基于SIP的远程教学通信技术研究
摘要
随着Internet中多媒体应用的不断扩大,多媒体数据流特别是实时数据流的传输的需求越来越大,相关的应用场合有远程教育、视频点播等。目前被广泛接受的多媒体控制信令体系包括ITU-T H.323系列和TETF制定的会话初始化协议SIP。
当前基于IP网络的远程多媒体教学系统都是基于国际电信联盟提出的H.323协议,H.323发展得比较成熟,能够保证一定的服务质量。SIP是在IP网上开展远程多媒体教学的另一通信协议,采用的是呼叫控制和连接控制合一的方法,呼叫控制消息和媒体控制消息同时传送,会话建立时间短,并能动态调整和修改会话属性(如会话带宽要求、传输的媒体类型、媒体编解码格式,以及对组播的支持等),适合于IP网络上数据传输的特性,具有广阔的发展前景。
SIP(Session Initiation Protocol)是由IETF制定的基于文本、用于多方多媒体通信的应用层控制协议,独立于底层传输协议TCP/UDP/SCTP,用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。SIP系统由用户代理、SIP代理服务器、重定向服务器、SIP注册服务器等4部分组成。
本文描述了SIP协议的基本功能和协议结构框架,研究了用户代理、重定向服务器、代理服务器、注册服务器和位置服务器等SIP实体。对SIP协议的会话流程和消息描述、会议参数协商、SIP事务和对话、SIP注册机制、SIP消息格式等进行了描述,从协议的体系结构、可靠性、可扩展性、复杂性等多个角度对SIP协议和H.323协议进行了较深入的比较分析。
本文对远程教学系统进行了分析和研究,提出了基于SIP的远程同步教学系统的模型,并分析了该系统模型的工作原理和工作流程,描述了远程同步教学系统的教学过程,分析了同步教学系统应具有的功能,分析了该系统设计过程中所涉及的关键技术(组播、会话描述协议SDP、实时传输协议/实时控制协议RTP/RTCP)。
本文介绍了远程同步教学实验系统的具体实现过程:介绍开发该系统的软硬件环境及Live Communication Server开发工具的配置过程;描述了电子白板的工作原理,然后对电子白板的DCOM服务器端和DCOM客户端进行了算法设计;分析了在线答疑模块的功能,介绍了在线答疑模块中涉及的关键技术(图表上传技术、公式编辑技术、答案文件及其索引文件的创建的核心算法):描述了即时通讯的基本构架,分析了实现服务器所需的类和配置文件,并给出了程序源代码;分析了音视频传输模块的设计和实现、实现了音视频数据的采集、音视频数据的RTP流传输、音视频数据的RTP流接收与播放、音视频流的同步处理。最后,对该系统进行了相关的测试和简单分析。
With the expanding of applied of multimedia on Internet,the demand of multimedia data-flows especially the transmission of realtime data-flows become bigger,related applied such as the distance teaching,the VOD(Video-On-Demand)etc.The multimedia control signaling which is accepted extensively includes series of ITU-T H.323 and SIP which was brought forth by TETE
Now,the multimedia distance teaching systems based on IP network were put forward according to the H.323 of ITU-T,the development of H.323 is more mature and can guarantee a certain quality of service.SIP is another communication protocol which can develop multimedia teaching on IP network.It adopts the method of calls control and links a control,at the same time the call control news and medium control news are sending in the meantime,and it can adjust state and modify conversation attribute dynamic,such as conversation bandwidth requirements,type of transmission media,the media encoding and decoding formats,as well as the support of the Multicast,etc,and it is suitable for the characteristics of data transmission on IP network.So it has a brighter future.
SIP(Session Initiation Protocol)is a control protocol in application layer which was put forward by IETF,and independent of the underlying transport protocol TCP/UDP/SCTP.It can be used to establish,revise,and cease the multimedia conversation of two or more parties.The SIP system includes four parts of user Agent,SIP proxy server, Redirection server,SIP register server.
This thesis briefly.introduces the basic function of SIP and framework of the protocols,studies the entity of user agent,SIP proxy server,Redirection server,SIP register server and location server.It describes the session processes and information description of SIP protocol,parameters consultation meeting,SIP affairs and dialogue,SIP registration system and SIP message format,deeply and comparatively analyzes between SIP protocol and H.323 protocol from various angles of the architecture,reliability, extensible,complexity of protocol.
In this paper,we analyze and study the distance teaching systems,put forward the model of remote synchronization teaching system based on SIP,analyze and the working principle and workflow of system model,describe teaching process and its' functions of the remote synchronization Teaching System.At last,analyze the key technique which is involved such as multicast,protocol SDP of Session description,RTP/RTCP etc.
