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基于分组的多媒体统一消息平台研究 摘要 f 信息产业的发展为中国带来了巨大的机会和挑战，中国社会开始进入一个以信息为核心 的时代。如何快速准确实现人与人之间无时空限制的实时交流，对人们的日常工作和生活己 经具有越来越重要的影响。在上个世纪的绝大部分时间里，屯话一直是人们最主要的远程通 讯手段。但是对于广大中国企事业单位和家庭来说，由于长期的电信垄断，电话费是一项比 较高的支出。同时传统的电话只能是进行语音通讯，形式单一，极大的限制了信息的交流， 无法实现超越时空限制的通讯。 随着互联网和移动通讯网络的发展，通讯的方式逐渐变得多样化。手机、手机短消息、 即时消息、e m a i l 等已经成为很多人必不可少的通讯手段。但是各种消息实体基本上处于独 立的状态，互通互联性比较差，消息管理机制缺乏。统一消息服务( u m s ，u n i f i e dm e s s a g i n g s e r v i c e ) 把各种信息服务融合起来，存储转发来自不同类型终端的信息，包括语音、电子邮 件、传真、短消息( s m s ) 、即时消息( i n s t a n tm e s s a g e ) 等。u i d s 的目标是：打破终端和 媒介的壁垒，使用户可以在任何时间、任何地点使用不同的技术、媒介和终端与任何人进行 通信l 本文在对统一消息服务现状的研究基础上，提出了活动目录控制下基于事件触发的统一 消息平台方案。系统包括传统电话和i p 电话、手机、s m s 、即时消息、e m a i l 和传真等消息 实体，通过设计一种基于x m l 的中间语言，统一描述各种消息实体间的互联和其他业务流 程，实现不同消息实体间的互联互通，并为第三方开发者提供统一的开发接口。系统还实现 了多媒体消息的管理机制，为统一消息和电子商务的集成提供了可能。 文章第一章论述了统一消息平台的研究背景和意义。第二章简单介绍了统一消息服务的 相关技术及其发展背景，包括宽带网络技术，基于i p 的多媒体分组技术，x m l 和w e bs e r v i c e 等。第三章提出了系统的框架提供了系统架构，协议层次，各个消息实体之间的协作模型 面向对象的论证撞制模型，介绍了w e bs e r v i c e 在系统中的应用。第四章通过r p c 、c o r b a 、 j 2 e e 和n e t 的比较。选择基于n e t 和w e bs e r v i c e 的开发方案，并且详细描述了电话和i p 多播会议、目录控制、消息实体间的集成等模块的实现细节。最后对本文进行了总结和展望 关键字 统一消息? h 3 2 3 ；s i p ；w e bs e r v i c e ，、活动目录? x m l 萎王坌塑堕兰塑竺竺二塑璺! 宣曼塞 a b s t r a c t t h ee v o l u t i o n so fi n f o r m a t i o ni n d u s t r yh a v eg i v e nan e w c h a n c et oc h i n a , a n dt h es o c i e t y e n t e r e dan e we r ao fi n f o r m a t i o n i t sv e r ye s s e n t i a lf o rp e o p l et oc o m m u n i c a t ew i t hf l u e n c y i n m o s tt i m eo fi a s tc e n t u r y ，t e l e p h o n ei st h em o s ti m p o r t a n tm e a n sf o rr e m o t ec o m m u n i c a t i o n ，b u t b e c 锄雌e o f t h e m o n o p o l y i n t h e a r e a o f t e l e c o m ，c o m p a n i e s a n d f a m i l i e s o f c h i n a m u s t a f f o r d v e r y h i g hc o m m u n i c a t i o n c o s t f u r t h e r m o r e ，t r a d i t i o n a lt e l e p h o n e sc a no n l yo f f e rv o i c ec o m m u n i c a t i o n s ot h a ti tl i m i t si n f o r m a t i o ne x c h a n g ea n dp r e v e n tp e o p l et o a c h i e v ea r e a - f r e ea n dt i m e - f r e e c o m m u n i c a t i o n e v e rs i n c et h ee m e r g e n c ei nt h ee a r l y1 9 9 0 s t h ei n t e m