（模式识别与智能系统专业论文）媒体服务器的研究及其在呼叫中心中的应用.pdf

摘要 摘要 在下一代网络( n g n ) 中，媒体服务器( m e d i as e r v e r ) 提供 基本和增强业务中的媒体处理功能，是软交换体系中提供专用媒体 资源功能的独立设备，也是分组网络中的重要设备，因此研究和开 发媒体服务器已经成为下一代网络演进中的一个重要研究课题。 论文首先对媒体服务器在软交换体系结构中的地位、作用和被 控制的方式做了分类，总结了媒体服务器的功能，并对它涉及到的 几种控制协议进行了比较分析，指出了每种协议优缺点和适用的场 合。论文的后面部分结合下代呼叫中心( c a l l c e n t e r ) ，讲述了 媒体服务器在下一代呼叫中心中的应用，分析了呼叫中心中传统 i v r 服务器的既负责业务控制功能又负责媒体功能导致其结构过 于复杂不容易部署的缺点，提出了它的媒体功能交由媒体服务负责 的解决方案，并设计实现了呼叫中心中的媒体服务器，主要包括媒 体命令模块、h 2 4 8 协议栈模块、音库模块、媒体处理模块和管理 维护模块五个功能模块。最后设计并实现了实验性的媒体网关和 i v r 服务器，并搭建了测试平台，对丌发的媒体服务器进行了测试。 总之，本论文通过对媒体服务器的研究，结合“n g n 技术在 c a l l c e n t e r 系统中的应用研究”项目，构建了个适合中小型 c a l l c e n t e r 系统使用的媒体服务器，不仅集成了已经成熟的科研 成果，并且为继续开发和完善提供了良好的平台。 【关键字】n 乎叫中心，媒体服务器，h 2 4 8 协议，i v r 服务器 a b s t r a c t a b s t r a c t m e d l as e r v e rp m v i d e si km e d i ap m c e s s i n gf u n c i i o n o fl h eb a s l ca n d e n h a n c e do p e r a f l o n i ti sn o t0 1 1 i ya ni n d e p e n d e n td e v i c et h a tc a np r o v t d em e 击a r e s o u r c ei ns o r s w i i c hs y s t e mb u ta l s oa ni m p o r t a n td e v i c emp a c k e t s w i t c h l n g n e l w o r k t h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e l l to fm e d i as e r v e rh a v eb e c o m ea n i l t l p o r t a mr e s e a r c ht o p i co f t h ee v 。1 u t i o no f n e x tg e n e r a t j o nn e t w o r k f i r s t ly t h ep a p e rg i v e sas y s i e m a t i c s t u d yo nt h es t a t u so fm e d i as en e ra n d j t sd e p l o y m e n tm o d e 】sl nt h es o r s w i t c hn e t w o r k ，s u m m a r i z e si t sf u l l c t i o n sa n d a n a l y s e si t sc o n t m lp r o t o c o l s s e c o n d ly 廿1 ep a p e re x p o u n d st 1 1 ea p p l l c a “o no f m e d l as e r v e ri nc a l l c e n t e ri tp 0 i n to u lt h ed i s a d v a n t a g et h a ti h et r a d i t i o n a l i v r s e n r e rn o to n l ya n s w e n n gf o rt h e 叩e r a t l o “c o n t r 0 1f u n c t i o nb u ta l s o t a k i “g c h 3 唱eo fl h em e d i af u n c t i o na n dp r o 1 p t st h es 。