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        IMS網(wǎng)絡(luò)中多媒體彩鈴業(yè)務(wù)的研究與實(shí)現(xiàn)

        2011-03-06 09:17:46趙化明
        通信技術(shù) 2011年7期
        關(guān)鍵詞:多媒體用戶

        趙 飛,趙化明

        (①中國(guó)電信股份有限公司上海研究院,上海 200135;②中國(guó)電信集團(tuán)公司,北京 100033)

        0 引言

        彩鈴業(yè)務(wù)是一項(xiàng)由被叫用戶定制,為主叫用戶提供一段悅耳的音樂來替代普通回鈴音的業(yè)務(wù)。彩鈴業(yè)務(wù)已被認(rèn)可為目前最受用戶歡迎和有良好經(jīng)濟(jì)效益的一種電信增值業(yè)務(wù)。隨著技術(shù)的發(fā)展,固定移動(dòng)融合的IP多媒體子系統(tǒng)IMS架構(gòu)成為電信網(wǎng)演進(jìn)的目標(biāo)[1]。IMS最初驅(qū)動(dòng)力即是發(fā)展多媒體業(yè)務(wù)[2],并基于這一需求對(duì)會(huì)話初始協(xié)議SIP進(jìn)行了許多有益的擴(kuò)展[3],實(shí)現(xiàn)了IMS對(duì)于多種媒體形式的支持。網(wǎng)絡(luò)能力的提升推動(dòng)了多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展,彩鈴業(yè)務(wù)的內(nèi)容類型也由傳統(tǒng)的音頻擴(kuò)展到視頻、圖片、電子名片、網(wǎng)頁等,成為多媒體彩鈴。這里對(duì)IMS網(wǎng)絡(luò)中多媒體彩鈴業(yè)務(wù)進(jìn)行了闡述,包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)和信令流程,并對(duì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析。

        1 基于IMS的多媒體彩鈴業(yè)務(wù)架構(gòu)

        為實(shí)現(xiàn)IMS網(wǎng)絡(luò)中的多媒體彩鈴業(yè)務(wù),需要建立專門的業(yè)務(wù)平臺(tái),根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯對(duì)呼叫進(jìn)行控制,并根據(jù)用戶設(shè)置的業(yè)務(wù)信息實(shí)現(xiàn)多媒體彩鈴在終端的播放。基于IMS的多媒體彩鈴業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖1所示。

        圖1 基于IMS的多媒體彩鈴業(yè)務(wù)架構(gòu)

        ①應(yīng)用服務(wù)器(AS,Application Server)的主要功能是存儲(chǔ)相關(guān)業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)(彩鈴群組設(shè)置、播放規(guī)則等),執(zhí)行多媒體彩鈴業(yè)務(wù)邏輯,根據(jù)一定策略正確地選擇所要播放的媒體文件,指示媒體服務(wù)器向主叫用戶播放指定的彩鈴文件,完成業(yè)務(wù)控制;

        ②媒體文件服務(wù)器或媒體資源控制器 (MRFC,Media Resource Function Controller)/媒體資源處理器(MRFP,Media Resource Function Processor)用于存儲(chǔ)多媒體彩鈴文件,并根據(jù)AS與主叫協(xié)商的媒體播放策略,采用服務(wù)器/客戶端流媒體方式或 MRFC/MRFP放音方式對(duì)主叫用戶播放彩鈴文件;

        ③歸屬用戶服務(wù)器(HSS,Home Subscriber Server)在歸屬網(wǎng)絡(luò)中用于保存IMS用戶的簽約信息,包括標(biāo)識(shí)、路由信息及初始過濾準(zhǔn)則(iFC,initial Filter Criteria)等;

        ④業(yè)務(wù)呼叫控制器(S-CSCF,Service-Call Session Control Function),從HSS下載IMS用戶簽約多媒體彩鈴業(yè)務(wù)的iFC,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)觸發(fā);

        ⑤業(yè)務(wù)管理平臺(tái)完成業(yè)務(wù)管理和維護(hù)的各項(xiàng)操作。

        2 基于IMS的多媒體彩鈴業(yè)務(wù)流程

        2.1 SIP協(xié)議中多媒體彩鈴的產(chǎn)生

        以SIP作為控制協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中,媒體會(huì)話的建立通常首先是一個(gè)SIP對(duì)話的建立過程,通常情況下,SIP中的媒體對(duì)話在SIP 200或ACK消息攜帶SDP answer時(shí)建立。但在這種情況下,媒體會(huì)話直到被叫用戶摘機(jī)后才能建立起來,只能傳送通話時(shí)的常規(guī)媒體,無法傳送彩鈴類的早期媒體。要傳送多媒體彩鈴,必須在SIP對(duì)話尚未完全建立之時(shí),即所謂的SIP早期對(duì)話狀態(tài),完成媒體會(huì)話的建立。SIP協(xié)議支持以下三種方法實(shí)現(xiàn)在早期對(duì)話狀態(tài)下建立媒體會(huì)話。

