（信号与信息处理专业论文）h323服务质量分析与研究实现.pdf

h 3 2 3 服务质量分析与研究实现 v b i p p s t n s i p r a s 肿 r t c p m c u a c f 删 a r q b c f b r j b a q d c f d r j d r q g c f g r j g r q r q t r l c f l r j l r q r c f r r j r r q u c f u r u r q 符号说明 v o i c eo v e ri p p u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n en e t w o r k s e s s i o ni n i t i a l i z a t i o np r o t o c o l s r e g i s t r a t i o n ，a d m i s s i o n ，s t a t u s r e a l t i m et r a n s p o r tp r o t o c o l r e a l - t i m et r a n s p o r tc o n t r o lp r o t o c o l m u l t i p l ec o n r r o lu n i t a d m i s s i o n sc o n f i r m a d m i s s i o n sr e j e c t a d m i s s i o n sr e q u e s t b a n d w i d t hc o n f i r m b a n d w i d t hr e j e c t b a n d w i d t hr e q u e s t d i s e n g a g ec o n f i r m d i s e n g a g er e j e c t d i s e n g a g er e q u e s t g a t e k e e p e rc o n f i r m g a t e k e e p e rr e j e c t g a t e k e e p e rr e q u e s t i n f o r m a t i o nr e q u e s t i n f o r m a t i o nr e q u e s tr e s p o n s e l o c a t i o nc o n f i r m l o c a t i o nr e j e c t l o c a t i o nr e q u e s t r e g i s t r a t i o nc o n f i r m r e g i s t r a t i o nr e j e c t r e g i s t r a t i o nr e q u e s t u n r e g i s t r a t i o nc o n f i r m u n r e g i s t r a t i o nr e j e c t u n r e g i s t r a t i o nr e q u e s t 北京邮电大学硕上诉亢生毕业设计论文蒜9 页共6 4 页 h3 2 3 服务质量分析与研究实现 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之 本人签名：左蛊鎏叠 处，本人承担一切相关责任。 日期：j 皇生堕 关于论文使用授权的说聪 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位 本人签名： 导师签名： 北京邮电太学硕士研究生毕业礁汁论_ 上 适用本授权书。 日期：d ；矿 日期：醴l 缢 h3 2 3 服务质量分析与研究实现 h 3 2 3 服务质量分析与研究实现 摘要 语音与i p 技术的结合，迎来了新的网络环境，即v o i p 。这种新 环境提供了低成本、高灵活性、高效率的增强应用。i p 在硬件、软 件和网络协议等方面的提高和发展，进一步推动了新的集成化基础设 施的迅速发展。然而v o i p 与传统电话语音相比，也有其致命的弱点， 即语音质量较差，这己成为v o i p 研究领域的一个难题。 尽管v 0 口好的多，但是到目前为止，它的应用并不理想，质量 低且系统扩展性差。如果话音质量没有比现存的业务好或者只能支持 少数用户，这种富有幻想的新业务几乎没有利润。换句话说，v o i p 必须至少与现已存在的技术在各个方面都一样好且在许多其它领域 更优越。这一天为期不远了。所以，对现有的v o i p 进行网络中的服 务质量参数测量是一件非常重要的事情。 实现v o i p ，主要有两种协议支持，一种是迄今为止已经发展比 较成熟的h 3 2 3 协议族，另一种就是s i p 协议。本文主要针对基于 h 3 2 3 协议的v o i p 的服务质量性能指标进行研究测试，目的看是否 符合信息产业部规定的电信服务标准并考虑其除了话费外比起传 统电话的优越性。 