基于IMS的可視電話系統

圖5　分組域可視電話協議結構

　　2.2　基于IMS的可視電話系統的實現

　　下面介紹基于SIP的IMS可視電話業務實現方法。

　　（1）IMS的QoSQoS機制

　　IMS是提供實時和非實時的IP多媒體業務的通用體系結構，由于不限定下層接入技術等特點，它在固定、移動網絡融合的過程中受到廣泛關注。為了保證移動域IMS的QoS，RFCRFC3312定義了在SIP會話建立過程中進行QoS資源預留的機制。

　　◆媒體協商和前提

　　媒體協商和對前提的處理是IMS中兩個密切相關的概念。在IMS中，兩個UE之間是通過媒體協商就會話中使用的媒體組合以及使用哪種編碼方式達成一致。為了兩個UE之間能相互協商，人們使用了SDPSDP提供/應答機制，該機制允許UE推遲SIP會話建立的完成，直到雙方都成功完成資源預留。這里對所有連接到IMS的UE都強制要求支持SIP和SDP的擴展。

　　在一般情況下，SIP僅交換一次提供/應答之后就開始建立媒體連接了。但在IMS中，由于雙方的UE都必須準備接收所選擇的任何編碼類型，所以如果在第一次SDP應答中對任何媒體包提供一種以上的編碼方案，那么就會產生第二次提供/應答的交互，為每種媒體流選擇唯一的編碼方案。否則需要在空中接口上按照較高帶寬的編碼方案預留資源，對于無線資源將是一種浪費。

　　◆IMS中的資源預留與SDP前提/應答機制

　　建立媒體PDP上下文的過程稱為資源預留。對于雙方的UE而言，建立PDPPDP上下文的執行過程是相互獨立的。這意味著在資源被成功預留之前，根本無法保證所協商的媒體會話是否可以建立起來。因此，在確認本地和主叫側的資源預留都已成功之前，被叫側不應振鈴。

　　為了做到這一點，雙方的UE在SDP提供/應答的協商過程中彼此交換前提（precondition）。這些前提主要用于指示：當主叫UE處的資源預留成功后，要把一個SIP UPDATE請求發往被叫UE；被叫UE在未收到來自對方的SIP UPDATE請求同時自己也未成功地完成資源預留之前不應振鈴。此外，前提還指示當某個特定的媒體流無法成功進行資源預留時應該如何處理。

　　◆IMS會話建立中的QoS資源預留實例

　　QoS資源預留的完成過程如下：

　　第一次SDP提供/應答交互：主叫UE在發往被叫UE的第一個INVITE請求中提供了媒體類型，并用前提特定的指示對消息進行了擴展。被叫用戶在支持前提機制的情況下對收到的第一個SDP提供給出了一個183（會話進行中）答復，答復中包含了自身的前提。

　　第二次SDP提供/應答的交互（開始資源預留）：第二次SDP提供包含在主叫終端發送的PRACK請求中，用來聲明最終選擇的媒體類型和編碼方案。在明確了雙方媒體流QoS要求以及媒體流編碼方案的前提下，主叫UE開始進行資源預留。這里要注意的是，當遇到商定的媒體和編碼的QoS要求不同的情況時，主叫UE需要對預留的資源進行變更。第二次SDP應答包含在被叫UE已回送的200（ok）中，此時被叫UE已開始進行資源預留了。

　　資源預留成功完成：主被叫的UE都開始進行資源預留以后，任何一方的UE都可能比對方先完成資源預留。無論哪種情況，被叫終端都必須在確定雙方都完成資源預留的前提下才能向主叫發送振鈴消息，即被叫方在完成資源預留的同時還要等待接收主叫方的確認消息。

　　主叫方一旦完成資源預留，就會發送一個SIPUPDATE請求給被叫方進行確認，請求中包含了第三次SDP提供，對預留資源的情況加以說明。被叫方完成了資源預留后，又收到主叫方發來的UPDATE請求，此時被叫UE可以確定雙方都已成功完成資源預留，因此被叫終端發出了包含第三次SDP應答信息的200（ok）響應。

　　由此可見，所有資源預留狀態都已經達到了所要求的狀態，對前提的協商已經完成。一旦雙方都預留了資源，兩個UE之間就可以進行媒體交換了。此時被叫方確認雙方都已經預留了足夠的資源收發音頻流，于是立即開始振鈴，同時對INVITE請求發出180（振鈴）響應。

　　（2）簡化IMS分組可視電話系統結構

　　圖6以CDMA分組承載網為例，介紹一種簡化的IMS分組域可視電話業務系統結構。

圖6　一種簡化的CDMA分組域IMS可視電話系統結構

　　其中，各網絡單元的功能如下：

　　◆AAA：負責對用戶進行鑒權，并負責將用戶的QoS信息通過PDSN授權給無線接入網。AAA同時負責對用戶進行分組承載層的計費。

　　◆I-CSCF：負責為用戶確定S-CSCF，轉發SIP請求及響應消息。在用戶與其他網絡的可視電話進行互通時，I-CSCF確定對方用戶的I-CSCF或確定所應使用的互通網關。

　　◆P-CSCF：P-CSCF是終端在可視電話系統中的第一個接觸點，其地址通過P-CSCF發現機制獲得。在用戶注冊時，P-CSCF根據用戶的歸屬域選擇I/S-CSCF并轉發SIP消息，P-CSCF會保存注冊用戶的相關信息（如公共用戶識別符、UE地址、路徑信息等），其中的路徑信息用于該用戶后續發起呼叫時直接使用轉發SIP消息。P-CSCF具有計費功能。完成SIP消息壓縮解壓縮功能。

　　◆S-CSCF：負責記錄用戶的呼叫狀態，完成呼叫控制功能。

　　◆PDSN：負責為用戶終端建立分組數據會話。

　　◆RAN：負責為用戶提供無線傳輸承載。

　　◆MS：移動終端包含視頻和音頻編解碼器負責多媒體信息的處理，同時具有SIP用戶代理功能以與其他用戶進行通信。

　　◆HSS：為S-CSCF提供可視電話業務層面的鑒權矢量，并提供業務層面的授權和計費等功能。根據網絡的實際情況，HSS和AAA可考慮合設。

　　◆互通網關：在用戶與其他網絡的可視電話進行互通時，用于處理相關的會話控制信息和進行媒體及協議的轉換等。