南京邮电学院通信工程系 孟旭东
１ 引言
节省费用以及想把语音和数据融合在一起的需求，促使了ＩＰ电话的蓬勃发展。
为了使ＩＰ电话为大众所接受，成为主流，甚至最终取代传统的ＰＯＴＳ（Ｐｌａｉｎ Ｏｌｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ，旧式电话服务），有两个条件必须满足：第一，话音通信的质量至少要达到ＰＯＴＳ同样的水准；第二，必须有信令的支持，就像ＰＳＴＮ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，公用交换电话网）中有Ｎｏ．７信令一样。
目前，ＩＰ电话系统有Ｈ．３２３和ＳＩＰ两个完整和独立的信令标准，它们都对ＩＰ电话系统信令提出了完整的解决方案。它们对呼叫的连接都具有建立、管理和撤销的能力，具有网络管理功能，使端点用户具有进行建立和交互ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）的能力，且容易扩充新功能，支持不同类型的互操作性。当然，这两个协议都包含关于语音编码的解压缩方面的要求，只是这部分对两个协议而言是一样的。我们主要是从信令的角度对它们进行比较分析。
２ Ｈ．３２３简介
Ｈ．３２３是ＩＴＵ－Ｔ第１６工作组的建议，Ｈ．３２３由一组协议构成，其中有负责音频与视频信号的编码、解码和包装，有负责呼叫信令收发和控制的信令，还有负责能力交换的信令。１９９９年７月前，多数已实现的系统是基于Ｈ．３２３第二版的，而在此之后，Ｈ．３２３第三版开始应用。
２．１ 通信系统
Ｈ．３２３定义了４个主要部件构筑基于网络的通信系统：终端Ｔｅｒｍｉｎａｌｓ、网关Ｇａｔｅｗａｙｓ、网守Ｇａｔｅｋｅｅｐｅｒｓ、多点控制单元（ＭＣＵ）。
１ 终端
在基于ＩＰ的网络上是一个客户端点。它需要支持下面３项功能：支持信令和控制，即支持Ｈ．２４５（有关通道使用和通道能力的复杂协议）和Ｈ．２２５（一个类似Ｑ．９３１的呼叫信令收发和建立协议）以及ＲＡＳ（定义在Ｈ．２２５用于终端与网守通信协议）；支持实时通信，即支持ＲＴＰ／ＲＴＣＰ（一个对声频和视频信息包顺序处理的协议）；支持编码，即传前压缩，收后进行解压缩。为互操作性，每个Ｈ．３２３终端需支持Ｑ．７１１，其它的编码方式作为选项。
２ 网关
提供在包交换网络和电路交换网络（ＳＣＮ，Ｓｗｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）之间的一个连接。
３ 网守
在Ｈ．３２３系统中是可选的，但如果出现，它们就具有某些强制性的功能，网守完成地址翻译、接纳控制、带宽控制、域管理４个必须功能。网守还支持呼叫控制信令、呼叫鉴权、带宽管理和呼叫管理４个可选的功能。当一个Ｈ．３２３系统中有网守时，所有类型的端用户在建立一次呼叫之前都需要到网守登录并获得它的许可。
４ 多点控制单元（ＭＣＵ）
多点控制单元支持３个以上的端用户进行会话。典型的ＭＣＵ包括一个多点控制器（ＭＣ）和若干个（也可以没有）多点处理器（ＭＰ）。ＭＣ提供控制功能，如终端之间的协商，决定处理话音或视频共有的能力。ＭＰ完成会话中的媒体流的处理，如话音的混合、话音／视频的交换。
２．２ Ｈ．３２３的通道
Ｈ．３２３用通道的概念来对两个通信实体进行信息交换结构化。通道是一个传输层的连接。
１ ＲＡＳ通道