e ta n dm o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r k h a v er a d i c a l l yc h a n g e dt h ew a yo fa c c e s s i n ga n de x c h a n g i n gi n f o r m a t i o na m o n gd e s k t o p sa r o u n d t h eg l o b e m o b i l e ，m o b i l es m s ，i ma n de m a l la r ee s s e n t i a lf o rm a n yp e o p l e h o w e v e r ，t h e s e m e s s a g ee n t i t i e sa r ei n d e p e n d e n t i t sh a r dt oc o m m u n i c a t e b e t w e e nt w om e s s a g ee n t i t i e sa n dt h e m e c h a n i s mo fm e s s a g e sm a n a g e m e n ti sn o ta v a i l a b l e u n i f i e dm e s s a g i n gs e r v i c e ( u m s ) e m e r g e s av a r i e t yo fm e s s a g es e r v i c e sa n dp r o v i d e st h ef u n c t i o n so fs t o r i n ga n dr e s e n d i n gm e s s a g e sf r o m m a n yt y p e so ft e r m i n a l s ，s u c ha sv o i c e ，s m s ，i m ，f a x ，e m a i le t c n i eo b j e c t o fu m si st ob r e a k t h eb a r r i e r sf r o md i t i e r e n tm e d i as t r e a m sa n dt e r m i n a l st om a k ep e o p l ec o m m u n i c a t ea n y t i m ea n d a n y w h e r e w i t ha n y o n e i nt h i sp a p e rw ep r o v i d eau m ss o l u t i o nb a s e do ne v e n tt r i g g e ru n d e rc o n t r o lo fa c t i v e d i r e c t o r y t h i ss y s t e mi n v o l v e st r a d i t i o n a lt e l e p h o n e a n di pt e l e p h o n e ，m o b i l e ，s m s ，i m ，f a xa n d e m a i l w bd e s i g n e dam a r k e dl a n g u a g e ( m l ) t od e s c r i b et h eb u s i n e s sf l o w sb e t w e e nd i f f e r e n t m e s s a g ee n t i t i e sa n dp r o v i d e ad e v e l o p m e n ti n t e r f a c ef o rt h i r d - p a r td e v e l o p e r s t h es y s t e ma l s o r e a l i z e dam e c h a n i s mo fm u l t i m e d i am e s s a g e sm a n a g e m e n t , w h i c hm a k e si tp o s s i b l et oa s s o c i a t e 1j m s w i t he - b u s i n e s s i nt h ef i r s tc h a p t e ro ft h i sp a p e r ，t h es i g n i f i c a n c ea n db a c k g r o u n do fu m s i sd i s c u s s e d n l e s e c o n d c h a p t e r i l l u s t r a t e st h er e l a t e d t e c h n o l o g i e s o fu m s s u c ha sb m e d b a n dn e t w o r k , m u l t i m e d i ap a c k e t st e c h n o l o g y , x m la n dw e bs e r v i c e