任務“三網(wǎng)融合”業(yè)務目錄CATALOGUE6.1

PPPoE的原理6.2PPPoE業(yè)務的開通6.3VoIP的原理6.4VoIP業(yè)務的開通6.5IPTV的原理6.6IPTV業(yè)務的開通6.1PPPoE原理6.1PPPoE的原理PPPoE（PointtoPointProtocoloverEthernet，基于以太網(wǎng)的點對點協(xié)議）協(xié)議俗稱“虛擬撥號”，用于撥號用戶接入寬帶業(yè)務。PPPoE相當于把以太網(wǎng)和PPP協(xié)議相結(jié)合，實現(xiàn)用戶的接入認證和計費等功能。PPPoE可分為兩個階段，即PPPoE接入設備發(fā)現(xiàn)階段和會話階段。PPPoE會話過程如圖3-87所示。圖3-87PPPoE會話過程6.1PPPoE的原理（1）終端用戶發(fā)送PPPoE發(fā)現(xiàn)起始廣播包，尋找PPPoE接入設備（寬帶遠程接入服務器BRAS），等待其響應；（2）PPPoE接入設備（一個或多個）收到發(fā)現(xiàn)起始廣播包后，若能提供所需服務，向終端用戶發(fā)送服務提供包，即向用戶應答，告知可以提供PPPoE接入；（3）終端用戶收到服務提供包后，選定某個PPPoE接入設備，向其發(fā)送接入請求包；（4）被選中的PPPoE接入設備收到接入請求包后，產(chǎn)生一個唯一的會話ID，將該ID返回給終端用戶。6.1.1PPPoE的發(fā)現(xiàn)階段6.1PPPoE的原理經(jīng)過PPPoE接入設備發(fā)現(xiàn)階段后，PPPoE工作過程進入會話階段。（1）終端用戶發(fā)起PPP連接請求；（2）寬帶遠程接入服務器向RADIUS服務器請求認證和授權(quán)；（3）RADIUS服務器查找自己的用戶數(shù)據(jù)庫，根據(jù)查找結(jié)果把授權(quán)信息通過RADIUS協(xié)議發(fā)送給寬帶遠程接入服務器；（4）寬帶遠程接入服務器根據(jù)授權(quán)信息啟動PPP，即在PPPoE終端用戶和PPPoE接入設備之間建立PPP連接，傳送PPP數(shù)據(jù)（PPP封裝IP報文，以太網(wǎng)幀封裝PPP數(shù)據(jù)幀）；（5）寬帶遠程接入服務器向RADIUS服務器發(fā)送計費開始包，RADIUS服務器收到計費開始包后，把計費信息寫入計費文件；（6）用戶上網(wǎng)結(jié)束后，斷開與寬帶遠程接入服務器的連接；（7）寬帶遠程接入服務器向RADIUS服務器發(fā)送計費結(jié)束包，RADIUS服務器收阿都計費結(jié)束包后，再次把計費信息寫入計費文件。6.1.2PPPoE的會話階段6.1PPPoE的原理（1）能利用現(xiàn)有的用戶認證、管理哦計費系統(tǒng)實現(xiàn)用戶統(tǒng)一管理認證和計費。（2）既可以按時長計費，也可以按流量計費，能對特定用戶設置訪問列表過濾或防火墻功能。（3）能對具體用戶訪問網(wǎng)絡的速率進行控制，可以實現(xiàn)上、下行不對稱速率。（4）可以實現(xiàn)接入時間控制（5）PPPoE系統(tǒng)可以方便地提供動態(tài)業(yè)務選擇特性，可實現(xiàn)接入不同ISP的控制能力。（6）PPPoE設備可以防止地址沖突和地址盜用，所有IP應用數(shù)據(jù)流均使用相同的會話ID，保障用戶使用IP地址的安全性。（7）PPPoE技術(shù)成熟，互通性好，應用廣泛（8）PPPoE與主流計算機操作系統(tǒng)兼容性良好。6.1.3PPPoE技術(shù)的優(yōu)勢6.2實訓：PPPoE業(yè)務的開通6.2實訓：PPPoE業(yè)務的開通【實訓目的】

掌握PPPoE業(yè)務開通步驟。【實訓要求】

利用IUV-TPS仿真實訓平臺實現(xiàn)PPPoE寬帶業(yè)務的開通?！緦嵱杻?nèi)容】1、拓撲結(jié)構(gòu)圖2、數(shù)據(jù)規(guī)劃3、設備連線4、對接和路由配置5、OLT業(yè)務配置6、PPPoE業(yè)務配置7、服務器配置8、業(yè)務驗證實訓詳細步驟請查閱教材6.3VoIP的原理6.3VoIP的原理6.3.1VoIP的定義VoIP是VoiceoverInternetProtocol的縮寫，它是一種通過將聲音轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議傳輸這些數(shù)字信號來實現(xiàn)語音通信的技術(shù)。簡而言之，VoIP允許我們使用互聯(lián)網(wǎng)來進行電話通話和多媒體通信。VoIP以下主要特點。數(shù)字化傳輸：VoIP將聲音信號數(shù)字化，將其轉(zhuǎn)換為計算機能夠處理的數(shù)字數(shù)據(jù)，然后通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸。這種數(shù)字化過程涉及采樣、量化和編碼?；贗P的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡：

