Transmission média sur les réseaux IP en utilisant les protocoles SIP et IAX

Les progrès technologiques du réseau Internet ont permis le développement de nouvelles applications multimédia; la voix, la vidéo et la vidéoconférence sont devenues des domaines importants de recherche et de développement pour l’industrie des télécommunications. Ces dernières années ont été remarquables par la mise en oeuvre de connexion haute débit, et de terminaux mobile et fixe performants. Plusieurs standards ont été conçus spécifiquement pour permettre la transmission média sur les réseaux IP avec une meilleure qualité de service. Ce travail a pour but d’étudier les protocoles de transmission média sur les réseaux IP, en commençant par l’état de l’art de technologies principales pour accéder au réseau, les techniques utilisées pour encoder l’audio et la vidéo, et en finissant par les protocoles de transport combinés avec d’autres protocoles temps réels. L’objectif principal du mémoire est d’analyser, et intégrer les protocoles de transmission (SIP, RTP et IAX) sur les réseaux IP. Le projet se compose de deux parties : expérimentale et applicative. La première partie a pour objectif de mettre en place une plateforme IPPBX capable de fournir une solution assez complète de transmission média sur le réseau IP en utilisant les protocoles SIP et IAX. Ensuite, nous allons calculer le temps requis de signalisation SIP/IAX et la qualité de service d’une communication IAX en utilisant les codecs G.711 et GSM. La deuxième partie se compose de la conception et l’implémentation du protocole RTP dans les téléphones mobiles en utilisant la technologie J2ME pour permettre un environnement mobile de vidéoconférence. Nous allons effectuer un rapport technique assez complet décrivant la technologie mobile J2ME. Nous allons également tester les émulateurs et outils capables d’offrir un environnement de vidéoconférence mobile et les difficultés associées aux codecs supportés. Les résultats des expériences ont montré que le temps requis de signalisation SIP et IAX est sous un seuil acceptable dans un réseau local. Selon les valeurs obtenues du délai et de la gigue, la qualité de service de la communication IAX avec les codecs G.711 et GSM est adéquate. Le résultat obtenu de la partie applicative nous a permis de prouver que le client mobile de vidéoconférence est capable de s’enregistrer auprès d’un Proxy/Registrar pour joindre une session multimédia et de signaliser avec d’autres clients de la session via le protocole SIP. La conception du protocole RTP dans la technologie mobile adopte le RFC 3250 sur le plan théorique. L’architecture du système utilisé et les composantes logicielles ont été bien mises en place. La transmission des paquets RTP a été bien réalisée. La manipulation des paquets RTP en mode binaire a été bien effectuée pour rediriger les flux audio et vidéo au lecteur JMStudio

A Study on SIP Session Timer for Wireless VoIP

透過網際網路支援語音服務或稱網際網路電話(voice or IP; 簡稱VoIP)，已被 視為電信產業必然的趨勢。而連線初始化通訊協定(Session Initiation Protocol; 簡 稱SIP)更是未來VoIP 服務中，最被看好的一個。SIP 是由Internet Engineering Task Force(IETF)所制定，它是用來傳送信令以建立通話的連線。隨著各式各樣的應用 服務的發展，SIP 將成為傳統電話服務最大的對手。 然而，在IETF 3261 中，SIP 並沒有定義一套機制可以使SIP proxy servers 知道有關通話連線的狀態。換句話說，SIP proxy 無法決定此連線是否已經中斷。 因此，SIP proxy 可能會持有無用的資源(如已配置的記憶體)而影響到其他連線的 建立。為了解決這個問題，SIP Extension 定義了一個機制，SIP 連線計時器(SIP Session Timer)，用來監測SIP 連線的狀態。 根據SIP Session Timer，我們提出了一個動態傳送更新訊息的方法，根據網 路的狀態動態的調整連線的時間間隔。以我們所提出的方法，我們可更快得偵測 到連線的中斷。數學分析與模擬的模型用來比較原本的方法與我們所提出的方法 的差異。模擬的結果，如一通連線平均傳送更新訊息的次數、平均的bad debt， mis-detection 的機率，用來顯示出我們提出的方法明顯勝過原本的方法。Supporting telephony services over Internet Protocol (IP) network or the so called voice over IP (VoIP) is considered as a promising trend in telecommunication business. Session Initiation Protocol (SIP) speci£ed in the Internet Engineering Task Force (IETF) is the most promising candidate for call setup signaling for future VoIP services. With versatile applications provided, SIP is becoming a real competitor to plain old telephone service. However, the basic SIP de£ned in IETF RFC 3261 does not de£ne a mechanism for proxy servers to track the states of the communicating sessions. In other words, a SIP proxy server is not able to determine whether an established session is still active or dead. A SIP proxy may hold some unused resources (e.g., allocated memory) revsered for a dead session, which may result in the blockings of other new session requests due to the lack of the resources. To resolve this problem, the SIP Extension de£nes a keep-alive (i.e., refresh) mechanism, SIP Session Timer, for monitoring the state of SIP sessions. Based on SIP Session Timer, we propose a dynamic refresh method to dynamically adjust the session timer depending on the network situation. With our dynamic refresh method, the session failure can be ef£ciently detected. An analytic and a simulation models are proposed to investigate the performance of the static refresh and our proposed dynamic refresh methods. The numerical results indicate that in terms of average refresh number, average bad debt, and the mis-detection probability, our dynamic refresh method signi£cantly outperforms the static one.1 Introduction 1 1.1 Session Initiation Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2 Real-time Traport Protocol (RTP) and RTP Control Protocol (RTCP) . . . . . . . . 4 2 Session Refresh Mechanism 9 2.1 SIP Session Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 Dynamic Session Refresh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3 Bad Debt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3 Analytic Modeling 27 3.1 Derivations of Ff (T) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.2 Derivation of pdf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.3 Derivation of Bad Debt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.4 Validation of Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4 Performance Evaluation 39 4.1 Simulation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.2 Numerical Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5 Conclusions 55 A Derivations of RBi(S, t) and CBi(S, t) 5