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三種IP電話網路閘道間協議的優缺點比較

上網時間: 2001年07月29日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:IP電話  終端設備  網路閘道  H.323  MGCP 

H.323、MGCP和SIP是開發複雜IP電話系統的常用協議,本文對三種協議進行比較並說明未來的發展方向和面臨的挑戰。

Alan Percy


IP電話高級工程師


Brooktrout Technology公司


apercy@brooktrout.com

隨著IP電話應用的普及,建立終端設備和網路閘道的可擴展網路已成為業界面臨的一大技術挑戰。目前IP電話技術已完美實現了對語音和傳真資訊的編碼和傳輸,但仍需進一步發展為大型公司和服務提供平台的呼叫控制和地址管理技術。因此,支援IP電話系統互通的多個協議已經出台。本文研究了當前系統中常用的IP電話協議如H.323、MGCP和SIP的優缺點比較。

H.323

1996年H.323創建,並於1998年1月推出升級版本2。H.323據稱是一種包羅萬象的標準,因為它本身由眾多從屬協議構成。正因為如此,ITU可以藉由使用許多現有的數據和通訊標準如Q.931、G.711和G.723.1對H.323進行定義。

H.323最初由Intel和PictureTel提出,該協議定義了一種能靈活應用於多媒體電話會議設備的通訊方式,並在IP棧上提供應用共享特性。設計人員提出了適用於多種設備的標準,這些設備包括可視電話、台式電腦和大型多埠網路閘道。因此,H.323內容廣泛,並提供了應用於不同設備的多種媒體類型和壓縮技術。

該標準的升級版本2致力於解決諸多原始標準未涉及的效率和擴展性問題,從而得到一個能更好滿足現實應用的H.323標準。H.323仍將繼續加強對擴展性問題的研究,並支援像IP傳真等附屬功能。

H.323的核心優點在於其成熟性,這有助於諸多軟體供應商開發性能穩定的設備,並且還有利於不同的供應商消除互作業性中出現的問題,並在市場上推出各種支援H.323標準的設備。因為H.323標準包容了Q.931呼叫控制協議,許多在現有ISDN電話技術上具有豐富經驗的開發商對該呼叫控制模型也非常熟悉。實際上,事件和參數通常能夠直接藉由H.323進入以前工作在ISDN下的應用系統。

H.323原始版本1深受慢速呼叫建立的影響,因為許多資訊在語音通路建立之前都在終端設備之間互相交換。升級版本2的快速呼叫建立特性克服了這個問題。由於H.323標準過於複雜,對於許多只需要基本的“快速但不完美”的網路閘道間呼叫控制的產品而言,它實在是太複雜或是太昂貴了。

在定義H.323時,設計人員是從終端設備的角度入手的,而非從現有PSTN的內部設備入手,因此H.323不能與SS7整合,或補充SS7必須提供的強大功能。另外,H.323的擴展性在超大型應用中已証明確實存在問題。設計人員在使用含有成千上萬個埠的網路閘道時發現,集中狀態管理是瓶頸。

當需要廉價的終端設備時,標準實現的成本也成為一個問題。標準的複雜性需要終端設備具有適當的處理能力,這妨礙了像有線電視視訊轉換盒(set-top cable boxes)和手持式無線設備這類設備的實現。

市場對H.323的反應表明,H.323的最佳應用點應是位於或臨近端點並帶有1至200個埠的系統。H.323在具有足夠的處理能力實現呼叫控制和媒體處理的環境中工作良好。H.323作為企業IP電話解決方案已得到了業界最強有力的支援。

媒體網路閘道控制協議(MGCP)為眾多IP電話網路閘道的互聯提供了一種解決方案,能將這些網路閘道聯結成一個具備互作業性的整體。MGCP假定呼叫代理(CA)完成所有呼叫控制處理,而媒體網路閘道控制器(MGC)完成所有媒體處理和轉換。

MGCP

MGCP的規格是由不同的公司開發建立的(如Telecordia和Lucent公司),並由IETF以RFC(RFC 2705)資訊文件的形式加以發佈。MGCP是簡單網路閘道控制協議(SGCP)和IP設備控制(IPDC)協議合併的結果,但目前尚未獲得認可。IETF 的Megaco工作組協同ITUA正致力於開發基於MGCP的推薦標準H.248(其前身為H.gcp)。該核心文件及相關規格已於2000年2月完成,並作為IETF的RFC標準文件發佈。

