懇懋科技電子報: Phitech 懇懋科技電子報 028 期 VoIP應用服務程式開發淺談

2015.01.08 NO.028

技術開講

VoIP應用服務程式開發淺談

早期以電路交換為主的電信加值服務，大都以特定的信令及語音版卡為基底進行語音加值服務的開發，但隨著VoIP的成熟與到來，各式各樣的語音、視訊及文字多媒體服務大量崛起，其開發方式也與傳統有相當大的差異，本文即針對市面上最普及的開發平台為基底做一說明，並以來電答鈴(MRBT)服務開發作為範例展示。

(一) VoIP應用服務開發架構
新世代VoIP應用服務開發架構主要分為應用程式伺服器(Application Server)及媒體伺服器(Media Server)兩大部份，如下示意圖所示。此二者可以放在同一台或是分散式佈建皆可。常見的應用程式伺服器如TeleStax、Mobicents等，而常見的媒體伺服器則為Dialogic XMS系列等。因為應用程式與媒體服務分離後，程式總體架構上可以做更彈性的應用，如多台應用程式伺服器使用相同的媒體伺服器群資源共享。而在後述的MRBT範例即以Mobicents應用程式伺服平台經由JSR309標準界面控制Dialogic XMS媒體伺服器為平台開發而成。

Fig.1 應用程式開發架構

(二) SIP (Session Initiation Protocol)協定簡介
在現在的網路電話(VoIP)通訊信令中，SIP是用來控制VoIP中媒體通訊的一種信號通訊協定。其基本元件可大致分為用戶代理 (User Agent) 與 SIP服務器 (SIP Server)。用戶代理又可分為用戶代理客戶端與用戶代理伺服器端。客戶端可以對伺服器端產生請求 (Request) ，而伺服器端會在接收客戶端的請求之後發送回應 (Response) 給客戶端。SIP服務器則包含有代理伺服器、定位伺服器、註冊伺服器 ...等，可以處理SIP呼叫與應用方面的服務。

(三) Music Ring Back Tone服務簡介
一般用戶使用來電答鈴服務之後，可以自行選擇喜歡的音樂當作回應鈴聲，當其他人撥打給此用戶時，等待的鈴聲會由用戶自訂的音樂取代一般傳統的等待鈴聲。來電答鈴的功能除了讓等待回應時能夠聆聽音樂，也可以做到提示的作用，讓撥號的人知道電話已經撥通並等待對方接起，也可以起到辨識的作用，當聽到特別的鈴聲能夠辨別撥給的用戶是誰。而用戶選用的音樂是儲存於網路端，當然也可由用戶自行錄音並上傳，用作等待時撥放的音訊，除了具個人特色也可以作為宣傳或是廣告的作用，在2G/3G年代是一個相當熱門的電信加值服務應用。

(四) 應用範例-VoIP來電答鈴
此範例以前述VoIP應用服務開發平台來實作MRBT應用。

Fig.2 VoIP MRBT高階流程示意圖

如上圖示，主叫端 A 撥打給被叫端 B 時，SIP伺服器端收到 INVITE 請求，並與媒體伺服器建立 RTP (Real-Time Transport Protocol)，並發送183 Session Progress 回應給主叫端，當被叫端發出產生 1XX回應時，媒體伺服器開始撥放音樂，用戶 A可以從SIP伺服器端接收到播放的音樂，此時的音樂又稱'Early Media'，表示撥號成功但是對方尚未接起，以此達到來電答鈴的實現。

EARLY MEDIA
Early Media為通話建立之前的媒體訊號交換，可應用於下列功用：
1. 播放來電答鈴(MRBT)
2. 播放多媒體語音通知訊息（e.g. 忙線訊息、撥號錯誤訊息...等）

媒體伺服器 MEDIA SERVER
此範例用JAVA架構的媒體伺服器，可通過JSR309 ( Media Server Control API ) 控制，可處理G711 ( a-Law ,u-Law )、GSM、Linear PCM ( L16 )、G729與DTMF 等編碼格式。

主叫端與被叫端之間的信令交換：

Fig.3 細部VoIP MRBT Call Flow

SIP SERVLET - Code
在SIP的方法中，INVITE (邀請)方法可用來建立簡單的雙方通話。這裡一開始SIP Servlet會接收用戶A的 INVITE請求，在收到之後，先與媒體伺服器建立連結，並適時的傳送183 Session Progress 的回應給A

doInvite (SipServletRequest UAC_Invite)
　　　throws ServletException,IOException {
　　　......
　　　// Create NetworkConnection
　　　NetworkConnection myNetworkConnection = MediaSession
　　　　　 .createNetworkConnection(NetworkConnection.BASIC);
　　　……

用戶B收到A的請求之後，會先產生回應來準備建立連線的程序，此時SIP Servlet 會處理被叫端B回應的內容，並利用媒體伺服器來適時的播放來電答鈴

doResponse ( SipServletResponse UAC_Response)
　　　throws ServletException, IOException {
　　　……
　　　// play Ringback tone
　　　URI Music = URI.create (Ring_Back_Tone );
　　　myMediaPlayer.play ( Music ,RTC ,Null );
　　　……

當B接起來電時，SIP Servlet會結束播放來電答鈴(Early Media)，使A與B能夠建立通話。

總結
SIP因簡單容易上手且具有彈性操作利於開發的特色，為主流的VoIP通訊協定，目前利用Mobicents等open source 就可免費架設SIP Servlet，並利用X-Lite等電話軟體，就能於一區域網路上架構一套通訊系統，算是相當方便好用的一種方法，建立簡單的MRBT應用或是其他VoIP應用都可以透過SIP實現。本範例雖然主要是以語音作為主要廻鈴音的媒體，但因為SIP的特性，未來在4G/VoLTE仍是非常容易擴充成Video Ring Back Tone服務的。

文章來源：懇懋科技研究開發處張博喬