首先，对v o i p 的定义及其标准进行简要介绍，主要包括h 3 2 3 和s i p 两种标准及其比较和市场状况。 其次，第三章详细地介绍了h 3 2 3 系统。包括h 3 2 3 的协议栈、 实体、信道和信令；并且对h 3 2 3 消息识别，呼叫信令过程进行详细 分析，尤其是呼叫建立过程。 再次，第四章主要针对服务质量性能指标进行分析。在对电信 服务标准和可能影响话音质量的因素比较详细的阐述之后，根据电 信服务标准描述的电话服务陛能指标，总结出可由分析h 3 2 3 协议 的信令而得到的四个性能指标：拨号前时延、拨号后时延、网络接通 率和网络的通话中断率。 最后，在前三章的理论基础上，第五章描述了怎样得到上段所述 的四个性能指标的详细设计，包括数据包的采集与识别、h 3 2 3 消息 北煮邮咆人学顾l 研冗生毕业设 十：仑上 h 3 2 3 服务质量分析与研究实现 的编解码实现以及怎样在复杂的呼叫建立过程的情况下分析信令属 于哪种呼叫建立过程并利用数据库以算法实现。其中，h 3 2 3 的消息 因其是由a s n 1 语法定义的，编解码比较困难，故利用o p e n h 3 2 3 的开源代码来实现。 整个算法最后通过编码实现，并利用到t m a 项目中，得到拨号 前时延、拨号后时延、网络接通率和网络的通话中断率四个重要指标， 通过这四个指标，可清楚明了网络的现有状况。同时，这四个指标的 结果也表示出一点，v o i p 比起传统电话来讲，还需继续努力。 关键词h 3 2 3 网守拨号前时延拨号后时延网络接通率网络的 通话中断率 北京邮电人学砸土研究生毕业改汁论文 坚：! ! ! 竖堑堕墨坌塑皇堑壅壅里二一 a n a l y s i sa n dr e s e a r c ho nq u a l i t y o fs e r v i c eo v e rh 3 2 3 a b s t r a c t t h ec o m b i n a t i o no fv o i c ea n di pt e c h n i q u e sb r i n go u rn e wn e t w o r k e n v i r o m e n t ，t h a ti s 、，6 mi tp r o v i d e su se n h a n c e da p p l i c a t i o n ss u c l la s l o w l vc o s t s ，h i g hf l e x i b i l i t ya n dg o o de f f i c i e n c y t h ei m p r o v e m e n t so f i p o v e rh a r d w a r e ，s o f t w a l ea n dn e t w o r kp r o t o c o l sp r o m o t en e wi n t e g r a t i v e a n db a s i ce s t a b l i s h m e m st od e v e l o pr a p i d l y h o w e v e r , t oc o m p a r ew i t h t r a d i t i o n a lt e l e p h o n e ，v o i ph a si t sf a t a lw e a k n e s s t h eb a d l yq u a l i t yo f v o i c e w h i c hh a sb e e nad i f f i c u l tp r o b l e mi nt h ef i e l do fv o l r a l t h o u g hv o i pi sb e t t e rt h a nt r a d i t i o n a lp h o n e ，i t sa p p l i c a t i o nh a s n o tb e e np e r f e c tu pt on o w , w i t ht h eb a dq u a l i t ya n ds y s t e me x p a n s i b i l i t y i ft h eq u a l i t yo fv o i c ei sn o tb e t t e rt h a nt h ee x t a n to p e r a t i o no ro n l y s u s r a i n sf e wu s e r s ，t h i sf a n t a s t i co p e r a t i o na l m o s th a sn op r o f i t s i no t h e r w o r d s ，v o wm u s tb eg o o do ne v e r ys i d ea sm u c ha st h ee x t a n tt e c h n i q u e a n db e t t e rt h a ni to v e ro t h e rs c o p e s t h i sd a yi sn o tf a ra