摘要:網(wǎng)絡(luò)電話實(shí)現(xiàn)了基于IP的雙向、實(shí)時的傳輸。H.323就是其標(biāo)準(zhǔn),它允許IP與基于電路交換的電話的互通,但是對于移動的IP主機(jī)卻是不支持的。本文中探討了對于H.323的在移動主機(jī)方面的擴(kuò)展,使網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)得以對移動IP主機(jī)支持。本文中的提出的方法結(jié)合了蜂窩電話系統(tǒng)和移動IP機(jī)制的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了語音的實(shí)時傳輸對主機(jī)的支持。本方法的關(guān)鍵在于在會議中動態(tài)加入、退出過程中的復(fù)雜的管理功能。本方法可以看做是對基于H.323的網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)的一個附加功能。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)電話、H.323、VoIP、移動網(wǎng)絡(luò)電話
1. 概述
網(wǎng)絡(luò)電話,也叫做VoIP或者IP電話,其標(biāo)準(zhǔn)是由ITU制訂的H.323。H.323提供了對于多媒體通信包括系統(tǒng)組件,控制信息及基于包交換的通信功能組件的定義;贖.323,一個IP呼叫中的數(shù)據(jù)、語音及視頻可以通過RTP協(xié)議進(jìn)行傳輸。
而對于IP電話,一些極具吸引力的服務(wù)越來越多的都面向移動特性的支持。隨著PDA、筆記本電腦、WLAN的流行,以及對于全面接入的要求,互聯(lián)網(wǎng)上主機(jī)的移動性逐漸成為熱點(diǎn)。因此,網(wǎng)絡(luò)電話對于移動性的支持也隨之成為關(guān)鍵。例如當(dāng)一個用戶使用POTS電話向一個IP電話呼叫時,也許這個IP主機(jī)并不是固定的。它有可能正從一個網(wǎng)絡(luò)向另一個網(wǎng)絡(luò)移動。就象蜂窩電話一樣,移動網(wǎng)絡(luò)電話需要在通話進(jìn)行的過程中進(jìn)行無縫漫游。然而,在目前的H.323中,移動主機(jī)是禁止的,主要是因?yàn)榛A(chǔ)的IP機(jī)制中隱式的假設(shè)主機(jī)的固定的。而目前,基于電路交換的蜂窩電話以及無線移動IP機(jī)制都是支持移動網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)的。
在本文中,將提出一種擴(kuò)展的H.323用以支持移動網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)。本方法在不增加新組件的情況下,僅對H.323做少量修改就能達(dá)到移動性的支持。
2. 移動網(wǎng)絡(luò)電話
本部分將對H.323的移動擴(kuò)展進(jìn)行論述。H.323中的終端的定義將被擴(kuò)展包括固定和移動兩類,其它的H.323的實(shí)體將不做改變。首先是對如何對目前基于H.323的網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)的移動擴(kuò)展進(jìn)行說明,并系統(tǒng)架構(gòu)及移動管理中的呼叫信號處理程序。
2.1. 網(wǎng)絡(luò)電話:從固定終端到移動終端
網(wǎng)絡(luò)電話可以使IP主機(jī)與另外一個的基于IP網(wǎng)絡(luò)的IP主機(jī)或者通過ITG(Internet Telephony Gateway)與基于電路交換的電話進(jìn)行實(shí)時的語音服務(wù)。為了支持移動功能,漫游是必須要支持的。在必要的時候,移交功能(Handoff)也是需要的。例如由于跨越了地區(qū),移交是必須要進(jìn)行的,否則通話將會中斷。
