李少博

（中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050000）

0 引 言

计算机和通信科技的飞速发展，电话、传真等传统的通信手段已无法实现面对面的交流效果，也无法适应人类的信息交流需要。而视频会议系统则是一个能够支持人们进行即时信息交流和远程协作的综合应用系统。这是一种运用现代通信技术手段进行的虚拟视频会议，能够与地理位置比较分散的使用者会面，沟通图片、音乐和其他信息，并支持与远程的即时交流信息。视频会议系统也促进了社区成员之间更加真实直接的沟通。

随着下一代网络技术的发展，网络整合速度逐步提高，移动、宽带和有线网络之间的边界也已逐渐减少，终端也出现了更加多模化、智能化的趋势。在这些新网络环境中，会话初始协议（Session Initialization Protocol，SIP）作为应用层的控制协议，也得到了广泛应用。同时，基于SIP的视频会话功能在嵌入式系统应用环境中提供了优秀的解决方案。

1 SIP视频会议的现状

1.1 视频会议技术

近年来，国际互联网工程任务组（The Internet Engineering Task Force，IETF）已经完成了许多基于IP的语音传输协议（Voice over Internet Protocol，VoIP）协议的标准公式，并取得了积极的成果，开发了SIP视频会议体系结构和标准会议控制协议。资源焦点是创建、发送、控制和管理音频的视频会议，包括了2个类型的SIP视频会议模块，分布式会议体系结构提供了每个用户代理中的资源焦点和混合机，并将其应用到多播的网络环境中。在连接到多台UA会议系统中，每个UA都有独立的资源焦点和混合机，而各个用户的环境条件和用户管理功能也有所不同。这也影响了中央会议服务的可靠性、管理问题、安全性等方面，由于安全性要求很高，因此发展速度较慢。将中央会议体系结构的信息处理和混合技术集成到了服务器上，会议的样式也必须由中央会议主机处理和控制，从一定意义上提高了中央会议的效率和安全性。不过，增加会话数将增加会议服务器上的负载。在资源管理方面，该体系结构简单可行。除了系统架构之外，IETF还发布了许多SIP视频会议规范（如会议要求、视频会议控制架构）、会议控制协议、会议语音控制要求、二进制层控制协议（Binary Floor Control Protocol，BFCP）流会话描述协议（Session Description Protocol，SDP）格式和BFCP[1]。

1.2 SIP协议

SIP是一种可以通过向应用程序层传送消息的协议，这种会话可以通过Internet多媒体会议、IP电话和多媒体传输，会话参加者双方也可以通过多播、单播或二者的混合方法进行沟通。在设计和维护多媒体会话日志系统时，SIP还支持应用位置、应用有效性、应用容量、会话设置和会话管理。所有SIP协议的信号信息都采用了UTF负八字符集的标准文本，语言简洁而灵活，它用在集成和交互语音、视讯和数据服务信息方面也具备一定优点。

SIP定义了6种信号类别，并确保在所有用于创建会话的会话结束之前使用bye。取消发送功能，但最终未完成请求日志记录以记录用户在服务器上的地址，并向其Optphone发送警报或查询服务器。SIP实体中包含了用户代理和网络服务器，客户代表为被叫的客户端实体。客户端发出的请求以及应答呼叫请求的网关服务器是负责与多个呼叫有关的信令的网络设备，包括注册表服务器、代理服务器以及重定向客户端[2]。

2 SIP视频会议服务器设计

2.1 在网络中位置

SIP的视频会议系统是在现有IP网络上实现各种视频会议功能的整合系统，可以提供各类视频会议功能。SIP的视频会议系统主要有3种模式即松散耦合、完全分布式和集中式的紧密耦合。其中，采用集中式服务器管理的紧密耦合集中式视频会议模型，更易于满足管理策略与控制的基本要求，还可以实现采用该模型的SIP视频会议系统。所以，本文将着重研究使用紧密耦合模型的视讯会话系统。

在紧密耦合的会议模型中，将信号处理与多媒体管理集成到统一的服务器端。由于视频会议系统的运算量较大，而系统负荷也较大，考虑到以上各种因素，视频会议管理系统选择了把视频会议业务管理与多媒体处理分离的方法，但在具体实施流程中，大量的多媒体服务器又被整合了这些活动。而为视频会议提供的视讯服务器，则只考虑了与多媒体服务器之间的相互作用，据此，网络视频会议服务器的位置和与其他组成部分间的关联。虽然视频会议参加者都可通过移动设备、PC、笔记本以及其他个人电子设备，并采用视频会议与话音交流的共轭差分访问方式登录视频会议系统。但由于移动无线网络技术（如WCDMA、TD-SCDMA等）以及传输速度的逐步提高，所有的设备使用者都将能够通过笔记本、手机等移动设备实现视频会议，同时也能够使用适当的无线网络设备浏览网络[3]。

视频会议服务器利用IP连接网络，和用户设备（UE）通信，它负责管理会议的逻辑控制，并利用SIP接口管理与多媒体服务器的通信，同时维护并管理用户与多媒体服务器之间的多媒体联系及其与数据库之间的通信。多媒体服务器的主要功能是混合了各个订阅者可以接受的各种类型的多媒体流，再把处理后的每个媒体数据流分发给各个订阅者。如通过把各个视频流耦合到视频流，然后将几个视频流送到各个签约用户或将几个视频流混合，然后再将几个视频流送到各个认购用户。数据库管理了视频会议系统所需要的数据，包括客户数据、会场资料等活动数据。视频会议系统客户端是视频会议业务的PC服务器端应用软件。在个人电脑上安装服务器端应用软件时，它也是普通的客户端，即可使用服务器端软件使用业务或使用SIP协议登录视频会议系统。

