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基于SIP协议的IP电话系统设计与实现

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【基于SIP协议的IP电话系统设计与实现】网络IP电话不仅具有成本低廉、网络资源利用率高等诸多优点，而且还可以进一步集成多媒体信息（包括语音、图像、数据等），以实现交互式的实时通信等，具有很大的发展潜力，且有逐渐取代传统PSTN
电话的趋势，成为NGN（Next General Network）中语音信息传输的主要形式 。
目前构建IP电话系统结构的信令协议主要有H.323协议和SIP协议，二者完全平行，互不兼容 。H.323协议是为多媒体会议系统而提出的 。该协议采用传统电信网络繁琐的信令概念，非常庞大，无论从实现技术手段，还是使用和治理方法上都十分复杂 。而SIP协议则是以现有的Internet协议为基础来构架IP电话业务网的应用层协议 。它将网络设备的复杂性推向网络边缘，支持单播、多播通信、名称映射和重定向业务，还支持类似呼叫转发、呼叫拒绝等电信业务的实现以及支持用户移动性 。与H.323相比，SIP更适用于智能用户终端，使用更加灵活，把握更加轻易 。
鉴于此，本文提出了一种客户机－服务器模式的符合SIP协议规范的IP电话系统设计实现方案 。该系统具有以下特点：
（1）它采用IP－IP通信模式；
（2）电话终端设备直接与用户机USB接口相连，可方便地实现与被叫者的文本、语音等数据的可靠传输；
（3）系统包含完整的用户数据治理系统和网络通话治理控制系统；
（4）提供较高的QoS 。
该系统充分利用SIP协议，提供了诸多增值服务，使得系统除具备普通电话的功能和业务外，还可以提供自主设置留言、来电过滤、跟踪呼叫等多种功能，适用于大中型企业集团或单位内部使用 。
1、 SIP协议概述
总体来说，SIP协议支持多媒体通信中以下几个方面的功能：
(1)用户定位：确定通信中终端的位置；
(2)用户可用性：确定被叫方是否愿意参与通信；
(3)性能协商：确定通信中所用媒体及媒体参数；
(4)会话建立：呼叫双方会话参数的建立；
(5)会话治理：包括会话转移和中止、会话参数变更、调用新业务等内容 。
SIP协议是一个客户服务器协议，用于发起和治理用户间的会话 。SIP终端系统称为用户代理，即UA（User
Agent），含用户代理客户机UAC(User Agent C1ient)和用户代理服务器UAS(User Agent
sever)两部分 。中间单元称为代理服务器 。它的消息分为两大类：从客户端到服务器的请求(Request)和从服务器到客户端的响应(Response) 。无论请求消息还是响应消息都是由起始行(Start-Line)、消息头部(Message—Header)和可选的消息体(Message—Body)构成 。
请求消息按请求行（起始行）可分为：(1)Register：用于登记联系信息；(2)Invite：用于邀请用户加入会话；(3)ACK：用于对请求成功后作出的确认；(4)Cancel：用于取消未完成的请求；(5)Bye：会话结束；(6)0pions：用于询问服务器的性能 。
响应消息按状态行（起始行）中的状态码（3位），可分为：(1)1XX：暂时响应；(2)2XX：成功响应；
(3)3XX：重定向响应；(4)4XX：客户端出错；(5)5XX：服务器出错；(6)6XX：全局故障 。
SIP协议支持3种呼叫方式：用户代理客户机（UAC）向对方用户代理服务器（UAS）直接呼叫；由代理服务器代表用户代理向客户服务器发起代理呼叫（图1）；由用户代理客户机在重定向服务器的辅助下进行重定向呼叫（图2） 。呼叫方式2需要代理服务器转发用户的呼叫信令，因而加大了信息处理量 。为了有效地将网络设备的压力推向网络边缘，呼叫信令3只指明目的地的方向，不保留每一呼叫状态，从而为组建大规模的IP网奠定基础 。

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