下一代媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)

2008/05/15

圖1　下一代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3、媒體網(wǎng)關(guān)的通信過(guò)程和實(shí)現(xiàn)

　　3.1　互聯(lián)網(wǎng)中的通信過(guò)程

　　互聯(lián)網(wǎng)中的下一代通信信令主要由SIP來(lái)完成，用戶(hù)通過(guò)INVITE請(qǐng)求來(lái)發(fā)起一個(gè)對(duì)話(huà)。對(duì)話(huà)的發(fā)起過(guò)程如下：

圖2

　　3.3　媒體網(wǎng)關(guān)的組成和實(shí)現(xiàn)

　　下一代媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)主要由媒體網(wǎng)關(guān)、媒體網(wǎng)關(guān)控制器和信令網(wǎng)關(guān)組成，實(shí)現(xiàn)了功能上的分解。為了適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)，本文主要介紹了媒體網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其中媒體網(wǎng)關(guān)的主要作用是實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)由電路交換轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)PCM編碼，并進(jìn)行G.711或者G.723等格式編碼。為了實(shí)現(xiàn)媒體網(wǎng)關(guān)，整個(gè)系統(tǒng)由3部分組成，包括基于ARM架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)（uClinux）、語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片（TLC320AD50）和定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器（TMS320VC54xx），如圖3所示。

圖3　下一代網(wǎng)絡(luò)媒體網(wǎng)關(guān)的組成

　　其中，AD50芯片的TDM接口負(fù)責(zé)從電路交換的信號(hào)中提取模擬信號(hào)的語(yǔ)音，通過(guò)AD50把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后由DSP對(duì)提取的數(shù)字信號(hào)PCM編碼后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行μ律或者A律壓縮，最后可以通過(guò)主處理器來(lái)進(jìn)行G.723和G.729等編碼格式的轉(zhuǎn)換。對(duì)IP網(wǎng)的語(yǔ)音信號(hào)傳輸，uClinux操作系統(tǒng)同時(shí)必須支持RTP協(xié)議棧，這可以通過(guò)移植開(kāi)源的基于C語(yǔ)言的ORTP庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而H.248協(xié)議棧則是自己來(lái)完成的，各種碼流格式的轉(zhuǎn)換通過(guò)移植ffmpeg程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性，采取了通過(guò)麥克風(fēng)輸入電路的方法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，DSP通過(guò)CSS調(diào)試，uClinux通過(guò)終端調(diào)試，由麥克風(fēng)采集的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)AD50轉(zhuǎn)換為PCM編碼再通過(guò)DSP轉(zhuǎn)變成μ律或者A律編碼。最后由uClinux主處理器來(lái)對(duì)μ律編碼進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換添加RTP頭，由H.248進(jìn)行與媒體網(wǎng)關(guān)控制器的交換，交換完成后發(fā)包給PC機(jī)，最后由PC機(jī)用ethereal抓包。對(duì)比發(fā)包方和收包方的可證實(shí)丟包率情況，驗(yàn)證了方法的可行性。

　　為了真正做到網(wǎng)絡(luò)融合，支持不同網(wǎng)絡(luò)（例如2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)和PSTN等）的系統(tǒng)接口和編碼情況，媒體網(wǎng)關(guān)添加了不同的網(wǎng)絡(luò)接口。ARM主處理器支持ATM和IP等不同的接口，同時(shí)因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)支持AMR-WB、ARM-NB等不同的語(yǔ)音信號(hào)，在主處理器中也必須添加相應(yīng)的編碼模塊，來(lái)對(duì)碼流格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

　　媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)在不同網(wǎng)絡(luò)中的位置情況如圖4所示。作為多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接點(diǎn)，媒體網(wǎng)關(guān)起到了至關(guān)重要的轉(zhuǎn)換和連接作用。

圖4　媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)連接的各種網(wǎng)絡(luò)

　　3.4　下一代信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)控制器的主要功能

　　信令網(wǎng)關(guān)的作用是完成兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)之間用于控制的信息的相互轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的控制信息能夠在另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中延續(xù)傳輸。信令網(wǎng)關(guān)是在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的邊界接收和發(fā)送信令的代理，是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間的信令關(guān)口，對(duì)信令消息進(jìn)行翻譯、中繼或做終結(jié)處理。信令網(wǎng)關(guān)可以獨(dú)立設(shè)置，也可以與其他網(wǎng)關(guān)綜合設(shè)置，來(lái)處理與接入線路或中繼線路有關(guān)的信令，媒體網(wǎng)關(guān)控制器作為實(shí)現(xiàn)呼叫控制的核心，它根據(jù)接收到的信令控制媒體網(wǎng)關(guān)連接的建立和釋放等。其主要功能是為基本呼叫的建立、維持和釋放提供控制功能，包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發(fā)檢測(cè)和資源控制等。此外，MGC還應(yīng)當(dāng)具有業(yè)務(wù)提供功能、協(xié)議功能、互通功能、資源管理功能、計(jì)費(fèi)功能以及No.7信令功能等。

4、結(jié)束語(yǔ)

　　下一代媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)主要由媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、媒體網(wǎng)關(guān)控制器組成。本文重點(diǎn)介紹了下一代網(wǎng)絡(luò)的媒體網(wǎng)關(guān)的各功能構(gòu)成、組成模塊、軟件接口、硬件實(shí)現(xiàn)以及如何設(shè)計(jì)下一代媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。分析了媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)用到的幾個(gè)協(xié)議以及這些協(xié)議之間的異同，并對(duì)這些協(xié)議的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。詳細(xì)地描述了媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分及功能。下一代媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)對(duì)于下一代網(wǎng)絡(luò)和PSTN的融合有著重要的意義，可以實(shí)現(xiàn)PSTN與互聯(lián)網(wǎng)的互通，實(shí)現(xiàn)視頻通話(huà)等下一代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)融合有著深遠(yuǎn)的影響。

中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)站