软交换(Soft switch)技术是实现新一代语音通信及多媒体和数据交互的核心技术。它将呼叫连接、业务控制、用户管理等功能与业务媒体流的传送分开来,体现了控制与承载分离的思想。因此,在整个软交换系统中,完成连接、控制功能的信令协议起着至关重要的作用。IETF提出的会话初始化协议SIP(Session Initialization Protocol)就是这类协议中的重要一员。
1、SIP协议的发展进程
开发SIP的目的是用来帮助提供跨越因特网的高级电话业务,解决IP网中的信令控制以及同软交换机的通信,从而构成新一代的通信平台。在使用全IP技术的时代,利用SIP技术可以实现大量新的应用。例如,来电显示不再仅仅是不断闪烁呼叫者的电话号码,而可以用其他个性化的图标或公司的有关信息表示。同时也可以实现所谓的移动电话。
作为一个IETF提出的标准,SIP协议在很大程度上借鉴了其他各种广泛存在的因特网协议,如HTTP(超文本传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)等。和这些协议一样,SIP采用的也是基于文本的编码方式,这也是SIP协议同视频通信领域其他现有标准相比最大的特点之一。SIP协议的提出和发展,是伴随着因特网的发展而发展的,到目前为止它走过了以下几个阶段:
1)1996年,首先出现了SIP的概念,这时SIP的主要应用是针对因特网上的各种文本应用,如电子邮件、文字聊天等。
2)1999年3月,IETF的多方多媒体会话控制(MMUSIC)工作组提出了RFC 2543建议,供各厂商和机构讨论。
3)1999年9月,SIP工作组从MMUSIC工作组中分离并独立出来,成立了SIP工作组,并于2000年7月发表了SIP的草案。
4)2002年6月,IETF的SIP工作组又发表了RFC 3261建议,以取代RFC 2543。
由于网络环境以及相关多媒体技术的不足,在SIP协议首次提出的时候,仅针对各种文本应用。随着技术的发展,通过和IETF中IP电话工作组(IPTEL)、IP网中电话选路(TRIP)工作组等兄弟工作组配合工作,在SIP协议中大大加强了对多媒体通信的支持。
由于因特网的飞速发展,SIP已经被ITU-T SG16、ETSI TIPON(欧洲标准化组织)、IMTE等各种标准化组织所接受,并在这些组织中成立了与SIP相关的工作组。特别是作为ITU-T SG16的主要成员,在多年发展H.323应用的基础上,针对SIP应用在视频领域的特点,提出了SIP的应用指导,并推出了相应的SIP协议栈,使得ITU的成员实现了这两种协议间的互通性。
2、SIP协议的优越性
虽然SIP和H.323都可以作为多媒体通信的应用层控制(信令)协议,在IP电话中,它们实现的功能也基本相同,但由于推出这两个协议的两个领域都想沿袭自己的传统,因此它们的设计风格是不同的。由于H.323协议推出的相对较早,因此发展比较成熟,它采用了传统的实现电话信令的模式,便于与现有的电话网互通,但相对复杂一些。SIP借鉴了其他因特网标准和协议的设计思想,与H.323相比,有其突出的优点,详见下表2。
表2:SIP与H.323相比的优点
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3、SIP协议的功能
SIP协议用来生成、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IP网络)电话呼叫和多媒体发布。会话中的成员能够通过多播或单播联系的网络来通信。SIP支持会话描述,它允许参与者在一组兼容媒体类型上达成一致。它同时通过代理和重定向请求到用户当前位置来支持用户移动性。SIP不与任何特定的会议控制协议捆绑。
SIP协议是文本方式(Text-based)的通讯协议,能在两个或更多的传送参与者间发展及控制多媒体传送(Multimedia Sessions)。SIP规范了通话建立与结束所使用的信令方式及讯息传输规格的协商机制,是针对H.323标准过于庞杂、呼叫建立速度慢与扩充性低的缺点而提出的协议。SIP是在网络架构下的协议标准,透过Gateway达成与传统PSTN互通的目的,完成简单的网络电话架构。由于SIP具有Client-Server的架构,可利用HTTP既有的封包信息,而H.323封包必须保留不少的传输讯息,所以SIP适用于广域网络的传输架构。与H.323相比,SIP更为简单并易广为应用,其特点和弹性使之在部分公共网络的VoIP应用上已经成为H.323的劲敌。SIP具有的6种主要功能详见下表3。
表3:SIP具有的6种主要功能
4、SIP协议的适用范围
会话初始协议(SIP)充分借鉴了超文本传输协议(HTTP)、简单邮件传送协议(SMTP)这两个互联网上最成功的应用层协议,继承了互联网协议简单、开放、灵活的特点。SIP的设计方法和结构特点使得它成为下一代网络软交换体系的重要技术。3GPP也决定在基于IP的核心网络中采用SIP协议栈实现多媒体会话控制信令。
究竟用SIP能做什么、不能做什么,如何在SIP的适用范围内将其优势发挥到最大,是关键所在,也是必须明确的。SIP的适用范围主要体现在如下表4-1所示的8个方面。
表4-1:SIP协议的适用范围
其中,SIP协议是实现会话通信协议的基础。许多实际的电信业务既可以通过连接通信体系实现,也可以通过会话通信体系实现。同样,SIP协议不仅仅被用于支持会话通信体系,也被用于支持连接通信体系。这种SIP和传统PSTN/ISDN的互通问题可参考的标准体系有两个:IETF的SIP-T(SIP for Telephony)协议系列和ITU-T的SIP-I(SIP for ISDN)协议系列。SIP-T和SIP-I的作用详见下表4-2中。
表4-2:SIP-T和SIP-I的作用
SIP-I协议系列的内容远远比SIP-T的内容要丰富。SIP-I协议系列不仅包括了基本呼叫的互通,还包括了与ISUP/BICC补充业务的互通。除了呼叫信令的互通外,SIP-I还考虑到了资源预留、媒体信息的转换等,既有NGN SIP与BICC/ISUP的互通,也有3GPP SIP与BICC/ISUP的互通等。尤为重要的是,SIP-I协议系列具有ITU-T标准所具有的清晰准确和详细具体的特点,可操作性非常强。
在软交换系统中,SIP主要用于SIP终端和软交换之间、软交换和各种应用服务器之间以及软交换和软交换之间,其应用场景如下图4所示。
图4:SIP在软交换系统中的应用场景示意图
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5、SIP协议的我国标准
在我国通信行业标准YD/T 1522.x系列标准《会话初始协议(SIP)技术要求》 及YD/T 1938.x系列标准等,对SIP协议作出了详细的规定要求。
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