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IP电话调度系统的系统设计研究

2014/05/20 Tang

1 系统概述
随着IP电话的迅速发展以及电话调度系统内涵与功能的扩展要求,IP电话调度系统逐渐成为人们进一步的研究目标。由于现阶段的VOIP协议中两大协议SIP和H.323都没有对电话调度系统的特殊要求给予直接的支持,因此,本文提出了一种基于SIP协议实现IP电话调度系统的方法,该方法兼顾协议标准和实现要求。

2 IP电话调度系统的结构分析
SIP是基于文本的传输协议.它已成为第三代移动通信的一个标准,较易实现;而且SIP协议具有可扩展的特性 可以方便的对其没有的功能进行扩充.故本文选用了SIP协议作为电话调度系统的会话协议,并以SIP协议元素来展开讨论。IP调度电话系统的系统框图如图1所示 系统主要由:IP话机(调度用户)、注册服务器、代理服务器(SIP服务器)、调度主机、调度台、媒体服务器等组或。其中注册服务器、代理服务器是逻辑功能主体.可分立实现也可在同一物理实体上实现。在IP调度电话系统中,注册服务器、代理服务器主要是做SIP服务器;IP活机是完成调度用户终端的设备;调度主机完成通话调度及控制监听的功能;调度台是一个能完成调度系统的人机界面;媒体服务器进行录音,回放,转发音频流,混音等。

IP电话调度系统框图


3 SIP电话调度系统的分析与设计

3.1 电话调度系统的分析
电话调度的基本功能包括电话间的通信、电话与调度台的通信、强拆、强插、调度台的广播功能、调度台的通播功能与电话会议功能。共有四种通信方式:点与点通信方式、强插通信、通播通信和会议通信。① 点与点通信方式:IP电话间的通信、IP电话与调度台的通信都属于此种方式。此种通信方式与普通IP电话通信方式大致相同,是点对点全双工通话方式。② 强插通信方式:强插通信方式是将通话方式从点对点全双工通话方式改为多方全双工通话方式。③通播通信方式:为一对多的单工加多对一的单工通话方式。① 会议通信方式:为多方全双工通话方式。

3.2 IP电话调度系统中会话协议的分析与研究
IP电话凋度系统主要是在IP网络上完成通信功能,其通信功能的实现由协议来完成。电话调度系统主要传递两个流:信令控制流和音频流。因此电话调度系统的核心为两个协议:信令控制协议(会话协议)和多媒体传输协议。用信令控制协议来控制会话的发起,加入会话,报告会话状态,结束会话等等.从而完成调度功能;同时用多媒体传输协议来传输音频流,进行监听录音,从而完成通话功能。电话调度中的通信方式形式多样,而在SIP协议中并没有为这些方式设计消息。因此实现这些通信有两种方式:一种即扩展SIP协议使之适应全部通信方式;另外一种则在SIP的通信通道上设立服务器,来统一管理会话连接。为了保持调度系统的向下兼容性并符合现有标准,本文采用后一种方式来设立调度主机,其具体实现方式如下。所有话机发出的信令必须经过调度主机,在信令到达调度主机之后由调度主机作为代理向目的转发信令,且在实际通话中,IP话机均是与调度主机建立连接,并由调度主机来维护每条连接。调度主机可以建立多种不同连接同时支持以多种方式通信。以强插为例:在调度主机中维护一组会话列表,每个对话都产生一
个列表,每个会话及参与会话用户都在列表中登记。在列表中有如下属性:参加会话用户、是否发起会话用户、接收媒体流、用户级别等。主机根据会话列表来判断会话用户的状态,并根据会话列表向媒体服务器发送命令,如图2所示。

强插模型

①A 向B发出邀请即表达会话意愿(消息发往调度主机)。② 主机向B发出邀请。③B同意会话邀请。④主机向A 回应B同意会话信息。⑤A 向主机确认会话。⑥主机向B确认会话,更新会话列表AB加入会话并填人其状态(表1)同时主机向媒体服务器发送媒体控制信息。此时A与B开始通话。媒体流都经过媒体服务器来进行集中处理。⑦c向A发出第一次邀请。⑧ 主机搜索会话列表发现A在通话则向C发送busy信息。⑨c向A发出第二次邀请。⑩ 主机搜索会话列表查看参与用户级别,C级别高于A和B则主机向C发送同意会话信息。@C向主机确认会话。主机收到确认信息后更新会话列表。如表2所示。更新会话成员C加入会话并更新三方状态。此时三方通话建立,并向媒体服务器发送媒体控制信息。⑥A向主机发送结束会话消息。⑥ 主机同意A的会话结束请求。同时更新会话列表。并向媒体服务器发送媒体控制信息。⑩B向主机发送结束会话消息。@ 主机向C发送会话结束信息。⑧ 主机向B发送确认信息,同时更新会话列表如表3所示,A退出并向媒体服务器发送媒体控制信息。⑩c向用户发送确认信息结束会活清空并销毁列表。
会话列表如表1~表3所示。

会话列表(第六步)

会话列表(第十一步)

会话列表(第十四步)

以上就是对IP电话调度系统中实现强插功能的描述,有了强插,其他功能便不难实现,由上可见调度主机在会话连接控制中起到了核心调度作用。即信令控制流在到达调度主机后进行了登记并进行控制处理,在完成调度功能的同时也完全符合SIP协议。上述内容是信令控制流的讨论与分析,下面分析调度系统的媒体流即音频流,本系统采用集中拓扑结构。媒体拓扑是指各个参与方之间媒体流传送关系的结构,有集中式、分布式和组播式等三种形式。集中式媒体拓扑,指存在一个集中处理实体.负责多路媒体流的解码、混合、再编码和转发;分布式媒体,各参与方两两之间直接进行媒体传送。组播式媒体拓扑,媒体流并不直接发送到其他各方,而是送到一个共用的IP组播地址,由IP组播功能来负责把媒体传送到其他各方,这要求底层网络必须支持IP组播功能,分散式和组播式都要求参与方的终端具有媒体混合的能力。集中拓扑结构的优点是:①集中式处理方式使媒体混合功能在服务器端实现而终端部分(IP话机)简化即实现瘦客户机。② 便于因地制宜,可采用媒体服务器级联的方式来扩大调度系统规模,也可只用一台主机来降低成本。③集中式处理没有组播能力的限制。因此此电话调度系统中设置媒体服务器来处理多路媒体流的解码、混合、再编码和转发。IP电话调度系统中除了两个流的控制外还有一个很重要的部分就是用户管理部分。由于是调度系统则用户权限等级与通话等级有着密切的联系,因此将此部分在调度主机中实现。

4 结 论
设计的IP电话调度系统采用SIP协议作为信令控制协议,遵循现有标准RFC3261,完成了电话调度的全部功能.保证了调度系统与IP网络的兼容性。该系统采用集中式处理方式使终端部分(IP话机)简化即实现瘦客户机,可采用媒体服务器级联的方式来扩大调度系统规模,也可只用一台主机来降低成本,灵活性强,适合中小型企业实现自己的IP电话调度系统。

SIP, VoIP

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