基于擴展SIP協(xié)議簇的調度功能設計

【摘要】 隨著現(xiàn)代企業(yè)的快速發(fā)展，部署在企業(yè)內(nèi)部基于程控交換方式的電話調度系統(tǒng)、對講系統(tǒng)等語音通信系統(tǒng)已經(jīng)滿足不了用戶的需求。限制傳統(tǒng)設備的應用的因素主要包括各個系統(tǒng)功能單一、重復布網(wǎng)、傳輸距離有限、無法與其他設備進行聯(lián)動、維護復雜。為了能夠解決這個問題，我們對主流軟交換技術的SIP協(xié)議簇進行擴展，然后實現(xiàn)調度功能，并進行實際部署，解決用戶現(xiàn)有通信系統(tǒng)問題，同時為用戶降低網(wǎng)絡建設投資，運維投資以及后期設備的升級改造投資成本。本文詳細闡述了基于RFC3621協(xié)議簇調度系統(tǒng)的設計思路及實現(xiàn)方法，該方法申請了國家發(fā)明專利。

【關鍵詞】 擴展SIP協(xié)議簇 調度系統(tǒng) 有線對講

一、前言

隨著企業(yè)生產(chǎn)自動化程度不斷加深，管理效率不斷上升，企業(yè)逐步由分層管理向扁平化管理轉變。而伴隨著企業(yè)管理方式的轉變，企業(yè)通信系統(tǒng)也開始向融合智能化發(fā)展。這是因為傳統(tǒng)的有線對講系統(tǒng)、調度系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等是多個獨立的系統(tǒng)，其重復布網(wǎng)、維護復雜等問題無法有效得到解決。為了解決這些問題，首先需要將這些系統(tǒng)統(tǒng)一到一個網(wǎng)絡中來，然后通過一個系統(tǒng)將用戶使用的電話、對講等語音終端進行管理。管理大容量的語音終端比較成熟的是軟交換技術，同時可以發(fā)揮網(wǎng)絡靈活接入的特點，完成各種系統(tǒng)統(tǒng)一接入的要求。

二、問題提出

傳統(tǒng)的語音通信系統(tǒng)主要包括調度系統(tǒng)、有線對講系統(tǒng)、應急通信系統(tǒng)等利用程控技術設計出不同操作模式的語音交換系統(tǒng)。這些系統(tǒng)由于主機與終端的差異導致骨干網(wǎng)絡無法共用，導致運維復雜等?，F(xiàn)在主流的語音交換技術為軟交換技術，而軟交換技術最為靈活的協(xié)議為SIP協(xié)議簇。但是SIP協(xié)議簇主要定義了終端基本的注冊、呼叫、應答等基本狀態(tài)內(nèi)容，對于設備終端的屬性及過程控制沒有進行詳細定義，因此導致了各個廠家SIP協(xié)議簇擴展內(nèi)容的大不相同。在IP調度系統(tǒng)中，不同設備間交互的協(xié)議種類多，導致不同廠商的調度控制終端和軟交換服務器間不能通用。如果通過擴展標準SIP協(xié)議簇來實現(xiàn)IP調度系統(tǒng)功能，并且簡化IP調度系統(tǒng)協(xié)議種類，讓不同IP調度系統(tǒng)設備廠商的設備實現(xiàn)通用。這將改變目前用戶對多種網(wǎng)關設備無法統(tǒng)一管理的現(xiàn)狀。傳統(tǒng)設備不同操作模式的語音通信系統(tǒng)便可在同一軟交換上實現(xiàn)。

三、擴展協(xié)議設計

基于IP的工業(yè)綜合通信系統(tǒng)是標準軟交換系統(tǒng)融合了調度、對講系統(tǒng)特點在工業(yè)領域應用特點，通過對RFC3621的SIP協(xié)議簇進行補充實現(xiàn)的。標準的軟交換系統(tǒng)設計了終端用戶的管理、交換管理、狀態(tài)管理等基本管理，調度系統(tǒng)系統(tǒng)則需要提供強插、強拆、監(jiān)聽、摘掛機狀態(tài)、會議等等特殊功能。（圖1）