This thesis introduces the Concrete process of the synchronous distance experiment teaching system:The software and hardware environment and the configuration of LCS; Describes the principle of e-board and carries to the DCOM server and DCOM client of e-board;Analyzes the function of on-line answer question mold,introduces the key technique which is involved such as the technique of FTP,the technique of formula edit, the key document and algorism of creation of index files.Describes the basic frame of instant communication,analyzes to class and configuration files of the server needs,and gives source code,analyzes designment and realization of sound video mold,finishes data collection of sound video,RTP transmission of the sound video,receive and play of the sound video,synchronous processing of the sound video.At last,we carry on a related test and simple analysis.
当前基于IP网络的远程多媒体教学系统都是基于国际电信联盟提出的H.323协议,H.323发展得比较成熟,能够保证一定的服务质量。SIP是在IP网上开展远程多媒体教学的另一通信协议,采用的是呼叫控制和连接控制合一的方法,呼叫控制消息和媒体控制消息同时传送,会话建立时间短,并能动态调整和修改会话属性(如会话带宽要求、传输的媒体类型、媒体编解码格式,以及对组播的支持等),适合于IP网络上数据传输的特性,具有广阔的发展前景。
SIP(Session Initiation Protocol)是由IETF制定的基于文本、用于多方多媒体通信的应用层控制协议,独立于底层传输协议TCP/UDP/SCTP,用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。SIP系统由用户代理、SIP代理服务器、重定向服务器、SIP注册服务器等4部分组成。
本文描述了SIP协议的基本功能和协议结构框架,研究了用户代理、重定向服务器、代理服务器、注册服务器和位置服务器等SIP实体。对SIP协议的会话流程和消息描述、会议参数协商、SIP事务和对话、SIP注册机制、SIP消息格式等进行了描述,从协议的体系结构、可靠性、可扩展性、复杂性等多个角度对SIP协议和H.323协议进行了较深入的比较分析。
本文对远程教学系统进行了分析和研究,提出了基于SIP的远程同步教学系统的模型,并分析了该系统模型的工作原理和工作流程,描述了远程同步教学系统的教学过程,分析了同步教学系统应具有的功能,分析了该系统设计过程中所涉及的关键技术(组播、会话描述协议SDP、实时传输协议/实时控制协议RTP/RTCP)。
本文介绍了远程同步教学实验系统的具体实现过程:介绍开发该系统的软硬件环境及Live Communication Server开发工具的配置过程;描述了电子白板的工作原理,然后对电子白板的DCOM服务器端和DCOM客户端进行了算法设计;分析了在线答疑模块的功能,介绍了在线答疑模块中涉及的关键技术(图表上传技术、公式编辑技术、答案文件及其索引文件的创建的核心算法):描述了即时通讯的基本构架,分析了实现服务器所需的类和配置文件,并给出了程序源代码;分析了音视频传输模块的设计和实现、实现了音视频数据的采集、音视频数据的RTP流传输、音视频数据的RTP流接收与播放、音视频流的同步处理。最后,对该系统进行了相关的测试和简单分析。
With the expanding of applied of multimedia on Internet,the demand of multimedia data-flows especially the transmission of realtime data-flows become bigger,related applied such as the distance teaching,the VOD(Video-On-Demand)etc.The multimedia control signaling which is accepted extensively includes series of ITU-T H.323 and SIP which was brought forth by TETE
Now,the multimedia distance teaching systems based on IP network were put forward according to the H.323 of ITU-T,the development of H.323 is more mature and can guarantee a certain quality of service.SIP is another communication protocol which can develop multimedia teaching on IP network.It adopts the method of calls control and links a control,at the same time the call control news and medium control news are sending in the meantime,and it can adjust state and modify conversation attribute dynamic,such as conversation bandwidth requirements,type of transmission media,the media encoding and decoding formats,as well as the support of the Multicast,etc,and it is suitable for the characteristics of data transmission on IP network.So it has a brighter future.
SIP(Session Initiation Protocol)is a control protocol in application layer which was put forward by IETF,and independent of the underlying transport protocol TCP/UDP/SCTP.It can be used to establish,revise,and cease the multimedia conversation of two or more parties.The SIP system includes four parts of user Agent,SIP proxy server, Redirection server,SIP register server.
This thesis briefly.introduces the basic function of SIP and framework of the protocols,studies the entity of user agent,SIP proxy server,Redirection server,SIP register server and location server.It describes the session processes and information description of SIP protocol,parameters consultation meeting,SIP affairs and dialogue,SIP registration system and SIP message format,deeply and comparatively analyzes between SIP protocol and H.323 protocol from various angles of the architecture,reliability, extensible,complexity of protocol.
In this paper,we analyze and study the distance teaching systems,put forward the model of remote synchronization teaching system based on SIP,analyze and the working principle and workflow of system model,describe teaching process and its' functions of the remote synchronization Teaching System.At last,analyze the key technique which is involved such as multicast,protocol SDP of Session description,RTP/RTCP etc.