VoIP使用基于IP的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行通信，與傳統(tǒng)電話線路不同。這使得它更靈活，可以通過各種設備（如計算機、智能手機和平板電腦）進行通信。成本效益：VoIP通常比傳統(tǒng)電話服務更便宜，尤其是在國際長途通話方面。它允許用戶避免高昂的國際漫游費用。多媒體支持：除了語音通話，VoIP還支持視頻通話和其他多媒體通信，使其在各種情境下都非常有用。集成性：

VoIP可以與其他應用程序和服務（如電子郵件和在線會議）集成，提供更豐富的通信體驗。6.3VoIP的原理6.3.2VoIP的基本原理1基本原理在了解VoIP的基本原理之前，讓我們首先了解一下語音通信的基本流程。當我們進行語音通話時，我們的聲音首先被麥克風捕捉，然后通過揚聲器播放給對方。在傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡中，聲音以模擬形式傳輸，但在VoIP中，它被數(shù)字化并分成小的數(shù)據(jù)包，然后通過網(wǎng)絡傳輸。6.3VoIP的原理6.3.2VoIP基本原理2VoIP關(guān)鍵技術(shù)語音數(shù)字化：VoIP的第一步是將模擬聲音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。這個過程稱為語音數(shù)字化。語音信號以一定的時間間隔進行采樣，將連續(xù)的聲音信號轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)據(jù)點。然后，這些數(shù)據(jù)點被量化并編碼成數(shù)字形式。編解碼（Codec）：數(shù)字化的語音信號需要使用編解碼器進行處理，以減小數(shù)據(jù)量并提高傳輸效率。不同的編解碼器具有不同的性能特點，例如G.711提供高質(zhì)量的語音傳輸，但需要更多的帶寬，而G.729具有更高的壓縮率，適用于低帶寬網(wǎng)絡。數(shù)據(jù)傳輸：VoIP數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式通過IP網(wǎng)絡進行傳輸。每個數(shù)據(jù)包包含了一小段語音數(shù)據(jù)和相關(guān)的控制信息，以確保數(shù)據(jù)的完整性和時效性。這些數(shù)據(jù)包可以使用UDP或TCP協(xié)議傳輸，具體取決于QoS（QualityofService）要求。QoS（QualityofService）：為了確保語音通話的質(zhì)量，QoS是至關(guān)重要的。QoS包括帶寬管理、延遲控制、丟包修復和抖動緩沖等技術(shù)，以確保通話的清晰度和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)包接收和解封裝：接收端接收傳入的數(shù)據(jù)包并將其解封裝，還原為數(shù)字語音信號。解封裝過程包括去除控制信息、解碼和重構(gòu)原始聲音信號。6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議H.248協(xié)議概念H.248屬于媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，采用非對等的主從架構(gòu)，應用場景如圖3-103所示。H.248是一種用于控制媒體網(wǎng)關(guān)（MediaGateway,MG）的通信協(xié)議，也被稱為MGCP協(xié)議（MediaGatewayControlProtocol）。H.248協(xié)議由媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MediaGatewayController,MGC）負責協(xié)調(diào)。其核心功能是分離控制流與媒體流?？刂屏饔蒑GC通過IP網(wǎng)絡向MG發(fā)送指令（如呼叫建立、媒體資源分配等），媒體流在MG之間直接傳輸語音、視頻等多媒體數(shù)據(jù)，不經(jīng)過MGC，以降低時延。H.248支持UDP、TCP、SCTP多種傳輸層協(xié)議，通常使用UDP端口2944。其底層也是依托IP和MAC層完成數(shù)據(jù)傳輸。圖3-103H.248協(xié)議在網(wǎng)絡中的應用場景6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議H.248協(xié)議主要特點如下。分離控制和數(shù)據(jù)平面：H.248協(xié)議采用分離的控制平面和數(shù)據(jù)平面架構(gòu)?？刂破矫尕撠熖幚硇帕?，包括建立、修改和終止通話的請求，而數(shù)據(jù)平面負責實際的語音和媒體數(shù)據(jù)傳輸。靈活性：

H.248協(xié)議非常靈活，可以用于控制各種類型的媒體網(wǎng)關(guān)，包括傳統(tǒng)TDM（Time-DivisionMultiplexing）網(wǎng)關(guān)和IP網(wǎng)關(guān)。這使得它非常適合在混合網(wǎng)絡環(huán)境中使用。支持多媒體：H.248不僅支持語音通信，還支持多媒體通信，如視頻和音樂。這使得它適用于各種應用，包括視頻會議和流媒體傳輸。錯誤處理：H.248協(xié)議包括豐富的錯誤處理機制，以確保通信的穩(wěn)定性和可靠性。它可以處理丟失的信令消息和錯誤的數(shù)據(jù)包。標準化：

H.248協(xié)議是由國際電信聯(lián)盟（ITU-T）標準化的，為多供應商環(huán)境中的互操作性提供了基礎。6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議2H.248相關(guān)術(shù)語（1）終端終端（Termination）是MG的一個邏輯實體，可以發(fā)送（接收）媒體流和（或）控制流，終端可用特性來進行描述，在終端中，封裝了媒體流參數(shù)、modem和承載能力參數(shù)，這些特性可以組成一系列描述符而包含在命令中。

