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IMS中會議業(yè)務(wù)的實現(xiàn)

盛云鵬 韓磊 2006/05/26

圖一：基于IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

　　S-CSCF（服務(wù)CSCF）：作為一個SIP Proxy用來控制呼叫和會話，并且監(jiān)測何時以及怎樣控制增值業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯。S-CSCF提供了一個ISC（IMS Service Control interface）的統(tǒng)一的接口，該接口采用了SIP協(xié)議，這樣做避免了S-CSCF控制功能的復(fù)雜性，不同的業(yè)務(wù)接入到IMS時，只需要提供一個協(xié)議轉(zhuǎn)換功能實體來完成到ISC接口的協(xié)議轉(zhuǎn)換，因此可以方便地利用多種應(yīng)用服務(wù)平臺開展業(yè)務(wù)。

　　x-CSCF：可以是I-CSCF或者P-CSCF。IMS中的SIP信令路由經(jīng)過的元素。P-CSCF是接入網(wǎng)到IMS網(wǎng)絡(luò)的第一個接入點，從接入網(wǎng)中收到UA（User Agent）發(fā)來的SIP注冊和會話建立消息，轉(zhuǎn)發(fā)到歸屬域中的I-CSCF，再發(fā)至相應(yīng)的S-CSCF。I-CSCF為每個呼叫靈活選擇相應(yīng)的S-CSCF。

　　IMS其他網(wǎng)元：IMS中的其他網(wǎng)絡(luò)實體，如：MGCF、HSS、BGCF、MRFC、MRFP等，在這里沒有分別逐個列出。這些網(wǎng)絡(luò)元素執(zhí)行IMS相應(yīng)的功能，如：信令連接、承載連接、數(shù)據(jù)庫等等。

　　SIP AS：是一種應(yīng)用服務(wù)器，用于提供各種各樣的增值業(yè)務(wù)。這里的AS可以是一個會議的AS，或者是游戲的服務(wù)器等等。本文要介紹的會議就是基于SIP AS來實現(xiàn)的。其他類型的AS（如OSA AS等）不作介紹。

　　不同的網(wǎng)絡(luò)：用戶可以通過不同類型的網(wǎng)絡(luò)接入方便地接入到IMS中，這里的網(wǎng)絡(luò)可以是各種各樣的網(wǎng)絡(luò)，可以是Internet、PLMN、WLAN、PSTN等，這就體現(xiàn)了IMS在網(wǎng)絡(luò)融合中所起的作用。用戶通過IMS中S-CSCF查詢用戶簽約檔案，激活用戶簽約的所有業(yè)務(wù)邏輯。具體業(yè)務(wù)由相應(yīng)的SIP AS提供。

三、會議業(yè)務(wù)

　　會議業(yè)務(wù)可以實現(xiàn)多方用戶同時進行通信。會議可以用于各種各樣的媒體流類型的通信，如音頻、視頻和文本類型的會議。由于會議所能提供的實時性和高質(zhì)量保證，使得更多基于會議業(yè)務(wù)的應(yīng)用可以被人們所接收，如文件和白板的共享，游戲業(yè)務(wù)等等。

　　會議的類型主要松耦合會議、完全分布式會議和緊耦合會議：

• 松耦合會議中每個參加者之間沒有信令連接關(guān)系，會議中沒有一個會議中心，通常這種會議可以利用SIP會話描述中的組播地址支持。



• 完全分布式會議中，每個參加者之間都建立信令連接，會議中同樣沒有會議中心。



• 緊耦合會議中，含有一個會議中心，每個會議參加者與該會議中心建立連接關(guān)系。會議中心執(zhí)行各種各樣的會議控制功能，以及媒體混合功能。

圖二：會議中的功能實體圖

　　會議中的功能實體如圖二所示。一個完整的會議中包含以下的功能實體：會議參加者、會議中心、媒體混合器、會議策略服務(wù)器、會議訂閱服務(wù)器和會議策略。

• 會議參加者：在基于SIP的會議中，會議的參加者可以分為participant（普通的會議參加者）和moderator（會議主席）。他們具有的權(quán)限不同：participant可以申請加入會議，或者申請某種媒體資源；moderator有更多的權(quán)限，能夠在會議過程中管理主持會議，比如決定是否允許新的用戶的接入，對用戶申請的媒體資源的批準等等。
  
  participant可以是自己主動要求加入會議，或者是被通知邀請加入會議的。而moderator可以是提前指定的，如果沒有指定，則moderator是會議創(chuàng)建者。
  
  
• 會議中心：是一個會議的核心。它可以看作是一個SIP UA，并且通過一個URI（如：conference123@example.net）標識來表示一個會議。會議中心負責(zé)維持和所有的會議參加者之間的信令關(guān)系，來確認會議參加者連接到會議中。同時，會議中心還會執(zhí)行會議策略（利用SIP 協(xié)議）。
  