SIP請求消息分為請求行、.消息頭域及消息體三部分。消息頭域中包含許多個消息頭，分別攜帶著IP終端的各種信息。將在SIP請求消息的消息頭域中加入自定義的消息頭。增加的消息頭表示調度控制終端需要讓軟交換服務器執(zhí)行的調度功能。在消息頭后加入需要參與該調度功能的話機號碼。同時預留一個區(qū)域，供用戶傳送備用信息，如設備相關的型號，協(xié)議的版本等。當然自定義消息頭遵從標準的SIP協(xié)議消息頭格式，能夠和標準的SIP消息頭用相同的方法封裝和解析，最終形成一個具有自定義消息頭的SIP請求消息。

四、系統(tǒng)實際應用

基于SIP協(xié)議簇擴展的應用在企業(yè)通信系統(tǒng)中最為常見，如調度系統(tǒng)、有線對講系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)等。但是各種語音通信系統(tǒng)的操作模式不同，導致SIP協(xié)議簇擴展信息的結構及內(nèi)容的不同。

基于軟交換的調度系統(tǒng)，主要功能是完成電話終端的兩方通話、三方通話、強插、強拆等等功能。協(xié)助調度系統(tǒng)完成這些功能的終端叫調度臺。調度臺通過標配的鍵權電話來操作調度臺，完成各項功能的實現(xiàn)。

當鍵權電話提機后，可操作鍵盤發(fā)送鍵權電話的操作指令。該指令的結構為：

長度是對整個信息長度一個說明，保證信息的完整性；鍵盤編號進行多鍵盤的區(qū)分；命令是不同操作功能的標識，命令主要是強插、強拆、三方通話、監(jiān)聽等等；包標識符是對本信息包類型進行說明，包標示符主要標注請求（REQUEST），回應（RESPONSE），事件通知（EVENT），命令（COMMAND）四種；序列號用來標識一次請求和回應；結束符標識說明本命令執(zhí)行完畢結束；數(shù)據(jù)包內(nèi)容是實際的內(nèi)容。

例如：鍵權話機提機通過鍵盤向軟交換提出呼叫一個用戶的命令，首先構造一個INVITE請求，并把鍵盤發(fā)送的操作指令嵌入到協(xié)議中，然后這個請求會由Proxy層層轉發(fā)，最后到達一個或者多個可能處理這個邀請的UAS，即調度服務器。一旦調度服務器收到這個消息并進行處理，那么通過發(fā)送2XX進行應答，如果拒絕則發(fā)送其他相應的標準SIP拒絕協(xié)議。這樣，鍵盤通過發(fā)送擴展的sip協(xié)議完成對多個終端的控制，完成用戶的調度功能需求。

另外，擴展SIP協(xié)議同樣可以應用在有線對講系統(tǒng)中。對講系統(tǒng)主要功能特點是按鍵呼叫，松鍵終止語音，同時向相關崗位傳送本機的工作狀態(tài)。那么主要將本機狀態(tài)發(fā)送到對講主機，然后由主機向相關終端發(fā)送消息以便顯示與之相關的終端狀態(tài)。主要在包標識符中增加一個狀態(tài)（STATE），然后在數(shù)據(jù)包內(nèi)容中標識本機號碼即可。

通過擴展SIP協(xié)議簇實現(xiàn)的基于軟交換的調度系統(tǒng)、有線對講系統(tǒng)功能在工業(yè)現(xiàn)場得到了廣泛的應用。解決了工業(yè)語音網(wǎng)融合的問題，為用戶設計整個企業(yè)的網(wǎng)絡提供了技術保障。

五、總結

通過對標準SIP協(xié)議簇中消息體進行結構設計，使得不同用戶需求形成的各種操作模式語音通信系統(tǒng)，達到骨干網(wǎng)絡共用、系統(tǒng)統(tǒng)一運維、多種操作模式共存、分階段建設等建設目標。

使用SIP協(xié)議簇擴展的協(xié)議，可使得各個廠家的設備在用戶建立調度、對講、應急通信系統(tǒng)時完全兼容。目前基于擴展SIP協(xié)議簇的調度功能設計的產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用在重鋼、攀鋼、利比里亞邦礦、越南鋼鐵等多個大型冶金企業(yè)，實現(xiàn)經(jīng)濟效益超過一千萬元。為大多用戶實現(xiàn)總體設計、分布實施、網(wǎng)絡共用、統(tǒng)一維護的目標提供了建設依據(jù)，大幅降低用戶投資成本。