H.323-SIP信令網(wǎng)關的實現(xiàn)

　　隨著計算機運算能力的提高和網(wǎng)絡帶寬的不斷增加，傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡正逐漸融合，以分組交換技術為核心的IP電話業(yè)務逐漸成為市場的主流。目前被廣泛接受的網(wǎng)絡電話(VoIP)控制信令體系包括國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組(ITU-T)的H.323協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)工程任務組(IETF)的會話初始化協(xié)議(SIP)，二者實現(xiàn)的信令控制功能基本相同，但設計風格和實現(xiàn)方法不同。H.323協(xié)議與傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡互通性較好，應用廣泛，技術較為成熟;而SIP與IP網(wǎng)絡結合得更好，信令簡單，易于擴充。因此，在實際應用中考慮到多媒體通信對兩種協(xié)議優(yōu)點的依賴，在相當長的時間里SIP與H.323將共存，這使得H.323網(wǎng)絡與SIP網(wǎng)絡互通具有重要意義。

　　1 H.323-SIP信令網(wǎng)關的含義

　　H.323是ITU-T制定的關于多媒體通訊的標準，它通過一組協(xié)議的相互協(xié)作來實現(xiàn)對呼叫的控制，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、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中呼叫的建立過程和媒體、參數(shù)協(xié)商等的信令控制過程是分開進行的，它先通過H.225.0協(xié)議在終端之間建立呼叫連接，為H.245協(xié)議打開傳輸控制協(xié)議(TCP)通道，然后在終端之間進行性能交換、參數(shù)協(xié)商、主從確定等控制[1]。

　　SIP協(xié)議是由IETF提出的一種開放的IP電話信令協(xié)議，它基于文本，其消息的句法和報頭與超文本傳輸協(xié)議(HTTP)相同，它利用HTTP的幀頭域、編碼規(guī)則、錯誤代碼和認證機制來實現(xiàn)信令控制。SIP中呼叫控制的信息封裝在SIP消息的報頭中，因此會話請求過程與媒體協(xié)商過程是同時進行的，這樣SIP呼叫建立過程就相對短一些，而且簡單明了。

　　H.323和SIP都是多媒體通信的應用層協(xié)議，都提供呼叫建立、呼叫撤銷、呼叫控制、補充業(yè)務和可交換能力，這使得實現(xiàn)兩個協(xié)議的互通相對比較容易。H.323和SIP都是基于IP網(wǎng)絡的多媒體通信協(xié)議，采用實時傳送協(xié)議(RTP)傳送實時的音頻視頻傳輸，二者之間通信的復雜度不高，可以通過設置信令網(wǎng)關(SGW)來解決二者的互通，完成信令消息的翻譯和轉換功能。

　　為了便于區(qū)別軟交換網(wǎng)絡和公共交換電話網(wǎng)絡(PSTN)之間的7號信令網(wǎng)關,下面將把H.323和SIP之間的網(wǎng)關稱為H.323-SIP信令網(wǎng)關。

　　2 H.323與SIP的技術實現(xiàn)

　　SIP和H.323在技術實現(xiàn)上有很大的不同，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

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

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

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

　　對于SIP而言，所有的消息都采用文本編碼，所以SIP消息非常簡單，這樣開發(fā)時通過簡單的網(wǎng)絡檢測就可以調(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可以說是開銷驚人，每次服務器發(fā)出通告的時候，都需要建立一個監(jiān)聽套接字，這樣的結果勢必造成大量的閑置套接字，假設在建立一個完整的代理/注冊/流網(wǎng)關三者合而為一的園區(qū)出口網(wǎng)關的時候，資源上勢必會非常的緊張，這個是不能不予以考慮的問題。相反H.323在打開邏輯通道的情況下，只建立一個套接字。

　　SIP沒有會議控制能力，所以只能做到點對點的媒體通訊。而H.323一開始就考慮了會議功能，其中還包含了H.332會議控制協(xié)議。

　　基于無線的網(wǎng)絡而言，H.323有很大優(yōu)勢，由于其信令采用二進制編碼，所以比較適合手持設備的實現(xiàn)，而SIP由于采用文本方式就沒有這樣的能力。

　　3 H.323與SIP網(wǎng)絡互通的實現(xiàn)

　　盡管H.323和SIP作為多媒體通信應用層控制協(xié)議實現(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，這兩個協(xié)議之間還存在著較大的區(qū)別。

　　通過表1的比較可以知道，要實現(xiàn)H.323與SIP網(wǎng)絡之間的互通，必須解決地址格式的轉換、消息映射和終端能力協(xié)商等方面的問題[2]。

　　圖1為H.323-SIP信令網(wǎng)關的框架結構， H.323和SIP信令網(wǎng)關包含一個H.3 23協(xié)議棧和一個SIP協(xié)議棧，同時包含一個H.323-SIP翻譯單元。H.323協(xié)議棧負責接收和發(fā)送呼叫信令以及控制消息與H.323網(wǎng)絡通信，SIP協(xié)議棧負責接收和發(fā)送SIP消息同時與SIP網(wǎng)絡通信。H.323-SIP翻譯單元則實現(xiàn)H.323消息和 SIP消息的翻譯與地址映射。在整個通信過程中H.323-SIP信令網(wǎng)關將提供呼叫流程的信令轉換。