終端類型分為半永久性終端和臨時性終端兩類。半永久性終端可以代表物理實體，例如一個TDM信道，此時，只要MG存在這個信道，這個終端就存在。臨時性終端可以代表臨時性的信息流，例如RTP流，此時，只有當MG使用這些信息流時，這個終端才存在。

終端有唯一的標志TerminationID，由MG在創(chuàng)建終端時分配。

終端的功能：支持信號、支持對事件進行檢測、支持對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。根終端：根終端（Root）是特殊的終端，代表整個MG。當root作為命令的輸入?yún)?shù)時，命令可以作用于整個網(wǎng)關(guān)，而不是一個終端。6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議（2）關(guān)聯(lián)通過關(guān)聯(lián)（Context），媒體網(wǎng)關(guān)（MG）能夠?qū)⒍鄠€終端綁定成一個通信組，并定義這些終端為一組終端之間的連接方式與媒體處理規(guī)則。每個關(guān)聯(lián)由媒體網(wǎng)關(guān)分配一個唯一的32位標識符（ContextID），類似于“會話編號”，用于在媒體網(wǎng)關(guān)內(nèi)部區(qū)分不同的通信組，以避免資源沖突。ContextID在MG內(nèi)部是唯一的。（3）拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)描述關(guān)聯(lián)中終端之間的媒體的流向。有三種連接值：單向，雙向，隔離。單向是指兩個終端之間的單向媒體流。雙向是指的兩個終端之間的雙向媒體流。隔離是指兩個終端之間沒有媒體流。拓撲結(jié)構(gòu)只用于描述關(guān)聯(lián)。6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議3H.248消息H.248的消息分為命令和響應。所有的H.248命令都要接收者回送響應。命令和響應的結(jié)構(gòu)基本相同，命令和響應之間由事務ID相關(guān)聯(lián)。協(xié)議消息的編碼格式可以是文本格式，也可以是二進制格式。MGC必須支持兩種格式，而MG可以支持任何一種格式。

6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議圖3-104展示了H.248協(xié)議的消息結(jié)構(gòu)，其采用分層設計，包含消息、事務、關(guān)聯(lián)、命令、描述符等內(nèi)容。消息（Message）是H.248協(xié)議的基本通信單元，用于媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）與媒體網(wǎng)關(guān)（MG）之間的交互。消息由若干事務組成，每個事務通過唯一的事務ID（TransactionID）標識。例如，圖3-104中“Transaction1”至“TransactionIDn”表示一個消息可包含多個事務。每個事務包含一個或多個關(guān)聯(lián)，每個關(guān)聯(lián)通過關(guān)聯(lián)ID（ContextID）唯一標識。關(guān)聯(lián)定義了媒體網(wǎng)關(guān)中邏輯關(guān)聯(lián)的終端集合及其連接關(guān)系。關(guān)聯(lián)中包含若干命令（如CMD1至CMDn），用于執(zhí)行具體操作（如添加、修改或刪除終端）。每個命令通過描述符（如Des-1至Des-n）攜帶詳細參數(shù)，例如媒體流屬性、編解碼格式等。圖3-104H.248消息結(jié)構(gòu)6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議4H.248命令H.248定義了8個命令，用于對協(xié)議連接模型中的邏輯實體（關(guān)聯(lián)和終端）進行操作和管理，命令提供了實現(xiàn)對關(guān)聯(lián)和終端進行完全控制的機制。H.248規(guī)定的命令大部分用于MGC實現(xiàn)對MG的控制。通常MGC作為命令起始者，MG作為命令響應者接收。但是，Notify和ServiceChange命令除外。Notify命令由MG發(fā)送給MGC，而ServiceChange既可以由MG發(fā)起，也可以由MGC發(fā)起。（1）AddMGC→MG，增加一個終端到一個關(guān)聯(lián)中，當不指明ContextID時，將生成一個關(guān)聯(lián)，然后再將終端加入到該關(guān)聯(lián)中。（2）ModifyMGC→MG，修改一個終端的屬性、事件和信號參數(shù)。（3）SubtractMGC→MG，從一個關(guān)聯(lián)中刪除一個終端，同時返回終端的統(tǒng)計狀態(tài)。如關(guān)聯(lián)中再沒有其它的終端將刪除此關(guān)聯(lián)。6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議（4）MoveMGC→MG，將一個終端從一個關(guān)聯(lián)移到另一個關(guān)聯(lián)。（5）AuditValueMGC→MG，獲取有關(guān)終端的當前特性，事件、信號和統(tǒng)計信息。（6）AuditCapabilitiesMGC→MG，獲取MG所允許的終端的特性、事件和信號的所有可能值的信息。（7）NotifyMG→MGC，MG將檢測到的事件通知給MGC。（8）ServiceChangeMGC