该通道使端点用户与它们的网守（Ｇａｔｅｋｅｅｐｅｒ）通信，定义在Ｈ．２２５．０中，通过ＲＡＳ通道，端点用户登录到网守上，并请求允许它与另一个端用户进行呼叫。如果请求获得同意，则网守回送一个传输地址（含ＩＰ地址和端口号）作为被叫点的呼叫信令通道。
２ 呼叫信令通道
该通道承载呼叫和补充业务的控制信息，这个通道采用类似于Ｑ．９３１的协议，协议描述在Ｈ．２２５．０和Ｈ．４５０．Ｘ中，当呼叫建立好后，Ｈ．２４５控制通道的传输地址将在本通道内指明。
３ Ｈ．２４５控制通道
这个通道承载Ｈ．２４５协议的信息，该信息用于具有能力交换支持的媒体控制。在参与呼叫的各方完成能力交换之后，通过本通道创建一个媒体的逻辑通道。
４ 媒体的逻辑通道
这个通道承载话音、视频和其他媒体信息，每一个媒体类型承载在各自一对单向通道上，每一个方向上采用ＲＴＰ和ＲＴＣＰ。
Ｈ．３２３规定ＲＡＳ通道和媒体逻辑通道承载在一个非常可靠的传输协议上，Ｈ．２４５控制通道指定在可靠传输协议上，从第三版起，可选择承载在不可靠传输协议上。
３ ＳＩＰ简介
ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）协议是由ＩＥＴＦ的ＭＭＵＳＩＣＭｕｌｔｉｐａｒｔｙ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ工作组于１９９７年７月提出的，是应用层的控制协议，能建立、调整和终止多媒体的呼叫和会话。目的是为了在ＩＰ网络上建立完整的通信服务体系， 经过几年的讨论和实际应用，１９９９年成为建议标准即ＲＦＣ２５４３。
ＳＩＰ有用户代理（ＵＡ）和网络服务器两个主要的结构元素。
１ ＳＩＰ的用户代理
它是ＳＩＰ系统中的端用户，是一个智能部件，根据它们在会话中扮演的角色又可分为用户代理客户机（ＵＡＣ，Ｕｓｅｒ Ａｇｅｎｔ Ｃｌｉｅｎｔ 和用户代理服务器（ＵＡＳ，Ｕｓｅｒ Ａｇｅｎｔ Ｓｅｒｖｅｒ，前者发起呼叫请求，后者响应呼叫请求。
２ ＳＩＰ网络服务器
主要功能是名字解析和用户定位。ＳＩＰ把这类网络服务器分为以下３类。
① 代理服务器 Ｐｒｏｘｙ。具有解析名字的能力，能够代理前面的用户向下一跳服务器发出呼叫请求。然后服务器决定下一跳的地址，这有点类似另一个动态路由协议ＢＧＰＢｏｒｄｅｒ Ｇａｔｅｗａｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ。
② 重定向服务器 Ｒｅｄｉｒｅｃｔ。在获得了下一跳的地址后，立刻告诉前面的用户，让该用户直接向下一跳地址发出请求而自己则退出对这个呼叫的控制，访问这样的服务器就像访问一个数据库一样。
③ 登记服务器 Ｒｅｇｉｓｔｅｒ。用来完成对ＵＡＳ的登录，在ＳＩＰ系统的网元中，所有ＵＡＳ都要在某个登录服务器中登录，以便ＵＡＣ通过服务器能找到它们。
另外，在实际的ＳＩＰ系统中，定位服务器（Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｅｒ）也是需要的，它可以把各个登录服务器的内容汇总起来，便于ＳＩＰ服务器查找。它可以作为一个全局的数据库，作用就像ＤＮＳ，它的访问和接入可以是非ＳＩＰ的，如Ｆｉｎｇｅｒ或ＬＤＡＰ。另外，用ＳＩＰ可以建立、修改或终止多媒体会话，但它仅能做用户端点寻址和用户定位，所以ＳＩＰ需要包含一个ＳＤＰ段的配合来描述会话情况。
４ Ｈ．３２３与ＳＩＰ的比较