1 u t i o nt h a ta ni n d e p e n d e n tm e d i a s e r v e rp r o v i d et h em e d l af u l l c t i o no ft h et r a 出t i o n a li v rs e r v e li nt h l s d e p a r t r n e n t ，t 1 1 ep a p e rd l s c u s s e si h ed e s i g na n dd e v e i o p m e n to fc h em e d i as e m l i ti sd i v i d e di n t o6 v em a j o rm o d u l e s ：n l e d i ac o m m a n dp r o c e s s i n g 、s t a c ko f h 2 4 8p m t o c o l 、a u d i ow a r e h o u s e 、m e d i ap r o c e s s i n ga n dm a i n t e n a n c e f i n a l l y ， s i m u l a t et h em e d i ag a t e w a ya n di v rs e r v e lc o l l s i i t u t et h ee x p e n m e n t e n v i r o n m e n lw i t ht h e ma n dl e s ti h em e d i as e i 、，e l i naw o r d ，b a s e d t h es t u d yo fm e d i as e r v e t h ep a p e rg i v e sa n a p p l i c a i i v em e d i as e r v e rf o re n t e r p r i s e t h i sp a p e fn o to n l ym l e g r a 七e st h e m e t h o d st h a fh a v ea l r e a d yb e e nu s e d ，b u ta l s od e v e l o p sag o o dp l a t f o r n lf o r c o n f i n u a f i o na n dd e r f 色c t i o no f m e d i as e r v e t 【k e yw o r d s 】c a l1 c e n t e r ，m e d i as e r v e r ， h 2 4 8p r 。t 。c o l ，i v rs e r v e r 独创性声明 y87 9 8 9 2 本人声明，所呈交的学位论文是我个人在导 师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽 本人所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 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交通大学或其他教 学机构的学位或证书而使用过的材料。与我。起 工作的同志对本研究所做的任何贡献已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 本人签名：垄! 丝垄： 日期：m 多年月，口日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京交通大学有关保留、使用 学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的 复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布 论文的伞部或部分内容，可以采用影印、缩印或 其他复制手段保存论文。论文中所有创新和成果 归北京交通大学计算机与信息技术学院所有。未 经许可，任何单位和个人不得拷贝。版权所有， 违者必究。 本人签名：垄生叁基! 日期：! ：生年i 月卫目 综述 l 综述 1 1 论文的选题背景 下一代网络是一个非常广泛的概念，它是电信史上的里程碑， 标志着新一代电信网络的到来【”。软交换技术是下一代网络中的核 心技术，媒体服务器是软交换体系中提供专用媒体资源功能的独立 设备，也是分组网络中的重要设备，提供基本和增强业务中的媒体 处理功能，因此有必要对其进行研究。随着下一代网络的发展，广 泛部署的传统的呼叫中心有必要进行升级，以便使客户可以通过更 多的更方便快捷的手段来获取更多的更好的服务，参考交换体系结 构设计实施的新一代呼叫中心与传统的呼叫中心相比结构更简单、 升级更方便、成本也更低廉，更有利于在不同的企事业应用部署， 因此本文在对媒体服务器的研究基础上将其应用在了下一代的呼 叫中心。 1 1 1n g n 的到来 目前电信业务发展迅猛，以互联网为代表的新技术革命正深 刻地改变着传统电信的概念和体系，电信界f 面临着一场百年未遇 的巨变，基于t d m 的p s t n 语音网必将和分组交换数据网融合， 形成可以传递话音和数据等综合业务的新一代网络吐 作为理想网络，n g n 已经提出了段时间，许多研究机构对 此也做了很多工作。不过，对n g n 至今还没有一个统一的定义， 北京交通大学硕+ 研究生学位论文 但是却有一一个共同的目标，那就是消除现有电信网络的弊端。现有 的电话交换网以交换机为核心，交换机对业务的处理如同黑箱操 作，它集中了业务接入、媒体处理、呼叫控制和业务管理的全部功 能。这必然带来一些负面的影响，一方面对设备制造商来说，升级 交换机比较困难；另一方面也造成一定程度的垄断，使新业务的发 展比较缓慢。所以，在构造以i p 为基础的n g n 的时候，采用了丌 放式的结构，将业务接入、媒体处理、呼叫控制和业务处理分离丌， 并在它们之间采_ ； j 标准的协议进行互连。