軟交換及其業(yè)務(wù)

趙慧玲 單秀云 2001/02/08

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7． 基于軟交換的業(yè)務(wù)提供

軟交換本身可以提供現有電話(huà)網(wǎng)中的一些基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，但由于軟交換的靈活性，它還可以與智能網(wǎng)的SCP相結合，提供各種智能業(yè)務(wù)，并且，通過(guò)引入一個(gè)新的組件-應用服務(wù)器（Application Server），軟交換還可以為三方應用提供應用平臺，不僅提高了服務(wù)的種類(lèi)，而且加快了服務(wù)應用的速度。

（1） 基于軟交換的增值業(yè)務(wù)架構

軟交換體系結構中引入了一個(gè)新的組件應用服務(wù)器(Application Server)，應用服務(wù)器是專(zhuān)為增值業(yè)務(wù)而引入的。應用服務(wù)器負責各種增值業(yè)務(wù)的邏輯產(chǎn)生和管理，并且還提供各種開(kāi)放的API，為第三方業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)提供創(chuàng )作平臺。應用服務(wù)器是一個(gè)獨立的組件，與控制層的軟交換無(wú)關(guān)，從而實(shí)現了業(yè)務(wù)與呼叫控制的分離，有利于新業(yè)務(wù)的引入。基于軟交換的增值業(yè)務(wù)架構如圖4所示

圖4基于軟交換的增值業(yè)務(wù)架構

應用服務(wù)器（Application Server）：提供增值業(yè)務(wù)的執行，管理和開(kāi)發(fā)平臺，處理與軟交換間的接口信令。

媒體服務(wù)器（Media Server）：提供特殊業(yè)務(wù)（如IVR﹑會(huì )議﹑傳真）的資源平臺，處理與媒體網(wǎng)關(guān)間的承載接口。

組件間的接口如下：

• RTP-此協(xié)議用于傳輸媒體網(wǎng)關(guān)和媒體服務(wù)器間的媒體流。
• SIP-此協(xié)議用于應用服務(wù)器和軟交換間的通信，使得軟交換可將需要增值業(yè)務(wù)的呼叫發(fā)至應用服務(wù)器進(jìn)行增值業(yè)務(wù)處理。

應用服務(wù)器和軟交換間用SIP協(xié)議進(jìn)行通信，而SIP是用于創(chuàng )建，修改和終止呼叫的應用層控制（信令）協(xié)議，這樣，使得應用服務(wù)器可以涉入呼叫的控制方面，但不能對媒體資源作出控制，而媒體服務(wù)器則可提供這方面的功能，讓媒體服務(wù)器與應用服務(wù)器相配合，就可讓?xiě)�用服�?wù)器處理呼叫的信令方面(SIP)，而媒體服務(wù)器負責處理媒體流(RTP)，這樣就可支持那些需要控制媒體流的業(yè)務(wù)，如IVR﹑會(huì )議﹑傳真﹑媒體混合等。當然，如果業(yè)務(wù)不需要對媒體的控制功能，如編號轉換﹑轉發(fā)﹑路由相關(guān)業(yè)務(wù)等，那么這些業(yè)務(wù)僅用應用服務(wù)器就能支持。另外，由于媒體網(wǎng)關(guān)具備媒體服務(wù)器的一部分或所有的功能，隨著(zhù)SIP協(xié)議的進(jìn)一步擴展，應用服務(wù)器則可以通過(guò)軟交換從媒體網(wǎng)關(guān)那里獲得一些媒體功能，即應用服務(wù)器分配一定的媒體相關(guān)功能在媒體網(wǎng)關(guān)上實(shí)現，這樣可以減輕應用服務(wù)器上的媒體功能，進(jìn)一步降低增值業(yè)務(wù)使用的成本。關(guān)于應用服務(wù)器和媒體服務(wù)器間的接口目前尚處于討論階段，有待于進(jìn)一步確定。

（2） 軟交換與應用服務(wù)器間的交互

軟交換與應用服務(wù)器間使用SIP協(xié)議進(jìn)行通信。SIP協(xié)議具有建立﹑拆除和管理端點(diǎn)間會(huì )話(huà)的功能，所以軟交換既能建立也可取消至應用服務(wù)器的呼叫，同樣，應用服務(wù)器也能建立和取消至軟交換的呼叫，并且應用服務(wù)器還具有轉換主叫和被叫方的信息﹑保持和恢復連接的功能。目前，對SIP協(xié)議功能正進(jìn)行擴展工作，未來(lái)SIP將能支持多方功能。