MG或MG→MGC，MG使用ServiceChange命令向MGC報告一個終端或者一組終端將要退出服務或者剛剛進入服務。MG也可以使用ServiceChange命令向MGC進行注冊，并且向MGC報告MG將要開始或者已經(jīng)完成了重新啟動工作。同時，MGC可以使用ServiceChange命令通知MG將一個終端或者一組終端進入服務或者退出服務。6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議5H.248呼叫流程MG用戶成功呼叫流程如圖3-105、3-106所示。圖3-105H.248呼叫流程1圖3-106H.248呼叫流程26.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議H.248呼叫流程如下。步驟1：主叫用戶UserA摘機，網(wǎng)關(guān)通過NTFY_REQ命令，把摘機事件通知給SoftX3000；步驟2：SoftX3000收到主叫用戶摘機事件后，通過MOD_REQ命令指示網(wǎng)關(guān)給用戶UserA放撥號音，并且把DigitMap（撥號規(guī)則）通知給終端Termination1，要求根據(jù)DigitMap收號，并同時檢測用戶掛機事件。終端Termination1給UserA送撥號音；步驟3：UserA撥號，終端Termination1對所撥號碼進行收集，并與對應的DigitMap進行匹配，匹配成功，通過NTFY_REQ命令發(fā)送給SoftX3000；步驟4：MGC在MG中創(chuàng)建一個新context，并在context中加入TDMtermination和RTPtermination；步驟5：MGC進行被叫號碼分析后，確定被叫UserB與MG的物理終端Termination2相連；6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議步驟6：MGC發(fā)送MOD_REQ命令給終端Termination2，修改終端Termination2的屬性并請求MG給UserB放振鈴音。MG返回MOD_REPLY響應進行確認，同時給UserB放振鈴音；步驟7：MGC發(fā)送MOD_REQ命令給終端Termination1，修改終端Termination1的屬性并請求MG給UserA放回鈴音。MG返回MOD_REPLY響應進行確認，同時給UserA放回鈴音；步驟8：被叫UserB摘機，MG把摘機事件通過NTFY_REQ命令通知MGC；步驟9：MGC把與終端Termination1的關(guān)聯(lián)標識通過MOD_REQ命令送給與終端Termination2的關(guān)聯(lián)標識。MG返回MOD_REPLY響應進行確認；步驟10：MGC把與終端Termination2的關(guān)聯(lián)標識通過MOD_REQ命令送給與終端Termination1的關(guān)聯(lián)標識，MG返回MOD_REPLAY響應進行確認；6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議步驟11：主叫用戶UserA掛機。MG發(fā)送NTFY_REQ命令通知MGC。MGC發(fā)NTFY_REPLY確認已收到通知命令；步驟12：收到UserA的掛機事件，MGC給MG發(fā)送MOD_REQ命令修改終端Termination1屬性，請求網(wǎng)關(guān)進一步檢測終端Termination1發(fā)生的事件，如摘機事件等。MG發(fā)送MOD_REPLY響應確認已接收MOD_REQ命令并執(zhí)行；步驟13：MGC收到UserA的掛機事件后，向MG發(fā)送SUB_REQ命令，把關(guān)聯(lián)中的所有的半永久型終端和臨時的RTP終端刪除，從而刪除關(guān)聯(lián)，拆除呼叫；步驟14：MGC給MG發(fā)MOD_REQ命令修改終端Termination2的屬性，請求MG監(jiān)測終端Termination2發(fā)生的事件，如掛機等，并且請求MG給終端Termination2送忙音。MG返回MOD_REPLY響應確認收到MOD_REQ命令，同時給UserB送忙音；6.3VoIP的原理6.3.3H.248協(xié)議步驟15：終端Termination1、RTP終端、MGC之間的關(guān)聯(lián)和呼叫拆除之后。MGC向MG發(fā)送MOD_REQ命令，請求MG監(jiān)測終端Termination1發(fā)生的事件，如摘機事件等。MG返回MOD_REPLY響應確認已接收MOD_REQ命令。此時關(guān)聯(lián)為空；步驟16：被叫用戶UserB掛機。MG發(fā)送NTFY_REQ命令通知MGC。MGC發(fā)NTFY_REPLY確認已收到通知命令；步驟17：MGC收到UserB的掛機事件后，向MG發(fā)送SUB_REQ命令，把關(guān)聯(lián)中的半永久型終端和臨時的RTP終端刪除，從而刪除關(guān)聯(lián)，拆除呼叫；步驟18：終端Termination2、RTP終端、MGC之間的關(guān)聯(lián)和呼叫拆除之后。MGC向MG發(fā)送MOD_REQ命令，請求MG監(jiān)測終端Termination2發(fā)生的事件，如摘機事件等。6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議1SIP協(xié)議概述SIP屬于媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，采用對等架構(gòu)，如圖3-107所示。SIP（SessionInitiationProtocol，會話初始化協(xié)議）是另一種常用于VoIP通信的協(xié)議，它主要用于建立、修改和終止會話，包括語音通話和視頻通話。SIP協(xié)議是一種輕量級的協(xié)議，它使用文本消息進行通信，類似于HTTP。圖3-107SIP協(xié)議在網(wǎng)絡中的應用場景6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議SIP協(xié)議主要特點如下：會話控制：SIP協(xié)議用于建立和管理通信會話，包括語音通話、視頻通話和即時消息。它定義了如何啟動、修改和終止這些會話。地址解析：SIP使用統(tǒng)一資源標識符（URI）來標識終端設備和用戶。這使得它可以與互聯(lián)網(wǎng)上的其他服務（如電子郵件）集成。消息格式：SIP消息使用文本格式，類似于HTTP。這使得它易于理解和調(diào)試。代理和重定向：SIP允許使用代理服務器來處理呼叫，以便路由通話。它還支持呼叫的重定向，以實現(xiàn)呼叫轉(zhuǎn)發(fā)。支持多媒體：與H.248類似，SIP也支持多媒體通信，允許語音和視頻通話。可擴展性：SIP是一種可擴展的協(xié)議，可以根據(jù)應用程序的需求進行擴展和定制。SIP協(xié)議通常與其他協(xié)議結(jié)合使用，如SDP（SessionDescriptionProtocol）用于描述媒體會話參數(shù)。它在VoIP通信中發(fā)揮著重要的角色，特別是在互聯(lián)網(wǎng)電話服務（VoIP）中，如Skype和Zoom等應用中。6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議2SIP的相關(guān)術(shù)語（1）呼叫一個呼叫是由一個公共源端所邀請的在一個會議中的所有參加者組成，由一個全球唯一的Call-ID進行標識。例如由同一個源邀請的一個會議的所有參加者構(gòu)成一個呼叫；點到點IP電話會話是一種最簡單的會話，它映射為單一的SIP呼叫。（2）事務SIP是一個客戶/服務器協(xié)議?？蛻艉头掌髦g的操作從第1個請求至最終響應為止的所有消息構(gòu)成一個SIP事務。一個正常的呼叫一般包含三個事務。其中，呼叫啟動包含兩個操作請求：邀請（Invite）和證實（ACK），前者需要回送響應，后者只是證實已收到最終響應，不需要回送響應。呼叫終結(jié)包含一個操作請求：再見（Bye）。6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議（3）SIPURL為了能正確傳送協(xié)議消息，SIP還需解決兩個重要的問題。一是尋址，即采用什么樣的地址形式標識終端用戶；二是用戶定位（下面介紹）。SIP沿用WWW技術(shù)解決這兩個問題。尋址采用SIPURL（UniformResourceLocators），按照RFC2396規(guī)定的URI導則定義其語法，特別是用戶名字段可以是電話號碼，以支持IP電話網(wǎng)關(guān)尋址，實現(xiàn)IP電話和PSTN的互通。SIPURL的一般結(jié)構(gòu)如下：