w a yf r o mu s s o ， t o t e s tt h eq u a l i t yo fs e r v i c ei nt h en e t w o r ka b o u tv o i pa n do b t a i nt h e p a r a m e t e r si sav e r yi m p o r t a n tt h i n g t h e r ea r et w op r o t o c o l ss u s t a i n e dt or e a l i z ev o i eo n ei sh 3 2 3 ， w h i c hh a sb e e nd e v e l o p e d ，a n dt h eo t h e ri s s i pp r o t o c o l s t h i sa r t i c l e a i m sa tm ep e r f o r m a n c eo fq u a l i t yo fs e r v i c ea b o u tv o l pb a s e do nh 3 2 3 p r o t o c o l s t h ep u r p o s e i st h a tw h e t h e ri t i sm e a s u r eu pt 0t h e “8 。r v l 。e s t a n d a r do f t e l e c o m m u n i c a t i o n s ” f i r s to fa l l ，w ei n t r o d u c et h ed e f i n i t i o n so fv o i pa n di t ss t a n d a r d s ， i n c l u d i n gh 3 2 3a n ds i pt h e s et w op r o t o c o l s ，c o m p a r et h e i rs i m i l a r i t t e s a n dd i f f e r e n c e sa n dt h e i rm a r k e t i n g s e c o n d lv w ei n t r o d u c et h eh 3 2 3s y s t e mi nd e t a i l ，i n c l u d i n gt h e d r o t o c o ls t a c k so fh 3 2 3s y s t e m ，t h ee n t i t y , t h es i g n a l i n gc h a n n e la n dt h e s i g n a l i n gm e s s a g e so fh 3 2 3 w ea l s oa n a l y z et h ed i s t i n g u i s h i n g h 3 2 3 m e s s a g e sf r o mn e t w o r k sa n dt h ec a l ls i g n a l i n gp r o c e d u r e ，e s p e c i a l l yt h e 北京邮电大学硕士研究生毕业垃计论文 第4 页共6 4 耍 竺：! 望坚堑堕里坌堑兰堡至兰翌 c a l ls e t u pp r o c e d u r e n e x t ，w ea i ma tt h es t a n d a r do nq u a l i t yo fs e r v i c e a f t e re x p a t i a t i n g o nt h e s e r v i c es t a n d a r do ft e l e c o m m u n i c a t i o n s ”a n dt h ef a c t o r si n f e c t i n g o nt h eq u a l i t yo fv o i c e ，w es u m m a r i z ef o u rp e r f o r m a n c ep a r a m e t e r sa b o u t p h o n e ：d e l a y b e f o r e d i a l ，d e l a y - a f t e r - d i a l ，r a t eo fc o n n e c t i o na n dr a t eo f i n t e r r u p t i o n a tl a s t ，w ed e s c r i b et h ed e s i g na b o u tt h ef o u rp a r a m e t e r si nd e t a i l ， i n c l u d i n gt h ec o l l e c t i o na n dt h ei d e n t i f i c a t i o no fd a t a p a c k a g e s ，t h e e n c o d i n ga n dd e c o d i n go fh 3 2 