s i nt h et h i r dc h a p t e r , w ep r o v i d eas y s t e m f r a m e w o r ka n dp r o t o c o ll a y e r w ed e s i g nt w om o d e l s ：c o r p o r a t i o nm o d e lb e t w e e nd i f f e r e n t m e s s a g ee n t i t i e s a n do b j e c t - o r i e n ta u t h e n t i c a t i o nm o d e l w ea l s od e s c r i b eh o wt oa p p l yw e b s e r v i c ei nt h i ss y s t e m i nt h ef o u r t hc h a p t e r , w ec o m p a r e n e t & w e b s e r v i c e sw i t hr p c ，c o r b a a n dj 2 e ea n dm a k ead e v e l o p m e n ts t r a t e g yb a s e do n n e ta n dw 曲s e r v i c e s t h e nw ed e t a i lt h e i m p l e m e n t a t i o no ft e l e p h o n ea n di pm u l t i c a s tc o n f e r e n c e ，d i r e c t o r yc o n t r o la n dm e s s a g ee n t i t i e s i n t e g r a t i o n a t1 a s t 。ac o n c l u s i o n i sm a d e k e yw o r d ： u n i f i e dm e s s a g i n g ，h 3 2 3 ，s i p , w e bs e r v i c e ，a c t i v ed i r e c t o r y , x m l 基于分组的多媒体统一消息平台研究 第一章序言 信息产业的发展为中国带来了巨大的机会和挑战，中国社会开始进入一个以信息为核心 的时代。如何快速准确实现人与人之间无时空限制的实时交流，对人们的日常工作和生活已 经具有越来越重要的影响。在上个世纪的绝大部分时间里，电话一直是人们最主要的远程通 讯手段。但是对于广大中国企事业单位和家庭来说，由于长期的电信垄断，电话费是一项比 较高的支出。同时传统的电话只能是进行语音通讯，形式单一，极大的限制了信息的交流， 无法实现超越时空限制的通讯。 上个世纪9 0 年代以来，由于互联网和移动通讯网络的发展，通讯的方式逐渐变得多样 化。手机、手机短消息、即时消息、e - m a i l 等已经成为很多人必不可少的通讯手段。根据 c n n i c 调查，到2 0 0 2 年6 月中国的互联网用户已经达到3 3 7 0 万，预计到2 0 0 5 年，这个 数字可以达到1 亿。同时伴随着移动通讯技术的发展和移动网络的升级换代，移动通讯的发 展达到日新月异的地步。到2 0 0 1 年，中国移动的用户达到了6 5 0 0 万，而中国联通的c d m a 业务开通后，短短一年，就达到了7 0 0 万用户。这些都为消息业务的发展提供了难得的机遇。 特别是由于互联网的低成本的特点，可以弥补信息产业化和社会发展水平之间的鸿沟，依据 中国具体国情，尽可能的实现信息技术的普及，为广大企业和百姓提供一种全方位、低成本 的信息交流渠道，促进中国信息社会进步和发展，将信息科技以最为亲切的方式带到了人们 身边。 但是各种消息服务实体目前基本上还处于相互独立的状态，除了电话和手机之间可以实 现即时通讯之外，其他消息体系之间基本上没有实现大范围的互联互通。基于i p 网的即时 通讯机制主要停留在简单的文字阶段，媒体方式简单，普及率尚不够高，特别是具有实际经 济效益的应用很少。为了克服这些问题，出现了统一消息服务这个概念。统一消息服务 ( u m s ，u n i f i e dm e s s a g i n gs e r v i c e ) 是2 0 世纪9 0 年代中期提出的一种信息服务技术，它把 人们以前通过电话网、寻呼网、移动网和互联网分别享受的各种信息服务融合起来。简单地 说，把统一消息系统看作一个整合的信箱，它可以存储转发来自各种终端的各种类型的信息， 如语音、电子邮件、传真、短消息( s m s ) 、即时消息( i n s t a n tm e s s a g e ) 等，用户可以随 时随地通过电话、传真机、p c 机( 通过i n t e r n e t 网络) 、手机、寻呼机及p d a 设备收发以 上信息。i a i s 的目标是：打破终端和媒介的壁垒，使用户可以在任何时间、任何地点使用不 同的技术、媒介和终端与任何人进行通信。 u m s 的应用，将为广大企业和家庭提供一种高效低成本的全新即时通讯方式，必将对企 业和百姓的日常信息交流带来全新的概念，同时也不可避免地将给运营商、服务商、内容商、 终端商、开发商带来深远影响。 