軟交換和應用服務(wù)器都可作為SIP用戶(hù)代理，它們可以直接通過(guò)代理服務(wù)器進(jìn)行通信。軟交換可利用注冊機制動(dòng)態(tài)得知應用服務(wù)器的存在，也可通過(guò)在軟交換上配置應用服務(wù)器的地址信息，靜態(tài)得知應用服務(wù)器的存在。源報頭用于通知應用服務(wù)器主叫方的身份，而終報頭用于通知應用服務(wù)器增值業(yè)務(wù)將應用的那一方的身份。圖5說(shuō)明SIP實(shí)現各種增值業(yè)務(wù)控制流的流程。

軟交換和應用服務(wù)器間控制流交互的一般流程如下：

• 軟交換觸發(fā)決定呼叫是否切換至應用服務(wù)器進(jìn)行增值業(yè)務(wù)處理。觸發(fā)可基于主叫方地址，被叫方地址或其它的軟交換機制。
• 軟交換根據觸發(fā)信息確定應用服務(wù)器的地址，并通過(guò)發(fā)送SIP請求信息（包括適當的呼叫信息）將呼叫轉至目標應用服務(wù)器，
• 目標應用服務(wù)器收到SIP請求后，調用相應的增值業(yè)務(wù)。在此處，應用服務(wù)器可進(jìn)行許多動(dòng)作：
  
  
  • 重定位-向軟交換發(fā)送一個(gè)新的目的地址，重定向呼叫（3XX重定向響應中包含一個(gè)新的目的地址）。這種機制可用于面向地址轉換和路由的業(yè)務(wù)。
  • 接收和傳送-分配媒體資源，命令軟交換將至媒體資源的路徑連接好（用200OK響應表示）。用戶(hù)與媒體資源的交互結束以后，應用可將呼叫傳至新的目的地，應用退出呼叫（BYE的頭中包含有新的目的地址）。此機制可用于面向媒體的業(yè)務(wù)，如：卡號和傳真存儲/轉發(fā)業(yè)務(wù)。
  • 代理-通過(guò)軟交換將呼叫返回。使得應用服務(wù)器可監視所有的并發(fā)呼叫事件。此機制可用于面向事件的業(yè)務(wù)，如記帳卡和計時(shí)業(yè)務(wù)。

圖5 控制流

基本的SIP功能和擴展的呼叫控制功能結合在一起，可使軟交換將呼叫轉至應用服務(wù)器進(jìn)行增值業(yè)務(wù)處理，處理完以后，應用服務(wù)器通過(guò)軟交換將呼叫轉回，并將自己從呼叫中退出。SIP協(xié)議可使應用服務(wù)器進(jìn)入所有的呼叫控制活動(dòng)并能傳送﹑重定向和代理呼叫。由于SIP的通用性和靈活性，使得在軟交換網(wǎng)絡(luò )中可以非常有效和容易的實(shí)現增值業(yè)務(wù)。

（3）應用服務(wù)器之間的交互

除了軟交換和應用服務(wù)器間使用SIP協(xié)議外， 應用服務(wù)器間也使用SIP協(xié)議進(jìn)行通信，這使得應用服務(wù)器之間也可以交互。這樣，就可以將兩個(gè)或多個(gè)位于不同應用服務(wù)器上的業(yè)務(wù)聯(lián)系起來(lái)，使得業(yè)務(wù)提供者可向用戶(hù)提供一個(gè)完備﹑無(wú)縫的業(yè)務(wù)提供解決方案。應用服務(wù)器間的功能交互如圖6所示。隨著(zhù)應用服務(wù)器可以實(shí)現對其它應用服務(wù)器的控制，相應的管理應用服務(wù)器間的功能交互的機制就需要引入，這對于日益增多的增值業(yè)務(wù)入網(wǎng)很重要。軟交換可把復雜，耗時(shí)的功能交互管理分派給應用服務(wù)器，由應用服務(wù)器自己來(lái)管理與其它應用服務(wù)器的交互。

