开放式业务结构和API技术

1 引言

　　众所周知，20世纪90年代标准化的智能网技术首次提出业务控制和网络控制分离的思想，定义了自顶向下功能分解的4个平面结构。智能网技术采用业务独立模块(SIB)实现软件重用和快速创建新的增值业务，基于广泛部署的7号信令协议，成功地建立了PSTN/ISDN/PLMN电路交换网的智能业务体系结构，赢得了巨大的市场。

　　虽然智能网在传统电信网中取得了令人信服的成功，然而它依然是一个封闭系统，业务控制和业务创建环境只能由网络运营商来开发。采用的控制方式仍然是电信网传统的集中控制模式，快速创建业务基于的SIB技术面向过程，其部署完全依赖于电信网专用的7号信令协议。因此，智能网技术尚不能适应下一代网络业务综合、技术融合、IP分组化和网络智能分布的发展趋势。

　　由此可知，目前通信网的业务完全由网络提供商(NP)提供，是一个封闭的、垄断的系统结构。其优点是继承电信网已有的运营模式，具有良好的商业模型，能确保业务收益和投资回报，同时又能确保业务体系的安全性、可靠性和可扩展性。但是其突出的问题是：从技术经济性考虑，部署和开发的重点只能是大容量的公众业务，难以考虑量大、面广的小用户群和动态业务；较难支持与IT应用的有机结合；个性化和快速业务生成能力不足。因此，下一代网络的发展要求将网络运营和业务运营相分离，形成一个独立于网络提供商的业务提供商(SP)。这样，就可形成由多方构成的开放式价值链，各参与方共同提供和使用业务，共同获益。其中，网络提供商可以籍此提高网络利用率，增加收益；业务提供商利用网络提供商提供的基础设施构建多种业务，有市场前景的业务正是网络新技术赖以生存的基础；应用开发商创建可在异种网络间互连互通的新型业务；端用户则可以享用丰富的业务，他们的消费成为业务提供商的收益。

　　为了实现上述分离，必须重新构思新一代开放式的网络业务体系结构，其关键技术之一就是应用编程接口(API)。借助于API提供业务信息抽象模型，屏蔽复杂的底层网络实现细节，使业务开发者可以采用面向对象/组件技术创建和部署各种业务。本文着重介绍开放式业务体系结构和API技术的发展动态。

　　2 OSA结构及API

　　自20世纪90年代中期以来，经过多年反复研究和实践，软交换已被业界认同为下一代网络(NGN)较好的演进模型，它采用分层方法定义未来的网络结构。该结构主要有3层：传送层、控制和信令层以及业务层，籍此实现媒体传送和呼叫控制的分离以及呼叫控制和业务控制的分离。其中，业务层是网络能力的抽象，具体实现可以是提供各种基本网络功能的服务器。通过业务层的设置，网络功能将向第3方开放。在该层之上，可以部署由独立的业务提供商运营的各种应用服务器(AP)，在其上开发满足用户特定需求的应用业务逻辑，业务逻辑中内嵌调用业务层功能的API函数。此时，应用服务器相当于应用编程接口的客户端，业务层相当于应用编程接口的服务器端。

　　目前最有影响的API有两个：一是由各国主要通信制造商和运营商联合开发的Parlay，已成立专门的Parlay标准化组织，推进该技术的更新、发展和应用；另外一个是由SUN公司开发的基于JAVA的JAIN。这两个API互相补充和借鉴，日益广泛地应用于IP通信网络。欧洲电信界最具权威的两大标准化组织：ETSI(欧洲电信标准协会)和3GPP(第3代移动通信合作伙伴计划)都采用Parlay作为NGN和3G网络业务提供的支撑技术，3GPP据此提出了开放式业务架构(OSA)。因此，常可将此API标准体系称为Parlay/ETSI/3GPP。鉴于API对于网络智能实现的重要性，ITU-T归口研究智能网标准的第11研究组(SG11)设立了专题研究课题，总结已有的API，提出API的选用建议，最终将给出技术报告“网络控制和应用层之间的API/对象接口参考文件”。同时，研究分布对象技术的CORBA(公共对象请求代理结构)组织和研究信息网络一般结构的TINAC(电信信息组网结构集团)组织分别就业务管理机制和智能业务网络模型提出了建议。其中TINAC的主要贡献并不在于具体的协议或接口，而在于其业务建模思想。虽然该组织已宣布解散，但是其提出的思想被相关组织不同程度地接受，体现在有关的技术标准中。因此，和具体实现直接相关的主要是Parlay和JAIN两大技术标准。