基于分组的多媒体统一消息平台研究 第二章统一消息平台的发展及其技术背景 u m s 的概念产生于1 9 9 5 年，随着相关技术的不断发展和完善，近年来逐步成为业界瞩 目的热点。据美国o v u m 独立研究机构预测，到2 0 0 3 年，全世界将有1 1 亿人使用u m s ， 构成至少9 0 亿美元的市场；到2 0 0 6 年，市场将增至3 1 0 亿美元。目前，在北美4 0 0 0 亿美 元的电信市场中，有7 5 是来自增值业务，u m s 在其中比例较大。许多发达国家的电信企 业通过统一消息系统增加其a r p u ( 每客户平均收入) 值。例如，瑞典的电信运营公司由于 使用了统一消息系统，用户使用电话、手机的频率明显增加，通话的时间也大大加长，电信 运营商的a r p u 值上升了7 0 。 由于普遍看好u m s 的巨大市场前景，目前一些国内外著名的网络厂商、软硬件供应商、 通信服务运营商和i n t e r a c t 运营商已经在统一消息技术、应用等多方面做了许多探讨与实践。 以c i s c o 、3 c o m 、l u c e n t 等为代表的网络通信设备供应商从硬件板卡、网络架构等领域给统 一消息开发出底层硬件支持与软件通信接口。以微软、l o t u s 等为代表的互联网软件供应商， 积极研究探索软件领域与硬件架构、通信网络的接口完善、功能扩充，开发并推出自己的统 一消息软件产品或应用基础平台。本文主要从软件角度对统一消息服务进行探讨。 本章介绍促进统一消息服务技术产生和发展的相关技术背景。 2 1 高性能宽带网络和移动通讯网络的发展 多媒体通讯是统一消息服务的一大特点，而高质量的多媒体通讯是以高性能宽带网络的 发展为基础的，所以我们必须对作为物理基础的现代高性能宽带弼络技术及其发展现状进行 深入的研究。宽带技术作为当前通讯产业领域最具热点的技术，具有广阔的市场和良好的利 润前景。目前世界上的主流宽带接入技术包括：d s l 接入，以太网接入，c a b l em o d e m ，卫星 接入和无线接入，s t d 机顶盒等。下面介绍一下这些接入技术。 a d s l ： d s l 系列技术包括a d s l ，x d s l ，h d s l ，v d s l 等，其中应用最广泛的是a d s l 。 该技术用高频段传送p c 数据，用低频段传送电话信号，允许在不影响现有电话业务的 情况下，进行非对称高速数据传输，理论上可以提供最高6 4 0 k s 的上行速率和9 2 m s 的下行速率，可以获得1 5 m b p s ( m p e g l ) 的带宽，相当于v c d 图象质量，甚至3 m b p s 6 m b p s ( m p e g 2 的带宽) 。相当于d v d 图象质量。目前中国电信提供此业务。 以太网接入： 以太网技术正以其技术成熟、价格低廉、与i p 网适应性好等优势，积极向其他领 域渗透如电信接入网、城域网乃至，域网。其主干由核心高端交换机，路由器体系纽 4 基于分组的多媒体统一消息平台研究 成，一般是多层以太网交换机、路由器或者a t m 交换机。中心交换机通过单模光纤连 接，传输速度在1 0 0 m 以上，使用以太网交换机形式的，一般在1 0 0 0 m 。中心交换机引 出单模光纤到各个社区内的网络中心设备主干交换机。小区的网络中心和各建筑物之间 的传输介质，根据距离的大小，可以选择光纤( 光纤到楼、光纤到楼道) 或者电缆，传 输速率是1 0 0 m 或者1 0 0 0 m 的以太网信号。目前中国网通的宽带接入业务采用这一模 式，其主干达到4 0 g 。囤2 1 显示了以太网格入方案的蝇犁结构。 图2 1 以太网接入方案 c a b l em o d e m ： c a b l e m o d e m 接入是基于有线电视网的宽带网络技术，目前在7 5 0 m h z 宽频带的双 向h f c 网上。上、下行速率可以达到1 0 m s 。而且，通过有线电视同轴电缆接入i n t e m e t ， 在不影响收看电视节目的同时数据的传输质量还相当好。 s t b 机顶盒： s t b 机顶盒上网也具有较高的数据传输率，通常最大上行和下行速率都可以达到 1 0 1 v l s ，一般情况也有2 1 0 i v l s 。使用机顶盒上网的最大优势是不需要电脑，只需一 部电视机，中国电视机的普及率远远高于电脑，因此这一接入方式具有广阔的市场前景。 无线宽带接入： 随着移动通讯终端( 笔记本电脑，p d a 等) 的普及和城市规划园区化的发展，无线 宽带接入成为宽带接入的一支新军，备种宽带固定无线接入技术迅速涌现，包括3 5 gh z 频段中宽带无线接入系统、2 6 g h z 频段l m d s 系统和无线局域网w l a n 等。宽带固定无线 接入技术的发展趋势是：一方面充分利用来被开发的频率资源( 如2 4 g 、3 5 g 、5 7 g 、 2 6 g 、3 0 g 、3 8 g 甚至6 0 g 的工作频段) 。实现尽量高的接入速率；另一方面融合微波和 基于分组的多媒体统一消息平台研究 有线通信领域成功应用的先进技术如高阶q a m ( 如6 4 q a m 、1 2 8 q a i i ) 调制、a t m 、o f d m 、 c d m a 、i p 等，以实现更丰富的业务接入能力和更灵活的带宽分配方法。 