This thesis introduces the Concrete process of the synchronous distance experiment teaching system:The software and hardware environment and the configuration of LCS; Describes the principle of e-board and carries to the DCOM server and DCOM client of e-board;Analyzes the function of on-line answer question mold,introduces the key technique which is involved such as the technique of FTP,the technique of formula edit, the key document and algorism of creation of index files.Describes the basic frame of instant communication,analyzes to class and configuration files of the server needs,and gives source code,analyzes designment and realization of sound video mold,finishes data collection of sound video,RTP transmission of the sound video,receive and play of the sound video,synchronous processing of the sound video.At last,we carry on a related test and simple analysis.
引文
[1]李如春,王跃林.SIP的优势和展望[J].半导体技术,2003,28(2):11-12,16;
[2]王颖.基于流媒体的远程教育系统[J].沈阳教育学院学报,2006,8(1):99-101:
[3]赵慧玲.以软交换为核心的下一代网络技术[M].北京:人民邮电出版社,2002;
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[5]韦钰.现代远程教育[J].中国电大教育,1998,(10):4-8;
[6]赵丕元,王晓明.远程教育产业化和教育技术现代化-关于发展远程教育两个关键性问题的探讨[J].中国远程教育,2002,(4):26-27;
[7]李晓辉,李进辉,王桂红.浅谈多媒体网络技术对远程教育的影响与作用[J].农业网络信息,2006,(6):105-107;
[8][美]Gonzalo Camarillo.SIP揭密[M].白建军,彭晖,田敏,译.北京:北京人民邮电出版社,2003;
[9]张智江,张云勇,刘韵洁.SIP协议及其应用[M].北京:电子工业出版社,2005;
[10]廖正军,杨贯中,蔡宇辉.多媒体多方会议及相关SIP扩展[J].计算机工程,2003,29(13):159-161;
[11]张荣,武波.SIP协议的应用研究[J].计算机技术与发展,2006,16(6):71-74;
[12]张健,李恒文,魏绍亮.SIP协议应用研究[J].现代电子技术,2006,(5):19-21;
[13]李煦.基于BS模式的远程网络教学平台[D].天津:天津大学,2004;
[14]K.R.Rao,Zoran S,Bojkovic.多媒体通信系统技术、标准与网络.[M].冯刚,译.北京:电子工业出版社,2004:
[15]臣勇.基于Internet的视频会议系统的研究与实现[D].北京:北京交通大学,2005;
[16]李小平,曲大成.多媒体网络通信[M].北京:北京理工大学出版社,2001;
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[20]纪望平,罗龙.现代远程教育模式及发展战略[J].清华大学教育研究,2002,(4):96-101:
[21]杨锐,丁振国,王闵.远程教学直播系统中媒体同步的研究与实现[J].计算机工程与设计,2005,26(11):3138-3141;
[22]彭铁光.一种基于SIP协议的远程教学系统的设计[J].计算机与数字工程,2006,34(3):147-150:
[23]叶良女.流媒体技术在网络教学中的应用[J].西广播电视大学学报,2006,(1):39-40:
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[25]林福宗.多媒体技术基础(第三版)[M].北京:清华大学出版社,2002;
[26]TANDBERG解决方案:实现桌面系统的视频通信-Microsoft Ofice Live Communications Server 2005和Ofice Communicator的集成.中国多媒体视讯,2005-8(82-83):
[27]董伟.流媒体技术在远程教育中的应用[J].商丘职业技术学院学报,2006,5(2):53-54:
[28]孙剑颖,孙少颖.远程教学系统设计中关键技术实现方法探讨[J].教育信息化,2005,(6):67-68:
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[31]刘灿臣.远程教育在互联网上的实现[D].成都:电子科技大学,2005;
[32]黄荣升.一种基于扩展SIP协议的即时通讯系统设计与实现[J].现代电子技术,2006,(11):56-58;
[33]张睿琳,戴青,范作栋,武清芳.基于SIP的视频会议中发言权管理的研究与实现[J].微计算机信息,2006,22(2):65-68;
[34]叶德谦,孟庆吉,张树国.基于SIP集中式多媒体视频会议系统中对私下会议问题的研究[J].微计算机信息,2006,22(2):78-80:
[35]纪筱斐,方路平,黄德才.基于SIP协议的服务器系统设计与实现方案[J].机床与液压,2003,(5):194-196;
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[42]罗芹,王荣良.基于PC平台的多方会话的研究与实现[J].计算机工程,2006,32(12):235-237;
[43]程晓亮.基于SIP协议的NGN网络多媒体会议系统研究及实现[D].成都:电子科技大学,2005;
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