3m e s s a g e s ，a n dt h ea n a l y s i so fs i g n a l i n g b e l o n g i n gt ow h i c hc a l ls e t u pp r o c e d u r e b e c a u s et h eh 3 2 3m e s s a g e sa r e d e f i n e db ya s n 1a n dt h ee n c o d i n ga n dd e c o d i n gi sd i f f i c u l t ，w eu s et h e o p e nr e s o u r c e st or e a l i z ei t t h i sa r i t h m e t i ci sr e a l i z e db yc o d i n g ，a n di su s e di np r o j e c tt m a w es u c c e e di no b t a i n i n gt h ef o u ri m p o r t a n tp a r a m e t e r s ：d e l a y b e f o r e d i a l ， d e l a y a f t e r - d i a l ，r a t eo fc o n n e c t i o na n dr a t eo fi n t e r r u p t i o n t h r o u g ht h e s e f o u rp a r a m e t e r s ，w ec a nk n o wt h en e t w o r kc o r r e c t l y o fc o u r s e a tt h e s a m et i m e ，t h er e s u l ta l s op o i n to u tt h a tc o m p a r i n gw i t ht h et r a d i t i o n a l p h o n e v o i p h a sa l o n g w a y t og o k e yw o r d sh 3 2 3 g a t e k e e p e r r a t eo fc o n n e c t i o n 北京那哇三大学硕上岍宄主毕业设汁沦文 d e l a y - b e f o r e d i a l d e l a y - a f t e r - d i a l r a t eo fi n t e r r u p t i o n 第5 h3 2 3 服务质量分析与研究实现 1 1 研究背景 第一章绪论 当前，随着全球性的市场开放和竞争的日益激烈，电信运营业正面临着巨大 的变革，传统的电信网技术正在发生深刻的变革，通信市场的竞争业愈演愈烈。 语音网上基于原电路交换的业务将逐渐转移到以分组交换和数据通信为基础的 结构上，而在这种基础结构上，i p 将占主要地位。v 0 【p 技术成为通信行业最火 热的焦点之一，各大运营商都相继推出了v o l p 业务。v o l p 技术及其业务的迅速 发展，对传统的电话业务特别是国际、国内长途电话业务构成了巨大的冲击，它 的出现打破了传统电话的垄断地位，在该领域引入竞争机制，巨大的潜在需求吸 引了越来越多的运营商和设备提供商加入这一领域，共同推动运营商级i p 网络 的迅速发展。当前在全球已经出现了i p 电话运营商和新业务提供商。 互联网的迅猛发展及其应用范围的不断扩大，使得性能监测成为用户和网络 业务内容提供者的必要服务。一方面，用户在获得网络性能指标和监测工具之 后，可以更容易正确理解所获得的服务，并且易于对网络业务提供者进行比较。 另一方面，通过监测网络性能指标，网络业务提供者可以合理部署交换机或路由 器以增强网络容量，网络内容提供者可以合理部署和管理网络服务器。 今天的网络不但传送数据，还用在i p 电话、多媒体会议、讲话和会议发布、 分散仿真、网络游戏，以及其他实时应用上。网上的多媒体业务流量越来越多， 相对于普通的网络流量来说，多媒体业务流具有突发陡强、交互性强，流量大等 特点，对这部分流量进行监测能够为用户和网络提供者提供选择和管理的依据， 同时能为我们进一步探索多媒体通信的流量规律为未来建模提供数据基础。 1 2 论文结构 本文所论述的h 3 2 3 服务质量分析与研究实现，是北京邮电大学宽广电信技 术研究中心研究开发的t m a 设备软件部分的组成模块，当然，它也可以作为独 立的软件应用于网络中来测量h 3 2 3 的服务。 t m a 全名叫t r a f f i cm o n i t o ra n da d m i n i s t r a t o r ，可以把它理解成个探针式 网络性能监控系统。该设备可以监听用户关一t 5 的网络部分的流量，在不影响正常 使用的同时，对网络的数据流量进行统计，并为进一步的流量控制提供决策依据。 t ) r i a 所收集的数据可以通过网络上传汇集至数据库服务器，并由该服务器进行维 护和管理，作为分析用数据源提供给用户。