試析SIP協議在軟交換中應用

中圖分類號：TN 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)11-0037-01

摘要：對SIP協議的功能和特點進行了簡單的總結，并針對SIP協議的特點將SIP協議在軟交換網絡中的應用進行了研究和分析。

關鍵詞：SIP 軟交換 游牧

SIP稱為會話初始協議，是用于在IP網絡中建立、修改和終止多媒體會話的一種應用層控制協議。SIP是由IETF組織于1999年提出的一個在基于IP網絡中，特別是在Internet結構的網絡環境中，實現實時通信應用的一種信令協議。1999年3月，ITEF的多方多媒體會話控制工作組提出了RFC2543建議，之后，SIP在互操作性和新特性等方面得到了進一步的增強，因而2002年6月，ITEF的SIP工作組又發表了RFC3261建議，以取代RFC2543。作為一個IETF提出的標準，SIP協議在很大程度上借鑒了其他各種廣泛存在的Internet協議，如HTTP（超文本傳輸協議）、SMTP(簡單郵件傳輸協議)等，和這些協議一樣，SIP也采用基于文本的編碼方式，協議簡單，具有更好的功能擴展性。目前，SIP協議已被廣泛應用于基于軟交換的網絡中進行基本的呼叫控制，而且3GPP R5版本也選擇SIP作為3G移動通信多媒體域的信令協議。因此，SIP協議的應用具有很重要的研究意義。

一、SIP協議分析

1. SIP協議的強大功能

SIP協議不但具備簡單、開放、兼容和可擴展的特點。而且還考慮了對傳統電話網的各種業務的支持。目前，SIP協議在軟交換網絡中，已經能夠很好地提供基本話音業務、傳真業務、各類補充業務等。

由于SIP協議是應用層的控制協議，只負責呼叫控制并攜帶SDP消息體來進行媒體協商，與具體的媒體類型沒有關系，媒體的具體參數可以由SDP協商完成。因此，SIP協議具有很強的多媒體通信能力，能夠方便地實現視頻通信等業務。

SIP協議的動態注冊機制，使用戶移動變得十分方便。除了能在移動通信網絡中實現基于IP的移動話音和多媒體通信業務，還能為固定軟交換網絡用戶提供游牧性的業務。游牧業務是指當用戶漫游到異地，也可以隨時接入到網絡中，實現其在歸屬地所能得到的服務。游牧用戶可以改變網絡接入點，但是當用戶改變網絡接入點時。正在進行的會話或通信會終止，即不具有會話的持續性，也不進行切換。

由此可以看出，采用SIP協議進行呼叫控制的軟交換網絡與傳統的PSTN網絡相比，最令人矚目的功能就是對視頻多媒體業務和游牧業務的支持。

2. SIP協議的優點

（1）與媒體無關的會話控制可以使SIP支持豐富的多媒體通信。

（2）SIP地址與終端位置的無關性使SIP用戶天生具有移動性。

（3）協議簡單，易于擴展，使SIP協議能夠支持許多新業務；對不支持業務信令的透明封裝，可以繼承多種已有的業務。

（4）使用SIP智能終端可以將網絡設備的復雜性推向邊緣，簡化網絡核心部分。

二、SIP協議在軟交換網絡中的應用

1.基本應用

SIP協議在軟交換網絡中最基本的應用，就是控制主被叫雙方建立各種會話，包括基本語音通信、視頻通信、傳真。

（1）視頻通信業務。該業務除了可以建立點對點視頻通信外，如果終端支持，還可以進行通話過程中的媒體格式切換。例如，兩個用戶正在進行視頻通信，通話過程中，通話的任何一方通過發送re-Invite請求都可以修改正在進行通話的媒體格式，進行媒體格式的切換。

（2）傳真業務。由于傳真機不支持網口，所以SIP協議的應用主要體現在軟交換之間。G.711透傳方式傳真的建立流程同G.711語音通話的建立流程一致；T.38格式的傳真，ITU-T也對SDP的描述進行了詳細規定。因此，SIP協議能夠支持傳真業務。

以上兩種應用，都是在修改一個已經處于確認狀態的對話。但有些時候，雖然Invite建立的對話還沒有進入確認狀態（沒有收到最終響應），也有可能需要修改會話中的某些部分，此時用re-Invite消息就無法來完成會話的更改，因為Invite請求無法作用于本次對話。例如，使用“早媒體”（Early Media）播放語音通知的情況，媒體通道在Invite消息得到最終響應之前已經建立，真正的會話時需要采用新的媒體通道。在這種情況下，SIP協議還規定了一種使用Update消息來修改會話的方式。Update消息可以由對話中的任意一方發送，不影響對話狀態就能更改會話參數。

由此可見，SIP協議支持與媒體無關的會話控制，可以使SIP協議更加靈活的支持各種媒體格式的會話控制。

2. 游牧性的應用

SIP的注冊機制使SIP用戶地址和終端位置沒有關聯性，因此具有游牧性。當用戶游牧到異地，首先要接入到游牧地網絡，通過游牧地網絡進行注冊，并到歸屬地網絡進行身份認證，其業務屬性也保存在歸屬地。如果用戶呼出，需要保證呼叫能夠通過游牧地的軟交換進行接續。同時，注冊過程也可以使歸屬地的軟交換能夠聯系到用戶，能夠進行呼叫的接續。

雖然SIP協議天生支持用戶移動性，但是游牧業務的實現跟網絡組織結構有密切的關系。

（1）在網絡接入側：根據軟交換網絡組網要求，終端要接入到軟交換網絡中，首先需要接入到軟交換網絡邊緣匯聚設備——SAC（業務接入控制設備）。用戶游牧時，還要求能夠通過游牧地SAC接入到游牧地軟交換，并且注冊、通話等過程都不能旁路掉游牧地軟交換。因此，游牧地設備（包括SAC、軟交換）需要記錄下用戶名、IP地址以及對應的其他網絡信息（如果能夠獲得），并將相關的地址信息改為自身的IP地址，再將消息前轉。

（2）核心網絡部分：通過路由機制以保證各級軟交換之間的可聯系性，使用戶在游牧地也可以經過游牧地軟交換、歸屬地軟交換完成注冊過程；通過路由機制保證響應消息以及后續的呼叫請求消息可以按照要求的路由轉發。

（3）歸屬地：用戶注冊應該由歸屬地來進行認證，除了方便用戶信息管理之外，還能夠保證歸屬地軟交換能夠聯系到用戶。用戶的業務屬性也應該存在于歸屬地，使歸屬地能夠知曉用戶使用的業務。

由此可見，要實現游牧業務，除了網絡配合之外，還需要具備專門的路由機制保證注冊流程是可監管的、合理、合法的。

3. 終端智能化

SIP終端是一種智能終端，能夠支持許多復雜的功能，使許多業務能夠邊緣化，例如遇忙前轉業務，傳統交換機都是通過交換設備識別用戶忙閑狀態。而SIP終端自身就可以發送響應消息通知軟交換用戶的忙閑狀態，因此軟交換可以直接根據用戶響應再進行呼叫前轉，實際上就簡化了交換機的處理要求。

總之，SIP協議在軟交換網絡中的應用范圍非常廣泛。但是現在SIP對許多傳統業務的支持能力還是有限，所以對SIP協議的研究也是任重而道遠。由于SIP易于擴展的特性，不同廠家的實現難免有許多自己的發揮，也加大了SIP協議互通的難度。但是無論如何，SIP的諸多優點還是有目共睹的，SIP在軟交換網絡中的應用必然越來越廣泛。