根据这种思想，可以得出 n g n 的概念模型。如图1 1 所示： 图1 1n g n 分层体系结构 接入层主要解决业务接入问题，这种接入可以是一个完整的网 络，也可以是一些有线或无线的接入网络。接八层发展的很快，主 要的问题是提高带宽。 媒体层主要处理接入层送来的媒体，完成媒体类型的转换和传 综述 送，还包括一些网关和统计的功能。 控制层是n g n 中最重要的一层，主要是完成信令的处理，包 括信令网关、软交换等设备。 网络业务层处理业务逻辑。 1 1 2 软交换技术 软交换是在将智能融入v o i p 网络、l p 网络接口、公共交换电 话网，以及协调网间特性的需求推动下提出的【3 1 。 软交换是一种功能实体，位于n g n 分层体系结构的控制层， 为其提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下 一代网络呼叫与控制的核心。 简单的看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能 的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同 的业务所需要的呼n l l 控制功能不同，而软交换则是与业务无关的， 这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。未 来的软交换应该是尽可能简单的，智能控制功能则尽可能的移至外 部的业务和或应用层。 软交换是一项突破性的技术，它使v o i p 能取代t d m 成为一 项电话技术。在软交换的软交换机开发之前，v 0 i p 因为缺乏通过 网络路由呼叫所需要的足够信息，而只能算是一种有缺陷的技术。 没有这些信息，i p 要取代p s t n 将是不可能的f 3 1 。 软交换的发展使得媒体的发展更加独立，也使得选择模块化处 理实时媒体更加合理。 北京交通大学硕十研究生学侥论文 1 1 3 流媒体技术 现代网络中，由于宽带接入技术、媒体压缩技术的发展，以及 宽带多媒体业务需求的增加，流媒体技术被广泛应用。 流媒体指在i n t e m e t i n t r a n e t 中使用流式传输技术的连续时基 媒体，如：音频、视频或多媒体文件。流式媒体在播放前并不下载 整个文件，只将丌始部分内容存入内存，流式媒体的数据流随时传 送随时播放，只是在开始时有一些延迟。流媒体实现的关键技术就 是流式传输。 流式传输定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体( 如视频、 音频) 的技术总称。实现流式传输有两种方法：实时流式传输 l r e a l t i m es t r e a m i n g ) 和顺序流式传输( p r o g r e s s i v es t r e a n l i n g ) 。 一般蜕来，如果视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或 应用如r t s p 的实时协议，即为实时流式传输。如果使用的是h t t p 服务器，文件即通过顺序流发送。流式文件同时也支持在播放前完 全下载到硬盘。 流媒体主要采用的传输协议是实时传输协议r t p 与r t c p 。还 有一种协议是实时流协议r t s p ( r e a l t i m es t r e a m i n gp r o t o c 0 1 ) r t s p 在体系结构上位于r t p 和r t c p 之上，它使用t c p 或u d p 完成 数据传输。h t t p 与r t s p 相比，h t t p 传送h t m l ，而r t s p 传送的是 多媒体数掘。h t t p 请求由客户机发出，服务器做出响应；使用r t s p 时，客户机和服务器都可以发出请求，即r t s p 可以是双向的。但 是它的体系结构更为复杂。 1 1 4 呼叫中心的发展 随着企业竞争的f i = _ | 益加剧，现代企业管理中心己从“以产品和 企业内部信息为中心”转变为“以客户为中心”，优质的客户服务 己从企业竞争优势变成企业参与竞争所必需的条件。企业通过呼叫 中心建立起一个与用户沟通的桥梁，柬刁i 断的满足用户个性化和多 样化服务需求。 在2 0 世纪9 0 年代，我国的电信、银行等大型企业纷纷丌始建 立自己的客，服务中心系统。这些企业客户服务中心系统，在改善 企业形象、提高客户对企业的满意度和忠诚度等方面功不可没。在 对固内外电信、银行等企业的客户服务中心进行番分析后，我们 不难发现，这些系统一般都是基于带a c d 功能和c t i 接口的p b x 。 这些设备投资动辄需要上千万元的巨额资金，且系统构成复杂。建 设周期长，维护费用也很高。对于中小型企业来说，传统的基于 p b x 的系统因受硬件和成本的制约，往往不能很好地适应企业的 需要。而基于板卡的呼叫中心系统则是这些企业的希望所在，它需 要的硬件设备简单，投资少，不论在功能和性能上都能很好的满足 这些企业的要求【4 】。在n g n 的大背景下开发下一代的基于板卡的 呼叫中心必将拥有巨大的市场。 