软交换技术(2)

下一代网络概念的提出对软交换技术的发展起到了推波助澜的作用，软交换是下一代网络的控制核心。本期涉及下一代网络的特点及基于软交换技术的下一代网络的演进策略，并对基于软交换的开放业务提供进行了详细介绍。上一期介绍了软交换的体系结构、功能和对外接口。下一期将介绍软交换的标准化、软交换的应用和产品情况。

　　5 软交换与下一代网络

　　随着技术的进步和需求的提高，能够提供集话音、数据、图像等于一体的多媒体综合业务的开放分层的下一代网络(NGN)体系结构已逐步明朗，下一代网络成为网络的发展方向和热点。
软交换是下一代网络呼叫与控制的核心。软交换技术作为业务与控制、控制与承载分离思想的体现，是NGN体系结构中的关键技术。其核心思想是硬件软件化，通过软件来实现原来交换机的控制、接续和业务处理等功能，各实体间通过标准协议进行连接和通信，便于在NGN中快速方便地提供业务。

　　5.1 下一代网络的概念和特点

　　下一代网络是一个广义的概念，不同领域的专家对于下一代网络有自己的不同理解。总的来说，NGN泛指不同于目前一代的、以数据为中心的融合网络。它基于开放的网络构架，可以提供包括话音、数据和多媒体等各种业务。其最终目标是实现在任何时间(Whenever)、任何地点(Wherever)，以任何方式(Whatever)和任何人(Whoever)进行通信。实际上，NGN包含了正在发生的多种网络变革，是电信网络发展的方向。概括起来，有如下特点：

　　(1)开放的体系结构

　　下一代网络将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分各自独立发展，部件间的接口基于开放的标准协议。网络的部件化便于电信网络逐步走向开放，运营商可以根据自身业务的需求选择市场上的优势产品来组建自己的网络，同时部件间接口的标准化又保证了不同厂家部件的互通及各种异构网的互通。

　　(2)业务驱动的网络

　　与传统的以技术驱动的网络不同，下一代网络是业务驱动的网络。下一代网络将业务与呼叫控制分离，呼叫控制与承载分离。分离的目标是使业务真正独立于网络，为快速、灵活、有效地提供新业务创造了有利条件：业务不再受制于网络承载类型及控制方式，便于第3方业务及新型业务的快速接入，同时用户可以自行配置和定制自己的业务。

　　(3)基于统一协议的包交换网络

　　现有的信息网络，无论是电信网、计算机网和有线电视网均不可能以单一网络为基础平台来构造信息基础设施，但近几年随着IP的发展，人们认识到电信网络、计算机网络及有线电视网络将最终汇集到统一的IP网络，基于IP的包交换网络将成为下一代网络的交换和传送平台。

　　(4)设备接入综合化

　　下一代网络将支持众多的协议，通过这些协议对各种接入设备进行统一控制，从而最大限度地发挥网络的性能。

　　(5)设备控制策略化

　　下一代网络将采用基于策略的设备控制机制，通过专门的策略服务器可以对相关策略进行增加、修改和删除，便于对网络设备的工作过程进行动态干预和集中维护。

　　5.2 基于软交换的下一代网络演进策略

　　对各大运营商来讲，建设NGN并不意味着要推倒现有网络去新建一个理想的NGN模型，而是如何由现有网络演进到NGN，力争在日益激烈的业务市场中继续保持主导地位。目前，话音业务和数据业务分别由两个分开的网络来支撑。传统的电话网在发达国家基本不再投入，但在中国发展潜力依然很大，而且电话业务仍然是电信公司的主要收入来源；数据通信网主要以IP网络为主，IP技术发展速度很快，在灵活性、开放性等方面具有很大优势，但在服务质量、可靠性等方面还有很大不足。因此，在向NGN演进的同时，应考虑如何保护现有电话网的资源和由其带来的经济效益。总的来说，向NGN的演进有两大策略：以综合交换机为主的混合网策略和以软交换为核心的重叠网策略。