SIP：用戶名：口令@主機：端口；傳送參數(shù)；用戶參數(shù)；方法參數(shù)；生存期參數(shù)；服務器地址參數(shù)？頭部名＝頭部值。例如：Sip：55500200@:5061;User=phone;Sip:alice@;method=REGISTER;。6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議3SIP消息SIP消息采用文本方式編碼，分為兩類：請求消息和響應消息。

請求消息：客戶端為了激活按特定操作而發(fā)給服務器的SIP消息。

響應消息：用于對請求消息進行響應，指示呼叫的成功或失敗狀態(tài)。

請求消息和響應消息都包括SIP頭字段和SIP消息字段。用于客戶端為了激活按特定操作而發(fā)給服務器的SIP消息，包括INVITE，ACK，OPTIONS，BYE，CANCEL、REGISTER和OPTIONS等。6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議（1）請求消息INVITE，發(fā)起會話請求，邀請用戶加入一個會話，會話描述含于消息體中。對于兩方呼叫來說，主叫方在會話描述中指示其能夠接受的媒體類型及其參數(shù)。被叫方必需在成功響應消息的消息體中指明其希望接受哪些媒體，還可以指示其行將發(fā)送的媒體。如果收到的是關(guān)于參加會議的邀請，被叫方可以根據(jù)Call-ID或者會話描述中的標識確定用戶已經(jīng)加入該會議，并返回成功響應消息。ACK，證實已收到對于INVITE請求的最終響應；該消息僅和INVITE消息配套使用。BYE，結(jié)束會話CANCEL，取消尚未完成的請求，對于已完成的請求（即已收到最終響應的請求）則沒有影響。REGISTER，注冊OPTIONS，查詢服務器的能力6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議（2）響應消息用于對請求消息進行響應，指示呼叫的成功或失敗狀態(tài)。不同類的響應消息由狀態(tài)碼來區(qū)分。狀態(tài)碼包含三位整數(shù)，狀態(tài)碼的第一位用于定義響應類型，另外兩位用于進一步對響應進行更加詳細的說明。1xx 臨時響應，表示已經(jīng)接收到請求消息，正在對其進行處理。2xx 成功響應，表示請求已經(jīng)被成功接受、處理。3xx 重定向響應，表示需要采取進一步動作，以完成該請求。4xx 客戶端出錯，表示請求消息中包含語法錯誤或者SIP服務器不能完成對該請求消息的處理。5xx 服務器端出錯，表示SIP服務器故障不能完成對正確消息的處理。6xx 全局錯誤，表示請求不能在任何SIP服務器上實現(xiàn)。6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議4SIP協(xié)議實體間呼叫流程SIP實體間的呼叫流程，如圖3-108、3-109所示。圖3-108SIP呼叫流程1圖3-109SIP呼叫流程2SIP_ASIP_BSIP_ASIP_B6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議SIP呼叫流程描述如下。步驟1：SIP_A摘機，向SoftX3000發(fā)送INVITE請求消息，請求SoftX3000邀請SIP_B加入會話。同時，將其IP地址“01”、端口號“8766”、靜荷類型、靜荷類型對應的編碼等信息傳送給SoftX3000。步驟2：SoftX3000回100Trying響應給SIP_A，表示已經(jīng)接收到請求消息，正在對其進行處理。步驟3：SoftX3000回407ProxyAuthenticationRequired響應給SIP_A，表明SoftX3000要求對用戶進行認證，并且通過Proxy-Authenticate字段攜帶SoftX3000支持的認證方式Digest和SoftX3000域名“”，產(chǎn)生本次認證的NONCE，并且通過該響應消息將這些參數(shù)返回給終端從而發(fā)起對用戶的認證過程。步驟4：SIP_A向SoftX3000發(fā)送ACK消息，證實已經(jīng)收到SoftX3000對于INVITE請求的最終響應。6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議步驟5：SIP_A重新向SoftX3000發(fā)送INVITE請求消息。攜帶Proxy-Authorization字段，包括認證方式DIGEST、SIP_A的用戶標識（此時為電話號碼）、SoftX3000的域名、NONCE、URI和RESPONSE（SIP_A收到407響應后根據(jù)服務器端返回的信息和用戶配置等信息采用特定的算法生成加密的RESPONSE）。步驟6：SoftX3000回100Trying響應給SIP_A，表示已經(jīng)接收到請求消息，正在對其進行處理。步驟7：SoftX3000向SIP_B發(fā)送INVITE請求消息，請求SIP_B加入會話。