第 2 章下一代网络中采用的主要协议

第第 22 章章

下一代网络中采用的下一代网络中采用的主要协议主要协议

本章内容本章内容下一代网络中传输媒体信息的协议下一代网络中传输媒体信息的协议 SIPSIP 协议和协议和 SDPSDP 协议协议 H.248H.248 协议协议 BICCBICC 协议协议信令传输协议信令传输协议 SIGTRANSIGTRAN

下一代网络中传输媒体信息的协议下一代网络中传输媒体信息的协议

IPIP 协议协议 IPIP 协议位于网络层协议位于网络层 ;; 网络层的主要功能是寻址和路由选择。它将网络层的主要功能是寻址和路由选择。它将数据包封装成数据包封装成 IPIP 数据报，并运行必要的路数据报，并运行必要的路由算法。由算法。


UDPUDP 协议协议提供无连接的数据包传输。相对于提供无连接的数据包传输。相对于 IPIP 协议，协议，它唯一增加的能力是提供协议端口号码以保证它唯一增加的能力是提供协议端口号码以保证进程通信进程通信 ;;

优点在于高效性优点在于高效性 ;; 端口号码都是动态分配的，所以在端口号码都是动态分配的，所以在 NGNNGN 中传送中传送多媒体信息前必须通过信令协议将接收端分配多媒体信息前必须通过信令协议将接收端分配的接收媒体信息的端口号码通知对端主机。的接收媒体信息的端口号码通知对端主机。


RTPRTP 协议协议为解决实时业务顺序传送和提供时戳等一系列为解决实时业务顺序传送和提供时戳等一系列问题，问题， IETFIETF 提出了实时传输协议提出了实时传输协议 (RTP);(RTP);

RTPRTP 协议实际上包含两个相关的协议：协议实际上包含两个相关的协议： RTPRTP 协协议和议和 RTCPRTCP 协议协议 ;;

RTPRTP 协议用于传送实时数据，如语音和图像数据协议用于传送实时数据，如语音和图像数据 RTCPRTCP 协议用来传送监视实时数据传送质量的统计数据，协议用来传送监视实时数据传送质量的统计数据，同时可以在会议业务中传送与会者的信息同时可以在会议业务中传送与会者的信息

一般用偶数的一般用偶数的 UDPUDP 端口来传送端口来传送 RTPRTP 数据包，用数据包，用比比 RTPRTP 端口号大端口号大 11 的奇数端口号来传送相应的的奇数端口号来传送相应的RTCPRTCP 控制包。控制包。


RTPRTP 包头格式包头格式


RTPRTP 包头格式包头格式


语音编码语音编码 PCMPCM （（ G.711G.711 编码）编码）比特率为比特率为 64kb/s64kb/s ，在传统电话中得到广泛使用。，在传统电话中得到广泛使用。 G.729G.729 编码编码比特率为比特率为 8kbit/s8kbit/s G.723.1G.723.1 编码编码为双速率话音编码标准：为双速率话音编码标准： 5.3kbit/s5.3kbit/s 和和 6.3kbit/s6.3kbit/s 是是 PSTNPSTN 上可视电话标准系列中的话音编码标准上可视电话标准系列中的话音编码标准


自适应多速率自适应多速率 AMRAMR 编码编码支持支持 88 种速率：种速率： 12.2 Kbit/s12.2 Kbit/s ，， 10.2Kbit/s10.2Kbit/s ，， 7.95Kb7.95Kbit/sit/s ，， 7.40Kbit/s7.40Kbit/s ，， 6.70Kbit/s6.70Kbit/s ，， 5.90Kbit/s5.90Kbit/s ，， 5.5.15 Kbit/s15 Kbit/s 和和 4.75Kbit/s4.75Kbit/s

在移动通信网中采用在移动通信网中采用

多媒体数据在多媒体数据在 IPIP 网络中传送时所占带宽网络中传送时所占带宽多媒体编码数据在多媒体编码数据在 IPIP 网络中传送时的封装结构网络中传送时的封装结构


例：在不考虑静音压缩和数据链路层头部所占的带宽的例：在不考虑静音压缩和数据链路层头部所占的带宽的情况下，情况下， G.729G.729 编码数据每编码数据每 20ms20ms 传送一次，则每秒需传送一次，则每秒需传送传送 5050 个语音包，每个语音包都包含个语音包，每个语音包都包含 1212 字节的字节的 RTPRTP 头头部、部、 88 字节的字节的 UDPUDP 头部和头部和 2020 字节的字节的 IPIP 头部，则每头部，则每 11 路路G.729G.729 话音所占的带宽为话音所占的带宽为（（ 20+8+1220+8+12 ）） *8*50+8000 =24000bit/s=24kbit/s*8*50+8000 =24000bit/s=24kbit/s

