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基于SIP协议VoIP系统及其QoS研究 　　摘要 会话初始协议（SIP）正逐步取代H.323协议成为VoIP网络的核心信令控制协议。SIP是下一代网络的关键技术之一，具有简单、灵活和可扩展等优点。本文介绍了基于SIP的VoIP系统的基本原理、关键技术、系统结构，并对VoIP系统的服务质量提出了改进方法。 　　关键词 SIP；VoIP；服务质量 　　中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）48-0196-02 　　0 引言 　　随着互联网技术的迅速发展和广泛应用，以IP技术为核心的数据网络体系架构日趋成熟[1]。同时，VoIP[2]技术的提出也使数据通信融入了传统的话音业务。目前，电信网除了传统话音外已基本实现了业务IP化。面对网络技术的快速发展，VoIP以其成本低廉等优势得到了人们的重视，取得了巨大的发展。目前在VoIP领域有两个完全独立的信令协议：ITU-T的H.323协议簇和IETF的SIP协议[3]。相比于H.323协议，SIP协议以其简单、灵活和可扩展性好等优点逐渐在下一代网络中得到更大的应用。话音属于实时性业务，对时延较为敏感，需要一定的措施来保障服务质量，因此，对VoIP系统的业务性能进行测量与研究能较好的提供网络实时状况，为改善网络性能提供充足的依据。 　　1 SIP-VoIP系统 　　1.1 SIP协议 　　SIP是IETF提出的建立在超文本传输协议（HTTP）和简单邮件传送协议（SMTP）基础上的文本协议。利用SIP可实现会话的连接、建立和释放，并支持单播、多播和可移动性。为了提供话音业务，它需要与其他标准和协议相结合，同时为了实现与现有PSTN网络的互通，还需要接入必备的媒体网关和信令网关。 　　SIP要实现以下五项基本功能： 　　1）用户定位：确定通信终端用户的位置； 　　2）用户能力：确定通信所用媒体类型和媒体参数； 　　3）用户可用性：确定被叫方是否空闲及是否愿意加入通信； 　　4）呼叫建立：邀请和提示被叫，在主被叫之间建立连接； 　　5）呼叫处理和控制：包括呼叫重定向、呼叫转移和呼叫终结等操作。 　　1.2 系统网络架构及功能 　　基于SIP的VoIP系统的主要功能部分分别为用户代理和SIP网络服务器[4]。 　　1.2.1用户代理 　　用户代理（User Agent，UA）：又称SIP终端，它是VoIP系统的终端，包括各种使用SIP协议的软件或硬件，例如一个IP电话机或装有客户端软件的PC机。根据UA在会话中所起的作用不同，将UA分为：①用户代理客户机（User Agent Client，UAC），其作用是初始化一个呼叫，发出呼叫请求；②用户代理服务器（User Agent Server，UAS），其作用是响应呼叫请求（接受、拒绝或重定向）。 　　1.2.2 SIP网络服务器 　　它包括代理服务器、注册服务器、重定向服务器和定位服务器，它们可分布在不同的物理实体中，也可以共存于同一个设备。代理服务器主要提供应用层路由功能，它负责将用户的请求和响应转发到下一跳，直至最终目的地。注册服务器负责完成对所管辖范围内的用户代理服务器（UAS）注册/注销功能。重定向服务器用于为代理服务器指出转发的消息下一次应该到达的代理服务器地址。定位服务器中储存有逻辑地址与联系地址间的绑定列表，提供对用户逻辑地址绑定信息的查询、添加、修改或删除等功能，为注册服务器、代理服务器与重定向服务器提供服务。由于目前电信系统的建设还没有完全演进到下一代，VoIP系统就需要与现有网络进行互连互通，VoIP与现有网络连接方式如图1 。 　　 　　图1VoIP与现有网络连接方式图 　　VoIP系统的核心功能由应用/媒体服务器及软交换机提供，主要实现连接、路由、呼叫控制、网关、网守和带宽的管理。信令网关与SS7网络可由E1接口连接，负责网络信令协议标准的转换，实现PSTN的SS7信令与IP网上SIP信令协议的转换。媒体网关与PSTN传统电话网可由FXS/FXO接口连接，负责语音媒体数据格式的转换。 　　2 VoIP系统的QoS研究 　　VoIP系统不同于传统的电话交换方式，存在着时延、丢包等缺点[5]，因而会造成语音信息在传输过程中的损耗。如果处理不好，会在很大程度上影响通话的质量，甚至无法完成通话。因此，要对系统的话音质量进行分析与研究，以最大限度的保障话音通信。 　　2.1 VoIP系统QoS相关的主要参数 　　影响VoIP系统性能的参数有很多，包括系统时延、时延抖动及丢包率等[6]。下面就系统主要参数做一介绍。 　　2.1.1时延 　　时延是指数据从发话端到接收端所需要的时间，对于交互式语音通信系统，时延增加会让通话双方感觉话音传输有停顿感