網(wǎng)絡電話應用中對H.323的移動擴展

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1.概述

網(wǎng)絡電話，也叫做VoIP或者IP電話，其標準是由ITU制訂的H.323。H.323提供了對于多媒體通信包括系統(tǒng)組件，控制信息及基于包交換的通信功能組件的定義?；贖.323，一個IP呼叫中的數(shù)據(jù)、語音及視頻可以通過RTP協(xié)議進行傳輸。

而對于IP電話，一些極具吸引力的服務越來越多的都面向移動特性的支持。隨著PDA、筆記本電腦、WLAN的流行，以及對于全面接入的要求，互聯(lián)網(wǎng)上主機的移動性逐漸成為熱點。因此，網(wǎng)絡電話對于移動性的支持也隨之成為關鍵。例如當一個用戶使用POTS電話向一個IP電話呼叫時，也許這個IP主機并不是固定的。它有可能正從一個網(wǎng)絡向另一個網(wǎng)絡移動。就象蜂窩電話一樣，移動網(wǎng)絡電話需要在通話進行的過程中進行無縫漫游。然而，在目前的H.323中，移動主機是禁止的，主要是因為基礎的IP機制中隱式的假設主機的固定的。而目前，基于電路交換的蜂窩電話以及無線移動IP機制都是支持移動網(wǎng)絡電話服務的。

在本文中，將提出一種擴展的H.323用以支持移動網(wǎng)絡電話服務。本方法在不增加新組件的情況下，僅對H.323做少量修改就能達到移動性的支持。

2.移動網(wǎng)絡電話

本部分將對H.323的移動擴展進行論述。H.323中的終端的定義將被擴展包括固定和移動兩類，其它的H.323的實體將不做改變。首先是對如何對目前基于H.323的網(wǎng)絡電話系統(tǒng)的移動擴展進行說明，并系統(tǒng)架構及移動管理中的呼叫信號處理程序。

2.1.網(wǎng)絡電話：從固定終端到移動終端

網(wǎng)絡電話可以使IP主機與另外一個的基于IP網(wǎng)絡的IP主機或者通過ITG（Internet Telephony Gateway）與基于電路交換的電話進行實時的語音服務。為了支持移動功能，漫游是必須要支持的。在必要的時候，移交功能（Handoff）也是需要的。例如由于跨越了地區(qū)，移交是必須要進行的，否則通話將會中斷。

對于GSM系統(tǒng)，移動電話在跨越一個蜂窩的時候需要進行移交處理。連接將從上一個蜂窩移交給新的蜂窩，上一個蜂窩中的連接將被釋放。漫游是通過歸屬位置登記器（HLR）和記錄移動電話的位置信息的訪問位置登記器（VLR）實現(xiàn)的。HLR記錄了登記區(qū)域在本服務區(qū)的用戶的信息，而VLR記錄了登記區(qū)域非本服務區(qū)的用戶的信息。當一個訪問者的位置要更新時，VLR將更新發(fā)給HLR以便以后的呼叫處理。值得注意的是，移動代理（HLR或VLR）中位置信息的更新對于面向連接的蜂窩電話系統(tǒng)，是隱式的時行的。

在有線或無線的IP電話網(wǎng)絡中，一個移動電話當跨越子網(wǎng)時將導致該終端的IP地址的變化。Mobile IP是目前互聯(lián)網(wǎng)移動管理的主要標準。對Mobile IP機制而言，漫游是由本地代理和非本地代理進行支持的，類似于HLR和VLR。然后，Mobile IP并不支持移交功能，因為它是基于無連接服務模型的。從另一方面而言，IP電話 服務是一種電話服務，它需要基于包交換的面向連接的服務。同時，基于電路交換的蜂窩電話系統(tǒng)和無連接的Mobile IP機制都不支持移動網(wǎng)絡電話服務。因此需要提出一種新方法來實現(xiàn)移動IP電話服務。

2.2.系統(tǒng)架構

H.323定義中，區(qū)域指由H.323實體（終端、ITG、MCU）組成的集合，并由一個網(wǎng)守進行管理。每一個區(qū)域只有一個網(wǎng)守，但允許多個子網(wǎng)通過路由器連接進來。對于這種多子網(wǎng)單網(wǎng)守的特性，我們發(fā)現(xiàn)這與GSM系統(tǒng)中的服務區(qū)類似，網(wǎng)守就相關于HLR或者VLR。服務區(qū)中有移動電話終端和代理管理下的基站，類似的一個區(qū)域中有多個子網(wǎng)并都在一個網(wǎng)守的管理下。當移動IP電話從一個子網(wǎng)漫游到另外一個子網(wǎng)時，IP電話的IP地址就發(fā)生了變化。如果不做移交處理的話，連接將中斷。

為了實現(xiàn)在對話中進行漫游，一些術語將被引入。本地區(qū)域H.323終端平時所在的區(qū)域，非本地區(qū)域指終端訪問的區(qū)域，相應的就有本地網(wǎng)守和非本地網(wǎng)守。當一個移動主機在一個區(qū)域內移動時稱為區(qū)域內漫游，當它進行跨區(qū)域漫游時，稱為區(qū)域間漫游。當進行區(qū)域內漫游時，網(wǎng)守是不進行位置更新的。位置更新僅發(fā)生在區(qū)域間漫游中。當終端漫游到一個非本地區(qū)域時，終端通知該區(qū)域的網(wǎng)守它的傳輸?shù)刂罚↖P地址及端口號）并通過所訪問的子網(wǎng)的DHCP獲得一個新的臨時地址。然后該網(wǎng)守將該臨時地址通知本地網(wǎng)守。本地網(wǎng)守將移動終端的本地地址與臨時地址進行綁定。應該注意的是，網(wǎng)守的職責是地址翻譯、呼叫訪問控制及可能的呼叫信令，類似于GSM中的移動交換中心。

2.3.移動管理

移動管理是基于無連接的IP網(wǎng)絡的移動網(wǎng)絡電話服務成功的關鍵因素。核心功能包括：注冊、會話建立、漫游和移交。In H.323/H.225.0，終端被注冊在網(wǎng)守，以便通過不可靠的RAS通道訪問系統(tǒng)。會話建立和終止是在呼叫動作執(zhí)行后進行的。對可靠的會話信令通道也是如此。然而，就如前面所說，H.323是不是移動性的。因此，它沒有機制來保證漫游和移交，更不用說注冊和位置更新了。下面我們將說明如果來擴展目前H.323標準的漫游和移交功能。

當一個H.323終端在通話過程中在不同的子網(wǎng)中漫游時，會造成IP地址的改變，如果不進行移交處理，通知將中斷。圖1（a）就演示了該場景。TL1表示H.323終端，位于子網(wǎng)1中，TL2表示該終端漫游至子網(wǎng)2。這兩個子網(wǎng)處于同一個網(wǎng)守的管理下，也就是所謂的區(qū)域內漫游。圖1（b）展示了區(qū)域間漫游。在這兩種情況中，ITG與TL1間只有一個連接。在漫游過程中，TL1與ITG進行通信。當移交處理結束后，ITG與TL1的連接已經(jīng)中斷，ITG與TL2建立了新的連接。老連接中的占用的資源被釋放。這里的移交處理與GSM中是相似的。即新的連接建立與老連接并存，然后中斷老的連接。

最后，本方法的提出不僅為全面的移動語音服務提供了支持，也為全面的移動多媒體通信提供可參考架構。目前多媒體通信正在走向全面的融合，因些對于各種終端的支持成為目前必不可少的一個環(huán)節(jié)，這也是我們下一階段的重點研究工作。(ccw)