　　(1)混合网策略

　　混合网策略也称综合节点策略。其核心思想是通过开发新一代的综合交换机来进一步改进电路交换网，提高交换节点的效率，扩大交换节点的容量，减少连接的复杂性，降低交换网络成本，同时仍保留原有全部交换功能，从而使得电话业务得到继续发展。该策略的综合交换机主要采用ATM技术，同时具有宽、窄带接入能力，以及TDM中继、ATM中继和IP网关的功能。这种策略的主要优点是可以提供语音和数据的综合平台，便于最终向分组网的过渡。缺点是网络升级难度大、费用高，同时，由于其体系结构封闭，对第3方业务和新业务的提供受限，因此，目前这一策略并没得到广泛的认同，建议作为一种过渡策略来考虑。

　　(2)重叠网策略

　　重叠网策略的核心思想是保留现有电路交换网资源不变，让其独立发展，同时在PSTN与ATM或IP网间设置网关和软交换设备，网关完成PSTN与ATM或IP的互通功能，软交换完成呼叫控制功能，从而建立PSTN与ATM或IP网的呼叫关系。重叠网策略着重于业务层的融合，便于对网络进行统一管理和快速部署新业务，可作为向NGN演进的长远解决方案。在演进次序上，可从长途层、汇接层到端局层和接入层，从支持多媒体等新型业务到支持移动语音、高速移动数据，分步推进。

　　6 基于软交换的开放业务提供

　　在下一代网络中，现有电话网中的一些基本业务和补充业务在软交换中直接提供，增值业务由应用服务器提供。应用服务器主要有两种业务提供方式：

　　(1)通过开放的应用编程接口(API)或接口协议，完成应用服务器和软交换间的通信，同时应用服务器提供各种应用编程接口，为第3方应用提供开发和接入平台。

　　(2)将AIN/IN的业务交换点(SSP)功能置于应用服务器上，由应用服务器来负责适当的呼叫模式， 并通过智能网应用协议(INAP)和智能网中已有的业务控制点(SCP)通信，在应用目前已经存在的智能业务的同时，又可开发新的智能业务。

　　6.1 基于软交换的增值业务框架结构

　　国际软交换协会(ISC)应用工作组的成果之一是提出了在下一代分组话音网中提供增值业务的框架结构，如图3所示。

图3 基于软交换的增值业务框架结构

　　在该体系结构中，引入了应用服务器和媒体服务器两个逻辑成分。其中，应用服务器负责各种增值业务的逻辑产生和管理，处理与软交换间的接口信息，同时还提供各种开放的API，为第3方业务的开发提供平台。媒体服务器用于提供特殊的媒体资源，并提供到媒体网关的承载接口。

　　6.2 软交换与应用服务器之间的交互

　　软交换与应用服务器间通过SIP协议进行通信。SIP协议具有建立、拆除和管理端点间会话的功能，所以软交换既能建立也可取消至应用服务器的呼叫，同样，应用服务器也能建立和取消至软交换的呼叫，并且应用服务器还具有转换主叫和被叫方信息、保持和恢复连接、转移会话以及建立多方连接的能力。

　　软交换可作为SIP用户代理。应用服务器则可作为SIP用户代理、重定向服务器、代理服务器或第3方呼叫控制器。软交换与应用服务器间可以直接通信，也可以通过代理服务器进行通信。软交换可利用注册机制动态得知应用服务器的存在，也可通过在软交换中配置应用服务器的地址信息静态得知应用服务器的存在。

　　软交换和应用服务器间控制流的交互过程如下：

　　(1)软交换根据一定的触发条件(可以基于主叫、被叫或其他机制)决定呼叫将被转至应用服务器进行增值业务处理。　　

　　(2)软交换根据触发信息确定应用服务器的地址，并通过发送SIP请求信息(包括适当的呼叫信息)将呼叫转至应用服务器。

　　(3)应用服务器收到SIP请求后，调用相应的增值业务。在此，应用服务器可进行以下一项或两项动作：　　

　　a.重定向。向软交换发送一个新的目的地址将呼叫重定向。该机制可用于面向地址转换和路由的业务。
　　b.接受和传送。分配媒体服务器中的媒体资源，并命令软交换连接至媒体资源通道。用户与媒体资源的交互结束以后，应将呼叫转移至新的目的地并退出呼叫。此机制可用于面向媒体的业务，如主叫卡业务和传真存储/转发业务。
　　c.代理。应用服务器将呼叫返回给软交换。应用服务器可监视所有后续的呼叫事件。此机制可用于面向事件的业务，如记帐卡和计时业务。