  
• 媒體混合器（Mixer）：主要功能是將接收到的各種類型的媒體流混合處理，然后將處理后的結(jié)果媒體流分發(fā)到會議參加者。這里的媒體傳輸可以使用RTP協(xié)議。
  
  
• 會議策略服務(wù)器（CPS）：會議策略服務(wù)器是一個邏輯上的功能實體，主要是用來操作管理會議策略。它可以其他相關(guān)的非SIP協(xié)議（如CPCP或者其他協(xié)議）來執(zhí)行對會議策略的管理。CPS可能是實際物理上并不存的實體。
  
  
• 會議訂閱通知服務(wù)器：事實上會議訂閱通知服務(wù)器是由會議中心分離出來的一個邏輯功能。主要是為了提供用戶訂閱會議狀態(tài)的業(yè)務(wù)，并且當(dāng)會議狀態(tài)改變時，通知這些訂閱用戶。如，有新的用戶加入或者離開會議。
  
  
• 會議策略：是控制一個會議的規(guī)則的完整的集合。會議策略可以在會議創(chuàng)建之前或者會議創(chuàng)建時被制定，用來指導(dǎo)會議中心主持和管理一個會議。

圖三：會議的邏輯架構(gòu)圖

　　緊耦合會議的邏輯架構(gòu)圖如圖三所示。會議中的核心是“會議中心（conference focus）”，每一個會議都有一個會議中心，由一個URI標識，用戶通過聯(lián)系這個URI參加到一個會議中去。會議中心和用戶之間的拓撲結(jié)構(gòu)為星性結(jié)構(gòu)。會議中心為用戶提供并維持一個信令連接，并且可以執(zhí)行會議策略，實現(xiàn)對會議的控制和管理。

　　2、會議舉例

　　1） 會議流程：

　　下面通過一個會議例子來介紹會議業(yè)務(wù)中的關(guān)鍵的流程。

　　首先，假設(shè)某個運營商提供會議業(yè)務(wù)，并且給出一個公共業(yè)務(wù)標識（PSI），該PSI是一個SIP AS的URI，如conference-factory1@ example.net。用戶A想要創(chuàng)建一個會議，就可以向該PSI發(fā)出SIP請求。具體流程如圖四所示：

圖四：創(chuàng)建會議

　　AS在接收到這個SIP INVITE請求之后，就會為該會議請求分配一個會議中心，并返回183響應(yīng)表示會話正在進行，會議中心的URI（如：conf1234@example.net）包含在該響應(yīng)中。然后用戶和會議中心之間按照SIP會話建立的流程繼續(xù)進行，這當(dāng)中可能會使用到一些SIP擴展方法，如：PRACK、UPDATE等，通過這些方法完成媒體的協(xié)商和所需資源的預(yù)留。

　　 用戶參加會議。其他的用戶可以有兩種方法加入到這個會議。

　　a) 用戶A發(fā)出邀請；

　　i) 當(dāng)用戶A向用戶B發(fā)出邀請時，A可以選擇直接發(fā)送一個REFER請求到用戶B，請求中的“Refer-To”消息頭參數(shù)設(shè)為會議中心的URI：conf1234@example.net，用戶B可以通過這個URI直接聯(lián)系會議中心；

　　ii) 或者A直接發(fā)送REFER請求到會議中心，請求中的“Refer-To”消息頭參數(shù)設(shè)為用戶B的URI，這時AS可以直接向B發(fā)出會議邀請。

　　b) 會議中心發(fā)出邀請。

　　需要注意的是b）類邀請的觸發(fā)條件可以變化，可以不是用戶A直接發(fā)出REFER請求，而是用戶通過會議策略創(chuàng)建會議時，在將來某一時間點，由會議中心按照會議策略給出的呼出列表（dailed-out list）主動發(fā)出請求邀請用戶B加入到會議中。

　　會議進行過程中。會議中心可以主持會議中的“公共的會話”，這時所有的會議參加者都可以參與；另外，也可以根據(jù)某些用戶具體的需要建立“私下的會話”，這時只在特定的用戶之間進行會話，不會影響到公共的會話。

　　會議的參加者可以通過向“會議中心”發(fā)送Bye請求，隨時離開會議。而“會議中心”也可以移除某個用戶，這可以根據(jù)會議策略或者是具有特殊權(quán)限用戶（一般是會議的創(chuàng)建者）提出的要求。當(dāng)某個用戶離開會議之后，相關(guān)的資源就被移除。

