基于SIP协议的语音网关开发设计
发布时间:2007/8/24 0:00:00 访问次数:1289
作者：刘洪林 陈秀莲 张保忠
摘要：对于市场定位在小用户，要求价格介于低端产品与中高端产品之间的网关产品设计，选择IP2022和DSP111作为网关的主控制器和语音的编解码处理器。IP2022是一款RISC的处理器，运算速度为120 MIPS；而Voice Pump的DSP产品在语音处理上得到了很广泛的应用，且价格低廉，满足现阶段对语音的需求。另外，这些器件具有强大的运算和处理功能，经过简单扩充，可满足未来对多媒体通信的需求。由于SIP协议是未来网络语音通信采用的主流协议，且具有开放性，故可加快产品的设计周期，满足社会的需求。
关键词：SIP协议 语音网关 IP2022 网络处理器
引 言
1 关于SIP协议
目前基于VOIP的基本通信协议有三种：H323协议、SIP协议和MGCP协议。下面就H323协议和SIP协议进行比较介绍。
H.323是由国际电联提出来的。它企图把IP电话当作是众所周知的传统电话，只是传输方式由电路交换变成了分组交换，就如同模拟传输变成数字传输、同轴电缆传输变成了光纤传输。
目前，包括我国在内的许多国家都采用了H.323作为IP电话网关之间的协议，整个IP电话系统只是把IP网络作为传输媒介，在用户的接入上还是采用电路交换系统，把IP电话网关作为电路交换网和IP网络的接口。同时，大多数电信运营商也已经将H.323作为建立新一代视讯会议系统的首选，将传统的基于电路H.320视讯会议应用转移到基于IP的H.323系统中来。从应用的规模上说，在现实的电信运营中，H.323已经成为VOIP和多媒体通信协议的事实主导。
SIP称为会话发起协议（Session Initiation Protocol)。SIP是Internet工程任务组（IETF）提出的建议中的一项协议，其目的是为了替代H.323的部分协议，主要是考虑到在下一代网络（NGN）中，由于IP产品和IP网关将在网络中得到大规模使用和集成，使得端到端都可以采用IP以实现纯IP的业务应用；而基于纯IP的SIP借鉴了HTTP和SMTP，结构简单并具有可扩充性和可扩展性。此外，SIP还提供良好的QoS支持。对于NGN在IP网络上实现VOIP和多媒体通信来讲，SIP在全面满足NGN特性要求的应用上具有独特的优势，必将成为下一代网络VOIP的重要解决方案。
目前，市场上支持SIP的产品（特别是终端）也越来越多，出现了基于SIP的呼叫中心、视讯会议等多种企业级应用解决方案。因此，可以说SIP将成为下一代网络协议的主力军。
SIP是一个应用层的信令控制协议，用于创建、修改和终止一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发（例如语音信箱）。会话的参与者可以通过组播(multicast)、网状单播(unicast)或两者的混合体进行通信。更为详细的SIP介绍，可参考相关的网站和书籍，如SIP FORUM等。
2 SIP协议栈的开发
为了实现设备互通、网络互连等目的，需要开发相应的基于应用层的SIP协议栈。目前，开源（开放源代码）的SIP协议栈中比较常用的有Vocal、OSIP两类。它们都是比较成熟和可商业化的SIP协议栈，特点如表1所列。
本设计采用Libosip2进行程序开发。它是一种GNU OSIP库,OSIP封装较好，只要写点回调函数就可以完成功能操作了；比较简单,是C语言编写的，可读性较好； 缺点是BUG较多，需调试时注意改进。
表1Vocal、OSIP特性比较
3 语音网关的硬件设计
目前，IP语音终端的设计方案比较多，有ARM+DSP解决方案，也有SoC（System on Chip）方案。这些方案各有特点，此处采用了网络处理器＋ＤＳＰ的单口网关解决方案。下面就采用的方案作详细的介绍。
① 采用UBICOM公司IP2022网络处理器作为网关的主控芯片。它是一个16位的高性能的RISC处理器，执行速度为120 MIPS,片上有64 KB Flash、16 KB SRAM(program)、4 KB SRAM(d