圖6功能交互

（4） 業(yè)務(wù)應用編程接口（Services API）

應用服務(wù)器上提供了各種業(yè)務(wù)應用可編程接口（API），使得不必對軟交換功能進(jìn)行升級就能實(shí)現增值業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)﹑管理和應用。如果所有的增值業(yè)務(wù)由軟交換負責，那么我們將重蹈舊轍，新的功能將需要耗費資金的軟交換升級，而業(yè)務(wù)推向市場(chǎng)的周期也會(huì )因新的軟交換軟硬件的出臺而拉長(cháng)。相反，將對增值業(yè)務(wù)的處理從軟交換中移出，由應用服務(wù)器來(lái)負責，將應用編程接口置于應用服務(wù)器上，則可以快速，有效的實(shí)現新業(yè)務(wù)的應用。 應用服務(wù)器上可提供的服務(wù)有：

• 軟交換可分派AIN/IN SSP功能給應用服務(wù)器，將AIN/IN的業(yè)務(wù)交換點(diǎn)(SSP)功能置于應用服務(wù)器上，由應用服務(wù)器來(lái)負責適當的呼叫模式，這樣，應用服務(wù)器既可以與AIN/IN 的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（SCP）和智能外設（IP）進(jìn)行交互來(lái)支持傳統的業(yè)務(wù)，又可開(kāi)發(fā)新的智能業(yè)務(wù)。
• 將各種應用編程接口置于應用服務(wù)器上，為外部的應用提供編程接口，提供第三方應用的開(kāi)發(fā)平臺。例如：為了支持Parlay，應用服務(wù)器則作為一個(gè)Parlay服務(wù)器，為外部的應用提供Parlay應用編程接口，并與軟交換和網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互通。這種情形下，應用服務(wù)器實(shí)際上是充當Parlay API和SIP之間的代理角色，實(shí)現Parlay API和軟交換間的連接。下面概要介紹一下目前應用較為廣泛的Parlay APIs系統。

Parlay APIs的目的是實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)者范圍外的應用的支持，它定義了一套技術(shù)獨立的接口，這些接口規定了方法，事件，參數及語(yǔ)義，使得外部（不信任的第三方）的和內部的（傳統網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)者）應用創(chuàng )作者可以控制核心網(wǎng)絡(luò )資。Parlay系統可為訪(fǎng)問(wèn)基于網(wǎng)絡(luò )的Parlay業(yè)務(wù)的外部應用提供資源地位，認證，授權功能。Parlay業(yè)務(wù)如通用呼叫控制業(yè)務(wù)（GCCS），可為應用提供網(wǎng)絡(luò )功能，可以讓?xiě)�用�?dòng)態(tài)為媒體流選路，也可為智能網(wǎng)﹑綜合業(yè)務(wù)數字網(wǎng)用戶(hù)部分（ISUP）﹑H.323及統一消息等應用，提供支持它們所需的能力的訪(fǎng)問(wèn)途徑。

Parlay APIs的體系結構如圖7所示，由兩個(gè)接口部分組成：

• 業(yè)務(wù)接口（Service Interfaces）：提供應用訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )能力和信息的接口。
• 框架接口(Framework Interfaces)：提供業(yè)務(wù)接口安全，管理性所必需的支持能力。

圖7 Parlay APIs體系結構圖

現有的Parlay APIs規范中由框架接口提供的功能有：

• 業(yè)務(wù)注冊和訂閱及發(fā)現；
• 認證和授權；
• 綜合管理。

通過(guò)在應用服務(wù)器上運行Parlay應用程序，網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)者提供Parlay網(wǎng)關(guān)，負責訪(fǎng)問(wèn)業(yè)務(wù)提供者網(wǎng)絡(luò )的安全和管理，使得可以安全，有效，快速的實(shí)現新業(yè)務(wù)的應用。

8． 軟交換的應用

軟交換的核心競爭力主要在軟件方面，它即可以作為獨立的NGN網(wǎng)絡(luò )部件，分布在網(wǎng)絡(luò )的各處，為所有媒體提供基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，也可以與其它的增強業(yè)務(wù)節點(diǎn)結合，形成新的產(chǎn)品形態(tài)。正是軟交換的靈活性，使得它可以應用在各個(gè)領(lǐng)域。