整个项目分为硬件和软件两块，本人 北京鄙1 乜= 学硕上讲究生毕业啦计论文 h 3 2 3 服务质量分析与研究实现 攻读硕士学位期间主要负责软件部分的开发和测试，对i p 网上h 3 2 3 业务流的 特性以及其服务质量进行了深入研究。 本论文除本章外可分为： 第二章首先对v o l p 的定义及其标准进行简要介绍，主要包括h 3 2 3 和s i p 两种标准及其比较和市场状况。 第三章简要介绍了h 3 2 3 的系统：包括消息的识别，呼叫信令的过程等。 第四章简要介绍了对于h 3 2 3 的应用的服务质量分析：包括电信服务标准的 介绍，影响话音质量的因素，以及网络中所需监测的服务质量性能指标：拨号前 时延、拨号后时延、网络接通率以及网络的通话中断率。 第五章描述了怎样得到上段所述的四个性能指标的详细设计，包括数据包的 采集与识别、l - i 3 2 3 消息的编解码实现以及怎样在复杂的呼“建立过程的情况下 分析信令属于哪种呼口q 建立过程并利用数据库以算法实现。其中，h 3 2 3 的消息 因其是由a s n 1 语法定义的，编解码比较困难，故利用0 p e n h 3 2 3 的开源代码来 实现。 北京邮也大学硕上研完生毕业设汁论上 薅i i 鼍其6 4 曩 h 3 2 3 服务质量分析与研究实现 2 1 v o l p 简介 第二章v o i p 标准简介 v o l p ，v o i c eo v e ri n t e m e tp r o t o c o l 简而言之就是将模拟声音讯号( v o i c e ) 数 字化，以数据封包( d a t ap a c k e t ) 的型式在i p 数据网络( i en e t w o r k ) 上做实时传 递，因特网服务是大家原本存在且共享的，就不需另外架设专属线路，再者v o l p 是透过d a t as w i t c h ( 信息封包交换) ，用所谓的软件或硬件将模拟的语音讯号转 为网络上的数字数据封包来做数据交换的动作，比起传统电信结构做交换动作， 当然会成本很低多喔。v o l p 技术可将数据封包在网络上传递过程中所发生的失 真、回音及数据遗失做适当修补功能，使其原音重现。 与普通p s t n 电话相比，i p 电话具有如下优点： 节省带宽。电路交换电话消耗的带宽为6 4 k b i t s ，丽l p 电话只需68 k b i t s ， 从而节省了带宽，降低了成本。 通话费用低。成本的降低，使通话费用随之下降，尤其是长距离通信。 可以方便地集成智能。i p 电话网继承了计算机网的智能模块，可以灵活地控 制信令和连接，有利于各种增值业务的开发。 开放的体系结构。i p 电话的协议体系是开放式的，有利于各个厂商产品的标 准化以及相互之间的连通。 多媒体业务的集成。i p 电话网络同时支持语音、数据、图像的传输，为将来 全面提供多媒体业务打下了基础。 但是，i p 电话的服务质量较普通p s t n 电话的服务质量差，这一点也是很 明显的。 2 2 v o l p 的标准 目前参与i p 电话技术标准开发和推广的组织超过2 0 家，其中最有影响力的 i p 电话的国际标准化组织主要有四家：国际电信联盟标准化部门( t u t ) 、欧 洲电信标准化协会( e t s i ) 、i n t e m e t 工程任务组( i e t f ) 和多媒体远程会议集团 ( m t c ) 。i t u t 侧重于电信标准、e t s i 侧重商业实现、i e t f 侧重j p 标准、m t c 侧重互操作性。下面主要介绍两个最具代表性的v o l p 标准：h 3 2 3 协议和s i p ( s e s s i o ni n i t i a t i o np r o t o c o l ，会话初始化协议) 。 北京邮电大学硕士研究生毕业设计论史 第1 2 页共6 4 页 3 2 3 服务质量分析与研究实现 2 2 1h 3 2 3 协议 h 3 2 3 协议是一个国际电信联盟标准，它产生于1 9 9 6 年，并于1 9 9 8 年进 行了更新。它为基于分组的网络上的音频、视频和数据通信打下了基础。h 3 2 3 提 供了话音编码、简单的带宽管理、许可控制、地址转换、呼叫控制和管理等标准。 h 3 2 3 定义的四个主要部件构筑了一个通信系统，这四个部件是：终端 ( t e r m i n a l ) 、网关( g a t e w a y ) 、网守( g a t e k e e p e r ) 以及多点控制单元( m c u ) 。 h 3 2 3 信令的协议结构如图2 1 所示。 图2 一lh 3 2 3 信令的协议结构 从整体上来说，h 3 2 3 是一个框架性建议，它涉及到终端设备、视频、音频 和数据传输、通信控制、网络接口方面的内容，还包括了组成多点会议的多点控 制单元、多点控制器( m c ) 、多点处理器( m p ) 、网关以及网守等设备。