并且通過該INVITE請求消息攜帶SIP_A的會話描述給SIP_B。步驟8：SoftX3000回100Trying響應給SIP_A，表示已經(jīng)接收到請求消息，正在對其進行處理。步驟9：SIP_B振鈴，并回180Ringing響應通知SoftX3000。6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議步驟10：SoftX3000回180Ringing響應給SIP_A，SIP_A聽回鈴音。步驟11：SIP_B摘機，回200OK響應給SoftX3000，表示其發(fā)過來的INVITE請求已經(jīng)被成功接受，處理。并且通過該消息將自身的IP地址“00”、端口號“8788”、靜荷類型、靜荷類型對應的編碼等信息傳送給SoftX3000。步驟12：SoftX3000回200OK響應給SIP_A，表示其發(fā)過來的INVITE請求已經(jīng)被成功接受，處理，并且將SIP_B的會話描述傳送給SIP_A。步驟13：SIP_A向SoftX3000發(fā)送ACK消息，證實已經(jīng)收到SoftX3000對于INVITE請求的最終響應。步驟14：SoftX3000向SIP_B發(fā)送ACK消息，證實已經(jīng)收到SIP_B對于INVITE請求的最終響應。6.3VoIP的原理6.3.4SIP協(xié)議步驟15：SIP_A掛機，向SoftX3000發(fā)送BYE消息，請求結(jié)束本次會話。步驟16：SoftX3000回200OK響應給SIP_A，表明會話結(jié)束。步驟17：SoftX3000向SIP_B發(fā)送BYE消息，表明已經(jīng)成功結(jié)束會話。步驟18：SIP_B掛機，回200OK響應給SoftX3000，表明已經(jīng)成功結(jié)束會話。6.4實訓：VoIP業(yè)務開通6.4實訓：VoIP業(yè)務開通【實訓目的】

掌握語音業(yè)務的開通步驟。【實訓要求】

利用IUV-TPS仿真實訓平臺實現(xiàn)語音業(yè)務的開通?！緦嵱杻?nèi)容】1、拓撲結(jié)構(gòu)圖2、數(shù)據(jù)規(guī)劃3、業(yè)務機房軟交換設備配置4、業(yè)務機房交換機配置5、中心機房路由器配置6、匯聚機房BRAS配置7、匯聚機房OLT配置8、業(yè)務測試實訓詳細步驟請查閱教材6.5IPTV的原理6.5IPTV的原理6.5.1IPTV基本原理1IPTV基本概念I(lǐng)PTV（InternetProtocolTelevision）是一種通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議傳輸電視信號的技術(shù)，它已經(jīng)在寬帶接入網(wǎng)絡中取得了廣泛的應用。IPTV的基本原理涉及多個關(guān)鍵組成部分，包括內(nèi)容提供商、IPTV服務器、IP網(wǎng)絡和終端設備。IPTV處于寬帶接入網(wǎng)絡末端，主要考慮的是OLT接收到的IPTV數(shù)據(jù)流如何傳到終端設備。主要使用IGMP組播來實現(xiàn)。6.5IPTV的原理6.5.1IPTV基本原理IPTV系統(tǒng)組成內(nèi)容提供商：內(nèi)容提供商是制作和供應電視節(jié)目的實體，他們可能是電視臺、電影制片廠、體育聯(lián)盟或其他媒體公司。這些提供商將他們的內(nèi)容數(shù)字化并上傳到IPTV服務器。IPTV服務器：IPTV服務器是存儲和分發(fā)電視內(nèi)容的關(guān)鍵組成部分。這些服務器通常位于數(shù)據(jù)中心中，負責管理大量的視頻內(nèi)容。IPTV服務器將內(nèi)容流分成數(shù)據(jù)包并將其傳輸?shù)絀P網(wǎng)絡。IP網(wǎng)絡：IPTV使用IP網(wǎng)絡來傳輸數(shù)字內(nèi)容。這可以是互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)絡或?qū)Ｓ肐PTV網(wǎng)絡。IP網(wǎng)絡提供了高帶寬和可伸縮性，以支持高質(zhì)量的視頻傳輸。終端設備：終端設備是用戶觀看IPTV內(nèi)容的工具，可以是智能電視、機頂盒、智能手機、平板電腦或個人電腦。這些設備接收并解碼通過IP網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，并將其顯示為視頻內(nèi)容。協(xié)議和編解碼：IPTV使用一系列協(xié)議來管理流媒體傳輸，包括RTSP（Real-TimeStreamingProtocol）、RTP（Real-timeTransportProtocol）和UDP（UserDatagramProtocol）。此外，編解碼器用于將數(shù)字視頻和音頻解碼為可視和聽覺內(nèi)容。6.5IPTV的原理6.5.2組播的基本原理1技術(shù)背景

