试析SIP协议在软交换中应用

中图分类号：TN 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2011)11-0037-01

摘要：对sip协议的功能和特点进行了简单的总结，并针对SIP协议的特点将SIP协议在软交换网络中的应用进行了研究和分析。

关键词：SIP 软交换 游牧

SIP称为会话初始协议，是用于在IP网络中建立、修改和终止多媒体会话的一种应用层控制协议。SIP是由IETF组织于1999年提出的一个在基于IP网络中，特别是在Internet结构的网络环境中，实现实时通信应用的一种信令协议。1999年3月，ITEF的多方多媒体会话控制工作组提出了RFC2543建议，之后，SIP在互操作性和新特性等方面得到了进一步的增强，因而2002年6月，ITEF的SIP工作组又发表了RFC3261建议，以取代RFC2543。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Internet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也采用基于文本的编码方式，协议简单，具有更好的功能扩展性。目前，SIP协议已被广泛应用于基于软交换的网络中进行基本的呼叫控制，而且3GPP R5版本也选择SIP作为3G移动通信多媒体域的信令协议。因此，SIP协议的应用具有很重要的研究意义。

一、SIP协议分析

1. SIP协议的强大功能

SIP协议不但具备简单、开放、兼容和可扩展的特点。而且还考虑了对传统电话网的各种业务的支持。目前，SIP协议在软交换网络中，已经能够很好地提供基本话音业务、传真业务、各类补充业务等。

由于SIP协议是应用层的控制协议，只负责呼叫控制并携带SDP消息体来进行媒体协商，与具体的媒体类型没有关系，媒体的具体参数可以由SDP协商完成。因此，SIP协议具有很强的多媒体通信能力，能够方便地实现视频通信等业务。

SIP协议的动态注册机制，使用户移动变得十分方便。除了能在移动通信网络中实现基于IP的移动话音和多媒体通信业务，还能为固定软交换网络用户提供游牧性的业务。游牧业务是指当用户漫游到异地，也可以随时接入到网络中，实现其在归属地所能得到的服务。游牧用户可以改变网络接入点，但是当用户改变网络接入点时。正在进行的会话或通信会终止，即不具有会话的持续性，也不进行切换。

由此可以看出，采用SIP协议进行呼叫控制的软交换网络与传统的PSTN网络相比，最令人瞩目的功能就是对视频多媒体业务和游牧业务的支持。

2. SIP协议的优点

（1）与媒体无关的会话控制可以使SIP支持丰富的多媒体通信。

（2）SIP地址与终端位置的无关性使SIP用户天生具有移动性。

（3）协议简单，易于扩展，使SIP协议能够支持许多新业务；对不支持业务信令的透明封装，可以继承多种已有的业务。

（4）使用SIP智能终端可以将网络设备的复杂性推向边缘，简化网络核心部分。

二、SIP协议在软交换网络中的应用

1.基本应用

SIP协议在软交换网络中最基本的应用，就是控制主被叫双方建立各种会话，包括基本语音通信、视频通信、传真。

（1）视频通信业务。该业务除了可以建立点对点视频通信外，如果终端支持，还可以进行通话过程中的媒体格式切换。例如，两个用户正在进行视频通信，通话过程中，通话的任何一方通过发送re-Invite请求都可以修改正在进行通话的媒体格式，进行媒体格式的切换。

（2）传真业务。由于传真机不支持网口，所以SIP协议的应用主要体现在软交换之间。G.711透传方式传真的建立流程同G.711语音通话的建立流程一致；T.38格式的传真，ITU-T也对SDP的描述进行了详细规定。因此，SIP协议能够支持传真业务。

以上两种应用，都是在修改一个已经处于确认状态的对话。但有些时候，虽然Invite建立的对话还没有进入确认状态（没有收到最终响应），也有可能需要修改会话中的某些部分，此时用re-Invite消息就无法来完成会话的更改，因为Invite请求无法作用于本次对话。例如，使用“早媒体”（Early Media）播放语音通知的情况，媒体通道在Invite消息得到最终响应之前已经建立，真正的会话时需要采用新的媒体通道。在这种情况下，SIP协议还规定了一种使用Update消息来修改会话的方式。Update消息可以由对话中的任意一方发送，不影响对话状态就能更改会话参数。

由此可见，SIP协议支持与媒体无关的会话控制，可以使SIP协议更加灵活的支持各种媒体格式的会话控制。

2. 游牧性的应用

SIP的注册机制使SIP用户地址和终端位置没有关联性，因此具有游牧性。当用户游牧到异地，首先要接入到游牧地网络，通过游牧地网络进行注册，并到归属地网络进行身份认证，其业务属性也保存在归属地。如果用户呼出，需要保证呼叫能够通过游牧地的软交换进行接续。同时，注册过程也可以使归属地的软交换能够联系到用户，能够进行呼叫的接续。

虽然SIP协议天生支持用户移动性，但是游牧业务的实现跟网络组织结构有密切的关系。

（1）在网络接入侧：根据软交换网络组网要求，终端要接入到软交换网络中，首先需要接入到软交换网络边缘汇聚设备――SAC（业务接入控制设备）。用户游牧时，还要求能够通过游牧地SAC接入到游牧地软交换，并且注册、通话等过程都不能旁路掉游牧地软交换。因此，游牧地设备（包括SAC、软交换）需要记录下用户名、IP地址以及对应的其他网络信息（如果能够获得），并将相关的地址信息改为自身的IP地址，再将消息前转。

（2）核心网络部分：通过路由机制以保证各级软交换之间的可联系性，使用户在游牧地也可以经过游牧地软交换、归属地软交换完成注册过程；通过路由机制保证响应消息以及后续的呼叫请求消息可以按照要求的路由转发。

（3）归属地：用户注册应该由归属地来进行认证，除了方便用户信息管理之外，还能够保证归属地软交换能够联系到用户。用户的业务属性也应该存在于归属地，使归属地能够知晓用户使用的业务。

由此可见，要实现游牧业务，除了网络配合之外，还需要具备专门的路由机制保证注册流程是可监管的、合理、合法的。

3. 终端智能化

SIP终端是一种智能终端，能够支持许多复杂的功能，使许多业务能够边缘化，例如遇忙前转业务，传统交换机都是通过交换设备识别用户忙闲状态。而SIP终端自身就可以发送响应消息通知软交换用户的忙闲状态，因此软交换可以直接根据用户响应再进行呼叫前转，实际上就简化了交换机的处理要求。

总之，SIP协议在软交换网络中的应用范围非常广泛。但是现在SIP对许多传统业务的支持能力还是有限，所以对SIP协议的研究也是任重而道远。由于SIP易于扩展的特性，不同厂家的实现难免有许多自己的发挥，也加大了SIP协议互通的难度。但是无论如何，SIP的诸多优点还是有目共睹的，SIP在软交换网络中的应用必然越来越广泛。