　　除此之外，应用服务器也可能基于其他输入条件发起呼叫，如Web事件、E-mail、立即消息等，应用服务器可以支持第3方呼叫控制。

　　6.3 应用服务器与媒体服务器间的交互

　　媒体服务器用于提供特殊的资源供应用服务器上的增值业务使用。应用服务器从媒体服务器请求资源，并将该资源与一定的业务实例相关联，然后，应用服务器请求将实时传送协议(RTP)媒体流重定向到被选资源。应用服务器与媒体服务器间可采用H.248/Megaco、媒体网关控制协议(MGCP)或SIP协议。

　　6.4 应用服务器间的交互

　　应用服务器间也可以利用SIP协议进行交互。这样，就可以将两个或多个位于相同或不同应用服务器上的增值业务联系起来，向用户提供一套完整的增值业务解决方案。应用服务器间的功能交互如图4所示。其中，最下面的应用服务器作为协调服务器提供协调功能??也称为业务级路由功能。这样，软交换就可以将一些复杂的、耗时的功能交互的管理交给协调服务器，由协调服务器来管理与其他应用服务器的交互。这对将大量的增值业务引入软交换网络很重要。

图4 应用服务器间的功能交互

　　6.5 业务应用编程接口

　　NGN的一个最大优势就是在提供现有网络提供的业务的同时，能够快速经济地引入一些激动人心的新的增值业务。其中，软交换只提供一些基本业务和补充业务，而对增值业务的处理则从软交换中移出。应用服务器提供快速有效地部署增值业务的环境，并提供各种应用编程接口(API)，如JTAPI、JAIN、Parlay、CPL、CGI和Servlet等。这些接口开放、灵活的特性使得在创建、管理和部署新业务时不必更新或升级软交换设备，减少了业务提供的周期和费用。

　　6.5.1 Parlay应用编程接口

　　目前，国际上比较流行的API是Parlay。Parlay API是一组开放的应用编程接口，为网络业务的创建和开发提供一种标准化的、安全简便的方法，从而实现业务的可携性，比如在第2代移动通信中开发的业务同样也可以用于第3代移动通信。Parlay应用编程接口与具体的网络技术和协议无关，第3方业务开发商、独立软件提供商可以利用Parlay所提供的资源对网络进行控制从而达到生成新业务的目的，使大量新业务的应用成为可能。Parlay应用编程接口主要适用于混合网，具有简单、易扩充、可应用于不同类型的网络和业务的特点。

　　为了支持Parlay，应用服务器作为Parlay服务器，向外部应用提供Parlay API，并提供与软交换的交互以完成呼叫控制功能。在这种方式中，应用服务器作为Parlay API和SIP之间的代理，用于连接软交换。将来，应用服务器有可能直接与所有的网络实体交互。
Parlay应用编程接口的体系结构如图5所示。

图5 Parlay API的体系结构

　　Parlay应用编程接口由两个接口部分组成：

　　(1)业务接口

　　向应用程序提供访问网络资源和信息的能力，包括呼叫处理业务接口(如通用业务、通用呼叫控制业务、多方呼叫控制业务、多媒体呼叫控制业务、会议呼叫控制业务、通用用户交互业务、呼叫用户交互业务)、通用消息业务接口、移动性业务接口以及连通性管理业务接口。

　　(2)框架接口

　　为业务接口提供一定的支撑环境，使其能够提供一种开放的、安全的、易恢复和管理的服务，包括业务注册和订阅，发现、认证和授权以及综合管理等。

　　6.5.2 SIP工具

　　SIP用于多媒体会话的建立、控制和拆除，通常与因特网工程任务组(IETF)的其他协议如RTP、SDP等联合使用。IETF意识到基于协议提供应用的局限性，提出了几种分别面向端用户和有经验的开发人员的工具：

　　(1)SIP CPL
　　一种基于XML、面向端用户的开发工具。其缺点是脚本必须与会话控制放在一起，可开发的应用非常有限。

　　(2)SIP CGI
　　一种基于HTTP CGI、面向有经验的开发人员的开发工具。其限制较少，但脚本仍然与会话控制放在一起，目前被认为是过时的。

　　(3)SIP Servlet API
　　SIP Servlet是一种基于HTTP Servlet、面向有经验的开发人员的开发工具，被认为是一种最有前途的开发工具。
总的来说，这些开发工具与具体协议结合紧密，不适合混合网络的情况，不适合3G环境中应用的开发。而Parlay API则正好弥补了这一不足，因此得到广泛认同。(待续)