卫星宽带接入： 卫星上网的用户通过计算机的编解码器和卫星配合接入互联网，从而获得互联网传 输、定向发送数据、网站广播等服务。它最大的特点是可以覆盖任何地方，无论是农村 还是山区。卫星接入可以有最高4 5 m b p s 的接入速率，支持t c p ，i p ，h t t p ，f t p ，s m t p 等应用。目前主要有专线接入和非专线接入两种方式，利用现时互联网信息流向不对称 的特点，采用低速链路回传+ 高速卫星下载或者地面回传+ 高速卫星下载。卫星接入系 统特别适用于跨地域的远程教育或者大型企业的实时会议或培训，弥补了某些运营商的 由于行政区划而造成的通讯障碍问题，同时是解决我国广大偏远地区通讯问题的有效解 决方案。卫通和吉通公司都提供这种服务。 在主干上，目前主要是两种技术之争：i p 和a t m 。a t m 是一种快速分组交换技术，采 用异步时分复用的方法，将信息流分成固定长度的信元进行高速交换，a t m 技术己被i t u t s s 确定为传输话音、数据、图像及多媒体业务的新工具，是b i s d n 的核心和基础。a t m 设计的初衷就是实现宽带多媒体通信，其特点主要是技术复杂、硬件实现容易、采用统计复 用、带宽按需分配、保证q o s 、多速率接口等，因此a t m 是一门很好的技术。但a t m 产生和 完善的过程，正是i p 技术大力发展的时期，i p 技术以价廉物美抢先占领了市场，而a t m 的 业务市场并不像人们预想的那样快速增长，可谓生不逢时。 对于已有完善的a t m 网的电信运营商而言，a t m 和i p 融合是一个很好的选择。i po v e r a t m 是其中一种。i po v e ra t m 指a t m 以网络的形式来支持i p ，这可以大大提高i p 网的性 能，不但提高了传输速率，同时也缩短了传输时延。目前主要由集成模式和重叠模式两种。 另外i po v e rw d m 和i po v e rs d i - i 也是新兴的宽带技术。 另外随着3 g 移动通讯网络的建成，以及中国联通c d m a 2 0 0 0 和中国移动g p r s 业务 开通，手机已经从一个单一的语音通话方式发展到了可以提供多媒体e m a i l 、m m s 、w e b 浏 览等通讯手段的终端。移动通讯网络的基本单位是蜂窝( c e l t ) ，用户位置的变化将导致蜂窝 的切换，所以运营商可以知道用户的准确位置。这为统一消息服务提供了一种传统的因特网 所不能提供的功能：用户定位( l o c a t i o n ) 。所以移动通讯是统一消息服务的一个必不可少 的组成部分。同时3 g 移动通讯网的主干是以传统宽带i p 网为基础的，数据通过无线网进 入基站后，将经由p d s n 通过1 p 网进行传输。这和电信、c a t v 、因特网三网合一的趋势 是一致的。随着多种网络向i p 网的融合，统一消息服务将具有单一、高带宽和高质量的基 础环境。 2 2 基于分组的多媒体通讯系统和h 。3 2 3 协议 l p 电话是计算机网络技术发展的必然结果。由于在日常生活中，电话是最常用的通讯手 6 基于分组的多媒体统一消息平台研究 段，所以在统一消息服务中，电话必定占有非常重要的地位。i p 电话以i n t e m e t 为传输媒介， 使用分组交换技术，所需的带宽远低于p s t n 电话。同时和传统的p s t n 电话相比，l p 电话具 有低费用的特点，可节省企业通讯费用。所以i p 电话成为统一消息平台的最主要的组成部分。 i p 电话与传统电话的主要区别在于使用的传输媒介和交换技术不同。i p 电话使用的传输 媒介为i n t e m e t ，采用分组交换技术，数据包通过路由手段到达目的地。而传统电话使用的 传输媒介为p s t n ( p u b l i c s w i t c h t e l e p h o n e n e t w o r k ，公用电话交换网) ，使用电路交换技术。 分组交换技术的使用，使得i p 电话有信息时才传送数据，提高了带宽资源的利用效率。 2 2 1 交换电路网络 传统的电话系统采用模拟技术对电信号调制的办法将语音在线路上传输。这种方法要求 在每一对通话者之间都要有一对电话线，这是不切实际的。多数国家使用的是数字电话网络， 用户线仍然保持模拟的，当模拟信号进入第一个本地交换设备时，就被转换为数字信号流。 通常这种信号流的比特率是6 4 k b i t s 。图2 2 是公共交换电话系统的体系结构图。 图2 2p s t n 组织结构图 p s t n 具有良好的服务质量( o o s ) 保证，并且延迟极低( ( 1 - 2 ) 毫秒) 。但是它的缺点 也十分明显，基于电路交换的结构，使得p s t n 电路数量庞大，结构复杂，成本高，补充新业 务复杂( s s 7 的应用已使得p s t nf 句智能网发展，但硬件的改造仍很复杂) ；计费复杂，交换机 间互通性问题严重，也由此带来业务提供商间的互联困难问题。 为了提高信道的利用效率，多个语音通道可以被复用到一条传输线上。