首先可以进行类比的是，ＳＩＰ的ＵＡ等价于一个Ｈ．３２３的终端（或者包交换网络侧的网关），ＳＩＰ服务器则等价于Ｈ．３２３的网守。另外，ＳＩＰ类似Ｈ．３２３中的ＲＡＳ和Ｑ．９３１协议，而ＳＤＰ则相当于Ｈ．２４５。在ＩＥＴＦ的ＳＩＰ体系结构中，媒体流的承载采用了ＲＴＰ协议，这是和Ｈ．３２３一样的。所以，Ｈ．３２３与ＩＥＴＦ的ＳＩＰ主要的不同在于呼叫信令和控制是如何实现的。
４．１ 基本呼叫的建立和拆除
Ｈ．３２３第二版的呼叫建立是基于可靠的传输协议，所以呼叫建立需要两个连接阶段：ＴＣＰ连接和呼叫连接。而在Ｈ．３２３第三版，支持ＴＣＰ和ＵＤＰ，它简化了呼叫建立过程。ＳＩＰ的呼叫建立类似Ｈ．３２３第三版的处理过程，用ＩＮＶＩＴＥ信息包。呼叫拆除的过程与呼叫建立相反，主叫和被叫都能通过ＲＥＬＥＡＳＥ ＣＯＭ ＰＬＥＴＥ（Ｈ．３２３中用）或ＢＹＥ（ＳＩＰ中用）。
４．２ 呼叫控制业务
ＳＩＰ和Ｈ．３２３都支持呼叫保持、呼叫转移、呼叫前转、呼叫等待、电话会议和其他补充业务。以呼叫保持为例：Ｈ．３２３定义了近点呼叫保持和远点呼叫保持两种保持业务的场景，两者都可带网守或不带。网守仅仅透明地传送ＳＳ－ＨＯＬＤ。而ＳＩＰ实现同样的功能，只要向需要呼叫保持的一方发送一个更改了ＳＤＰ描述的ＩＮＶＩＴＥ命令即可。更改的ＳＤＰ描述段仅将媒体发送的目的地址变为空＜０．０．０．０＞，而其他的内容不变。收到该用户的ＵＡ，让呼叫保持，直到有新的ＩＮ ＶＩＴＥ到来为止。
４．３ ＳＩＰ的第三方控制
第三方控制是指不参与会话的第三者具有建立呼叫的能力，这个业务特征目前只有ＳＩＰ具有。Ｈ．３２３也在进行试图添加同样的业务功能的工作。第三方控制有很多应用场合，包括秘书为经理拨号、电话营销的自动拨号、参加者呼叫转移和呼叫中心业务。
第三方控制是ＳＩＰ值得很好利用的业务特征，由于ＳＩＰ的这一特性，ＩＴＵ－Ｔ和ＩＥＴＦ在实现ＰＩＮＴ（ＩＮ和因特网互通）业务时都采用了ＳＩＰ协议。
４．４ 能力交换
能力交换的就是彼此交流各自对媒体流的处理能力，确定双方共有的能力，从而确保多媒体信号被双方接受。Ｈ．３２３采用Ｈ．２４５协议进行能力交换。终端的所有能力都描述在一组Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ结构中，它们的每个项是一个Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ结构和一个Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ Ｎｕｍｂｅｒ。借助这种结构，每个终端能力的精确信息被表示在相关的紧缩结构中。
ＳＩＰ使用ＳＤＰ来进行能力交换，主叫方使用一个ＯＰＴＩＯＮ需求去找出被叫，当前，ＳＩＰ还不如Ｈ．２４５有完整灵活的协商能力，因为受制于ＳＤＰ的表达方式，例如，ＳＩＰ不支持不对称能力交换（只收或只发）以及声频和视频编码的并发能力。
４．５ 服务质量
服务质量包含很多不同方面的指标，一个和多媒体流相关的ＱｏＳ参数包括带宽、最大时延、时延抖动和包丢失率。另外，还有呼叫建立时延影响感觉的ＱｏＳ，它在很大程度上依赖于信令协议。呼叫时延也依赖所用的承载信令信息的传输协议，尤其是在信令信息丢失需要重传的时候。所以，对于媒体流，我们首先考虑信令协议对ＱｏＳ的支持，然后再考察呼叫建立时延，因为呼叫建立时延受错误检测和错误纠正机制的影响。
１ 媒体流的ＱｏＳ支持
在Ｈ．３２３中，网守提供一组丰富的控制和管理功能，包括地址翻译、接纳控制、带宽控制和地域管理；网守中还提供呼叫控制信令、呼叫签权、带宽管理和呼叫管理等选择功能。ＳＩＰ它自身不支持管理和控制功能，而是依赖于别的协议。