如果考虑如果考虑 EthernetEthernet 头部所占带宽，头部所占带宽， EthernetEthernet 头部为头部为 30304bit (38byte)4bit (38byte) 。则每。则每 11 路路 G.729G.729 话音所占的带宽为话音所占的带宽为（（ 20+8+12+3820+8+12+38 ）） *8*50+8000=39200bit/s=39.2kbit*8*50+8000=39200bit/s=39.2kbit/s /s

如果考虑到静音压缩的因素，所占带宽可减少一部分。如果考虑到静音压缩的因素，所占带宽可减少一部分。从以上计算可看出，各级报头所占的带宽的开销远大于从以上计算可看出，各级报头所占的带宽的开销远大于

话音编码本身所占的带宽。话音编码本身所占的带宽。


概述概述 SIP(Session Initiation Protocal)SIP(Session Initiation Protocal)称为会话称为会话启动协议，是由启动协议，是由 InternetInternet 工程任务组工程任务组 IETFIETF 于于 11999999年提出的一个在基于年提出的一个在基于 IPIP 网络中，特别是在网络中，特别是在InternetInternet 这样一种结构的网络环境中，实现多这样一种结构的网络环境中，实现多媒体实时通讯应用的一种信令协议。媒体实时通讯应用的一种信令协议。

SIPSIP 协议和协议和 SDPSDP 协议协议

SIPSIP 协议的主要功能协议的主要功能用户定位：确定用于通信的终端系统的位置；用户定位：确定用于通信的终端系统的位置；用户能力：确定通信媒体和媒体的使用参数；用户能力：确定通信媒体和媒体的使用参数；用户可达性：确定被叫加入通信的意愿；用户可达性：确定被叫加入通信的意愿；呼叫建立：建立主叫和被叫的呼叫参数；呼叫建立：建立主叫和被叫的呼叫参数；呼叫处理：包括呼叫转移和呼叫终止。呼叫处理：包括呼叫转移和呼叫终止。 SIPSIP 协议主要应用于软交换设备与应用服务器间、协议主要应用于软交换设备与应用服务器间、不同的软交换设备之间、不同的软交换设备之间、 SIPSIP智能终端与智能终端与 SIPSIP服务器之间、不同的服务器之间、不同的 SIPSIP服务器之间。服务器之间。

SIPSIP 协议和协议和 SDPSDP 协议协议

SIPSIP 协议的网络模型协议的网络模型SIPSIP 协议和协议和 SDPSDP 协议协议

基于基于 SIPSIP 的多媒体通信的协议栈结构的多媒体通信的协议栈结构 SIPSIP 协议和协议和 SDPSDP 协议协议

会话描述协议会话描述协议 SDP SDP SIPSIP 协议和协议和 SDPSDP 协议协议

SDPSDP 包含了与会话整体相关包含了与会话整体相关的通用信息和一个或多个的通用信息和一个或多个媒体流相关的参数说明。媒体流相关的参数说明。

SDPSDP 是基于文本的协议，常是基于文本的协议，常被封装在被封装在 SIPSIP 、、 H.248H.248 协协议中传送。议中传送。

SDPSDP 的语法和结构的语法和结构v=0

o=bell 53655765 2353687637 IN IP4 128.3.4.5

c=IN IP4 169.130.12.5

m=audio 3456 RTP/AVP 0 3 4 5

SIPSIP 消息示例消息示例 SIPSIP 协议和协议和 SDPSDP 协议协议

INVITE sip:[email protected] SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 217.19.97.1:5060 To: sip:[email protected] From: sip:tom@ guangzhou.com ； tag=2089095865 Call-ID: [email protected] CSeq: 1 Invite Max-Forwards ： 70 Content-Type: application/sdp Content-Length: 271 Contact: <sip:tom@ 217.19.97.1:5060;transport=udp> v=0 o=tom 13908157962 139089745962 IN IP4

217.19.97.1 s=n c=IN IP4 217.19.97.1 t=0 0 m=audio 50000 RTP/AVP 8 a=rtpmap:8 PCMA/8000 a=ptime: 10