　　3.1H.323與SIP之間的地址轉換

　　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標識、各種URL格式、H.323 ID、Email ID等。在跨越不同的系統(tǒng)時必須對地址進行轉換，這就要求H.323-SIP信令網(wǎng)關不但能夠識別消息中所包含的地址類型，而且還可以根據(jù)地址映射的規(guī)則將其變換為對端地址類型，實現(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別名地址轉換為SIP地址，要盡可能把別名地址中的URL ID轉換為”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)關的IP地址代替;如果是傳輸端口標識，則將該傳輸端口標識映射為SIP URL的Host部分。SIP URL的user部分可以是H.323 ID和E.l64 ID，若端口號沒有指定可以使用默認的5060端口;如果是Email ID格式，則在該地址前加上“SIP:”后直接當作SIP URL。

　　(2) SIP到H.323的地址映射

　　將SIP地址轉換為H.323地址較簡單，如果SIP URL為電話號碼形式的話，則可以將其映射為H.323的E.164標識，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傳輸端口標識，并在這之前加上“IP:”。

　　3.2消息的轉換

　　在呼叫控制和相關消息等方面，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呼叫信令消息兩個部分，而SIP消息包括請求和響應兩種。這就需要H.323-SIP信令網(wǎng)關中將其轉換成SIP網(wǎng)絡的OK響應消息;而H.323網(wǎng)絡發(fā)出的呼叫振鈴消息則被轉換成SIP網(wǎng)絡的180振鈴響應消息。

　　通常消息映射是一對一映射，但有時也可能是一個消息到多個消息的映射。例如SIP網(wǎng)絡的INVIITE消息，被轉換成H.323網(wǎng)絡發(fā)出的呼叫建立SETIP消息(網(wǎng)絡中不存在網(wǎng)守)或接入請求ARQ消息(網(wǎng)絡中存在網(wǎng)守)。

　　此外，還存在消息參數(shù)的轉換，如：H.225.0的Display-Info參數(shù)對應于SIP中的From字段，而DestinationCallsignalAdderss參數(shù)對應于TO字段。

　　在信令消息的轉換中，H.323-SIP信令網(wǎng)關還需考慮以下問題：

　　一個給定協(xié)議的信令消息或參數(shù)可能沒有一個完全匹配的另一協(xié)議的響應信令消息或參數(shù)，這時需要由H.323-SIP信令網(wǎng)關創(chuàng)建消息信令之間的映射或者H.323-SIP信令網(wǎng)關做一定的處理以在共同理解的基礎上產(chǎn)生統(tǒng)一的標準。

　　兩個協(xié)議對信令消息的理解出現(xiàn)錯誤時，H.323-SIP信令網(wǎng)關能夠產(chǎn)生基于共同理解統(tǒng)一標準基礎上的錯誤信息。

　　3.3媒體能力協(xié)商

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

　　(1) 媒體能力交換

　　SIP會話請求過程和媒體協(xié)商過程等是一起進行的，因此呼叫建立時間短;而H.323中呼叫建立過程和媒體參數(shù)協(xié)商的信令控制過程是分開進行的。當進行媒體能力協(xié)商的時候， H.323-SIP信令網(wǎng)關將SIP轉換到H.323，只需把SIP的INVITE消息進行拆分就能實現(xiàn);反之就很復雜，必須隨H.323進程一步一步地疊加。

　　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的轉換過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，H.323的SETUP消息中實際上包含了快速啟動 單元，該單元攜帶了媒體能力參數(shù)。因此，H.323-SIP信令網(wǎng)關只需將SETUP消息中的快速啟動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，由于建立呼叫、協(xié)商能力和RTP端口號是分開的，而SIP要求這兩種信息在一個INVITE消息中發(fā)出，因此SIP只有等到H.323-SIP信令網(wǎng)關與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中描述各集合復雜關系的功能。因此,這種媒體交換能力的不同定義可能會在呼叫中產(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)關具備能務解釋一致性的能力，即要求H.323-SIP信令網(wǎng)關接收到SIP網(wǎng)絡發(fā)出的呼叫請求時，信令網(wǎng)關就從其SDP中的媒體字段獲得關于媒體格式和媒體能力的數(shù)據(jù)，并把他們轉換成對應的H.245能力交換信息。同樣，H.323-SIP信令網(wǎng)關也能將H.245協(xié)議描述的媒體格式和媒體能力轉換成對應的 SDP能力交換信息。

　　4 結束語

　　綜上所述，H.323-SIP信令網(wǎng)關在SIP和H.323互通中占有得要的地位。它能夠使位于不同網(wǎng)絡的用戶直接和對端進行媒體交換，實現(xiàn)點到點、點到多點之間的通信，降低網(wǎng)絡的成本，提高網(wǎng)絡的運行質(zhì)量，滿足下一代網(wǎng)絡體系的開放性和多業(yè)務性的需要。因此隨著下一代網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，H.323-SIP信令網(wǎng)關的功能會越來越完善，也會越來越適應用戶更加廣泛的業(yè)務需要。