2.2 需求分析

不管基于H.323协议或SIP协议还是多媒体会议协议，都将进行一些最常用的业务模块和工作内容。而对于这些元素的提取，现在是由IETF xcon的责任。SIP视频会议的主要任务如下:

（1）临时开会和预约。视频会议用户可以通过视频会议的目录服务选择一些会议与会者，并可以通过会议主题、会议类型、最高用户规模、会议主席，还有与会人的参会密码等信息进行创建视频会议系统。在用户选择并创建视频会议系统时，他们能够设定启动日期、结束时间、终止日期、会议结束时与会人数的最高数量、视频会议类别（音频、视频、数据），视频会议系统允许与会人员使用短信、通话、电子邮件等。

（2）参与会议情况。参与会议有3个方法，使用者可以通过任何方法获得大会URI，给大会添加URI的系统也会自动召集与会者。大会期间，会议服务器在大会进行的时间创建了大会，并邀请所有的参加者进入了大会。

（3）与会者可随时自愿退出会议。会议结束后，与会者将收到一条短信。在符合以下要求时，会话可以完成。在会话完成后，会话将于会话终止时进行。在课程完成时，所有参加者将退出课堂，授课终止。计费助手功能具有为其他功能单元使用的系统会话生成计费信息的功能，可根据会话事件和服务指定的加载方式计费。

（4）会议管理系统功能主要有更改设定和显示状态二种功能。终端用户或系统管理员都能够按照系统所运行的特殊环境动态地选择操作系统，充分满足的个人爱好需要。用户或系统管理员还能够即时检测系统的工作状况。交互式功能，包含信号处理和会议管理功能等。在信号处理方面，会议服务器的主要任务是支持多用户呼叫的连接请求，并在整个会议过程中有效维护和管理会话状态。参考控制会议功能为用户提供了一种交互式方法，可以从用户的角度使用会议系统。会议控制功能包括交互式会议访问控制和交互式会议功能控制。

2.3 会议控制模块

为了降低系统中各个模块的耦合度，会议控制模块采用了分层处理的设计思想。基于事件的接口用于层间交互，以确保层间模块的松散耦合。这样，每一层的模块可以相互独立地更改和扩展。因此，会议管理模块分为3个子模块。会议管理模块负责会议过程的逻辑控制，例如用户提供交互功能，实现会议的创建、分离、组合等功能，以及声音和图像信息的双向传输，实现文件数据共享，远程显示、操作和电子共享。

会话管理层负责维护用户与相应服务器（包括媒体服务器和角色服务器）之间的媒体连接。由于许多与会者参加了会议，因此会场的每位人员之间都有两个SIP对话。这2个SIP对话框包括客户端代理与会议server之间的对话框（所谓的客户端对话框）以及媒体服务器和会议服务器之间的对话框（所谓的媒体对话框）。会议也可以看作是许多对话的综合体。在这3个阶段的详细结构中，采用了模式观测器。每一个模块的特定设计类在执行阶段产生了一定的事件，顶层通过订阅的依赖类对象来进一步处理这些类产生的事务[4]。

为了与该功能的配合，展示了上述功能如何与会议信息功能协同工作。具体流程如下：SIP会议由SIP协议栈适配模块，向会话管理者通报了SIP协议。会话管理者在接受到SIP请求时，按照当前情况使用相应的管理工具来处理SIP请求，由会话管理者向会议功能级生成对应的事务信息。同时会议功能级还向会议管理层级产生对应的事务信息。

会议通知模块也能够订阅各级生成的会议事务，并进行适当的会议事件分配管理。同时通过将视频会议服务器分割的层次和模块，大大降低了模块间的耦合。因为会议逻辑是分层的，所以会场控制并不受相关服务器的影响，这可以增强应用程序与媒体服务器的功能。一旦多媒体设备或相关服务器的信号处理功能改变，就可以通过增加相应的模块或调整相应的模块大小来获得兼容效果。

2.4 SIP 协议栈的适配

自适应SIP堆栈模块是SIP消息和其他模块消息的输入，负责维护SIP会话状态。自适应层使用消息驱动机制。当用户获得对应的SIP消息时，系统调用由用户注册的回调函数，并将它作为消息发给应用。而这些SIP实现模块通常都是由消息驱动的。应用程式可以通过收到消息来启动对应的服务。当事务完成后，应用程式向另一端发出对应的消息，并告知事件或其他事务信息。此应用程序的解决方案也非常适合于应用回调技术。一旦注册了对应的函数，则系统通知将会在接收消息后立即调用对应的注册函数。寄存器功能的实现是根据上层应用程序的逻辑。而通过回调技术，SIP与消息机制就能够在业务逻辑中相互分离。早期的应用程序根本不用担心需要收到什么消息，而为增加系统的可维护性，系统仅需要通知在注册流程中什么类别的消息将导致哪些服务。

3 结 论

随着互联网技术和多媒体技术的迅速发展，视频会议系统的相关核心技术也已成为信息通信领域研究与发展的热门话题。在当前各种系统网络技术日益融合的情形下，视频会议系统还需要支撑各种连接端口，如网络端口、移动终端以及个性化视频会议端口。SIP协议具备了简洁、灵活、便于扩充、容易实现等优点，它已作为下一代网络的核心协议。媒体服务器标记语言（Media Server Markup Language，MSML）通过媒体控制协议提供的高级网络传输服务，阐述了一个采用SIP协议与MSML/MOML协议接口架构的电力调度命令视频会话服务器的设计和实现。下一个目标是通过不断扩充交互式视频会议服务器的控制能力，将为应用提供视讯、录音、数据共享、协作访问、与应用程序共享等新功能。由于SIP和MSML协议的不断完善与发展以及智慧电网的建立，SIP视频会议系统已经在新能源行业获得了广泛的运用。