SIPSIP 在华为软交换在华为软交换 SoftX3000SoftX3000 上的应用上的应用SIPSIP 协议和协议和 SDPSDP 协议协议

网络结构网络结构

IP 地址： 10.77.226.121电话号码： 8882100注册帐号： [email protected]

IP 地址： 10.77.226.221电话号码： 8882101注册帐号： [email protected]

SIPSIP 协议和协议和 SDPSDP 协议协议呼叫呼叫流程流程

概述概述 H.248/MegacoH.248/Megaco 协议是软交换设备与媒体网关之间协议是软交换设备与媒体网关之间

的一种媒体网关控制协议。它提供控制媒体的建立、的一种媒体网关控制协议。它提供控制媒体的建立、修改和释放机制，同时也可携带某些随路呼叫信令，修改和释放机制，同时也可携带某些随路呼叫信令，支持传统网络终端的呼叫。支持传统网络终端的呼叫。

H.248H.248 协议可以采用协议可以采用 TCPTCP 、、 UDPUDP或或 SCTPSCTP 用作协议用作协议的传输层协议。的传输层协议。

H.248H.248 提出了网关的连接模型概念，对媒体网关内提出了网关的连接模型概念，对媒体网关内部对象进行抽象和描述。部对象进行抽象和描述。

H.248H.248 协议协议

网关的连接模型网关的连接模型基本构件：终端基本构件：终端 (Termination)(Termination) 和关联域和关联域 (Contex(Contex

t) t) 终端终端

终端是终端是 MGMG 上的一个逻辑实体，它可以发送和／或接收上的一个逻辑实体，它可以发送和／或接收一个或者多个数据流。一个或者多个数据流。

终端分为半永久性终端和临时性终端两种。终端分为半永久性终端和临时性终端两种。终端可支持信号，这些信号可以是终端可支持信号，这些信号可以是 MGMG产生的媒体流产生的媒体流（如信号音和录音通知），也可以是随路信号。终端可（如信号音和录音通知），也可以是随路信号。终端可对事件进行检测。终端可对数据进行统计。对事件进行检测。终端可对数据进行统计。

每个终端有一个终端标识（每个终端有一个终端标识（ Termination IDTermination ID ），在创），在创建时由网关分配，在网关内全局唯一。建时由网关分配，在网关内全局唯一。


关联域关联域代表一组终端之间的相互关系，实际上对应为呼叫代表一组终端之间的相互关系，实际上对应为呼叫 ,,在在同一个关联域中的终端之间可相互通信。同一个关联域中的终端之间可相互通信。

关联的属性：关联的属性：关联标识符：由媒体网关分配，关联标识符在媒体网关范围内全局唯一。

拓扑：描述一个关联中终端之间的媒体流方向。关联的优先级：告知 MG在处理关联时的先后次序。紧急呼叫的标识符：当使用紧急呼叫标识符时， MG优先处理此类呼叫。

关联域的创建、修改和删除均由相应的关联域的创建、修改和删除均由相应的 H.248H.248命令完成。命令完成。


终端与关联域终端与关联域H.248H.248 协议协议

TerminationRTP Stream

TerminationSCN Bear. Ch .






Context

Context

Context

Context=286

A0 A100000034

软交换

10.54.250.187 : 2944

10.54.250.43 : 2944 10.54.250.18 : 2944

H.248

IP 语音数据

接入网关 1 接入网关 2

Context=287

A100000035 A1:18300G.723

:18296G.723

6540100

UserA UserB

H.248H.248 的呼叫信令流程的呼叫信令流程

与与 BICCBICC 协议有关的网络结构协议有关的网络结构BICCBICC 协议协议

黄色： H.248 协议绿色：隧道协议红色： IPBCP 协议白色： BICC 协议

BICCBICC 协议概述协议概述BICCBICC 协议协议

采用呼叫信令和承载信令功能分离的思路，在骨干采用呼叫信令和承载信令功能分离的思路，在骨干网中实现使用与业务承载无关的呼叫控制。网中实现使用与业务承载无关的呼叫控制。

BICCBICC 的主要目的是使呼叫控制信令可以在各种网络的主要目的是使呼叫控制信令可以在各种网络上承载。基本目的是支持窄带电信业务在宽带分组上承载。基本目的是支持窄带电信业务在宽带分组骨干网上的传送。骨干网上的传送。