通信數(shù)據(jù)的傳輸方式有單播、廣播和組播。單播：實現(xiàn)點到點傳輸，只有一個發(fā)送者和一個接收者。廣播：實現(xiàn)點到所有點傳輸，只有一個發(fā)送者和局域網(wǎng)內(nèi)所有的可達接收者。IPTV應用要求相同的數(shù)據(jù)流傳到多個不同的終端。單播方式下，網(wǎng)絡中將出現(xiàn)多份相同信息流，增加網(wǎng)絡負擔。廣播方式下，帶寬浪費嚴重。不需要這些信息的用戶也會受到影響。還可能由于路由回環(huán)引起嚴重的廣播風暴。6.5IPTV的原理6.5.2組播的基本原理如圖3-126所示，在組播方式下，單一的數(shù)據(jù)流被同時發(fā)送給一組用戶，相同的組播數(shù)據(jù)流在每一條鏈路上最多僅有一份。相比單播來說，使用組播方式傳遞信息，用戶的增加不會顯著增加網(wǎng)絡負載，減輕了服務器和CPU的負荷，節(jié)約網(wǎng)絡帶寬。

組播報文可以跨網(wǎng)段傳輸，不需要此報文的用戶不能收到此報文。相比廣播來說，使用組播方式可以遠距離傳輸信息，且只將信息傳輸?shù)接薪邮照叩牡胤?，保障了信息的安全性。綜上所述，組播技術(shù)有效地解決了單點發(fā)送多點接收的問題，實現(xiàn)了IP網(wǎng)絡中點到多點的高效數(shù)據(jù)傳送。圖3-126組播網(wǎng)絡示意圖6.5IPTV的原理6.5.2組播的基本原理2組播的基本概念組播組是發(fā)送者和接收者之間的一個約定，如同電視頻道。電視臺是組播源，它向某頻道內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。STB是接收者主機，觀眾選擇收看某頻道的節(jié)目，表示主機加入某組播組；然后STB播放該頻道電視節(jié)目，表示主機接收到發(fā)給這個組的數(shù)據(jù)。觀眾可以隨時控制STB的開關(guān)和頻道間的切換，表示主機動態(tài)的加入或退出某個組播組。常見IPTV場景直播業(yè)務采用的組播方式，而點播業(yè)務采用單播的形式。如圖3-127所示，在組播方式中，信息的發(fā)送者稱為“組播源”；接收相同信息的接收者構(gòu)成一個組播組，并且每個接收者都是“組播組成員”；提供組播功能的路由器稱為“組播路由器”；組播源向特定組播組發(fā)送組播數(shù)據(jù)，它并不關(guān)心組成員的所在；組播路由器把數(shù)據(jù)拷貝并轉(zhuǎn)發(fā)給需要該數(shù)據(jù)或存在組播接收者的網(wǎng)絡分支；主機加入自己感興趣的組播組，以便收到發(fā)往這些組播組的數(shù)據(jù)包。6.5IPTV的原理6.5.2組播的基本原理圖3-127PON網(wǎng)絡組播示意圖6.5IPTV的原理6.5.2組播的基本原理3組播的特點（1）組播的優(yōu)勢提高效率：降低網(wǎng)絡流量、減輕硬件符合；優(yōu)化性能：減少冗余流量、節(jié)約網(wǎng)絡帶寬、降低網(wǎng)絡負載；分布式應用：組播可以適應分布式應用，當接收者數(shù)量發(fā)生變化時，網(wǎng)絡流量的波動很平穩(wěn)；提高安全性：相對于廣播，被傳遞的信息只會發(fā)給需要該信息的接收者，提高信息傳輸?shù)陌踩?。?）組播的劣勢盡力而為：組播是基于UDP的，報文丟失是不可避免的，因此組播應用程序不能依賴組播網(wǎng)絡進行可靠性保證，必須針對組播網(wǎng)絡的這個特點進行特別設計；沒有擁塞避免機制：缺省TCP窗口機制和慢啟動機制，組播可能會出現(xiàn)擁塞；報文重復：某些組播協(xié)議的特殊機制（如Assert機制和SPT切換機制）可能會造成偶爾的數(shù)據(jù)包的重復；報文失序：同樣組播協(xié)議有時候會造成報文到達的次序錯亂。其他“單到多”數(shù)據(jù)發(fā)布應用。6.5IPTV的原理6.5.2組播基本原理4組播的應用網(wǎng)絡電視（IPTV）、視頻/音頻會議、視頻點播（VOD）等；遠程教育、遠程醫(yī)療，網(wǎng)絡游戲等；實時音頻/視頻分發(fā)、大規(guī)模信息推送等其他需要一對多數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽脠鼍啊?.5IPTV的原理6.5.3組播架構(gòu)和地址1組播架構(gòu)組播的架構(gòu)圖3-128所示，組播協(xié)議體系，根據(jù)協(xié)議的作用范圍，組播協(xié)議分為組播組管理協(xié)議IGMP（用于主機-組播路由器間）和組播路由協(xié)議（用于組播路由器-組播路由器之間）。圖3-128組播架構(gòu)圖6.5IPTV的原理6.5.3組播架構(gòu)和地址2組播協(xié)議構(gòu)成（1）組播成員管理協(xié)議IGMP（InternetGroupManagementProtocol）：用于主機和路由器之間，定義了主機與路由器之間建立和維護組播成員關(guān)系的機制；包括IGMPv1/v2/v3。（2）組播路由協(xié)議：其主要任務是構(gòu)建無環(huán)的分發(fā)樹結(jié)構(gòu)，建立和維護組播路由，并正確、高效的轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)。組播路由協(xié)議又分為域內(nèi)組播路由協(xié)議（PIM-SM、PIM-DM、DVMRP）和域間組播路由協(xié)議（MBGP、MSDP）。

