GPRS網(wǎng)絡(luò)的附加業(yè)務(wù)：VoIP over GPRS(06-100)

　　導言

　　近年來，IP語音(VoIP)變得越來越普及。與傳統(tǒng)的匯接解決方案相比，VoIP能夠降低初始部署成本和長途費用?；ヂ?lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)制定的會話發(fā)起協(xié)議(SIP)是使用最廣泛的信令協(xié)議之一，該協(xié)議凝聚了互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的很大努力，適用于互聯(lián)網(wǎng)會議、電話、在線狀態(tài)、事件通知和即時信息處理。過去，人們無法以合理的低成本來實施這些附加功能，但現(xiàn)在使用會話發(fā)起協(xié)議(SIP)，只需向?qū)Ψ桨l(fā)送一些數(shù)據(jù)包，然后建立一個具有所需功能的會話，即可實現(xiàn)這些功能。因而，相對于傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)來說，VoIP具備了一些優(yōu)勢。

　　接下來，人們可能會提出如何連接互聯(lián)網(wǎng)的問題。無線局域網(wǎng)(WLAN)是一種可行方法。無線局域網(wǎng)提供了一定的移動性，用戶能在WLAN接入點的附近區(qū)域內(nèi)移動，從而實現(xiàn)VoIP over WiFi應(yīng)用。但是，由于WLAN屬于局域網(wǎng)，只限于室內(nèi)應(yīng)用，一旦用戶離開接入點的覆蓋范圍，VoIP呼叫就會掉線。盡管GSM和VoIP之間可以切換，但這些機制和協(xié)議又增加了額外成本。

　　WiMax 和 GPRS 是提供移動性的兩種可能解決方案。WiMax是城域網(wǎng)，覆蓋范圍長達數(shù)英里。但是，它需要引入802.16e標準，才能支持移動。雖然與GPRS相比，WiMax的數(shù)據(jù)速率快得多，但它目前仍然是一種正在演進的技術(shù)，尚未確定最終標準。幾家公司提供的現(xiàn)有芯片組沒有遵循一定的標準，因而無法進行互操作。此外，這種芯片組的成本也比較高。因此，VoIP over WiMax可能是未來的發(fā)展趨勢，但就目前而言，這種技術(shù)還沒有推廣。 

　　相反，GPRS現(xiàn)在已經(jīng)成為最常見的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在幾乎所有GSM網(wǎng)絡(luò)上部署。它通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)接入互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。其吞吐速率高達40KB/秒，用戶可以獲得適當?shù)慕尤胨俾?，能夠非常便利地從任何地方連接到互聯(lián)網(wǎng)。目前，全球有1/5以上的人口使用GSM技術(shù)，截至2006年3月中旬，GSM用戶人數(shù)超過17億，占據(jù)全球手機市場的77%左右。GSM的滲透率如此之高，使得GPRS成為連接互聯(lián)網(wǎng)、提供VoIP業(yè)務(wù)的合適物理移動媒介。 

　　早期模擬表明，在GSM網(wǎng)絡(luò)中，VoIP over GPRS比電路切換語音的容量更大。在本文中，我們將重點介紹VoIP over GPRS在運行實時操作系統(tǒng)(RTOS)的低成本GSM移動電話上的實施。我們還將介紹VoIP over GPRS的系統(tǒng)和架構(gòu)，以及它的設(shè)計局限。接下來，我們將介紹在飛思卡爾i.250 2.5G 平臺上實施的概念驗證原型。

　　概況

　　IP語音(VoIP)是利用IP網(wǎng)絡(luò)來傳送語音信息的一系列新技術(shù)。在發(fā)送端，語音首先進行數(shù)字化、壓縮、打包，然后通過IP網(wǎng)絡(luò)，將這些數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地。一旦在遠端收到這些語音數(shù)據(jù)包，它們就會被記錄、解壓，然后重新生成語音。由于IP網(wǎng)絡(luò)的帶寬遠高于傳統(tǒng)的固話匯接網(wǎng)絡(luò)，VoIP的呼叫費用也遠低于傳統(tǒng)呼叫。然而，IP網(wǎng)絡(luò)最初設(shè)計用于傳輸非實時數(shù)據(jù)，因此，對于VoIP而言，如何實時傳輸語音服務(wù)，確保語音服務(wù)質(zhì)量就成為一種挑戰(zhàn)。隨著IP技術(shù)和寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展，這些問題已經(jīng)部分地得到解決，VoIP進入實際應(yīng)用階段。ITU(國際電信聯(lián)盟)和IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)是制定VoIP協(xié)議的兩個主要標準機構(gòu)，負責確保VoIP的更好質(zhì)量和互操作性。

　　與非實時通信不同，VoIP要求對等方在實際語音傳輸之前建立會話。會話的功能包括：位置搜索、功能協(xié)調(diào)、呼叫建立和資源預(yù)留等。當前，人們單獨使用 H.323 (ITU) 和SIP (IETF)來實施呼叫控制功能。就簡單性而言，SIP優(yōu)于H.323，因此這個VoIP項目選擇了SIP。

　　圖1顯示了典型的VoIP協(xié)議堆棧。呼叫控制協(xié)議包括兩個選項：H.323 和SIP。H.323只能通過TCP接入IP網(wǎng)絡(luò)，而SIP可以同時通過TCP或UDP接入IP網(wǎng)絡(luò)。綠色方塊表示支持實時語音會話的媒介引擎和IP協(xié)議。黃色方塊表示用于數(shù)據(jù)包傳輸?shù)腗AC/PHY層。我們的重點將放在 SIP、 RTP、 RTCP、 UDP、 TCP、 IP和 GPRS上。