基于H.323和SIP協(xié)議的視頻會議網(wǎng)關(guān)設(shè)計

張新 鄭建彬 2006/11/16

1. 信令和控制：支持H.245協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)通道建立和能力協(xié)商；支持Q.931協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)呼叫信令通道；支持RAS協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)與網(wǎng)守的通信；


2. 實時通信：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(zhuǎn)換是視頻會議網(wǎng)關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)之一。消息映射一般包括兩個方面：一是消息編碼的轉(zhuǎn)換，如二進制編碼方式和文本方式的轉(zhuǎn)換；二是消息中語義規(guī)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)議和處理過程來完成多媒體的通信。而在SIP協(xié)議中并沒有進行嚴(yán)格的分類處理。所以在消息的映射和轉(zhuǎn)換過程中，可能存在一個SIP信令消息對應(yīng)著在H.323方的幾個信令消息過程。表2展現(xiàn)了H.323協(xié)議和SIP協(xié)議在實現(xiàn)視頻會議的建立、邀請和加入過程中信令消息的映射和轉(zhuǎn)換。

3.2媒體能力協(xié)商

　　在H.323協(xié)議中采用H.245協(xié)議來完成媒體能力的協(xié)商過程。在會議中，多點控制器（MC）通過匯總由各個終端提交的媒體能力信息，并從中選擇最為通用的媒體類型作為這個會議中每個成員通信的媒體能力集。在SIP中則采用會話描述協(xié)議（SDP，它是SIP消息體的一部分）來實現(xiàn)媒體能力的協(xié)商過程。因此，如果是H.323客戶終端發(fā)起會議，視頻會議網(wǎng)關(guān)必須依據(jù)在H.245消息中包含的客戶終端的媒體能力信息，并由會議網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的多點控制器（MC）來決定會議的媒體類型，再將這些媒體能力信息封裝到SDP消息中，發(fā)給SIP客戶終端。如果是SIP客戶終端先發(fā)出邀請時，會議網(wǎng)關(guān)使用SDP消息中包含有關(guān)客戶終端能力的信息來決定會議的媒體能力類型。

3.3視頻會議的管理和控制

　　在視頻會議網(wǎng)關(guān)中集成了協(xié)議轉(zhuǎn)換器和視頻會議控制器和管理器的功能，在H.323客戶終端發(fā)起一個會議請求之前，必須注冊到網(wǎng)關(guān)守衛(wèi)。發(fā)起請求時，H.323客戶終端先將消息發(fā)送給網(wǎng)守，再由網(wǎng)守將消息轉(zhuǎn)發(fā)到會議網(wǎng)關(guān)，最后通過視頻會議網(wǎng)關(guān)的會議控制和管理器來統(tǒng)一處理客戶終端發(fā)出的會議請求，并且決定接受或是拒絕一個客戶終端的請求，也決定了整個會議的媒體類型等信息。在SIP方，SIP客戶終端先要注冊到服務(wù)器上。當(dāng)客戶終端發(fā)出請求的時候，先將消息發(fā)送到服務(wù)器，在由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到會議網(wǎng)關(guān)。在會議網(wǎng)關(guān)的內(nèi)部，先將收到的消息通過信令消息映射原則，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的符合H.323規(guī)則的信令機制，然后送入會議控制和管理器進行集中的處理。

3.4視頻會議流程簡介

　　為了更好的說明視頻會議網(wǎng)關(guān)在跨協(xié)議會議系統(tǒng)中的作用和工作流程，我們以一個由H.323客戶終端發(fā)起的會議請求為例來描述視頻會議網(wǎng)關(guān)對兩種協(xié)議信令消息的處理過程（如圖2所示）。

圖2 H.323客戶端邀請SIP用戶代理的流程

4 視頻會議網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)

　　視頻會議網(wǎng)關(guān)的內(nèi)部主要由SIP協(xié)議處理模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、視頻會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議網(wǎng)關(guān)用于監(jiān)聽SIP實體（SIP用戶代理、SIP服務(wù)器等）發(fā)送的信令消息。在將這些信令消息進行必要的處理后就送到協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊中進行協(xié)議轉(zhuǎn)換。

　　協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊是視頻會議網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)中比較關(guān)鍵的部分，在實現(xiàn)過程中需要按照兩種協(xié)議之間的信令消息映射表進行逐一的翻譯和轉(zhuǎn)換。當(dāng)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(yīng)采用適當(dāng)?shù)暮雎院推帘未胧�，并回送錯誤報告消息。轉(zhuǎn)換后的信令消息被送到各自協(xié)議的處理模塊中進行進一步的處理，也可送入視頻會議控制和管理模塊來完成對會議極其會議成員的組織、管理和控制。

　　視頻會議控制和管理模塊是視頻會議網(wǎng)關(guān)的核心部分。視頻會議控制和管理模塊既要對會議成員發(fā)來的信令消息進行處理，又要對視頻媒體流進行處理。在這部分的實現(xiàn)中要充分考慮兩種協(xié)議在視頻會議功能上的不同特性，加以適當(dāng)?shù)膮^(qū)別對待，以減少在信令翻譯和識別上的工作量。同時在對視頻流的處理上采用RTP/RTCP協(xié)議，先將各個客戶終端的媒體流匯聚在一起，在進行完復(fù)合之后再分別傳送到每個客戶終端那里。

　　H.323協(xié)議處理模塊是用于監(jiān)聽來自H.323協(xié)議方的信令消息。然后將信令消息送入視頻會議控制和管理模塊或者協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊進行下一步的處理。在實現(xiàn)上需要H.323協(xié)議棧的底層支持。

　　我們在RedHatLinux9.0操作系統(tǒng)下，采用C/C++語言實現(xiàn)。其中我們還利用了OpenMCU（開源的H.323會議服務(wù)器）中對視頻會議管理和控制的一些實現(xiàn)技術(shù)。

5 總結(jié)

　　本文對支持多協(xié)議的視頻會議網(wǎng)關(guān)的設(shè)計和實現(xiàn)作了簡單的介紹。從中我們發(fā)現(xiàn)視頻會議網(wǎng)關(guān)對協(xié)議的轉(zhuǎn)換還只能實現(xiàn)一些簡單的信令消息的翻譯，沒有較好的容錯和忽略機制。當(dāng)然，要設(shè)計和實現(xiàn)功能更加完善和高效的視頻會議網(wǎng)關(guān)還需要在加強對會議管理和會議控制功能等方面作進一步的研究和開發(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電話網(wǎng)絡(luò)中的互通.中國數(shù)據(jù)通信 2003.3. (尹阜琪編輯)

通信世界報(www.21ctn.com)