　　一個會議的終止可以由“會議中心”執(zhí)行，其觸發(fā)條件是：

• 會議策略指示終止會議
  
  
• 當(dāng)使用conference factory URI創(chuàng)建會議時，會議的創(chuàng)建者離開會議
  
  
• 會議的最后一個參加者離開會議

　　當(dāng)滿足上述條件時，移除所有的會議參加者，并刪除CPS中的會議策略。并且釋放分配的conference URI。

　　2） 會議過程中的管理

　　會議中的管理可以分為兩部分：一、會議的管理；二、會議的底層控制（floor control）。

　　會議的管理可以包含會議中的一般的管理，如：會話的創(chuàng)建和終止，會議的策略，會議的參加者，會議參加者的身份的鑒權(quán)，會議參加者的權(quán)限和優(yōu)先級等，另外還可以管理添加新的媒體（如：添加一個視頻到會議中去）。該部分管理可以通過SIP協(xié)議實現(xiàn)。

　　會議的底層控制：主要是為了更充分地利用公共的媒體資源。會議應(yīng)用（application）通常共享一些資源，比如：會議中的發(fā)言權(quán)、接入到有限帶寬的視頻信道，接入到一個共享的文件或者游戲“room”中去。底層控制則使得用戶能夠安全地接入到一個共享的實體或者資源中去。另外，它還為MRFP提供媒體流如何混合和如何被分發(fā)的信息。該部分可以通過floor control協(xié)議結(jié)合SOAP或者SIP協(xié)議實現(xiàn)

　　底層控制可以支持不同的底層控制策略，比如：moderator控制，或者自動排隊（queue）先接入先服務(wù)規(guī)則。當(dāng)moderator控制時，每一個底層可以由一個moderator進行管理，在這一個底層中被管理的資源可以不止一種，如：發(fā)送一個聲音信道到語音信道中，接入到共享視頻信道中等。

　　3、計費和安全

　　會議業(yè)務(wù)可以采取多種計費方式，可以根據(jù)會議的規(guī)模（參加人數(shù)等因素），所采用的媒體的形式，會議的持續(xù)時間等進行計費。計費的架構(gòu)遵從IMS的計費架構(gòu)。會議業(yè)務(wù)計費的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖五所示。

圖五：計費網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

　　IMS體系既支持在線計費能力，也支持離線計費能力。在線計費就是線計費系統(tǒng)與IMS實體進行實時交互，并控制和監(jiān)視與業(yè)務(wù)使用有關(guān)的計費過程。離線計費主要是指在會話之后收集計費信息，而且計費系統(tǒng)不會實時地影響所使用的業(yè)務(wù)。所有的IMS網(wǎng)元都要求應(yīng)用離線計費，而業(yè)務(wù)層面的AS同時要求應(yīng)用在線計費。

　　圖中在線計費時AS通過Rf接口將計費信息發(fā)往OCS（Online Charging System），采用離線計費時AS通過Ro參考點將計費信息發(fā)往CCF（Charging Collection Function）。在Rf和Ro接口，AS均使用DIAMETER協(xié)議的ACR消息發(fā)送計費信息到OCS或CCF，并應(yīng)用DIAMETER協(xié)議的ACA消息從OCS或CCF接收應(yīng)答。

　　IMS中獨立的安全體系模型，可以為在其中開展的各項業(yè)務(wù)提供安全保證，詳細內(nèi)容在這里不作深入的介紹。業(yè)務(wù)提供商可以放心地在基于IMS開展多種多樣的會議業(yè)務(wù)。

　　4、應(yīng)用的擴展

　　會議業(yè)務(wù)可以在IMS中靈活的開展，人們所熟悉的會議業(yè)務(wù)也將不再局限于傳統(tǒng)的電話會議業(yè)務(wù)。會議業(yè)務(wù)也可以結(jié)合各種其他的業(yè)務(wù)開展新的應(yīng)用模型。

　　例如：隨著移動網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，會議業(yè)務(wù)可以和3GPP中的組業(yè)務(wù)相結(jié)合，普通的用戶可以通過自己建立的好友的組，隨時進行一個好友之間的聊天會議；或者，基于IMS的SIP應(yīng)用服務(wù)器的靈活性，可以在會議過程中提供即時語言翻譯功能，這就可以實現(xiàn)不同語言之間的會議。

四、總結(jié)

　　業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的融合并不是神話，基于IMS實現(xiàn)的會議業(yè)務(wù)，形式更加地靈活，內(nèi)容更加地豐富，應(yīng)用也更加地廣泛，將提供給用戶實實在在的業(yè)務(wù)。因此，會議業(yè)務(wù)的潛力需要進一步深入的挖掘，相信在未來的網(wǎng)絡(luò)世界里，會議業(yè)務(wù)將會給用戶帶來更多的驚喜！


參考文獻

[1] Miikka Poiskselka,Georg Mayer, Hisham, Khartbil, Aki Niemi. The IMS: IP multimedia Concepts and Services in the Mobile Domain, June, 2004.
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[4] 3GPP TS 32.260: "Charging management; IP Multimedia Subsystem（IMS）charging ".
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[7] draft-ietf-sipping-conferencing-framework-05: A Framework for Conferencing with the Session Initiation Protocol
[8] draft-wu-sipping-floor-control-00: Use SIP and SOAP for conference floor control

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