1 2 论文的意义及所做工作 1 2 1 论文的意义 学术性： 北京交通大学硕+ 研究生学位论文 先进性在于本课题立足于信息网络发展的大潮流，以软交换为 核心的下一代网络技术是众望所归，大家关注的焦点；而媒体服务 器是软交换体系中提供专用媒体资源功能的独立设备，提供基本和 增强业务中的媒体处理功能，更是焦点中的焦点，国内外都在积极 的投入到相关技术的研究和应用中。 前瞻性在于随着下一代网络融合技术的发展，人们势必有更多 的选择手段束获取内容更丰富的服务，而企业建立呼叫中心的目的 就是为了为用户提供优质的客户服务，所以有必要在研究媒体服务 器的基础上将其应用在下一代的呼叫c 心。 创造性在于参考软交换的体系结构，将呼叫中心中传统的i v r 服务器的功能进行拆分，结合媒体服务器的研究提出了由专门的媒 体服务器来负责传统i v r 服务器的媒体功能，而使传统的i v r 服 务器只是负责呼叫控制和业务逻辑，从而达到了简化传统i v r 服 务器功能的作用，方便了呼叫中心的部署，并且使得媒体服务器可 以产品化，降低了呼叫巾心的成本；根据呼叫中心在实际应用中的 情况，提出以小音库、文件和t t s 三种形式来构建媒体服务器中 的音库的方法，解决了媒体服务器中音库的放音质量、覆盖率和易 操作性问题；不但充分集成已有的科研成果，还实现了很多新的功 能，搭建了比较合理的实验平台，为进一步的丌发打下了良好的基 础；设计了规范的模块接口，使得媒体服务器与呼叫中心中其它相 关的功能实体之问可以很好的交瓦，便于r 后呼i i q 中心的部署。 实用性： 实用性体现在本论文所研究的内容的提出本身就是建立在实 际项目需要的基础上。已经完成了设计的基本功能，达到了设想的 综述 预期效果。 1 2 2 论文所做工作 分析研究了媒体服务器在软交换体系中的地位与作用、受 控方式和功能；并对用到的相关控制协议进行了比较分析，指 出了每种协议的适用场合。 分析了呼叫中心中传统i v r 服务器的缺点，提出了一种业 务控制和媒体功能分开的设计方案，单独用一个媒体服务器负 责媒体功能。 针对呼叫中心中媒体服务器中的音库放录音质量、覆盖率 和易操作性的问题，提出了以小音库、文件和t t s 三种形式组 织音库的解决方案。 采用h 2 4 8 协议实现了对媒体服务器的控制。 根据实际应用过程中媒体服务器的工作情况，搭建了实验 平台。在搭建实验平台的过程中，既模拟媒体网关和i v r 服务 器实际功能，又根据实际情况简化设计并实现。 。充分理解模块化设计的优势，并采用模块化设计思想设计 和实现了媒体服务器，为以后的升级做好准备。 1 3 论文的内容概要 这里简要介绍一下本论文的特色和主要内容，本课题隶属于 “基于n g n 核心技术的网络c t i 体系研究与实现”，论文的意义一 节我们已经看到，本论文兼具学术性和实用性两个基本特征。 北京交通人学硕士研究生学侮论文 论文共分为五章。第一章综述，醢明两个问题：论文的选题背 景和意义，以及论文所作的具体工作。 第二章简要的介绍了论文中涉及到的关键技术。通过本章的内 容，对涉及到的关键技术有一个粗略的了解。 后面三章是论文的核心部分，第三章在介绍软交换体系结构的 基础上对媒体服务器在软交换体系中的地位和作用作了介绍，此外 还对媒体服务器的受控方式和功能作了总结，本章的最后对媒体服 务器中可能涉及到的协议作了一个简单的分析和比较。 第四章详细介绍了媒体服务器在呼叫中心中的应用，首先结合 媒体服务器介绍了试验中用到的下一代呼叫中心的体系结构，然后 根据实际应用中的需要提出了媒体服务器的设计思路，并对其进行 功能模块的划分，最后介绍了个功能模块的设计和实现。 最后一章中根掘媒体服务器在下一代呼叫中心中的工作情况 设计并实现了其试验平台，并根据常见的情况对其进行了简单测 试。 论文涉及的关键技术 2 论文涉及的关键技术 2 1 信令控制协议 2 1 1s i p 协议 s i p 简介f 5 s i p 协议( s e s s i o ni n i t i “o np m t o c 0 1 ，会话初始协议) ：是一个 基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和 终止i p 网上的双方或多方多媒体通信，即多媒体业务域间采用s p 协议。s i p 是在s m t p ( 简单邮件传送协议) 和h t t p ( 超文本传 送协议) 基础之上建立起来的。s d 用来生成、修改和终结一个或 多个参与者之间的会话。这些会话包括因特网多媒体会议，因特网 ( 或任何i p 网络) 电话呼叫和多媒体发布。为了提供电话业务， s i p 还需要不同标准和协 义的配合，例如，实时传输协议( r 1 1 p ) 、 能够确保语音质量的r s v p 、能够提供目录服务的l d a p 、能够鉴 权用户的r a d i u s ，并实现与当前电话网络的信令互联等。 s i p 协议借鉴了h t t p 、s m t p 等协议，还与r t c p 、s d p 、r t s p 、 d n s 等协议配合，支持代理、重定向、登记定位用户等功能，支 持用户移动。 s i p 的基本功能f 6 + 用户定位( u s e r1 0 c a t i o n ) ：决定哪个终端系统参加通信。 4 用户能力( u s e rc 印a b i l i t i e s ) ：决定通信所采用的媒体和媒 北京交通火学硕l 研究生学位论文 体参数。 + 用户可用性( u s e ra v a j l a b i l i t y ) ：决定被叫方是否愿意加入 通信过程。 4 呼叫建立( c a l ls e t u p ) ：振铃、主叫方和被叫方的连接和参 数的建立。 。呼叫处理( c a l lh a n d l i n g ) ：前转或终结呼叫。 2 1 2m g c p 协议 m g c p 协议是简单网关控制协议( s g c p ) 和i p 设备控制协议 ( i p d c ) 合并的产物。应用于软交换设备对网关的控制，它们能实 现语音承载在分组网的解决方案，可以完全继承p s t n t s d n 的基本 业务和补充业务体，现了网关分离的思想。在软交换系统中，m g c p 用于软交换和媒体网关或软交换与m g c p 终端之间，软交换通过此 协议来控制媒体网关m g c p 终端上的媒体控制流的连接、建立和 释放。 呼叫控制是m g c p 的主要功能，m g c p 控制呼叫的连接模型采用 了端点( e n d p o i n t ) 和连接( c o n n e c t i o n ) 这两个概念，由连接组 合为呼叫，一个或多个连接可以属于个呼叫，连接和呼叫可以通 过一个或多个呼叫代理发起建立。 m g c 和m g 之间通过协议消息的交互进行媒体通路的建立、释 放、参数的传送，m g c 通过协议对m g 下命令，m g 执行命令、上报 相关事件和信息。 m g c p 中共定义了9 个命令：( 1 ) e n d p o i n t c o n f i g u r a t i o n 用 于规定端点所收信号的编码方式；( 2 ) n o t i f i c a t i o n r e q u e s t 用于 论文涉及的关键技术 规定软交换网络监视报告端点上发生的事件；( 3 ) n o t i f y 用于网 关向软交换报告事件的发生；( 4 ) c r e a t e c o n n e c t i o n 用于在两个 端点f 刚创建一个连接；( 5 ) m o d i f y c o n n e c t i o n 用于改变连接特征， 包括改变连接的本地特征和远端特征：( 6 ) d e l e t e c o n n e c t i o n 用 于终止连接：( 7 ) a u d i t e n d p o i n t 用于查看端点状态；( 8 ) a u d i t c o n n e c t i o n 用于查看与连接相关的参数；( 9 ) r e s t a r t i n p r o g r e s s 用于通知软交换网关或网关管理的一组端点 退出服务或进入服务【”。 2 1 3h 2 4 8 协议【8 】 i 2 4 8 协议，也叫m e g a c om 议，是一项作为i t u t 与i e t f 台 作的新标准。其中融合了m g c p 的内容。也应用于软交换设备对网 关的控制，它们能实现语音承载在分组网的解决方案，可以完全继 承p s t n i s d n 的基本业务和补充业务，体现了网关分离的思想。由 于在论文中所阐述的下一代呼叫中心中的媒体服务器中采用了 1 1 2 4 8 协议作为信令协议，所以在此对h 2 4 8 协议作比较详细的介 绍。 2 1 3 1 连接模型 h 2 4 8 协议的连接模型中也连个非常重要的概念：终结点 ( t e r m i n a t i o n ) 和关联( c o n t e x t ) ，它们和m g c p 中的c o n n e c t i o n 和e n d p o i n t 比较相似，终结点是位于m g 中用于发起或接受媒体 流和控制流的逻辑实体，关联表示一组终结点之间的关系。 2 1 3 2 命令( c o m m a n d ) 为了实现呼口q 连接的建立和释放，以及实现m g c 对m g 的管 北京交通大学硕士研究生学位论文 理功能，m e g a c 。h 2 4 8 协议定义了8 个命令来对连接模型中的逻 辑实体进行管理，这个8 个命令是：( 1 ) a d d 向一个关联添加一个 终点；( 2 ) m o d i f y 修改终结点特性；( 3 ) s u b t r a c t 删除关联中的 终结点；( 4 ) m o v e 将一个终结点从个关联转移到另一个关联； ( 5 ) a u d i t v a l u e 获取有关终结点的当前属性、事件、信号和统计 特性的单前值；( 6 ) a u d i t c a p a b i l i t i e s 获耿媒体网关所允许的终 结点的属性、事件、信号和统计特性的所有可能取值；( 7 ) n o t i f y 媒体网关适用此命令向m g c 报告媒体网关中发生的事件；( 8 ) a u d il c a p a b i l i t i e sm g c 和m g 之涮的服务变更命令。 除n o t i f y 和s e r v ic e c h a n g e 命令之外，其它命令多时出m c 作为命令的起始者发起，m g 作为命令的响应者接收。n o t i f y 命令 的发起者只能是m g ，而s e r v i c e c h a n g e 命令的发起者即可以时m g ， 也可以时m g c 。 