时分多路和统计 复用多路是两种常用的复用方法。在时分多路中，信号所变换成的数字信号流被分为组( 通 7 基于分组的多媒体统一消息平台研究 常是8 b i t 组，或者叫一个样值) ，几对通话的语音通过循环交叉的方式在传输线的间隙传送。 如果将几个通话在同一条传输线上复用，而不是在所有时间都占用带宽，那么某个通话占的 带宽可以在静默的时候让别人使用，这是统计多路复用。一般将语音转换为数据的技术都有 检测无声状态的能力。统计复用最大的有点是能充分利用带宽，但也会引起网络的不稳定。 如果传输线空闲，那么数据可以立刻发出去；如果线路已经占满，那只能等待直到有空闲的 空间。这种延时称为抖动( j i t t e r ) 。下一代的电话网络将有可能使用统计多路复用，而且可以 把语音和数据在一条传输线路上混合传送。目前有好几种很好的候选技术，例如帧中继语音 传送( v o i c eo v e rf r a m er e l a y ) 、a t m 语音传送( v o i c eo v e ra t m ) ，当然还有i p 语音传送( v o i c e o v e ri p ) 。i p 语音传送是其中最灵活的解决办法。 2 22 基于r t p 和r t c p 的l p 语音和视频 实时传输协议( r e a l t i m et r a n s p o r tp r o t o c 0 1 ) 让接收端能校正i p 网络造成的抖动和乱 序的问题。r t p 可以用于任何实时数据流，包括语音和视频信号。r t p 定义了一种承载等时 数据i p 包的格式： 所传输数据的类型信息。 时间戳( t i m e s t a m p s ) 序列号( s e q u e n c en u m b e r ) 另一个协议r t c p 通常和r t p 一起使用，承载关于传输质量的反馈( 如抖动量、分组的 平均丢失率等) ，也能用于传输一些参与者的相关身份信息。r t p 和r t c p 对于i p 网络的性 能没有任何影响，他们没有在任何方式上控制q o s ，只是简单的让接收者通过适当的缓冲和 排序能够从网络的抖动中恢复数据，而且同时也能从网络上得到更多的信息，以确定采用适 当的校正量。r t p 和r t c p 基于u d p ，因为t c p 的重发机制不适合处理交互式实时通讯。 r t p 协议 r t p 定义在r f c1 8 8 9 中。信息包的结构包含广泛用于多媒体的若干个域，包括声 音点播、影视点播、因特网电话和电视会议。从应用开发人员的角度来看，r t p 执行程 序是应用程序的一部分。在发送端，开发人员必需把执行r t p 协议的程序链接到创建 r t p 信息包的应用程序中，然后应用程序把r t p 信息包发送到u d ps o c k e t 。同样，在 接收端，r t p 信息包通过u d ps o c k e t 输入到应用程序。r t p 信息包没有被限制于单目 标广播，它们也可以在一对多或者多对多的多目标广播树上传送。 r t p 标题由4 个信息包标题域和其他域组成：有效载荷类型( p a y l o a dt y p e ) 域，顺 序号( s e q u e n c en u m b e r ) 域，时间戳( t i m e s t a l l l p ) 域和同步源标识符( s ”c h m n i z a t i o n s o u r c ei d e n t i f i e r ) 域等。r t p 信息包的结构如表2 1 所示： 8 基于分组的多媒体统一消息平台研究 v = 2pxc cm有效负荷序列号 类型 时间戳 同步源标志( s s r c ) 提供源标志( c s r c ) 相关p r o f i l e大小 数据 024681 01 21 41 61 82 02 22 42 62 83 0 表2 1r t p 包结构 1 )( 两位) 保留用于r t p 版本。现在的版本号是2 2 )填充位p 表示有效负荷是否被填充，用于对齐目的。如果被填充( p = i ) ，有效负荷 域的最后一个八位组用于精确的表示有多少个填充八位组附加在有效负荷之后。 3 )扩展位x 表示在固定的最后c s r c 之后是否有扩展存在。 4 ) 4 b i t 的c s r c 技术( c c ) 表示在固定头之后有多少个c s r c 标志符，一般是没有。 5 )标记( m ) 1 b i t ，它由r t p 剖面定义。在h 2 2 5 0 中用于支持无声抑止的音频编码，在 每个无声段之后有声区的第一个包中必须设置1 。 6 )有效负荷类型( p t ) ：7 b i t 。可支持1 2 8 种不同的有效载荷类型。一些静态的有效负 荷类型在r f c l 8 8 9 和“已分配的号码”r f c 中有定义。对于h 3 2 3 ，它参考h 2 2 5 。 7 ) 顺序号( s e q u e n c e n u m b e r f i e l d ) 域的长度为1 6 位。每发送一个r t p 信息包顺序号 就加1 接收端可以用它来检查信息包是否有丢失以及按顺序号处理信息包。例如， 接收端的应用程序接收到的r t p 信息包在顺序号8 6 和8 9 之间有一个间隔，说明信 息包8 7 和8 8 已经丢失，并且采取措施来处理丢失的数据。 