diplomarbeit prototypische implementierung eines virtual handshaking zwischen zwei telefonen zum...

Diplomarbeit

Prototypische Implementierung eines„Virtual Handshaking“

zwischen zwei Telefonenzum Austausch multimedialer assoziierter

Daten

von

Markus Thurner

28.04.2008

Lehrstuhl für KommunikationssystemeInstitut fürInformatik

Lehrstuhl für Kommunikationssysteme

1. Entstehung

2. Zielsetzung

3. Grundlagen

4. Analyse

5. Entwurf und Implementierung

6. Zusammenfassung und Ausblick

Institut fürInformatik

Inhalt


Inhalt

07.05.2007 erstes großes Meeting

Strategie-Workshop mit Siemens

24.05.2007 zweites Meeting

Vorschläge der Studenten bezüglich Anwender- beziehungsweise Nutzersicht in Form einer

Präsentation

26.07.2007 letztes Treffen mit Siemens

Definition der Diplomarbeiten zu Openstage Applikationen

1. Entstehung


1. Austausch elektronischer Visitenkarten während des Telefonats

Möglichkeiten:

Automatische Aktualisierung des Adressbuchs

Darstellung der Kontakte auf dem Telefon

Manuelle Einpflegung in das Adressbuch entfällt

1. Entstehung 2. Zielsetzung


0 – 50 % of connections50 – 100 % of connections

1. Austausch elektronischer Visitenkarten während des Telefonats

2. Austausch der Daten über eine heterogene Netzstruktur

Heterogene IP- & Telefonwelt

Nutzlast

SIP-Server SIP-Server

Gateway

POT

Plain old telephonySignalisierung

Gateway

Teilnehmer AFirmennetzwerk A

Teilnehmer BFirmennetzwerk B

2. Zielsetzung


1. Verbindungsaufbau über Session Initiation Protocol (SIP)

Verwendet Hilfsprotokoll Session Description Protocol (SDP)

2. Transport der Sprachpakete etc. über Realtime Transport Protocol (RTP)

3. Netzübergang wird durch Gateways sichergestellt

Media Gateways

Signalling Gateways


Nutzlast


Gateway

POT


Gateway



3. Grundlagen 2. Zielsetzung

Call Control-Ebene / Verwaltet Telefonat

Sequenzielle Anordnung / Auswerten von RequestsFasst Transaktionen zu einer Sitzung zusammen


1. SIP SoftPhone

Frei zugänglicher Quellcode

Vollständig in Java implementierter Protokollstack

MjSipUA

RFC 3261 konforme Implementierung

Dokumentation leider unvollständig

Transaktionsverwaltung / Timeouts

Versenden und Empfangen von SIP-Nachrichten

4. Analyse 3. Grundlagen


2. Datenaustausch via DTMF

Dual-Tone Multifrequency (Wählverfahren)

Sowohl in analogen als auch in IP-Netzen verwendbar

Versenden von DTMF-Signalen nach RFC 4733

innerhalb von RTP-Paketen

Erste Möglichkeit: Durch Angabe der überlagerten Frequenzen

4. Analyse


2. Datenaustausch via DTMF

Dual-Tone Multifrequency (Wählverfahren)