同時為了有效抑制組播數(shù)據(jù)在二層網(wǎng)絡中的擴散，引入了IGMPSnooping等二層組播協(xié)議。6.5IPTV的原理6.5.3組播架構(gòu)和地址組播IP地址在IPv4地址空間中，D類地址（~55）被用于組播。組播IP地址代表一個接收者的集合。主要的組播地址如表3-17所示。地址說明-55永久組地址，該類組播地址只能在本地鏈路工作，IANA將這些地址保留用于特殊用途。例如：

所有節(jié)點

所有路由器OSPF路由器組播地址RIPv2路由器-55用戶組地址，這類組播地址全局有效。-55SSM（SourceSpecificMulticast，特定源組播）組地址。-55本地管理組地址，該范圍的地址類似于私有地址。表3-17組播地址表6.5IPTV原理6.5.3組播架構(gòu)和地址4組播MAC地址與映射組播MAC地址映射如圖3-129所示。以太網(wǎng)傳輸單播IP報文的時候，目的MAC地址使用的是接收者的MAC地址。但是在傳輸組播報文時，傳輸目的不再是一個具體的接收者，而是一個成員不確定的組，所以使用的是組播MAC地址。IANA規(guī)定，組播MAC地址的高25bit為0x01005E，MAC地址的低23bit為組播IP地址的低23bit。由于IP組播地址的前4bit是1110，代表組播標識，而后28bit中只有23bit被映射到MAC地址，這樣IP地址中就有5bit信息丟失，直接的結(jié)果是出現(xiàn)了32個IP組播地址映射到同一MAC地址上。圖3-129組播MAC地址映射6.5IPTV的原理6.5.4IGMP協(xié)議IGMP協(xié)議管理如圖3-130所示，IGMP用于主機（組播成員）和組播路由器之間。主機使用IGMP報文向組播路由器申請加入和退出組播組。默認時組播路由器是不會向接口下轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)流的，除非該接口上存在組成員。組播路由器通過IGMP查詢網(wǎng)段上是否有組播組的成員。IGMP有三個版本：IGMPv1、IGMPv2和IGMPv3。

目前應用最廣泛的是IGMPv2。圖3-130IGMP協(xié)議工作范圍6.5IPTV的原理6.5.4IGMP協(xié)議2IGMPv1報文IGMPv1只有兩種報文：

普遍組查詢報文（GeneralQuery）：查詢者用于了解有哪些接收者；

成員報告報文（MembershipReport）：通告給查詢者加組的消息。IGMPv1協(xié)議主要是基于查詢和響應機制完成組播組管理。在多路由器共享網(wǎng)段上，由三層路由協(xié)議選舉出唯一的組播信息轉(zhuǎn)發(fā)者，并作為IGMPv1的查詢器，負責該網(wǎng)段的組成員關(guān)系查詢。IGMP組成員關(guān)系維護的過程如圖3-131所示。圖3-131IGMPv1協(xié)議6.5IPTV的原理6.5.4IGMP協(xié)議IGMP組成員關(guān)系維護具體工作流程如下。（1）IGMP查詢器周期性地發(fā)送通用組Query查詢消息進行成員關(guān)系查詢。該報文的目的地址為，表示該網(wǎng)段上的所有主機和路由器。（2）網(wǎng)段內(nèi)所有主機都收到該通用組查詢消息，不同的主機會有不同的響應。（3）不在組播組的成員，如PC3，不做