h 3 2 3 协 议族包括下列协议： h 2 2 5 o r a s ：定义了注册、接入、状态的信令控制： h 2 2 5 0 一c a l ls i g n a l i n g ：定义q 9 3 1 媒体流打包和同步，实现终端之间的呼 叫连接建立： h 2 4 5 ：多媒体通信控制协议，定义了媒体流端点能力交互、终端主从判断、 逻辑信道控制和命令的发送； t 1 2 0 ：多媒体会议数据协议； g 系列：音频编解码协议； 北京邮电大学硕上研究生毕业设计论文 第1 3 页共6 4 页 h 3 2 3 服务质量分析与研究实现 h 系列：视频编解码协议： r t p ：实时传输协议，传输音频视频信息； r t c p ：实时控制协议，对多媒体数据承载信道进行实时控制。 2 2 2s i p 协议 不少人认为会话初始化协议是h 3 2 3 强有力的竞争者，他们说s i p 是更加灵 活的解决方案，与h 3 2 3 相比更简单、更易于实现，能更容易地支持智能用户设 备和实现一些高级功能，这些正是设备供应商和网络运营商所考虑的主要因素。 因为简单意味着更快的开发出来产品和先进业务，能使其更迅速地投入应用，并 创造新的、潜在的利润流。 s i p 是i e t f 多媒体数据和控制体系结构的一个组成部分，因此它与i e t f 的 许多其它协议都有联系，如会话描述协议( s d p ，s e s s i o n d e s c r i p t i o n p r o t o c 0 1 ) 、 实时流协议( r t s p ) 和会话声明协议( s a p ) 。s i p 是一种基于文本的协议，采 用s i p 规则资源定位语言描述。 s i p 是一个和h 3 2 3 并列的协议。一个s i p 系统主要由两个部分组成：用户 代理和网络服务器。网络服务器也分两类，代理服务器( p r o x y ) 和重定位服务 器( r e d i r e c t ) 。 s i p 协议的出发点是借鉴w e b 业务成功的经验，以现有的i n t e m e t 为基础来 构架i p 电话业务网。因此s i p 有着与h 3 2 3 完全不同的设计思想，它是一个分 散式的协议，它将网络设备的复杂性向网络边缘推，使核心网络仍是一个 “b e s t e f f o r t ”的传送通道，这就是s i p 系统中核心网络服务器不可以保留状态 ( s t a t e l e s s ) 的原因( s i p 消息本身含有一个呼叫的所有信息) ，因为核心网络服 务器需要处理大量的呼叫，不保留每呼叫的状态，将大大提高系统的处理能力， 为组建大规模的i p 电话业务网奠定了基础，而边缘网络服务器可以是有状态的 ( s t a t e f u l ) 。这种s t a t e l e s s 和s t a t e f u l 结合的模式既可以充分发挥s i p 的特点( 如 用户定位和查找) 又保留了i n t e m e t 无连接数据报传送的设计思想。 与以h 3 2 3 协议为基础的口电话相比，s i p 协议需要相对智能的终端，即终 端需要包含用户代理客户机和用户代理服务器两部分，由这两部分实现呼叫请 求、呼叫应答和一些用户的特定需要，正是因为s i p 系统有了相对智能的终端系 统，所以它才有可能实现用户个性化需求。 2 2 3t i 3 2 3 和s i p 协议的对比 信令协议是实现i p 电话的关键，信令协议需要完成的功能可归纳为以下几 方面。 用户定位： 北京邮电大学硕士研究生毕业设计论文 第1 4 页共6 4 页 h 3 2 3 服务质量分析与研究实现 当a 要和b 通话时，a 首先应查明b 在网络的位置，这样才能发起会话请 求。在不同时间用户可能在不同位置，在同一时间也可能通过多种方式联系( 如 p c 或普通电话等) 。对于不具有固定i p 地址的用户，用户定位功能非常重要， 因为几乎所有的m o d e m ( 调制解调器) 连接都是动态分配i p 地址的。 会话参与者管理： 在通话期间，可加入新成员，旧成员也可退出会话。 会话能力协商和调整：t 多媒体会话可能由音频、视频、共享的应用程序等多个媒体流组成，每个媒 体流可能采用不同的语音、视频压缩算法，也可能使用不同的多播或单播地址和 端口。这样希望参与会话者能进行协商，决定会话参数，并要求能在会话期阔动 态调整参数。 呼叫处理： 具有呼叫转移、呼叫保持、群呼等功能。 h 3 2 3 和s i p 作为婵电话的信令协议，分别是通信领域与i n t e r a c t 领域两大 阵营推出的建议，在此就上面所说的各点，将它们作一下比较。 首先，两种信令协议的出发点不掸，h 3 2 3 企图把妒电话当作是众所周 知的传统电话，只是传输方式发生了改变，由电路交换变成了分组交换。而s i p 协议侧重于将口电话作为i n t e m e t 上的一个应用，较其它应用( 如f t p 、e - m a i l 等) 增加了信令和q o s 的要求。它们支持的业务集基本相同，也都利用r t p 作 为媒体传输的协议。 消息的编码方法不一样。h 3 2 3 采用基于a s n 1 和压缩编码规则的二进制方 法表示其消息。a s n 1 通常需要特殊的代码生成器来进行词法和语法分析。而 s i p 是基于文本的协议，类似于h t t p 。