　　3 Parlay技术

　　Parlay组织于1998年由BT(英国电信)、MS(微软)、Nortel、西门子和Ulticom联合发起成立，现成员单位已逾40个，研究范围也由原先的呼叫控制扩展为无线、IP以及内容计费、移动电子商务和文档管理等应用。目前部署最多的是Parlay2.1标准，2002年5月发布了Parlay3.0标准，现正在研究Parlay4.0。

　　在国际上Parlay已开始部署用于实际应用系统。2002年4月 Oksijen公司宣布已部署世界上第一个基于OSA/Parlay的商用智能网(IN)系统；2002年5月Kabira公司推出Parlay计费网关，供无线运营商对第3方内容进行计费；2002年6月 Oracle和爱立信公司联手向Java开发者开放3G市场。

　　Parlay基于的网络结构如图1所示。它包括两类接口。一类是业务接口，定义具体业务的功能实现。其主要功能包括：

图1 Parlay结构

• 通用呼叫管理业务(GCCS)
  
• 通用消息业务(GMS)
  
• 通用用户交互(GUI)
  
• 通用应用接口
  

　　另一类是框架(Framework)接口，定义业务管理和第3方控制管理功能。主要功能包括：

• 业务登记、申请、发现
  
• 认证和授权
  
• 完整性管理
  

　　ETSI主要研究如何利用Parlay将目前封闭的智能网功能向第三方开放，该项任务由负责研究交换和信令协议以及网络结构的SPAN12(高级网络的业务和协议)工作组执行，其主要研究成果是提出了用抽象的IDL(接口定义语言)定义的智能网SCF(业务控制功能)和第三方之间的业务应用接口。

　　3GPP则基于Parlay提出了第3代移动通信网提供业务的OSA结构。其中，各类应用服务器可由独立的第3方开发，它们通过Parlay调用基本的网络功能，包括用户定位、呼叫控制等，实现这些基本功能的设备可为各种能力服务器，它们构成了Parlay的服务器端平台。该平台通过相应的接口协议调用移动网络相关的实体动作，如用户定位的HLR(原籍位置登记器)、WAP网关等。OSA通过向业务提供商提供一种开放的、标准的、统一的网络应用编程接口，为移动通信用户提供个性化业务，并通过将业务部署和底层网络的分离，使第三方业务提供商能公平地参与竞争，以利于实现多厂商环境和快速部署新业务。

　　4 JAIN技术

　　JAIN由SUN公司开发，是一组基于桌面和服务器JAVA技术的API，其宗旨是使用户能够在桌面计算机上方便地开发各种电信网络应用。因此，又可称为面向综合网络的JAVA API。这里的综合网络包括传统的PSTN/ISDN、无线网络和IP/ATM分组网络。其设计的主要目的是支持IP/IN结合，以便在JAVA平台上迅速部署下一代电信业务。

　　JAIN有3个主要技术目的：

　　(1)业务可移植性

　　具有业务可移植性的含义为一次性编写，任何环境运行。将各种电信网络的专用接口融合为一个统一的编程接口。这样，对于一种业务只需编写一次应用程序，就可以在各种网络上运行。

　　(2)网络融合

　　网络融合的含义为支持任何网络。构想的应用既可以在PSTN/ISDN上运行，也可以在移动/分组网络上运行，还可以设计实现融合异种网络能力的新的业务。

　　(3)安全的网络接入

　　安全的网络接入的含义为可由任何人使用。位于网络之外的第三方应用可以通过该API直接访问网络资源和设备。

　　JAIN结构模型自上而下分为4层：应用层、业务层、协议层和网络层。其中，网络层就是各类实体网络，包括传统电信网的SSP(业务交换点)/交换机、移动网的MSC(移动交换中心)以及IP通信网的SSW(软交换机)/MGC(媒体网关控制器)/GK(网守)等。业务最终由这些网元完成。协议层就是上述各类网络的控制信令，例如传统电信网的ISUP/INAP/TCAP，移动网的MAP以及IP通信网的SIP/H.323/H.248等。业务层是各类网络的业务控制实体，例如传统电信网的SCP(业务控制点)、移动网的BSC(基站控制器)/HLR(归属位置寄存器)/VLR(访问位置登记器)/MSC(移动交换中心)组合系统，以及IP通信网的应用服务器，这些实体通过相应的信令协议控制网络层实体完成所需的业务。最上层的应用层则是在JAVA平台上的具体应用程序，通过JAIN编程接口调用下层的业务层和协议层功能，实现构想的各种应用。JAIN使复杂的网络信令和业务实现过程对于用户屏蔽，使得用户可以专注于应用逻辑的开发，而不必关注具体网络的实现细节。