        方法1 通過基本SIP頭域Alert-Info和Call-Info攜帶多媒體彩鈴url,用戶終端通過對(duì)頭域的解析根據(jù)url指示通過下載方式實(shí)現(xiàn)早期媒體的播放;

        方法2 通過媒體協(xié)商在同一個(gè)會(huì)話的不同時(shí)間段里分別傳送早期媒體和常規(guī)媒體。在被叫摘機(jī)之前,這個(gè)會(huì)話用于傳送多媒體彩鈴,在被叫摘機(jī)之后,這個(gè)會(huì)話又用于正常會(huì)話,稱為網(wǎng)關(guān)(Gateway)模式;

        方法3 通過媒體協(xié)商分別建立兩個(gè)會(huì)話,其中包含一個(gè)專門用于多媒體彩鈴的會(huì)話,稱為早期會(huì)話(Early-session)。但在被叫摘機(jī)后,早期會(huì)話會(huì)自動(dòng)終止,用戶終端會(huì)立即切換到正常會(huì)話,稱為應(yīng)用服務(wù)器(Application Server)模式。

        2.2 多媒體彩鈴的業(yè)務(wù)信令流程設(shè)計(jì)

        根據(jù)SIP協(xié)議所支持的三種早期媒體提供方法,現(xiàn)設(shè)計(jì)了三種IMS多媒體彩鈴提供的實(shí)現(xiàn)方案。

        (1)下載模式

        [4]。通過在被叫振鈴時(shí)回復(fù)的180消息中添加Alert-Info/Call-Info頭域攜帶多媒體彩鈴文件地址。主叫收到該180 消息后,根據(jù)Alert-Info/Call-Info頭域的指示連接文件服務(wù)器,將多媒體彩鈴文件下載到本地進(jìn)行播放。其業(yè)務(wù)信令流程如圖2所示。

        (2)網(wǎng)關(guān)模式

        參考文獻(xiàn)[5]。該方式下,主被叫首先通過媒體協(xié)商為多媒體彩鈴建立一個(gè)早期會(huì)話,即建立主叫到MRFC/MRFP的會(huì)話通道,在該通道中傳送多媒體彩鈴。被叫摘機(jī)后,結(jié)束該會(huì)話,通過UPDATA消息與主叫重新進(jìn)行媒體協(xié)商,建立主被叫間的會(huì)話通道開始通話。其業(yè)務(wù)信令流程如圖3所示。

        圖2 下載模式信令流程

        圖3 網(wǎng)關(guān)模式信令流程

        關(guān)鍵點(diǎn)說明:多媒體彩鈴 AS收到被叫返回的 180 Ringing消息后,啟動(dòng)多媒體彩鈴業(yè)務(wù)邏輯,在MRFP上為多媒體彩鈴播放預(yù)留資源,將180 Ringing中的SDP answer(SDP UE2)截取下來,替換為(SDP MRFP),然后將該消息發(fā)送到主叫,主叫連接MRFP播放多媒體彩鈴。

        被叫摘機(jī)后,發(fā)送200 OK響應(yīng)消息到多媒體彩鈴AS;多媒體彩鈴AS收到200 OK響應(yīng)后,指示MRFP停止播放多媒體彩鈴,并發(fā)送UPDATE消息到主叫,攜帶被叫的SDP描述(SDP UE2),主叫據(jù)此連接被叫,呼叫建立。

        (3)應(yīng)用服務(wù)器模式

        參考文獻(xiàn)[6]。該方式下,主被叫通過媒體協(xié)商分別建立兩個(gè)會(huì)話,除正常會(huì)話外,還包含一個(gè)專門用于多媒體彩鈴的早期會(huì)話。首先在早期會(huì)話中進(jìn)行多媒體彩鈴的傳送,被叫摘機(jī)后,早期會(huì)話自動(dòng)終止,用戶終端立即切換到正常會(huì)話。其業(yè)務(wù)信令流程如圖4所示。

        圖4 應(yīng)用服務(wù)器模式信令流程

        關(guān)鍵點(diǎn)說明:多媒體彩鈴AS收到180 Ringing后,啟動(dòng)多媒體彩鈴業(yè)務(wù)邏輯,在MRFP上為多媒體彩鈴播放預(yù)留資源,同時(shí)獲得MRFP播放多媒體彩鈴的SDP offer(Early SDP MRFP),并將此做為多媒體彩鈴SDP添加到180 Ringing響應(yīng)中。主叫收到該180消息后,根據(jù)Early SDP MRFP進(jìn)行多媒體彩鈴的 SDP協(xié)商,協(xié)商成功后多媒體彩鈴 AS指示MRFP播放彩鈴。