基于文本的编码意昧着头域的含义是一 目了然的，如f r o m 、t o 、s u b j e c t 等域名。这种几乎不需要复杂的文档说明的标 准规范风格，其优越性已在过去的实践中得到了充分的证明( 现在广为流行的邮 件协议s m t p 就是这样个例子) 。 会话能力的协商和调整方法不一样。h 3 2 3 是采用h 2 4 5 协议来进行能力协 商的会话控制的，而s i p 的能力协商采用s d p 进行描述，s d p 中的每一项的格 式为 = ，也比较简单。 会话管理的方式不一样。h 3 2 3 由于由多点控制单元m c u 集中进行执行会 议控制功能，所有参加会议的端点都向m c u 发送控制消息，m c u 可能会成为 北京邮电大学硕士研究生毕业设计论文第1 5 页共6 4 页 n 3 2 3 服务质量分析与研究实现 瓶颈，特别是对于具有附加特性的大型会议；现在市场上很多做的比较成熟的 v o l p 产品大多只支持h 3 2 3 v 2 ，虽然 l 3 2 3 v 3 支持多播，但是 l 3 2 3 v 2 不支持信 令的多播功能，其单播功能限制了可扩展性，降低了可靠性。而s i p 设计上就为 分布式的呼叫模型，具有分布式的多播功能，其多播功能不仅便于会议控制，而 且简化了用户定位、群组邀请等，并且能节约带宽。但是 l 3 2 3 的集中控制便于 计费，对带宽的管理也比较简单、有效。 在补充业务方面，它们所采用的方法也不一样。h 3 2 3 中定义了专门的协议 用于补充业务，如h 4 5 0 1 、h 4 5 0 2 和h 4 5 0 3 等。s i p 并未定义专门的协议用 于此目的，但它能很方便地支持补充业务或智能业务。只要充分利用s i p 已定义 的头域( 如c o n t a c t 头域) ，并对s i p 进行简单的扩展( 如增加几个域) ，就可以 实现这些业务。例如对于呼叫转移，只要在b y e 请求消息中添加c o n t a c t 头域， 加入意欲转至的第三方地址就可以实现此业务。对于通过扩展头域比较难实现的 一些智能业务，可在体系结构中增加业务代理，提供些补充服务或与智能网设 备的接口。 另外，h 3 2 3 中的呼叫建立过程涉及到三条信令信道：r a s 信令信道、呼叫 信令信道和h 2 4 5 控制信道。通过这三条信道的协调才使得h 3 2 3 的呼叫得以进 行，呼叫建立时间很长。在s i p 中，会话请求过程和媒体协商过程等一起进行。 尽管h 3 2 3 v 2 已对呼叫建立过程作了改进( h 2 4 5 控制消息可以通过h 2 2 5 0 呼 叫信道隧道来传送) ，但较之s i p 只需要1 5 个回路时延来建立呼口q ，仍是无法 相比的。 h 3 2 3 的呼叫信令信道和h 2 4 5 控制信道需要可靠的传输协议。而s i p 独立 于底层协议，一般使用u d p 等无连接的协议，用自己应用层的可靠性机制来保 证消息的可靠传输。 总之，h 3 2 3 沿用的是传统的实现电话信令的模式，比较成熟，已经出现了 不少h 3 2 3 产品。h 3 2 3 符合通信领域传统的设计思想，进行集中、层次式控制， 采用h 3 2 3 协议便于与传统的电话网相连。s i p 协议借鉴了其它 m e m e t 的标准 和协议的设计思想，在风格上遵循i n t e m e t 一贯坚持的简练、开放、兼容和可扩 展等原则，比较简单，但推出的时间不长，协议并不是很成熟。它的优点是同 i n t e m e t 结合可以很方便地生成新的业务，如w e b 呼叫、点击拨号等。但是s i p 协议需要相对智能的终端。 2 3 市场状况 v o i p 在全球经过近6 年的发展，随着其技术的成熟及各种人为管制的放松， 开始进入一个新的发展时期。据f r o s t & s u l l i v a n 关于v o p 的市场数据显示，2 0 0 0 北京船f 乜人学硕士研究生毕业设计论文蔓i 6 更其6 4 页 h3 2 3 服务质量分析与研究实现 年通过批发、零售方式销售的v o i p 通话时间已达6 0 亿分钟及1 5 0 亿分钟，预计 2 0 0 7 年v o i p 通话量将达到全部通话量的7 5 。 据来自c c i d 的相关数据显示，2 0 0 5 年亚太地区( 不包括日本) y o n , 市场规模 将达6 9 亿美元，目前为2 1 3 亿美元。在我国，v o i p 的运营也呈现竞争发展的局 面。v o i p 市场热点主要体现在以下几个方面： 2 3 1 企业用户接入 企业网为减少公司费用、降低布线复杂性，希望在公司内用五类线解决语音 及数据业务，并在公司的不同分支机构间实现v o l p 及传真业务，因此i pp b x 在市场的需求量较大。 来自2 0 0 1 年2 月2 0 日有关数据表明，国际上i p p b x 的市场应用迅速发展： 1 9 9 9 年国际用户数为1 0 0 万人，营业额为1 亿3 2 0 0 万美元，预计2 0 0 4 年国际 用户数将达3 8 0 0 万人，营业额达2 0 亿美元。