近年来，新的分级服务体系结构开始引人注目，Ｈ．３２３第三版能提供某些基于ＱｏＳ协商参数（位流速、时延、抖动）的分级服务，在呼叫初始化时，终端可以申请担保的服务、受控服务和无指明服务的一种，ＳＩＰ和Ｈ．３２３老版本均不支持类似的服务。
２ 呼叫建立时延
Ｈ．３２３第一版在呼叫建立时延时很大。第二版大大改进，而第三版则更好。ＳＩＰ在呼叫建立时非常类似于Ｈ．３２３第三版，然而，如果ＵＤＰ呼叫建立失败，则Ｈ．３２３第三版要好于ＳＩＰ，Ｈ．３２３第三版几乎同时建立一个ＵＤＰ的连接和一个ＴＣＰ连接，它提供一个有效的机制，如果ＵＤＰ连接成功则关闭ＴＣＰ连接；否则，立刻启用ＴＣＰ。ＳＩＰ是顺序地操作ＵＤＰ和ＴＣＰ，如果ＵＤＰ失败，则会增加呼叫建立时延。
３ 环路检测
为防止环路，Ｈ．３２３定义ＰａｔｈＶａｌｕｅ域来指出信令信息在丢弃前可达到的最大数目。问题是定义一个适用的值很关键。其次，网络变化后，这个值也要改。
ＳＩＰ采用了ｖｉａ头字段，检查其内容，如果新端点已出现在ｖｉａ列表中，则表示有环路了。ＳＩＰ的方法好于Ｈ．３２３。
４．６ 互操作性
１ 版本之间的互操作性
Ｈ．３２３的完整的后向兼容性使所有的不同Ｈ．３２３版本都能实现无缝集成。
在ＳＩＰ方面，新版本可能使某些旧功能不再被实现。
２ 与其他信令协议的互操作性
要支持传统的电信业务，ＶｏＩＰ信令协议必须支持ＩＳＤＮ和Ｎｏ．７，Ｑ．９３１接口用于Ｕｓｅｒ－Ｎｅｔｗｏｒｋ接口（ＵＮＩ）和ＩＳＵＰ用于Ｎｅｔｗｏｒｋ－Ｎｅｔｗｏｒｋ ＮＮＩ，然而，由于Ｈ．３２３的呼叫建立只是Ｎｏ．７／ＩＳＵＰ的一个子集，所以Ｈ．３２３只能部分地转换Ｎｏ．７信令的信息。Ｈ．３２Ｘ系列定义了其他互操作协议，如Ｈ．３２０用于ＩＳＤＮ和Ｂ－ＩＳＤＮ，Ｈ．３２４用于ＧＳＴＮ。
ＳＩＰ协议目前的版本不提供Ｎｏ．７信令的翻译，但有不少Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的协议草案在进行这方面的工作。而且随着软交换概念的提出和发展，ＳＩＰ受到重视，ＳＩＰ有可能作为软交换设备之间的信令协议，成为各种信令互操作的纽带。
４．７ 实现的难易性
Ｈ．３２３信令信息是符合ＡＳＮ．１ ＰＥＲ的二进制编码。需要特殊的编解码器。
ＳＩＰ信息是基于文本的，采用ＩＳＯ １０６４６以ＵＴＦ－８ 编码。基于文本的编码很容易用Ｊａｖａ、Ｔｃｌ和Ｐｅｒｌ等语言来实现，调试方便。
５ 结论
Ｈ．３２３第二版与ＳＩＰ所支持的功能和业务是非常接近的，而对于补充业务，Ｈ．３２３定义得更严格，所以在实现上，Ｈ．３２３很少有互操作方面的问题。两个协议在它们的ＱｏＳ支持上是可以比较的（类似呼叫建立的时延、不支持资源预留或ＣｏＳ（ｃｌａｓｓ ｏｆ ｓｅｒｖｅｒ）的设置），但Ｈ．３２３第三版将允许ＣｏＳ需要的信令。所以Ｈ．３２３第三版是比较适合巨型电信营运商使用的。
ＳＩＰ作为一个新的控制协议，简单易实现，而就效率和性能而言并不逊于Ｈ．３２３系统，尤其是第三方控制的业务特征，可用来为很多电信业务提供支持。在一个可以执行第三方控制的Ｐｒｏｘｙ服务器中，添加业务逻辑，可以使之更具智能化和个性化，如ＣＰＬ（呼叫处理语言）的执行，也更具开放性、多方控制接入和支持漫游等。ＳＩＰ组网灵活，没有强制性的管理，用户可像创建网页一样地创建自己的“电信局”。Ｈ．３２３基本是端到端的，就此而言，两个协议在风格和理念上是不同的。
摘自《电信技术》