（1） 電路領(lǐng)域的應用

在電路領(lǐng)域，軟交換和媒體網(wǎng)關(guān)和信令網(wǎng)關(guān)相結合，完成控制轉換和媒體接入轉換，可作為匯接局和長(cháng)途局的接入，提供現有的PSTN網(wǎng)中的基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)。如圖8所示。

圖8電路域的應用

（2） 電路-分組領(lǐng)域的應用

在電路-分組領(lǐng)域，軟交換可與分組終端進(jìn)行互通，實(shí)現分組網(wǎng)與電路網(wǎng)的互通。如在H.323呼叫中，軟交換可視為H.323終端，在SIP呼叫中，可視為用戶(hù)代理（UA），如圖9所示。

圖9 電路域-分組域的應用

（3） 智能網(wǎng)領(lǐng)域的應用

在智能網(wǎng)領(lǐng)域，軟交換與媒體網(wǎng)關(guān)相結合，完成SSP功能,與現有智能網(wǎng)的SCP相結合，提供各種智能業(yè)務(wù)，此時(shí)，軟交換需實(shí)現智能網(wǎng)的基本呼叫狀態(tài)模型（BCSM ）和H.323或SIP協(xié)議狀態(tài)機的轉換。

軟交換可支持多種協(xié)議，如INAP和CAP，并可與應用服務(wù)器配合，提供各種新的增值業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，如圖10所示。

圖10智能網(wǎng)領(lǐng)域的應用

9． 軟交換處理的業(yè)務(wù)

軟交換主要處理實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)：最初是話(huà)音，以后也可處理視頻和多媒體業(yè)務(wù)。雖然數據業(yè)務(wù)量正漸漸趕超話(huà)音業(yè)務(wù)量，但目前話(huà)音業(yè)務(wù)的收益仍是數據業(yè)務(wù)的好幾倍，所以，從經(jīng)濟角度來(lái)看，軟交換首先應能支持話(huà)音業(yè)務(wù)。但在網(wǎng)絡(luò )融合的過(guò)程中勢必會(huì )出現新的應用，所以軟交換還應該具有利用新的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)設施支持各種增值業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)的能力。

軟交換的主要職責是在端點(diǎn)間建立關(guān)系。關(guān)系可能是一個(gè)簡(jiǎn)單的呼叫，也可能是很復雜的過(guò)程。未來(lái)網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是業(yè)務(wù)智能越來(lái)越集中在應用服務(wù)器上，如在智能網(wǎng)平臺上實(shí)現的許多獨立于網(wǎng)絡(luò )的增值業(yè)務(wù)。應用服務(wù)器負責業(yè)務(wù)邏輯的產(chǎn)生，業(yè)務(wù)則通過(guò)應用服務(wù)器與軟交換交互。因此，軟交換的主要任務(wù)是支配網(wǎng)絡(luò )資源，至于業(yè)務(wù)則越來(lái)越向上層移動(dòng)。

什么樣的關(guān)系需要軟交換的參與呢？如果需要提供質(zhì)量服務(wù)，就要涉及到軟交換，因為軟交換可保證用戶(hù)定義的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò )實(shí)際能力之間達到最好的匹配。但并不是所有關(guān)系的建立都要軟交換的參與，有些則可在盡力而為的基礎上實(shí)現。由于有些業(yè)務(wù)的關(guān)系不需要軟交換的參與，所以 軟交換不能保證其服務(wù)質(zhì)量（QOS），但這些與軟交換無(wú)關(guān)的關(guān)系應不削弱受軟交換控制的關(guān)系的QOS。

10． 軟交換的服務(wù)質(zhì)量

軟交換雖然不能保證特定呼叫的服務(wù)質(zhì)量，但軟交換可提供許多途徑來(lái)幫助維持一定的QOS，這一點(diǎn)對于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)至關(guān)重要：