2 1 3 3 描述符( d e s cr i p t o r ) 在m e g a c o h 2 4 8 协议中，终结点可用特性来进行描述，协议 定义了1 8 个描述符用于描述终结点的特性。不同类型的终结点， 其特性也不尽相同，因此，h 2 4 8 协议将终结点所包含的特性组成 了一系列描述符，描述符可作为描述命令的输入和输出参数。 2 1 3 4 包( p a c k a g e ) 不同类型的媒体网关所支持的终结点类型也不同，因此，h 2 4 8 协议规定了包( p a c k a g e ) 的概念来实现对h 2 4 8 协议的可扩展性。 包通过允许终结点具有可选的特性、事件、信号和数据，媒体网关 控制协议实现了对具有不同特点的终结点的支持。包使用完全开放 的i n n a ( i n t e m e ta s s i g l l e dn u m b e r sa u t h o r i t y ) ，新的包是在已经 2 论文涉及的关键技术 定义了的包的基础之上定义的，从而使包的结构明确。 2 1 3 5 事务交互( n a n s a c t i o n ) 为了支持多个命令并行发送，提高协议的传送效率， h 2 4 8 m e g a c e 采用事务通信方式来传送命令。m g 和m g c 之间的 一组命令组成交互( t r a l l s a c t i o n ) 。事务交互可由t r a l l s a c f i o n i d 束 标识，事务交互由一个或者多个动作组成，每一个动作包含一个或 多个命令。事务交互、动作、和命令之问的联系如图2 一l 所示 ”r r a l l s a c t i o n | c o 眦烈2 怛竺! ! ! 坐! i 瓜萧而司i il 。j o l p 斟“| 塑型! li 图2 1 ：事务交互，动作和命令 事务交互( t r a n s a c t i o n ) 可以分为3 种类型：t r a n s a c t i o n r e q u s t ( 事务交互请求) 、t r a n s a c t i o n r e p l y ( 事务交互响应) 和 t r a n s a c t i o n p e n d i n g ( 事务交互正处理) 。t 豫n s a c t i o n r e q u e s t 用于发 起事务交互；t r a n s a c t i o n r 印l y 用于对t m s a c t i o n r e q u e s t 做出响应； 1 h n s a c t i o n p e n d i n g 由接收方发送，表示一个t r a n s a c t i o n 正在被处 理，但是还没有完成，1 h n s a c t i o n p e n d i n g 可以在t 啪s a c t i o n r e p l y 之前多次发送。 2 2 媒体传输控制协议 实时传输协议( r t p ) 和实时传输控制协议( r t c p ) ，这两个协 北京交通人学硕士研究生学位论文 议提供了可以支持实时应用( 例如语音和影像) 的网络传输服务。 u d p 无法做到避免分组丢失和确保分组有序传输。运行在u d p 之上的r 1 1 p 帮助实现了这些功能。例如，r t p 分组包括序列号，这 样，使用r t p 应用程序至少能够检测到分组丢失的发生并确保收到 的数据以正确的次序提交给用户。r t p 分组还包含了一个时间戳， 这个时间戳对应于分组从源媒体流进行抽样的时问。目的应用程序 可以利用这个时间戳来确保信息同步地传递给目的用户并计算出 时延和抖动。 注意：r t p 本身并刁i 处理这些事情，它只是提供了一些附加的 消息给高层的应用，以便高层应用能够合理的决定数据分组或是语 音分组如何能被更好的处理。 r t p 支持实时传输、包重新排队、封装数据、有效载荷类型鉴 定、多播、鉴定发包来源和同步源。r t p 报头的消息就是为了让r t p 能够支持这些服务。 r t c p 是r t p 的一个伴随协议，这个协议为用户会话之问提供 了大量的可供交换的信息和关于会话质量的反馈信息。信息的类型 包括这样的一些细节问题，诸如丢失的r t p 分组的数目、时延和到 达间隔的抖动。这些信息可以用来检测并潜在地解决发送问题，通 过使用r t c p 和i p 多播，第三方( 例如不是会话参与者的网络操作 员) 就可以控制会话质量和检测网络问题。 r t c p 定义了多种类型的包，用于承载多种控制信息。每个r t c p 包都和r t p 数据包类似，都以一个固定的包头开始，后面跟着一个 随包类型的不同而不同的结构化元素。该元素可能是变长的，但总 是在3 2 比特边界上结束【9 】o 论文涉及的关键技术 2 3f i l t e r 技术 模拟的媒体网关和媒体服务器中的媒体处理模块中参考了微 软的d i r e c t s h o w 中f i l i e r 的设计思想，设计并实现了本论文中实时 媒体处理所需的功能。值得强调的是，本论文所实现的f i l t e r 并不 是d i r e c t s h o w 下的f i l t e r ，只是借鉴了它的设计思想。接下来将简 单介绍d i r e c t s h o w 中f i l t e r 的设计原理以及为什么本论文会选择这 种设计思想。 