對于GSM系統(tǒng),移動電話在跨越一個蜂窩的時候需要進(jìn)行移交處理。連接將從上一個蜂窩移交給新的蜂窩,上一個蜂窩中的連接將被釋放。漫游是通過歸屬位置登記器(HLR)和記錄移動電話的位置信息的訪問位置登記器(VLR)實(shí)現(xiàn)的。HLR記錄了登記區(qū)域在本服務(wù)區(qū)的用戶的信息,而VLR記錄了登記區(qū)域非本服務(wù)區(qū)的用戶的信息。當(dāng)一個訪問者的位置要更新時,VLR將更新發(fā)給HLR以便以后的呼叫處理。值得注意的是,移動代理(HLR或VLR)中位置信息的更新對于面向連接的蜂窩電話系統(tǒng),是隱式的時行的。
在有線或無線的IP電話網(wǎng)絡(luò)中,一個移動電話當(dāng)跨越子網(wǎng)時將導(dǎo)致該終端的IP地址的變化。Mobile IP是目前互聯(lián)網(wǎng)移動管理的主要標(biāo)準(zhǔn)。對Mobile IP機(jī)制而言,漫游是由本地代理和非本地代理進(jìn)行支持的,類似于HLR和VLR。然后,Mobile IP并不支持移交功能,因?yàn)樗腔跓o連接服務(wù)模型的。從另一方面而言,IP電話 服務(wù)是一種電話服務(wù),它需要基于包交換的面向連接的服務(wù)。同時,基于電路交換的蜂窩電話系統(tǒng)和無連接的Mobile IP機(jī)制都不支持移動網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)。因此需要提出一種新方法來實(shí)現(xiàn)移動IP電話服務(wù)。
2.2. 系統(tǒng)架構(gòu)
H.323定義中,區(qū)域指由H.323實(shí)體(終端、ITG、MCU)組成的集合,并由一個網(wǎng)守進(jìn)行管理。每一個區(qū)域只有一個網(wǎng)守,但允許多個子網(wǎng)通過路由器連接進(jìn)來。對于這種多子網(wǎng)單網(wǎng)守的特性,我們發(fā)現(xiàn)這與GSM系統(tǒng)中的服務(wù)區(qū)類似,網(wǎng)守就相關(guān)于HLR或者VLR。服務(wù)區(qū)中有移動電話終端和代理管理下的基站,類似的一個區(qū)域中有多個子網(wǎng)并都在一個網(wǎng)守的管理下。當(dāng)移動IP電話從一個子網(wǎng)漫游到另外一個子網(wǎng)時,IP電話的IP地址就發(fā)生了變化。如果不做移交處理的話,連接將中斷。
為了實(shí)現(xiàn)在對話中進(jìn)行漫游,一些術(shù)語將被引入。本地區(qū)域H.323終端平時所在的區(qū)域,非本地區(qū)域指終端訪問的區(qū)域,相應(yīng)的就有本地網(wǎng)守和非本地網(wǎng)守。當(dāng)一個移動主機(jī)在一個區(qū)域內(nèi)移動時稱為區(qū)域內(nèi)漫游,當(dāng)它進(jìn)行跨區(qū)域漫游時,稱為區(qū)域間漫游。當(dāng)進(jìn)行區(qū)域內(nèi)漫游時,網(wǎng)守是不進(jìn)行位置更新的。位置更新僅發(fā)生在區(qū)域間漫游中。當(dāng)終端漫游到一個非本地區(qū)域時,終端通知該區(qū)域的網(wǎng)守它的傳輸?shù)刂罚↖P地址及端口號)并通過所訪問的子網(wǎng)的DHCP獲得一個新的臨時地址。然后該網(wǎng)守將該臨時地址通知本地網(wǎng)守。本地網(wǎng)守將移動終端的本地地址與臨時地址進(jìn)行綁定。應(yīng)該注意的是,網(wǎng)守的職責(zé)是地址翻譯、呼叫訪問控制及可能的呼叫信令,類似于GSM中的移動交換中心。
2.3. 移動管理
移動管理是基于無連接的IP網(wǎng)絡(luò)的移動網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)成功的關(guān)鍵因素。核心功能包括:注冊、會話建立、漫游和移交。In H.323/H.225.0,終端被注冊在網(wǎng)守,以便通過不可靠的RAS通道訪問系統(tǒng)。會話建立和終止是在呼叫動作執(zhí)行后進(jìn)行的。對可靠的會話信令通道也是如此。然而,就如前面所說,H.323是不是移動性的。因此,它沒有機(jī)制來保證漫游和移交,更不用說注冊和位置更新了。下面我們將說明如果來擴(kuò)展目前H.323標(biāo)準(zhǔn)的漫游和移交功能。