8 ) 时间戳( t i m e s t o m p ) 域的长度为3 2 字节。它反映r t p 数据信息包中第一个字节的采 样时刻( 时间) 。接收端可以利用这个时间戳来去除由网络引起的信息包的抖动，并 且在接收端为播放提供同步功能。 9 )同步源标识符( s y n c h r o n i z a t i o ns o u r c ei d e n t i f i e r ，s s r c ) 域的长度为3 2 位。它用来 标识r t p 信息包流的起源，在r t p 会话或者期间的每个信息包流都有一个清楚的 s s r c 。s s r c 不是发送端的i p 地址，而是在新的信息包流开始时源端随机分配的 一个号码。 1 0 ) 提供源标志( c s r c ) 。当一个r t p 流是由r t p 混合器提供几个流组合的结果时，每 个提供流的s s r c 列表就会被加到该流的头中作为s s r c 。最终的流有自己的 s s r c 。这一特性在h 3 2 3 中没有使_ i j 。 r t c p 协议 实时传输控制协议( r e a l - t i m e c o n t r o lp r o t o c o l ，r t c p ) 也定义在1 9 9 6 年提出的r f c 1 8 8 9 中。多媒体网络应用把r t c p 和r t p 一起使用，尤其是在多目标广播中更具吸引 力。在r t p 会话期间，每个参与者周期性地向所有其他参与者发送r t c p 控制信息包， 如图2 3 所示。r t c p 用来监视服务质量和传送有关与会者的信息。对于r t p 会话或 9 基于分组的多媒体统一消息平台研究 者广播，通常使用单个多目标广播地址，属于这个会话的所有r t p 和r t c p 信息包都 使用这个多目标广播地址，通过使用不同的端口号可把r t p 信息包和r t c p 信息包区 分开来。 r t c p 的主要功能是为应用程序提供会话质量或者广播性能质量的信息。每个 r t c p 信息包封装的是发送端和或接收端的统计报表，包括发送的信息包数目、丢失 的信息包数目和信息包的抖动等情况，这些反馈信息对发送端、接收端或者网络管理员 都是很有用的。 2 2 3h 3 2 3 协议 图2 3 每个参与者周期性地发送r t c p 控制信息包 1 9 9 6 年，i t u - t 通过了h 3 2 3 协议。它是最早的实现局域网基于包交换的多媒体会议 的保护规范。该协议的推出，极大的推动了v o l p 的发展，使之有可能而且已经进入了公用 电话网服务，h 3 2 3 协议已成为v o l p 的公共规范，也成为各厂商设备互通的技术依据。 h3 2 3 协议包括一系列的协议，如呼叫控制协议、媒体控制协议和音频、视频编码协议 等，这些协议规定了详细的技术内容和控制过程，它们共同组合起来构成了分组网多媒体通 信的技术标准。h 3 2 3 协议栈结构如表2 2 所示。 下三层为分组网络的底层协议，传输层包括两类协议：不可靠协议u d p 与可靠协议t c p ， 前者用于传送实时的话音和视频信息以及相关的协议信息，后者用于传送数据信号以及呼叫 信令和媒体控制协议信息。h 2 2 5 0 和h 2 4 5 是h 3 2 3 协议中的核心协议，前者用于呼叫控 制，后者用于媒体信道控制。 h 3 2 3 拓扑的基本网络元件有终端、关守( g a t e k e e p e r ，g k ) 、组播单元( m u l t i c a s tu n i t ， m c u ) 和网关( g a t e w a y ，g w ) 。这里把m c u 单独列了出来，而实际上它们经常是g k 或 t 0 基于分组的多媒体统一消息平台研究 者作为终端高级计算机的一部分。三种元件之间存在逻辑连接，用来实现呼叫建立和中止， 同时获得描述基础网络结构操作质量的性能参数。h 3 2 3 已经被扩展为支持通过p s t n 跨越 网段进行高效呼叫处理，或者支持一般的i p 包网络拓扑。图2 4 是h 3 2 3 网络的典型框架。 音、视频终端控制和管理数据应用 g 7 x x h 2 6 x h 2 2 5 0h 2 2 5 0 加密 r t c ph 2 4 5t 1 2 0 r a sc a l l r t p 不可靠传输协议u d p可靠传输协议t c p 网络层 链路层 物理层 表2 2h 3 2 3 协议栈结构 h 3 2 3 终端是一个包含信令端点的设备，该端点用来支持单方或多方实时通信。在同构 h 3 2 3 环境中，其他方可以是h 3 2 3 的用户，但是通常情况下，一个呼叫中的一方或多方可 能处在不同的域，如p s t n 电话用户、s i p 或m g c p 端点。一个完整的h 3 2 3 呼叫模型在两 个终端、一个终端和关守或者一个终端和网关之间执行。关守是h 3 2 3 区域的控制中心。 h 3 2 3 区域是设备的逻辑组，包括一个关守控制的所有终端、网关和m c u 。每个区域中只 有一个关守。区域所包含的一些元件成为与交换机和路由器相连的分散拓扑的一部分。 