d i r e c t s h o w 简介 多媒体应用开发所面临的挑战： 多媒体数量巨大，应如何保证数据处理的高效性； 如何让音频和视频时刻保持同步； 如何用简单的方法处理复杂的媒体源的问题，包括本地文 件、计算机网络、广播电视以及一些其它数码产品等： 如何处理各式各样的媒体格式问题，包括a v i 、a s f 、m p e g 、 d v 、m o v 等： 如何支持目标系统中不可预知的硬件。 d i r e c t s h o w 的设计初衷就是尽量要让应用程序丌发人员从复 杂的数据传输、硬件差异、同步性等工作中解脱出来，总体应用框 架和底层工作由d i r e c t s h o w 来完成，这样，基于d i r e c t s h o w 框架 丌发多媒体应用程序就会变得非常简单舭1 1 何为d i r e c t s h o w 中的f i i t e r 以及f j l t e rg r a p h ? d i r e c t s h o w 系统位于应用层，它使用一种叫f i l t e rg r a p h 的 模型来管理整个数据流的处理过程：参与数据处理的各个功能模块 北京交通火学硕十研究生学位论文 叫做f i l t e r ；各个f i ll e r 在f i l t e rg r a p h 中按一定的顺序连接 成一条“流水线”协同工作。 f i l t e r 是d i r e c t s h 。w 中最基本的概念。d i r e c t s h o w 使用 f i l t e rg r a p h 来管理f i l t e r ( 管理者叫做f i l t e rg r a p hm a n a g e r ) 。 f i l t e rg r a p h 是f i l t e r 的“容器”，而f i l t e r 是f i l t e rg r a p h 中的最小功能模块。 f i lt e r 一般由一个或多个p i n 组成，f il t e r 之间通过p i n 相 互连接，构成一条顺序的链路。 按照功能来分，f i l t e r 大致分为3 类：s o u r c ef i l t e r 、 t r a n s f o r mf i l t e r 和r e n d e r i n gf i l t e r 。s o u r c ef il t e r 主要负 责获取数据，数据源可以是文件、因特网计算机里的采集卡( w d m 驱动的或v f w 驱动的) 数字摄像机等，然后将数据往下传输； t r a n s f o r mf 儿t e r s 主要负责数据的格式转换，例如数据流分离、 合成、编码解码等，然后将数据继续往下传输；r e n d e r i n gf i l t e r 主要负责数据的最终去向将数据送给显卡、声卡进行多媒体演 示，或者输出到文件进行存储 2 2 】。也可以根据f i l t e r 包含的输入 p i n 或者输出p i n 的数量来判断f i l t e r ，如下图所示，仅含有输出 p i n ，没有输入p i n 的f i l t e r 为s o u r c ef i l t e r ；既有输出p i n 又 有输入p i n 的f i l t e r 为t r a n s f o r mf i l t e r ：仅有输入p i n ，没有 输出p i n 口的f i l t e r 为r e n d e r i n gf i l t e r 。图2 2 显示了三种 f i l t e r 的类型。 卜选择f i l t e r 这种设计思想的原因 d i r e c t s h o w 中的f i l t e r 是专门为多媒体的处理设计的，f i l t e r 相当于参与多媒体数据的功能模块，并且，它符合模块化设计的标 论文涉及的关键技术 准，方便移植，流水线的工作方式，更使得我们在进行不同的媒体 处理时选择不同的模块连接进行工作即可。 选择这种设计思想，使得媒体处理更加易于理解，程序更加健 壮，更能方便移植。 2 4 有限自动机 陡i2 23 种n l t e 族型 在任何一个呼叫中心系统中。都会用到有限自动机的概念。如 系统中最重要的对象一呼叫( 包括电话呼叫，i n t e r n o t 呼叫， e m a i l 呼叫等) ，就具有多个状态，随呼叫过程的进行，其状态不 断改变。系统对每一个呼叫的处理就是自动机的从初始状态经过一 系列中问状念到终止状态的转换过程。其他诸如i v r 应用流程和坐 席软电话等，也都是自动机的应用，此处对有限自动机的相关概念 作简单的介绍 有限自动机是具有离散输入输出系统的一种数学模型，它具有 有限个状态，能够接收一系列的输入符号，接收到输入符号后，会 发生状态转换，从当前状态转换到其后继状态。一个有限自动机， 如果每次转换的后继状态都是唯一确定的，那么它就是确定的有限 自动机( d f a ) ：如果转换的后继状态不是唯一的，则是不确定的有限 北京交通大学硕士研究生学位论文 自动机( n f a ) ；在大多数的实际应用中，包括呼叫中心系统，遇到 的都是确定的有限自动机” 。 通常一个确定的有限自动机( d f a ) 是一个五元式 m = ( k ，f ，so ，z ) 其中五元式中各个要素的意思是： l 、k 有限个状态组成的集合。 