基于IMS的远程视频监控系统设计.pdf
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1、http:/-1-基于基于 IMS 的远程视频监控系统设计的远程视频监控系统设计 步日欣,吕玉琴,李巍海,刘刚 北京邮电大学电子工程学院,北京(100876)E-mail: 摘摘 要:要:面向最终用户的视频监控业务目前正在越来越受到关注,本文首先分析了 IMS 网络开放性的网络架构,在此基础之上,结合视频监控业务的业务需求和技术特点,提出了基于 IMS 网络的远程视频监控系统的架构设计,并且对组网方案、信令流程和计费管理作了相应的阐述,为在 IMS 网络上开发多样服务提供了参考。关键词:关键词:IP 多媒体子系统,会话发起协议,远程视频监控系统 中图分类号:中图分类号:TN929.5 1.引言
2、引言 随着移动通信技术的发展,新的业务成为推动技术发展的一个主要动力。而 3GPP 提出的 IP 多媒体子系统(IMS),不仅仅带来了新的移动应用业务,而且改变了移动业务的网络结构和应用模式,为新业务的开发提供了灵活性。IMS 提供开放的业务接口,实现了用户平面、控制平面、业务平面的分离,使得业务的实现能够独立于下层的承载网络,这也为开展更加灵活的、丰富多彩的业务提供了一个契机。传统的远程视频监控业务是建立在模拟线路,私有网络和私有协议之上的,只是面向与企业和集团用户,无法为普通消费者提供服务。面向个人的视频监控服务的需求正在变得越来越强烈,可以应用于安全、交通、医疗等领域,IMS 的开放性也
3、为视频监控的发展提供了契机。在未来的远程视频监控业务中,将不再仅仅是面向企业级用户,也可以面向更多的普通用户。本文在 IMS 开放体系架构的基础之上,分析了视频监控业务的网络架构、业务逻辑、功能实现,提出了基于 IMS 网络的视频监控业务的架构设计。2.IMS 中的业务架构中的业务架构 为了适应下一代网络业务与控制分离的原则,IMS 必须提供开放的接口来接入各种业务服务器,允许各种业务提供商通过标准的接口来向网络提供服务1。IMS 业务架构由 S-CSCF以及各种应用服务器组成,跟当前的开放性业务结构是一致的,都是三层结构:最上层是应用服务器 AS;第二层是业务能力服务器 SCS;第三层是 S
4、-CSCF2。S-CSCF 使用统一的 ISC接口与业务平台相连,在 S-CSCF 看来,SIP 应用服务器、OSA 服务能力服务器和 IM-SSF都执行相同的接口行为,使各种服务器都能接入 IMS。http:/-2-WLANGPRSX-CSCFS-CSCFSIP ASIM-SSFOSA SCSIMS 网络业务提供层接入层ISC 图 1 IMS 网络的业务架构 S-CSCF(服务 CSCF):作为一个 SIP Proxy 用来控制呼叫和会话,并且监测何时以及怎样控制增值业务的业务逻辑。S-CSCF 提供了一个 ISC(IMS Service Control interface)的统一的接口,该
5、接口采用了 SIP 协议,不同的业务接入到 IMS 时,只需要提供一个协议转换功能实体来完成到 ISC 接口的协议转换,因此可以方便地利用多种应用服务平台开展业务。X-CSCF:可以是 I-CSCF 或者 P-CSCF。IMS 中的 SIP 信令路由经过的元素。P-CSCF是接入网到 IMS 网络的第一个接入点,从接入网中收到 UA(User Agent)发来的 SIP 注册和会话建立消息,转发到归属域中的 I-CSCF,再发至相应的 S-CSCF。I-CSCF 为每个呼叫灵活选择相应的 S-CSCF。SIP AS:是一种应用服务器,用于提供各种各样的增值业务。本文中的视频监控服务器是由 SI
6、P AS 实现的,因此不对其他两种 AS 作相应的介绍,SIP AS 提供远程视频监控业务相关的服务,包括注册、用户信息管理、录像和计费。3.基于基于 IMS 的远程视频监控业务架构的远程视频监控业务架构 3.1 架构设计架构设计 3.1.1 总体架构总体架构 http:/-3-摄像头客户端P-CSCFP-CSCFI-CSCFS-CSCFHSSSIP AS视频监控业务平台 图 2 远程视频业务的总体架构图 IMS 提供开放的业务接口,可以在现有的网络上方便的部署新业务。视频监控业务平台,可以方便的加载到现有的 IMS 网络架构上,可以由网络运营商运营,或者第三方业务运营商运营。当用户根据 RF
7、C3261 协议要求3,发起视频监控业务请求时,S-CSCF 可以根据用户的请求属性,触发视频监控业务,将请求转发到视频监控业务平台。3.1.2 视频监控业务平台视频监控业务平台 S-CSCFSIP AS注册服务器数据库服务器录像服务器数据修改Web端计费单元 图 3 视频监控业务的业务平台 视频监控业务平台包括 SIP AS,注册服务器,数据库服务器,录像服务器和计费单元五部分,实现了用户注册,业务信息管理,录像,计费等功能。http:/-4-3.2 业务流程业务流程 3.2.1 注册注册 UES-CSCFASRegister1.REGISTER2.REGISTER3.REGISTER7.R
8、EGISTER8.REGISTER9.REGISTER4.401 Unauthorized5.401 Unauthorized6.401 Unauthorized10.200 OK11.200 OK12.200 OK 图 4 注册过程流程图 UE 可以代表视频监控客户端,也可以代表视频监控摄像头,为了简化图示,没有列出P-CSCF,I-CSCF 以及其他 IMS 网元。摄像头需要定期向AS的注册服务器发送REGISTER注册消息,以宣告自己的工作状态;同样的,客户端设备也需要定期向 AS 的注册服务器发送 REGISTER 注册消息,通过一系列的认证、鉴权措施,获得对自己权限范围内的摄像头的访
9、问权限,也可以获得摄像头设备的在线信息,涉及到 presence 服务,本文不做详细讨论。3.2.2 发起会话发起会话 UES-CSCFASCamera1.INVITE2.INVITE3.INVITE7.ACK8.ACK9.ACK4.200 OK5.200 OK6.200 OK13.200 OK14.200 OK15.200 OKRTP数据流10.BYE11.BYE12.BYE 图 5 发起会话流程图 视频监控客户端向自己拥有访问权限的摄像头发送 INVITE 请求,请求建立视频连接,视频建立请求必须经过 AS 服务器,以方便服务管理和计费,如图 5 中的 1,2,3 步骤。摄像头端回复 20
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- 基于 IMS 远程 视频 监控 系统 设计
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