SIP协议在联网监控中的应用

    随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控朝网络化、智能化方向不断发展。大型联网安全与视频监控平台在城市公安、交通、金融、环保、电力、医疗、教育、电信等管理部门对城市范围内的监控需求增长的同时也在这两年开始大量增加，其中尤其以城市公安和电信的需求最为突出。

    SIP(Session Initiation Protocol 会话初始协议)的最初开发目的是用来帮助提供跨越因特网的电话业务。SIP被描述为用来生成，修改和终结一个或多个参与者之间的会话。这些会话包括因特网多媒体会议，因特网（或任何IP网络）电话呼叫和多媒体发布。会话中的成员能够通过多播或单播联系的网络来通信。SIP支持会话描述，它允许参与者在一组兼容媒体类型上达成一致。它同时通过代理和重定向请求到用户当前位置来支持用户移动性。

    随着大型联网安全与视频监控平台在各个领域的应用越来越广泛，人们发现SIP协议作为联网监控的信令标准承载协议不仅能适用当前联网监控的各种业务需要，而且能使监控平台的标准化，更易于其他业务（比如可视电话）整合。

    一个SIP基本网络架构，它应该包括几个基本逻辑单元UA，代理服务器（SIP PROXY），注册服务器(Registrar)，重定向服务器(Redirect Server)和B2BUA：

    在上图中我们可以看到，SIP UA或终端构成对话的端点：它发送或接收SIP请求和响应。UA在逻辑上可分为：
UA Client： 发起请求的主叫方应用；

    UA Server：接收、重定向或拒绝请求，代表用户给到来的请求发送响应。

    SIP中间服务器是SIP消息在到达其最终目的地前所经过的逻辑实体，这些中间服务器用于对请求路由和重定向。服务器包括代理服务器(Proxy Server)，重定向服务器(Redirect Server)，注册服务器(Registrar)和B2BUA。

    对应监控的几大基本功能：实时监视视频流，控制流（包括报警，配置，PTZ控制），视频的存储和历史图像的回放，管理和维护，SIP协议能在其现有的方法基础上实现并将其标准化。SIP协议的一个重要的功能就是用来创建多媒体会话，并且在相关的承载协议中规定了流传送的能力集交互方法，通过INVITE方法能很好的完成大型集中监控平台所需要的实时视频流监控。控制流方面也可以用SIP的一些基本方法来实现，比如用SUBSCRIBE，NOTIFY机制来实现报警发送，用INFO或者MESSAGE方法来实现PTZ控制和配置。

    目前包括电信全球眼，网通宽视界，公安部，教育部巡考等标准都使用SIP协议来构架整个监控平台。这些标准在具体的某些SIP方法的使用和SIP协议所承载的内容描述协议上有些区别，但是SIP的整体框架还是一致的。

    我们以全球眼为例，说明如何以SIP协议架构搭建监控平台，下图是全球眼一个单域的系统架构：

    单域监控系统是指实现一个网络视频监控系统中，由必备的网元组成的可实现视频监控业务的基本系统。单域的监控系统的关键特征是拥有视频监控信令控制的CMS和业务资源管理的SM，并以此为中心管理前端单元、客户端单元、视频存储和转发单元等。SM在CMS之上，更多的是一些业务管理的功能，CMS是网络视频监控系统的中心管理服务器，在平台中起到本域系统内CCS、VTDU、NSM等设备的管理、信令和业务的策略控制等作用，更多的偏向于业务的处理，CCS 是网络视频监控系统中心管理单元，在平台中主要起到SIP接入处理服务器作用，那么我们可以理解CCS为SIP中的一个逻辑单元B2BUA，负责SIP信令的转发和控制。PU和CU我们则可以理解为SIP的UA，在不同的功能应用作为SIP的UAC或者UAS逻辑单元，PAG，CAG是网络视频监控系统的前端接入网关，实现的是SIP Proxy的功能。在理解各个主要的单元对应的SIP的逻辑单元以后，我们就可以理解整个系统的信令流程，CU和PU注册到对应的CAG或者PAG，保持心跳，CU发起信令请求通过CAG转发到CCS，在CMS做策略控制后，再将SIP信令通过PAG转发给PU，完成一次信令发送的流程。

    SIP作为监控平台信令承载协议除了提供标准化的接口外，还提供了实现许多业务机制的能力。用户定位的功能能满足监控平台对监控对象的寻址要求，CU只需要通过特定的编号就能完成对前端设备的所有操作。终端能力协商机制可以用来实现CU和PU类似视频编码参数等能力的交换，使用户在协商中能获得前端设备的相关能力。事务的机制可以用来保证消息的可靠性，通过重发和超时的机制，SIP协议栈自己完成对消息的可靠发送。会话的建立机制可以用来很好的完成一次视频请求呼叫或者一次控制操作。

    SIP协议只提供了会话建立的机制，完成一个监控业务还必须要相关会话内容描述协议支持。在不同的地方和行业监控标准中，会话内容描述协议所使用的标准并不相同，主流的有2种意见：SDP和XML。SDP作为SIP协议的标准会话描述协议，在可视电话等业务中应用广泛，但是其是否适用于联网监控的需要，很多厂商有不同的意见。而XML作为联网监控的业务描述协议已经在业内使用相当广泛，完全能够适应目前联网监控的业务描述需求，但是SDP的支持者认为使用XML将使监控平台协议标准化的努力沦为空谈。随着联网监控标准化的深入，SDP和XML之争也必将继续下去。

    无论如何，SIP协议成为大型集中监控平台的主流信令协议正日益受到各大监控厂商的重视，海康威视作为拥有前端监控设备的厂商，参与制定了众多行业和地区联网监控标准，并对SIP协议做了深入的研究。目前在中间件上实现了以SIP协议栈为核心的监控系统，并已经在前端设备中完成了SIP协议栈的开发。