2 、有限个输入字符组成在字母表。 3 、定义了一个从k 到k 的单值映射f ，即f ( p ，a ) = q ，指明 若当前的状态为p 而输入字符为a 时，则下一个状态时q ； 4 、s 。一个属于k 的特定状态，称为初始状态。 5 、z o 若干个属于k 的特定状态，它们组成的集合称之为终状 念。 由于不确定的有限自动机( n f a ) 在论文中并没有用到，所以此 处不在加以介绍。 媒体服务器的分析研究 3 媒体服务器的分析研究 3 1 软交换的体系结构介绍 软交换( s o f t s w n c h ) ：足电路交换网络向分组网演进的核心 漫各，也是下一代电信例络的重要设备之，它独立与底层承载协 议，主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、 路由、认证、计费等主要功能，井可以向用户提供现有电路交换机 所能提供的业务以及多样化的第三方业务。 软交换的核心思想是p 】：( 1 ) 开放的业务生成接r ，软交换通 过a ，i 与应用服务器配合以提供新的综合网络业务，与此同时为_ 更好地兼顾现有的通信网络，它还能够通过i n a p 与i n 中的已有的 s c p 互通以提供传统的智能业务。( 2 ) 综合的设备接入能力，软交 换可以支持众多的协议，如p s t n 中的s s 7 、r 2 、d s s l 、i n a p 以及 i p 网中的s i p 、h ，2 4 8 m g c p 、h 3 2 3 和b i c c 等，以便对各种各样 的接入设备如t g 、a g 、s g 、n a s 和i a d 等进行控制，最大限度地保 护用户的投资，并充分发挥现有通信网络的作用。( 3 ) 基于策略的 运行支持功能：软交换采用了一种与传统o 删系统完全不同的基于 策略p l o i c y b a s e d 的实现方式来完成运行支持系统的功能，按照一 定的策略对网络特性进行实叫智能集中式的调整和干预，以保证整 个系统的稳定性和可靠性。 基于软交换的网络体系结构从功能上可以分成媒体接入平 面、传输服务平面、控制平面和业务应用平面，其中软交换的核心 面、传输服务平面、控制平面和业务应用平面，其中软交换的核心 北京交通人学硕士研究生学位论文 位于控制平面f 2 】，软交换的分层结构如图3 1 所示： 媒体接入平丽：提供各种网络和设备接入到核心骨干网的方式 和手段，主要包括信令网关、媒体网关、接入网关等多种接入设备， 用于实现异构网络到核心传输网以及异构网络之间的互连互通。信 令网关负责提供s s 7 信令网络( s s 7 链路) 和分组数据网络之间的 交换( 包括协议i s u p 、t c a p 等的转换) 。媒体网关负责管理p s t n 与分组数据网络之间的互通，以及不同媒体、信令的相互转换( 协 议分析、语音编解码、回声消除、数字检测和传真转发等) 。 传输服务平面：负责提供各种信令和媒体流传输的通道，网络 的核心传输网将是i p 分组网络。 业务和应用平酉 控制 l 面 传输服务平断 媒体接八平耐 圈； 、 ： 熙u s嚣黟 l 匪受习捌凹捌熙；i ，。j 。 图3 1 软交换分层结构图 挈粤亭胛萼 ；：! f l 体服务器的分析研究 控制平面：主要提供呼叫控制、连接控制、协议处理等能力， 并为业务平面提供访问底层各种网络资源的开放接口。该平面的主 要组成部分是软交换设备。 业务和应用平面：利用底层的各种网络资源为用户提供丰富多 样的网络业务。该平面包括多种业务生成服务器，提供各种业务控 制逻辑，完成增值业务处理。主要包括应用服务器( a p p l i c a t i o n s e r v e r ) 、媒体服务器( m e d i as e r v e r ) 、策略管理服务器( p o l i c v s e e r ) 、a a a 服务器( a u t h o r i t ya u t h e n t i c a t i o n a n da c c o u n t i n g s en r e r ) 等。其中最主要的功能实体是应用服务器，它是软交换网络 体系中业务的执行环境。应用服务器提供执行、管理、生成业务的 平台，负责处理与控制层中软交换的信令接口；驻曰在应用服务器 内的应用程序接门( a p i ) ，为下面的业务和交换功能提供接入和 生成的手段：应用服务器也可单独生成和提供各种各样增强的业 务。媒体服务器用于提供专用媒体资源( i v r 、会议、传真) 的平 台，并负责处理与媒体网关的承载接口。 3 2 媒体服务器在软交换体系中的地位与作用 媒体服务器属于软交换体系中重要设备，在软交换或应用服务 器的控制下，提供各种业务所需的媒体资源。 媒体服务器在软交换体系中的作用如图3 2 所示： 在软交换网络中，媒体服务器结合业务逻辑，提供业务所需要 的媒体资源，是业务实现过程中不可或缺的组成部分，广泛地应用 于包括基本语音、i pc e n t r e x 、i p 会议、预付费业务、通知服务、 北京交通人学硕十研究生学位论文 v o i c e e m a 订、统一通信等各种业务类型，可以提供拨号音、忙音、 回铃音和空号音等基本信号音以及会议、通知等复杂的媒体处理服 务。 r 丁p 幽3 2 媒体服务器在软交换休系呼| 拘能满：