2 0 0 0 年美国传统p b x 销量下降了 l 7 个百分点，而i pp b x 市场份额上涨了1 4 个百分点。 目前4 0 以上的太平洋两岸传递信息量为传真，全球1 3 5 亿人使用一亿台 传真枧，预计今后两年世暴传真量将以i o 一2 0 速度递增，亚洲地区增长速度为 2 8 ，5 。相对于传统f a x ，i pf a x 将以其廉价的特点在企业用户中拥有大量的 需求。 2 。3 ，2 特殊消费群体接入 通过对目前i p 电话使用者进行分析可以看出，些特殊消费群体也将是 v o i p 的热点。上述数据表明，学生是v o l p 消费比例最高的用户群，因此基于 v o i p 的校园网的业务建设将给学生带来便利，给运营商带来利润。 2 3 ，3 新建城域网用户接入 我国城域网建设如火如荼。在各大运营商投入大量的人力、物力完成城域网 的基础建设后，如何在其上提供大量的具有竞争性的增值业务将是城域网建设下 一步的主要目标。v o l p 以其能生成多种增值业务的特点将具有大量的应用，其 应用针对不同的运营商将有不同的侧重点： ( 1 ) 传统运营商( 如中国电信) 拥有丰富的本地网资源，为进一步扩大市场，寻 求新的利润增长点，将通过提供v o l p 等增值业务来寻求新的业务商机； f 2 ) 新兴网络运营商( 如中国联通、网通、吉通、铁通、移动) 不具备双绞线资 源，但由于语音业务仍是当耵国内通信行业利润的主要增长点，投入大量资金建 设宽带城域网实现数据业务同时，在已建好的数据网上承载话音业务以避免重钠 电缆，从而以较低的成本实现二网( 数据与语音) 的融合，并朝着三网融合迈进， 以提高和传统电信运营商的竞争力，将是新兴运营商的必然选择。 北京州也大学碳上研究生毕业哎汁论叟 h3 2 3 服务质量分析与研究实现 3 1h 3 2 3 系统介绍 第三章h 3 2 3 系统 3 1 1h 3 2 3 系统的协议栈 i p 网络是目前应用范围最广的分组网络，为方便起见，一下讨论的所有内容 都是基于t c p i p 环境的。h 3 2 3 协议中引用了很多成熟的协议，主要有h 2 2 5 0 、 h 2 4 5 、r t p r t c p 和音频、视频编解码标准，它的协议栈见图2 一l 。 从应用角度看，主要分视听应用协议、系统控制和管理协议和数据应用协议。 视听应用协议： 包含音频编解码和视频编解码，其中音频编码g 7 1 1 是必备的编码能力。现 在，最常用的音频编码是g 7 2 3 1 ，它可以提供5 3 k b i d s 和6 3 k b i d s 两种编码比 特率，i p 电话常采用这种编码方式。而h 2 6 i 和h 2 6 3 编码是最常用的视频编码 标准，特别是h 2 6 3 编码，是目前p 视频通信采用最多的一种编码方式。为了 满足实时通信的需要，h 3 2 3 系统采用实时传送协议r t p 封装传送音频、视频信 号，r t c p 就是r t p 协议所对应的实时传输控制协议，它提供数据q o s 的监测 手段，并获知通信各方的信息。 系统控制和管理协议： 包括h 2 2 5 0 协议和多媒体通信控制h 2 4 5 协议。h 2 2 5 0 协议在h 3 2 3 系 统的应用中又分为r a s 协议和呼叫信令协议两部分。r a s 协议主要完成端点和 网守之间的管理工作，包括网守发现、端点登记和定位、呼q 允许和退出、状态 查询等功能。呼叫信令协议完成呼叫的建立、释放和h 2 4 5 控制信道建立的任务。 h 3 2 3 系统采用h ，2 4 5 协议管理逻辑信道的打开、关闭和维护，逻辑信道是用来 传输音频、视频和数据信号的。此外，h 2 4 5 还涉及到能力交换、主从决定等过 程的控制。 数据应用： 主要指t 1 2 0 系列协议。 从传输的角度来浣，这些协议可以分为基于可靠传输协议t c p 的协议和基 于不可靠传输协议u d p 的协议两类。由图! 1 可知，t 1 2 0 系列协议、h 2 4 5 协 议和呼叫信令协议的实现依靠t c p 支撑。而r a s 协议、视听编码标准和 r t p ，r t c p 的应用是基于u d p 的。 北京部t 乜夫学硕| 矸f 完生毕业敬汁论支 h 3 2 3 服务质量分析与研究实现 3 1 2h 3 2 3 系统率的实体 h 3 2 3 主要定义了终端、网关、多点控制单元和网守四种实体。 终端： 终端是h 3 2 3 系统中面向用户的设备，它可以与其他终端设备、网关或多点 控制单元进行通信，支持语音、数据和视频信息的交互。其要完成的主要功能包 括：音频编解码、视频编解码、多媒体信息封装传送、终端接入控制、呼叫控制、 逻辑信道控制等。 h 3 2 3 终端可以进行实时、双向的通信，其中必须支持音频通信，而g 7 1 i 又是必须支持的音频编码能力，视频和数据通信任选。终端必须能支持h ，2 4 5 协 议：为了能与网守通信，终端必须具备r a s 信令能力；由于呼叫建立的需要， 必须支持呼叫信令协议：此外，出于封装实时信号的需要，必须支持r t p r t c p 。 网关： 网关是