　　JAIN包含3类API：

　　(1)业务API

　　其作用是业务创建和执行的管理以及不可信任第三方接入系统的安全性管理。典型的API包括负责业务创建的JSCE、负责业务配置和生命期管理的JSLEE和负责第三方接入的框架API。

　　(2)应用API

　　其作用是各类基本网络能力的实现。对于呼叫控制能力来说，其典型的API就是负责基本呼叫控制的JCC和负责在呼叫任意阶段调用增值业务的协调和事务管理的JCAT。JCC和JCAT结合，可以对任意网络任意类型的呼叫，按统一的模型支持呼叫启动、处理、应答和观察。

　　(3)协议API

　　其作用是实现各类网络信令协议。这是JAIN的重要特点，已定义多种API，支持从传统电信网到IP通信网的多种协议。

　　图2给出表示上述分类的JAIN API分层结构。其中，不信任第三方通过业务API安全接入，受信任第三方直接接入，由此构成安全的电信应用平台，其上运行业务管理JSLEE。图2仅示出呼叫控制业务的API，该类API调用相应的协议API，支持应用在各类网络上的实现。
JAIN和Parlay是两个并行发展各具特色的API，各自拥有相当的市场。两者相比，Parlay是由电信界设计开发的，其呼叫控制API的定义借鉴电信网模型，考虑得比较周全，应用编程接口采用抽象的UML(通用建模语言)定义，可以用不同的编程语言实现；JAIN是由计算机界设计开发的，其协议API考虑得比较周全，应用编程接口采用JAVA语言定义和实现，可充分利用丰富的JAVA资源。目前，两者不断互相借鉴和融合，基本走向是呼叫控制API借鉴Parlay的定义，协议API借鉴JAIN的定义，实现语言以JAVA为最具挑战性。

图2 JAIN AP的分层结构

　　5 Parlay实现技术

　　对于以呼叫控制为核心的电信网来说，Parlay的地位十分重要。利用Parlay实现开放式业务控制的网络结构如图3所示。其硬件实体主要包括应用服务器和Parlay网关。前者由业务提供商提供，可以位于提供业务的企业网内，也可以外包实现，位于Internet中；后者由网络运营商提供，其上装载各种基本业务能力服务器，如呼叫控制服务器、用户交互服务器、通用消息传讯服务器等，以及负责事件通知和协调功能的各类业务管理器。Parlay网关负责解释和处理Parlay API请求，将其转换为相应的底层网络信令协议。

图3 Parlay实现的网络结构

　　其软件实体主要包括Parlay客户端程序、Parlay服务器端程序以及两者之间的分布对象计算环境，典型的环境可为CORBA和DCOM。

　　6 结论

　　随着IT技术日新月异地更新和信息需求日益丰富和成熟，业界越来越重视网络业务的开放性和个性化，它直接关系到新的网络技术的成败。经过多年的探索和实践，人们逐渐认同基于API的开放式业务体系结构，它将是下一代网络提供业务的基本构架。其中最值得关注的就是Parlay和JAIN两大API标准。借助于OSA结构和API技术，可望高效率地快速开发增值业务，促进网络的演进和融合。

[摘要] 文章根据智能网的现状和问题，引出了下一代网络开放式业务结构(OSA)的概念，概要阐述了OSA结构及其关键技术？？应用编程接口(API)的技术特点，展开分析了两大API技术？？Parlay和JAIN，并简要介绍了Parlay实现技术。

[关键词] 下一代网络；开放式业务体系结构；应用编程接口；开放式分布处理

[Abstract] The concept of Open Service Access (OSA) architecture of Next Generation Networks (NGN) is introduced based on the status and problems involved in Intelligent Networks (IN). An overview is given to the technical features of OSA architecture and its key technology？Application Programming Interface (API), and extended analysis of two key API technologies, Parlay and JAIN, is followed. Finally a brief introduction is provided to Parlay implementation techniques.

[Keywords] Next generation network; Open service architecture; Application programming interface; Open distributed processing