Sowohl in analogen als auch in IP-Netzen verwendbar

Versenden von DTMF-Signalen nach RFC 4733

innerhalb von RTP-Paketen

Zweite Möglichkeit: Durch Angabe von Events

4. Analyse


2. Anforderungen an die Gateways

Physikalische Schnittstellen

SIP-Standard / Sprachcodecs

SS7 Signalisierung

RFC 4733

Hardware für die Verarbeitung von DTMF-Signalen


Nutzlast


Gateway

POT


Gateway



4. Analyse


3. vCard Format

RFC 2426 Virtual Card Format

Standardisiertes Dateiformat für digitale Visitenkarten

Einfache Dateien in Klartext

Bietet Möglichkeiten, Audio- und Videodaten anzuhängen

Eigenschaft ´;´ Parameter ´:´ Wert

4. Analyse


4. Übertragung der vCard

Umwandlung der Textdatei in DTMF-Signale ungeeignet

Zuordnung eigener, auf die SoftClients bezogener Adressen

Verwendung des weit verbreiteten E-Mail Dienstes

Vorraussetzung: Endgeräte benötigen Zugang zu einem Mail Server


Nutzlast


Gateway

POT


Gateway



Mail Server

Mail Server

4. Analyse


1. Erweiterung des Graphical User Interface

Adresszeile und vereinfachtes Adressbuch für die Zielrufnummer

Infozeile gibt den aktuellen, am SIP-Server angemeldeten Account an

Statusanzeige gibt an, in welchem Status sich der Client befindet

Wähltaste zum Initiieren eines Anrufs

Auflegtaste, um den Anruf zu beenden oder um den aktuellen Vorgang abzubrechen

Taste zum Öffnen der VHS-Oberfläche

5. Entwurf und Implementierung 4. Analyse


1. Erweiterung des Graphical User Interface



2. Abfangen und Initialisieren von Ereignissen

Provider → Listener Modell

Listener-Klasse wartet auf Ereignisse

Provider-Klasse meldet Ereignisse



3. Initialisierung des VHS und Versenden der DTMF Signale

Alice BobGateway 1 Gateway 2

PSTN

RTP Pakete

SIP Signalisierung

PSTN Signalisierung (z.B. SS7)

Netzinterne DTMF Übertragung

RTP RTP

DTMF via RTP DTMF via RTP

RE-INVITE

RE-INVITETRYING (100)

OK (180)

OK (180)

ACK

ACK



3. Initialisierung des VHS und Versenden der DTMF Signale

Klasse UserAgent realisiert alle wesentlichen

Funktionen eines SoftPhones

Startet und beendet Media-Anwendung

Reagiert auf SIP-Signalisierungsnachrichten

Erzeuge RE-INVITE mit neuem Session Descriptor

Erweiterung des Listeners für RE-INVITE Nachrichten

Erweiterung des Listeners für OK (180) Nachrichten



4. Erzeugen von RTP Paketen

Zur Generierung der RTP-Pakete wird auf die Klasse RtpPacket zurückgegriffen

Für die Generierung der nach RFC 4733 vorgeschriebenen Nutzlast wurde eine RtpPayload Klasse erstellt



5. Senden und Empfangen von DTMF-Signalen

DTMFtransmitter eigentliche Programmlogik

RtpStreamSender wurde für einzelne Events modifiziert

RtpStreamReceiver schreibt ankommende Daten in ein RtpPaket Objekt




6. Senden und Abrufen von E-Mail

Soll eigene vCard

versendet

werden ?

Versende eigene vCard

Teste E-Mailkont

o auf neue E-

Mails

Stimmt Betreff

mit Call-ID

überein?

Beende VHS

Werte vCard aus

Rufe E-Mail ab

Dem Inhalt

vertrauen ?

Ja

Nein

Call-ID = Betreff

Call-ID ≠ Betreff

Keine neuen E-Mails vorhanden

Neue E-Mail im Postfach

Ja

Nein

Alice Bob



6. Senden und Abrufen von E-Mail

Client enthält drei wesentliche Funktionen

Abrufen per POP3

Senden durch SMTP

Wenn vCard angekommen, dann rufe E-Mail ab




7. Auswerten / Erzeugen der Daten

vCardAnalyzer zum Auslesen lokal

gespeicherter vCards

vCardGenerator schreibt Daten in

eine neue Datei



Erfolgschancen

Überprüfen auf verloren gegangene Pakete nimmt zu viel Zeit in Anspruch

Jedes Paket wird nur einmal gesendet

Mind. in 10% der getesteten Versuche tritt ein Paketverlust auf

Alternative Ansätze

Anbieten der vCards über Webseiten wie MySpace oder Facebook

Klassisches Telefonnetz veraltet

ISDN nahezu überall verfügbar

Anstatt DTMF-Signale zu versenden eventuell den 64k/bit Signalisierungskanal verwenden (ISUP-Nachrichten)

6. Zusammenfassung und Ausblick 5. Entwurf und Implementierung

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