的方
面。即时通信的文字聊天,提供了另一种会议交谈方式。三者的结合将可能带来了多媒体会
议业务的风暴。但是纯粹的基于 H.323 的视频系统并不能实现完美的结合,另外运营商可能
存在大量的专线视频会议系统和 ISDN 视频会议系统,如何实现他们和 IP 视频系统的互通
也是一个问题。
软交换框架给出解决方案。软交换系统通过 TG 和 AG 实现和 PSTN 网络的互联互通,
并将媒体转换为 IP 网上的 RTP 包,所以可以接纳原有的 PSTN 会议系统。通过软交换业务
平台开发的应用服务器,可以实现 IM、PS 等功能,并和会议封装在一起统一向用户提供业
务。原有 IP 视频系统上基于 H.323MCU 可以直接切换到软交换的网络,有软交换进行网络。
应用服务器通过软交换设备统一调度不同的 MCU,包括 H.323MCU 和 SIPMCU,实现不同
协议 MCU 的会议级联。
对于一个同时含有 H.323 协议和 SIP 协议的大型视频系统,由于 H.323 协议相对成熟并
且应用较早,骨干网络设备可以原有的 H.323 设备为主,部署支持 SIP/H.323 的 MCU,实
现 SIP 终端的接入,并完成 SIP 协议和 H.323 协议的转换。也可以重新组建核心网络,以软
交换作为系统的核心,接入 H.323 和 SIP 视频,这种方式比较简单,因为交换设备同时支持
H.323 和 SIP 协议,对于 H.323,它具备网守的功能;对于 SIP,它具备注册服务器、定位
服务器和代理服务器的功能,并完成 H.323 消息和 SIP 消息之间的转换。
流媒体系统融合方式
1.流媒体服务在视频会议系统的应用
流媒体服务器是视频会议系统中常见的应用服务器。视频会议系统最大的特点是具有交
互性,流媒体系统则没有交互性,易于实现组播。在现实生活中,无论是会议室会议,还是
桌面视频会议都经常发生这样的现象:会议中只有极少人在发言讨论,大部分人处于被动接
收状态。在某些视频会议中,很多人只需要聆听,不需要发言。针对这样现象,如果使用视
频会议系统,每个会场需要一个视频终端,占用 MCU 的一方的资源。如果一个 100 方的会
议,只是两个领导在发言,其余的在听,会议中的 98%的系统资源处于浪费状态。流媒体
服务器能很好地解决这种问题。
在上面的例子,我们用第三个终端接入两位领导需要交互的会议,通过它将会议内容送
到流媒体服务器,由流媒体服务器将会议的内容发送给其它 98 位与会者。
2.流媒体服务和 IPTV
流媒体业务适合于远程教育、研讨会直播等形式,可作为视频会议的一个辅助,并适用
于一项新兴的视频业务——IPTV 业务。IPTV 是一个典型的流媒体业务。
流媒体服务器实现节目的直播和历史回放,它的作用就是对媒体的存贮、转发,具体包
括三个步骤:(1)节目的录制。节目通过第三个终端输入流媒体服务器中。(2)节目源的存
贮。收到节目的媒体流,转成某种特定的格式,例如 MEPG-4,在流媒体服务器中存贮。无
论是 IPTV 还是其他业务,节目源的存贮和节目的播放是流媒体服务器的基本功能,此外还
需对节目源的管理,包括节目源菜单的产生,节目源的存放位置管理等。(3)节目的转发。
根据用户的请求的媒体格式将节目内容传送给用户,如果媒体格式不匹配,将进行媒体格式
的转换,传输可以采用点播或广播的方式。
用户可以通过计算机专门软件或 web 浏览器的方式使用流媒体服务,可以是实时观看
的直播方式,也可以是历史观看的回放方式。直播方式中用户观看的视频图像会出现十秒到
一分钟之内的延时。这是因为实时的媒体流传送到流媒体服务器,需要经过流媒体服务器进
行格式转换,并对它进行存贮,由此造成了延时。
3.流媒体和软交换框架
目前流媒体系统和软交换系统是互相独立的,但是当视频业务逐渐融入软交换系统之
际,必须考虑将流媒体服务器纳入 NGN 的框架结构中。
流媒体播放终端作为软交换终端接入,例如通过 SIP 或者 H.323 协议接入。
流媒体服务器实际上媒体处理设备,和 MS、MCU 位于同一位置。它的融入将增强软
交换系统媒体处理的能力,应用服务器通过第三方业务接口可实现或者组合更为丰富多彩的
业务
小结
随着宽带 IP 网络的迅速反展,由 IEFT 提出的 SIP 协议已经成为 NGN/软交换网络、3G
的 IP 多媒体子系统(IMS)、下一代互联网(IPv6)非常重要甚至核心的信令控制协议。SIP
提供了一种在异构网络上部署流媒体业务和视频会议业务时通用的信令控制协议,使得流媒
体、视频会议、VoIP、IPTV 等这些基于会话控制的业务与具体的接入手段和底层网络无关。
这就为在 NGN 网络上、3G 网络上以及 IPv6 网络上利用统一的技术架构和业务平台来提供
这些多媒体业务成为可能。同时把现有的纵向方式的业务提供系统改变为横向的业务提供系
统,这将加快业务开发和业务提供的速度,为运营商从基础业务提供商向综合信息服务提供
商的转变提供技术支撑。