3G架构中会议业务的实现

　　近年来，随着第三代和第四代网络的发展，网络将向移动用户提供最高达2Mbit/s的传输速率，并提供带宽预留机制，多媒体会议业务的发展必将实现巨大的突破。特别是，3GPP在UMTS标准的R5规范开始在核心网引入IP多媒体子系统（IMS），充分利用高传输速率提供综合的多媒体业务。图1所示为3G网络架构的模块图。


图1　3G网络架构示意图

　　3G网络架构可以分为接入网（AN）和核心网（CN）两部分。核心网又分为电路交换（CS）域和包交换(PS)域。IMS是基于PS域提供多媒体服务的子系统，使用SIP作为其信令协议。业务网（ServiceNetwork），用来提供并实现增值业务。核心网中的每一个元素均可通过查询HSS（HOMESUBSCRIBERSERVER）来访问各种业务。

　　本文在介绍SIP协议和IMS体系架构的基础上，提出了一种在3G架构中实现多媒体会议业务的控制模型。

　　一、SIP

　　SIP（会话启动协议）是用来创建、修改和结束多媒体会话的应用层控制协议。

　　SIP采用与HTTP类似的请求/响应协议过程和消息结构。SIP消息由标识消息类型和目标地址的起始行、携带消息参数的头部以及承载任意附加信息的消息体三个部分组成。消息体中传送的最重要的信息就是由SDP描述的媒体控制信息，供终端协商并建立媒体通道。

　　主要的SIP方法有INVITE、ACK、BYE和REGISTER，分别用来完成创建一个会话、创建确认、结束一个会话以及用户位置的登记。如果要使用SIP构建一个会议服务，必须引入适当的扩展，比如使用SUBSCRIBE/NOTIFY方法允许用户订阅会议事件并接收订阅事件的更新信息，使用REFER方法来完成第三方控制功能等。

　　二、IMS

　　在UMTSR5规范架构中，引入了IP多媒体子系统（IMS），使用SIP来建立并控制多媒体会话。IMS架构如图2所示。


图2　IMS分层架构图

　　IMS是基于UMTS核心网PS域上的，用PS域来传输呼叫控制信令，并负责承载数据业务，是独立于CS域的，但通过一些互通实体BGCF、MGCF、MGW、SGW等来保持与CS域的互通。IMS建立了对呼叫/会话进行控制的软交换平台，控制信令在经过SGSN、GGSN节点后，就会与媒体平面的消息分开，信令消息将在CSCF（呼叫会话控制功能）间根据用户配置进行传送，媒体消息则在信令选择的路径上传送。

　　三、会议模型

　　多媒体会议按照组织方式的不同可以分为以下三种模型。

　　1.多播会议

　　多播会议没有中央节点，终端间不需要信令通信，加入媒体多播组即可加入会议，在这种情况下，从信令的角度来看会议的建立会简单的多，但是需要使用其它协议来管理多播地址。

　　2.全分布式会议

　　也称作端系统混合模型，每个节点都与其他所有节点保持联系，没有中央节点，主要缺陷是效率低，浪费带宽，并且对终端要求高，难以组织大规模会议，难以控制。

　　3.集中式会议

　　集中式会议有中央控制节点，按照信令和媒体处理方式的不同可以分为信令和媒体都集中控制的会议以及信令集中控制、媒体分布处理的会议，按照发起方式的不同又可以分为拨入、拨出及Ad-Hoc等会议模式。拨入型会议的用户可以通过访问会议控制节点动态的加入会议，拨出型会议则需要通过Web等方式事先预定会议，由会议的中央控制节点邀请用户加入会议。Ad-Hoc方式则可以将正在进行的SIP对话自动迁移至会议状态，从而实现多方会谈。

　　综合以上几种会议模型，本方案采用信令和媒体都集中控制的会议模型，如图3所示。会议服务器和会议中的每个用户都保持SIP信令联系，并负责处理会议媒体的混合和分发等。


图3　信令/媒体集中控制会议模型

　　四、会议业务架构介绍

　　本文提出的会议业务模型称为C-MRF（Conference-MRF，会议MRF），使用JAINSIP接口实现。JAINSIPAPI定义了SIP协议栈底层到SIP实体层之间的接口，用于在SIP客户端和SIP服务器之间的信息传输。

　　会议业务模型的结构如图4所示，主要包括两个部分。


图4　会议业务模型C-MRF示意图

　　1.C-MRFC（会议多媒体资源功能控制部分）

　　会议的中央控制节点，也可称作会议Focus，完成SIP信令的控制功能，允许会议的创建和取消，允许用户向会议注册以及订阅会议信息，并根据会议策略通过MEGACO/H.248命令控制C-MRFP完成会议媒体的处理。

　　2.C-MRFP（会议多媒体资源功能处理部分）

　　完成会议多媒体流的控制和处理，并和C-MRFC交互完成会议成员列表的更新。

　　C-MRFC有两种工作模式，即拨入和拨出，因此该会议模型支持预约会议和即时会议两种会议的创建。C-MRFC可以通过外部配置文件在两种工作模式之间切换。虽然两种工作模式均可以建立端到端的多媒体会话，但还是有所不同。

　　拨入模式是惟一具备动态提供事件通告能力的工作模式。如果某个会议成员希望接收会议状态的所有更新信息，他必须通过发送SUBSCRIBE消息来订阅会议事件包。当有成员加入和离开会议时，系统就会向订阅者发生一个NOTIFY消息，消息中包含了当前的用户列表。

　　拨出模式支持一个或多个预约式会议的创建，并且通过与数据库交互获得会议成员的所有信息。在拨出模式会议系统中，可以通过多种方式联系会议成员，例如通过发送REFER请求或者INVITE请求邀请用户加入会议。

　　音视频流的混合功能由C-MRFP完成，C-MRFC和C-MRFP之间通过MEGACO/H.248协议进行交互。另外，除了音视频流的处理模块，C-MRFP还包含了纯文本会话的处理模块。

　　五、小结

　　本文介绍了多媒体会议业务在3G架构中的实现方法，提出了一种多媒体会议业务的控制模型。UMTS通过引入IMS来提供基于IP的多媒体业务，随着3G网络部署步伐的临近，基于移动终端的多媒体会议业务必将得到广泛的应用和推广。

----《通信世界》

作者：南京邮电大学 张俊九