基于SIP协议的IP电话系统设计与实现介绍

来源：作者：出处：巧巧读书 2007-10-09 进入讨论组

　　（2）语音模块包括音频数据的采集/播放、A/D转换、编/解码、收/发等子模块。其中数据采集/播放和A/D互转模块由数字电话机终端设备实现。本系统的终端设备为一特别设计的一款基于USB接口的数字电话机。它采用以MCU为控制中心的体系结构，具有拨号、语音采集播放和A/D互转等功能。

其中语音采样速率为8kHz，样本精度为8bit。

　　数据编/解码模块、收/发模块都由客户端上层应用软件实现。这样不仅可以减小下位机的负载，降低设备成本，并且可以在不需改变系统硬件设备的条件下，完成整个IP电话系统的配置更改或系统扩展。

　　在选择话音编码方式时，综合考虑带宽、编码迟延、应用需求等因素采用CCITT推荐的G.723编码技术。

　　2.4 系统协议结构

　　由于SIP不是垂直通信系统，不能独立提供业务，它必须与其他协议共同使用来建立一个完整的多媒体体系结构。本设计方案采用的协议结构如下：

　　在应用层，SIP协议主要用于会话建立、管理和性能协商等，由于SIP协议本身提供了可靠的确认机制，故在传输层选用UDP协议来支持信令的传输。

　　实时流协议（RTSP）用于控制“一点到多点”的多媒体数据流。

　　为了保证较高的系统服务质量QoS，系统采用了资源预留协议(RSVP)

　　和实时传输控制协议（RTCP）。前者规定了IP网络的资源保护技术，可将资源预留给一个（或多个）给定的会话，并且该会话优先于任何试图参与双方之间的其它媒介交换；后者用来检测并潜在地解决发送问题，从而监控会话质量和检测网络问题达到对QoS的监控。

　　实时传输协议（RTP）用于完成端到端的话音数据的实时传输业务。由于基于SIP协议的IP电话系统得到了端到端的QoS支持后，使用UDP协议，在网络负荷较重时，可以避免在超时连接时导致呼叫建立时延的增加。因此本方案在传输层选用UDP来传送语音信息。这里可以将RTP看作是在UDP协议上运行应用服务，构成支持实时数据传递所需的传输功能的不同部分。在RTP报头中包含有效负载格式、序列号、时间戳以及传送监视等信息。由于RTP数据单元是用UDP分组来承载,为了尽量减少时延,话音净荷通常都很短。IP、UDP和RTP报头都按最小长度计算。在此方式中将多路话音插入话音数据段中,有助于提高传输效率。

　　2.5 系统安全机制

　　本设计方案重点对服务器端数据库管理和网络语音数据传输两个环节的安全问题做了考虑。它通过代理更新机制、身份鉴定和授权机制可有效提高服务器端的数据安全性。系统严格限定UA对服务器的操作指令权限，并对用户身份鉴定，给不同的用户以不同的权限。

　　根据需要，本系统可以对会话参与者之间传送的语音数据进行加密。在客户终端的语音发送和接受模块嵌入数据加密算法，这样即使数据被截获，也能有效避免泄密。

　　3、小结

　　本文提出的基于SIP协议的IP电话系统设计具有投资小、成本低、方便实用，可靠性强、安全性好等优点。该系统建立在通用的计算机网络上，可在局域网或Internet上使用，对用户无特殊要求；另外还可扩展成融文本、视频会议于一体的网络交互式多媒体系统；由于终端较多地借助了PC资源，所以系统具备了较高的智能性；系统设计规范，管理模块集中化，不仅降低了成本，而且更便于系统的操作和维护。由于该系统秉承了TCP／UDP协议族的简单性，绝大多数功能通过软件实现，进行简单的改进，即可以满足不同的应用和需要。

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