當(dāng)一個H.323終端在通話過程中在不同的子網(wǎng)中漫游時,會造成IP地址的改變,如果不進(jìn)行移交處理,通知將中斷。圖1(a)就演示了該場景。TL1表示H.323終端,位于子網(wǎng)1中,TL2表示該終端漫游至子網(wǎng)2。這兩個子網(wǎng)處于同一個網(wǎng)守的管理下,也就是所謂的區(qū)域內(nèi)漫游。圖1(b)展示了區(qū)域間漫游。在這兩種情況中,ITG與TL1間只有一個連接。在漫游過程中,TL1與ITG進(jìn)行通信。當(dāng)移交處理結(jié)束后,ITG與TL1的連接已經(jīng)中斷,ITG與TL2建立了新的連接。老連接中的占用的資源被釋放。這里的移交處理與GSM中是相似的。即新的連接建立與老連接并存,然后中斷老的連接。
意外的是,上面所描述的移動網(wǎng)絡(luò)電話漫游過程中的移交處理可以通過H.323中ad hoc多點(diǎn)會議中的動態(tài)加入和退出來實(shí)現(xiàn)。Ad Hoc多點(diǎn)會議是一種點(diǎn)到點(diǎn)的會議,它可以在會話中擴(kuò)展到同一時間的多點(diǎn)會議。動態(tài)加入和退出的步驟在圖2中有說明。
首先,點(diǎn)到點(diǎn)的會議首先是建立在ITG與TL1間的。TL2之后再加入會議中無論是通過邀請還是它自己通過ITG中MC的申請。ITG與TL2間新的連接在TL2加入時建立。最后,TL1在TL2加入后退出會議。這樣ITG與TL1間連接的中斷將不會影響ITG與TL2的連接。這也說明了移動網(wǎng)絡(luò)電話的移交處理與ad hoc多點(diǎn)會議的動態(tài)加入與退出是等價的。圖3(a)說明了ITG與TL1通信時的漫游。圖2(b)說明了子網(wǎng)1向子網(wǎng)2的移交處理。圖2(c)說明了在移交處理結(jié)束后ITG與TL1連接的中斷。最后,移交處理成功完成,只剩下ITG與TL2的連接,如圖2(d)所示。
移動管理與ad hoc多點(diǎn)會議的動態(tài)加入與退出的一致性說了H.323支持移動IP網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)的可能性。更有趣是,本方法對于無縫支持移動IP電話服務(wù)可以不需要任何額外的開銷。
3. 總結(jié)
我們提出了一種通過擴(kuò)展H.323實(shí)現(xiàn)移動網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)的方法,并展示了系統(tǒng)架構(gòu)及相應(yīng)的移動管理功能。在擴(kuò)展過程中并不需要任何額外的開銷。我們盡量利用了IP網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的協(xié)議,無縫的將移動特性與H.323集成起來。
本方法結(jié)合蜂窩電話系統(tǒng)和基于包交換的Mobile IP機(jī)制的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了面向連接的基于IP網(wǎng)絡(luò)的移動網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)。使其支持固定與移動主機(jī)間做雙向、實(shí)時的語音傳輸。并且本方法是完全實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用層的,使系統(tǒng)有了更加廣泛的可用的性。
最后,本方法的提出不僅為全面的移動語音服務(wù)提供了支持,也為全面的移動多媒體通信提供可參考架構(gòu)。目前多媒體通信正在走向全面的融合,因些對于各種終端的支持成為目前必不可少的一個環(huán)節(jié),這也是我們下一階段的重點(diǎn)研究工作。
來源:流媒體網(wǎng)