        被叫摘機(jī)后,發(fā)送200 OK響應(yīng)消息到多媒體彩鈴AS,該200 OK消息中攜帶正常通話的SDP answer(SDP UE2)。多媒體彩鈴AS收到200 OK后,指示MRFP停止播放多媒體彩鈴,被叫則根據(jù)其中的SDP UE2完成正常通話的SDP協(xié)商,協(xié)商成功后通話建立。

        2.3 三種信令流程的對(duì)比分析

        方案 1在實(shí)現(xiàn)上最為簡(jiǎn)單,但是需要終端支持下載和Alert-Info/Call-Info頭域的解析,下載過程受網(wǎng)絡(luò)帶寬和終端能力的限制過大,有可能會(huì)導(dǎo)致下載失敗,業(yè)務(wù)特征丟失的情況出現(xiàn),因此用于音頻和視頻類彩鈴的提供并不合適,較適用于圖片或名片類彩鈴的提供。

        方案2和方案3均為通過信令層面的媒體協(xié)商實(shí)現(xiàn)多媒體彩鈴,不同在于是否將傳送多媒體彩鈴的會(huì)話與正常會(huì)話區(qū)別開來[7]。具體到協(xié)議上看,兩種做法都利用了200之前的SIP消息,比如1xx、PRACK、UPDATE等,來傳送SDP offer/answer,但是這些SDP offer/answer在SIP消息中的標(biāo)明類型和處理指示是不同的。方案2只有一個(gè)會(huì)話,用于建立或修改會(huì)話的SDP offer/answer 在SIP消息中的處理指示都是“Content-Disposition∶ session”。方案3專門建立了早期會(huì)話,在一個(gè)SIP消息中同時(shí)攜帶處理指示分別為“Content-Disposition∶ session”和“Content-Disposition∶ early-session”的兩個(gè)SDP消息,各自獨(dú)立地用于正常會(huì)話的協(xié)商和早期會(huì)話的協(xié)商。對(duì)于方案 2,如果多媒體彩鈴和通話媒體的參數(shù)不同,需要重新進(jìn)行媒體傳輸參數(shù)的協(xié)商,這需要一定的時(shí)間,可能會(huì)帶來媒體刪剪的問題。而方案3中同時(shí)會(huì)存在兩個(gè)會(huì)話,分別用于傳送多媒體彩鈴和通話媒體,在被叫摘機(jī)之后,終端可以迅速從早期會(huì)話切換到正常會(huì)話,不會(huì)帶來媒體刪剪的問題。因此,在部署業(yè)務(wù)時(shí),可同時(shí)具備兩種業(yè)務(wù)邏輯,在客戶端支持early-session的情況下采用服務(wù)器模式進(jìn)行多媒體彩鈴協(xié)商。如果不支持,則采用網(wǎng)關(guān)模式實(shí)現(xiàn)。

        3 結(jié)語

        隨著 IMS網(wǎng)絡(luò)的引入,具有更為豐富媒體形式的多媒體彩鈴勢(shì)必會(huì)在未來的業(yè)務(wù)發(fā)展中成為極具吸引力和商業(yè)價(jià)值的增值業(yè)務(wù)之一。這里通過對(duì)SIP協(xié)議的研究設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了了三種多媒體彩鈴提供方案,充分利用了SIP協(xié)議在多媒體彩鈴提供方面的能力,為多媒體彩鈴業(yè)務(wù)在IMS網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)提供了全面的基礎(chǔ)技術(shù)方案。基于這里方案對(duì)比分析的結(jié)論,業(yè)務(wù)提供商在業(yè)務(wù)開發(fā)中只要根據(jù)需求對(duì)三種方案進(jìn)行選擇組合,就可以可以支撐多種形式的多媒體彩鈴業(yè)務(wù),使得該增值業(yè)務(wù)在IMS網(wǎng)絡(luò)中的部署、開發(fā)和擴(kuò)展具備了良好的可行性、靈活性和可擴(kuò)展性。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 王躍.FMC,全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)下的殺手锏[J].通信技術(shù),2009,42(04):61-62.

        [2] 陳由甲,蔡堅(jiān)勇.IMS與傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)的互通問題研究[J].通信技術(shù),2010,43(10):75-77.

        [3] 李斌.IMS中SIP會(huì)話建立時(shí)延的改進(jìn)機(jī)制研究[J].通信技術(shù),2009,42(04):209-211.

        [4] RFC 3261-2002.SIP: Session Initiation Protocol[S].

        [5] RFC 3960-2004.Early Media and Ringing Tone Generation in the Session Initiation Protocol (SIP) [S].

        [6] RFC 3959-2004.The Early Session Disposition Type for the Session Initiation Protocol (SIP)[S].

        [7] 荀兆勇,廖建新,曹予基.基于IMS的早期媒體類業(yè)務(wù)[J].計(jì)算機(jī)工程, 2008,41(09):13-15,35.

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