1、VoIP简介

　　1.1　VoIP主要应用协议

　　随着用户规模的扩大以及用户对业务需求的增长，网关在规模上要不断扩大。集中型的网关结构在可扩展性、安全性以及组网的灵活性方面的不足日益显露出来。因此，将业务、控制和信令分离的概念被提了出来，即将IP电话网关分离成三部分：信令网关（SG）、媒体网关（MG）和媒体网关控制器（MGC）。SG负责处理信令消息，将其终结、翻译或中继；MG负责处理媒体流，将媒体流从窄带网打包送到IP网或者从IP网接收后解包并送给窄带网； MGC负责MG资源的注册、管理以及呼叫控制。在这种分布式网关体系结构中，MG和MGC之间采用H.248协议，SG和MGC之间采用SIGTRAN协议。

　　IP电话系统目前有H.323和SIP两套协议，它们都对IP电话系统信令提出了完整的解决方案，并对呼叫的连接都具有建立、管理和撤销能力。 H.323是ITU-T第16工作组的建议，它由一组协议构成，定义了4个主要部件构筑基于网络的通信系统：终端、网关、网守和多点控制单元。SIP是由 IETF工作组于1997年提出的，有用户代理和网络服务器两个主要的结构元素。

　　1.2　H.323与SIP的比较

　　作为目前IP电话系统的两套协议，H.323与SIP存在相似点，也有不同之处。

　　（1）相似点

　　SIP的UA等价于一个H.323的终端，SIP服务器则等价于H.323的网守，而SIP类似于H.323的RAS和Q.931协议。此外，H.323和SIP的功能和业务非常相似。

　　（2）不同点

　　H.323和SIP主要的不同在于呼叫信令和控制采取不同的方式，SIP是面向字节的，易于扩展，容易实现，但安全性差；而H.323是面向比特的，复杂不容易扩展。对于补充业务，H.323更为严格。

　　（3）SIP的优势

　　SIP容易扩展面向字符，而且容易实现，是下一代网络的主要协议。

　　2、媒体网关控制协议

　　2.1　媒体网关控制协议简介

　　VoIP网关分为媒体网关和媒体网关控制器两部分，SIP和H.323都不能处理MG和MGC之间的通信，由此产生了媒体网关控制协议。现有的媒体网关控制协议主要有MGCP和H.248/MeGaCo协议。MGCP是软交换、媒体网关和信令网关的关键协议。MGCP不涉及IP电话的体系结构，只涉及网关分解问题。MGCP的侧重点是简单性、可靠性。H.248/MeGaCo协议是MGCP的进一步开发，它的设计思想是把智能工作集中在服务器上，既能容纳面向连接的媒体（如TDM和ATM），又能容纳面向非连接的媒体（如IP），因此该协议选用的媒体网关类型更广，网关规模有更大随意性。

　　2.2　MGCP与H.248/MeGaGo协议的比较

　　H248/MeGaCo协议是对MGCP的进一步开发，因此具有更大的灵活性。MGCP与H248/MeGaCo协议在功能方面相似，但 H248/MeGaCo有Context、Termination、Move等概念使其在支持增值业务方面更为方便，尤其是对多媒体呼叫的支持。MGCP 只支持UDP无法保证信令传输质量，而H.248/MeGaCo协议既支持TCP又支持UDP，可以保证信令的传输质量。因此，H.248与MGCP相比具有很大的优势，是媒体网关控制协议未来主要的协议。由H.248和SIP构成的下一代网络系统结构如图1所示。



图1　下一代网络系统结构

　　3、媒体网关的通信过程和实现

　　3.1　互联网中的通信过程

　　互联网中的下一代通信信令主要由SIP来完成，用户通过INVITE请求来发起一个对话。对话的发起过程如下：



　　m=audio 1234 RTP/AVP 0 96

　　a=rtpmap:96 G726/4

　　SDP协议主要用于完成对视频或者音频会话的描述。SDP文件包含在SIP消息之中。c关键字描述网络地址，m关键字描述视频/音频信息端口号，rtpmap关键字描述编码格式等。媒体的传输是通过RTP（Realtime Transport Protocol，实时传输协议）来实现的，并通过RTCP来控制传输速率等问题。