• 軟交換可控制承載層的設備建立一定QOS參數的呼叫，如果不能則返回告知。這樣可讓軟交換就有關(guān)主題與用戶(hù)進(jìn)行協(xié)商。用戶(hù)會(huì )收到信息告知其所要求的QOS不能滿(mǎn)足，并向用戶(hù)提供一些低服務(wù)質(zhì)量的選擇或者拒絕呼叫。
• 每個(gè)呼叫QOS級別的選擇可有許多方法。其中之一是用戶(hù)在其業(yè)務(wù)特征中有個(gè)默認的QOS級別。軟交換則編輯這些命令至承載網(wǎng)絡(luò )。或者在被叫號碼前加上特殊的編號，用戶(hù)可以"撥入"一定QOS級別的業(yè)務(wù)。
• 如果網(wǎng)絡(luò )中有富余的帶寬，軟交換可提示用戶(hù)。
• 軟交換與業(yè)務(wù)管理系統建立永久聯(lián)系，使它能清楚網(wǎng)絡(luò )資源狀況，必要時(shí)，采取措施進(jìn)行優(yōu)化。

11． 結論

作為下一代網(wǎng)絡(luò )交換核心的Softswitch /Call Server，結合了傳統的電話(huà)網(wǎng)絡(luò )的可靠性和IP技術(shù)的靈活性和有效性的優(yōu)點(diǎn)，是新興運營(yíng)商進(jìn)入話(huà)音市場(chǎng)的技術(shù)手段，也是傳統的電路交換網(wǎng)向分組化網(wǎng)絡(luò )過(guò)渡的重要網(wǎng)絡(luò )概念，這一概念所形成的系列網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品將對我國電信網(wǎng)的演進(jìn)以及利用IP網(wǎng)絡(luò )提供豐富的業(yè)務(wù)起重要的作用，具有廣闊的發(fā)展前景。。我國網(wǎng)絡(luò )與交換標準研究組正在開(kāi)展相關(guān)標準的研究工作，預計2001年將有相應的標準草案出臺。國內廠(chǎng)家也在加緊Call Server/Soft Switch 的研制工作。隨著(zhù)IP技術(shù)的引入，新概念和新產(chǎn)品不斷出現，現有網(wǎng)絡(luò )和未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )都面對許多機遇，挑戰和選擇，無(wú)論是采用那種技術(shù)和設備，關(guān)鍵是要把握好網(wǎng)絡(luò )的融合，研究新設備與已有網(wǎng)絡(luò )的關(guān)系，新的網(wǎng)絡(luò )體系架構，并能實(shí)現電路網(wǎng)絡(luò )向分組網(wǎng)絡(luò )的無(wú)縫過(guò)渡。

附：縮略語(yǔ)

ATM Asynchronous Transfer Mode 異步轉移模式

PSTN Public Switched Telephone Network 公用電話(huà)網(wǎng)

TDM Time Division Multiplexer 時(shí)分復用

IP Internet Protocol Internet協(xié)議

IN Intelligent Network 智能網(wǎng)

AIN Advanced Intelligent Network 高級智能網(wǎng)

API Application Programming Interface 應用編程接口

SG Signaling Gateway 信令網(wǎng)關(guān)

MG Media Gateway 媒體網(wǎng)關(guān)

SIP BCP-T Session Initiation Protocol Best Current Practice for Telephony Interworking

SCTP Signaling Control Transmission Protocol 信令控制傳輸協(xié)議

BICC Bearer Independent Call Control 承載無(wú)關(guān)呼叫控制

SNMP Simple Network Management Protocol 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議

COPS Common Open Policy Service 公共開(kāi)放策略服務(wù)

INAP Intelligent Network Application Protocol 智能網(wǎng)應用協(xié)議

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作者簡(jiǎn)介 ：

趙慧玲

信息產(chǎn)業(yè)部郵電科技委委員，國家網(wǎng)絡(luò )與交換標準研究組主席，國家IP與多媒體標準研究組副主席，國家863通信主題信息網(wǎng)專(zhuān)業(yè)專(zhuān)家組成員，國家863高速信息示范網(wǎng)總體組副組長(cháng)， 信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院網(wǎng)絡(luò )戰略研究組成員，全國青聯(lián)委員。 99年被國家人事部授予中青年有突出貢獻專(zhuān)家的稱(chēng)號。從事寬帶網(wǎng)技術(shù)標準和ISDN技術(shù)標準和測試工作。曾著(zhù)有8部技術(shù)專(zhuān)著(zhù)。

單秀云

電信傳輸所研究生