當H.323網路閘道提供媒體轉換而SS7網路閘道翻譯呼叫控制資訊時,MGCP可與H.323網路閘道和SS7網路閘道協同使用。這種情況下,MGCP將所有來自端點設備的呼叫控制資訊傳送至網路。使用這種結構方式,開發人員能夠補充SS7網路的能力,並且與單用H.323相比,能夠構建更大的IP電話系統。

為協調單個呼叫的媒體路徑和性能,MGCP要依賴對話描述協議(SDP),該協議是MGCP規格的一部份。SDP允許就即時協議(RTP)埠及端點IP地址、語音編碼方法(如G.711和G.723.1)、報文分組周期和其他聯接類型參數等進行協商。

MGCP的優點包括:特別適合於配置大型應用系統,因為其本身就用於解決大型系統的具體問題。應用MGCP可以實現與SS7網路良好的整合,為呼叫處理提供更大的控制和流通量。MGCP將媒體處理和信令功能分離,從而可由多個設備提供商開發更簡潔的系統。

MGCP協議的部份缺陷包括:MGCP對於小型應用系統過於複雜。MGCP與H.248/Megaco標準存在競爭關係,而後者已於2000年初由IETF和ITU簽署認可。這樣,需要MGC的營運者既可選用MGCP,也可選用H.248。因此,H.248或許最終能取代早期的MGCP版本。MGCP的歸宿是電訊運營市場,由它實現成千上萬路IP電話的傳送。

SIP

對話啟動協議提供了一種既可在終端設備或代理伺服器之間也可向網路閘道設備傳輸呼叫控制資訊的方法,這是IETF MMUSIC工作組的勞動結晶。同樣地,像許多現有的網際網路協議一樣,SIP中也包含了常用的HTTP協議。

SIP被認為是一種輕量級協議,因為該協議使用的是能被終端設備輕易生成並分析的簡單文本命令。SIP只使用6個指令管理呼叫控制資訊,SIP協議的簡單易行是極低成本應用系統選擇該協議的重要原因。

SIP並未對媒體傳輸機制加以定義,因此該協議能用在媒體傳輸作為專用設備的應用系統,這可提高效率並降低成本。SIP也允許藉由任意數據報協議傳輸呼叫控制資訊,使其在非TCP/IP環境(如Novell或其他專有協議)中也能有效使用。

SIP的部份優點包括:該協議具有可擴展特性,可以輕松定義並迅速實現新功能。可以簡單易行地嵌入廉價終端用戶設備。該協議可確保互作業能力,並使不同的設備進行通訊。便於那些非電話領域的開發人員理解該協議。

SIP的缺點包括:SIP問世不久,因此大多數應用尚處於原型階段。該協議單獨應用的範圍較窄。但與其他協議協同使用時,具有較強的靈活性。SIP只是完整解決方案的一小部份,還需要許多其他的軟體來構建完整的IP電話產品。

低成本終端產品無疑是SIP最自然的應用了,像無線電話、置頂分線盒、乙太網路電話及其它帶有有限計算和記憶體資源的設備都能使用該協議。由於SIP是一種優越的呼叫控制協議,因此是當前取代MGCP呼叫控制協議的首選。

互作業性

上述每個協議強調了開發IP電話系統所需技術的不同方面,當前開發的許多系統中至少包含其中一種協議,而且這些協議通常要求互作業性。表1描述了各種協議的能力比較。

所有這些協議在構建複雜IP電話系統的過程中不斷發展。各製造商都在嘗試研制具備互作業性的系統,所以互作業能力將繼續成為未來的一大挑戰。由IETF和ITU衍生而來的新標準協議MGC(H.248/ Megaco)有望成為MGCP在傳輸市場最強有力的競爭對手。請關注業界同仁和鑒定機構對相容性研究的最新進展。

[Communication Systems Design]

作者簡介:Alan Percy是Brooktrout Technology公司從事IP電話技術研究的高級工程師,他在通訊和網路領域的經驗有15年以上,他的聯繫地址為:apercy@brooktrout.com。





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