图2 4h 3 2 3 网络的基本框架 关守可以向其他区域的关守发送信令，以对呼叫方透明的方式访问其他域中的用户。在 企业方案中，它对于支持跨国公司的多个场所 网关访问p s t n ，为p o t s 用户提供呼叫连接 或者任何其他l a n 网段的地理分布十分重要。 但网关也可以提供对不同类型局域网段的访 基于分组的多媒体统一消息平台研究 问，如m g c p 和s i p 域。关守在域中是可选的，但是如果存在一个关守，建议使用它。域 中没有g k 意味着它并不构成一个h 3 2 3 区域。也就是说，一个域可以不是区域。即使存在 g k ，呼叫建立过程中选择的呼叫模型也可能是直接呼叫信令路由。这一决定是在进入请求过 程中由端点作出的，端点自身处理到来的呼叫。g k 提供地址转换并在响应端点请求时为连 接分配带宽。因此，以某种方式在呼叫模型涉及的区域中保留一个g k 非常重要，这样可以 保证总的网络带宽使用可控。不管为h 2 2 50 选择哪种呼叫信令路由模型，使用h 2 4 5 的介 质信令通常是直接的，特例情况是通过m c u 的桥路会话。直接路由在延迟方面有比较明显 的性能优点以及健壮性，因为关守在实际平台中可能是故障发生的地方。 m c u 被宽松地定义为网桥，它的作用和通常用于远程会话的桥十分相似，是网络中的 一个端点，允许呼叫的各方参与会话。使用m c u 的呼叫不必以会话开始，但随着其他方的 加入，它可以发展成为会话。m c u 至少包含一个音频处理器，为音频流提供混合和交换。 另外包括一个多点控制器( m u l t i p o i n tc o n t r o l l e r ，m c ) 和一个多点处理器( m u l t i p o i n t p r o c e s s o r ，m p ) 。m c 处理呼叫控制信令，而m p 提供混合、交换和可能的介质转换。在不 同的拓扑结构中，m c 和m p 的实现和m c u 的位置有所不同，这时不再受协议标准的支配。 h3 2 3 呼叫处理功能分为三个基本方面：使用r a s 协议向关守注册、使用h 2 2 5 0 呼叫 信令、使用h 2 4 5 介质信道路由来交换介质容量。在其协议簇中h 2 2 5 0 用于呼叫信令，r a s 、 h ，2 4 5 用于介质控制以外，h 3 2 3 标准还规定了r t p 作为介质传输协议，r t c p 是r t p 的伴 随控制协议。 协议栈将h 2 2 5 0 分为基于u d p 的r a s 和基于t c p 的呼叫信令。h 2 4 5 只是在t c p 之上运行。h 3 2 3 的目标是在非稳定环境下保持呼叫控制的健壮性。这是以呼叫建立过程的 某些性能降低为代价，并使网段核心的实现复杂化，如g k 和g w 。t c p 提供了呼叫信令的 确定方法但是附加了一些性能限制。这些限制可能不为w a n 电话技术所接受。关守必须 保证在呼叫期间所有的t c p 连接通畅，以保证呼叫的持久。向低层信道发送信令的短暂问 题会导致t c p 连接的丢失，从而使得呼叫中断。这对于非高质量语音电话而言可能是可以 接受的，但是当目标是在分布式信令域中达到载波质量时，问题就出现了。 h 3 2 3 协议在使用1 p 层时没有专门的到i p 的扩展。对于q o s 路由，h 3 2 3 建议使用保 留协议( r e s e r v a t i o np r o t o c o l ，r s v p ) ，它在r f c 2 2 0 5 中定义，但是在大多数网络中并没 有被广泛采用。 链路层协议可以是a t m 。而且在卜l 3 2 3 应用信令中a t m 的使用正在增加。基于a t m 的技术，如l a n 仿真、a t m 上的多协议( m u l t i - p r o t o c o lo v e r a t m ，m p o a ) ，加上将h 3 2 3 信令发送到远程端点的需要，已经要求w a n 链路层协议传输基于i p 的呼叫控制信令。a t m 自身能够令人满意地完成这项工作，因为它有不同的服务和可靠性分类，以及自己的q o s 机制，能够在质量和健壮性方面加强h 3 2 3 。 基于分组的多媒体统一消息平台研究 在电话特性上，通常的电话特性包括可以从本地载波获得的服务，如呼叫发送、呼叫等 待、三路呼叫和呼叫跟踪等。当今的“笨”t d m 网络中支持所有这些和更多的电话特性。但 是这一领域内的更好的包信令协议和实现还十分落后，原因在于包电话技术起源于企业网和 以后的因特网，它们并没有优先考虑用户对5 类服务和智能网络呼叫特性的要求。h 3 2 3 允 许使用h 2 2 5 0 的f a c i l i t y 消息和a l t e r n a t i v e a d d r e s s 域对呼叫重新定向。通过辅助服务的 实现，能够提供更多的电话特性。 2 2 4s l p 协议 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 ，会话发起协议) 是由i e t f ( i n t e r n e 工程任务组) 提出 的i p 电话信令协议。它的主要目的是为了解决i p 网中的信令控制，以及同s o l , s w i t c h 的通 信，