BICCBICC 协议基于协议基于 N-ISUPN-ISUP 信令，沿用信令，沿用 ISUPISUP 中的相关消中的相关消息，并利用息，并利用 APM (Application Transport MechanisAPM (Application Transport Mechanism) m) 机制传送机制传送 BICCBICC 特定的承载控制信息，因此可以特定的承载控制信息，因此可以承载全方位的承载全方位的 PSTN/ISDNPSTN/ISDN 业务。业务。

BICCBICC 协议主要应用在移动通信系统协议主要应用在移动通信系统 3G3G 的的 R4R4核心网核心网中。中。

BICCBICC 协议协议

BICC 协议基于的网络的一般结构

BICC BICC 信令流程信令流程 BICCBICC 协议协议

SIGTRANSIGTRAN 用于解决在用于解决在 IPIP 网上传送电话网的信令网上传送电话网的信令的问题，实现的问题，实现 NGNNGN 网与电话网的信令互通。网与电话网的信令互通。

SG

SoftX3000

TG

No.7信令网

H.248

ISUP/M3UA/SCTP

ISUP/MTP

IP 网

信令传输协议信令传输协议 SIGTRANSIGTRAN SIGTRAN SIGTRAN 的结构的结构

SIGTRANSIGTRAN 是在流控传输协议（是在流控传输协议（ SCTPSCTP ）上加上用户）上加上用户适配层（适配层（ UALUAL）来传输电话网信令的用户部分）来传输电话网信令的用户部分

Q.921

信令传输协议信令传输协议 SIGTRANSIGTRAN

UDPUDP 与与 TCPTCP 不尽人意不尽人意 UDPUDP只能提供数据报的不可靠传输。只能提供数据报的不可靠传输。 TCPTCP严格的按序传输导致时延增大；无法提供对多宿主机的严格的按序传输导致时延增大；无法提供对多宿主机的透明支持；不允许高层应用设定协议控制参数。透明支持；不允许高层应用设定协议控制参数。

SCTPSCTP 提供可靠的数据传输，但对提供可靠的数据传输，但对 TCPTCP 进行了某些改进。进行了某些改进。证实和重发：证实和重发： TSNTSN 、、 SACKSACK 流内消息的顺序递交：流内消息的顺序递交： UU 比特置比特置 00 ，流识别符，流顺序号，流识别符，流顺序号数据块捆绑：一个分组可包含多个数据块数据块捆绑：一个分组可包含多个数据块分组的有效性验证和差错检测：分组有效性验证标签，校分组的有效性验证和差错检测：分组有效性验证标签，校验码验码

支持多宿：支持多宿： INITINIT ，， INIT ACKINIT ACK

信令传输协议信令传输协议 SIGTRANSIGTRAN流传送控制协议流传送控制协议 SCTPSCTP

SCTPSCTP 的功能的功能在确认方式下无差错、无重复地传送用户数据在确认方式下无差错、无重复地传送用户数据内消息的内消息的顺序递交：顺序递交： UU 比特置比特置 00 ，流识别符，流顺序号，流识别符，流顺序号

根据通路的根据通路的 MTUMTU 的限制进行用户数据的分段的限制进行用户数据的分段将多个用户的消息复用到一个将多个用户的消息复用到一个 SCTPSCTP 的数据块中的数据块中在多个流上保证用户消息的顺序递交在多个流上保证用户消息的顺序递交利用利用 SCTPSCTP 偶联的机制在偶联的一端或两端提供多归属的偶联的机制在偶联的一端或两端提供多归属的机制来提供网络级的保证机制来提供网络级的保证

包含了避免拥塞的功能和避免遭受泛播和匿名的攻击包含了避免拥塞的功能和避免遭受泛播和匿名的攻击。。

信令传输协议信令传输协议 SIGTRANSIGTRAN

SCTP 层

IP 层

SCTP 用户应用

IP 层

SCTP 层

SCTP 用户应用

一个或多个 IP 地址

网络传送SCTP 端点 A SCTP 端点 B

协议（ SCTP 分组）

信令传输协议信令传输协议 SIGTRANSIGTRAN SCTPSCTP 的结构的结构

SCTPSCTP 协议在两个协议在两个 SCTPSCTP 端点的一组传送地址之间建立偶联。端点的一组传送地址之间建立偶联。从而为两个从而为两个 SCTPSCTP 用户提供可靠的消息传送业务用户提供可靠的消息传送业务

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