作者：刘洪林 陈秀莲 张保忠
摘要：对于市场定位在小用户，要求价格介于低端产品与中高端产品之间的网关产品设计，选择IP2022和DSP111作为网关的主控制器和语音的编解码处理器。IP2022是一款RISC的处理器，运算速度为120 MIPS；而Voice Pump的DSP产品在语音处理上得到了很广泛的应用，且价格低廉，满足现阶段对语音的需求。另外，这些器件具有强大的运算和处理功能，经过简单扩充，可满足未来对多媒体通信的需求。由于SIP协议是未来网络语音通信采用的主流协议，且具有开放性，故可加快产品的设计周期，满足社会的需求。
关键词：SIP协议 语音网关 IP2022 网络处理器
引 言
1 关于SIP协议
目前基于VOIP的基本通信协议有三种：H323协议、SIP协议和MGCP协议。下面就H323协议和SIP协议进行比较介绍。
H.323是由国际电联提出来的。它企图把IP电话当作是众所周知的传统电话，只是传输方式由电路交换变成了分组交换，就如同模拟传输变成数字传输、同轴电缆传输变成了光纤传输。
目前，包括我国在内的许多国家都采用了H.323作为IP电话网关之间的协议，整个IP电话系统只是把IP网络作为传输媒介，在用户的接入上还是采用电路交换系统，把IP电话网关作为电路交换网和IP网络的接口。同时，大多数电信运营商也已经将H.323作为建立新一代视讯会议系统的首选，将传统的基于电路H.320视讯会议应用转移到基于IP的H.323系统中来。从应用的规模上说，在现实的电信运营中，H.323已经成为VOIP和多媒体通信协议的事实主导。
SIP称为会话发起协议（Session Initiation Protocol)。SIP是Internet工程任务组（IETF）提出的建议中的一项协议，其目的是为了替代H.323的部分协议，主要是考虑到在下一代网络（NGN）中，由于IP产品和IP网关将在网络中得到大规模使用和集成，使得端到端都可以采用IP以实现纯IP的业务应用；而基于纯IP的SIP借鉴了HTTP和SMTP，结构简单并具有可扩充性和可扩展性。此外，SIP还提供良好的QoS支持。对于NGN在IP网络上实现VOIP和多媒体通信来讲，SIP在全面满足NGN特性要求的应用上具有独特的优势，必将成为下一代网络VOIP的重要解决方案。
目前，市场上支持SIP的产品（特别是终端）也越来越多，出现了基于SIP的呼叫中心、视讯会议等多种企业级应用解决方案。因此，可以说SIP将成为下一代网络协议的主力军。
SIP是一个应用层的信令控制协议，用于创建、修改和终止一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发（例如语音信箱）。会话的参与者可以通过组播(multicast)、网状单播(unicast)或两者的混合体进行通信。更为详细的SIP介绍，可参考相关的网站和书籍，如SIP FORUM等。
2 SIP协议栈的开发
为了实现设备互通、网络互连等目的，需要开发相应的基于应用层的SIP协议栈。目前，开源（开放源代码）的SIP协议栈中比较常用的有Vocal、OSIP两类。它们都是比较成熟和可商业化的SIP协议栈，特点如表1所列。
本设计采用Libosip2进行程序开发。它是一种GNU OSIP库,OSIP封装较好，只要写点回调函数就可以完成功能操作了；比较简单,是C语言编写的，可读性较好； 缺点是BUG较多，需调试时注意改进。
表1Vocal、OSIP特性比较
3 语音网关的硬件设计
目前，IP语音终端的设计方案比较多，有ARM+DSP解决方案，也有SoC（System on Chip）方案。这些方案各有特点，此处采用了网络处理器＋ＤＳＰ的单口网关解决方案。下面就采用的方案作详细的介绍。
① 采用UBICOM公司IP2022网络处理器作为网关的主控芯片。它是一个16位的高性能的RISC处理器，执行速度为120 MIPS,片上有64 KB Flash、16 KB SRAM(program)、4 KB SRAM(d
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