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(xiàn)有電話網(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(jié)合，提供各種智能業(yè)務(wù)，并且，通過引入一個新的組件-應(yīng)用服務(wù)器（Application Server），軟交換還可以為三方應(yīng)用提供應(yīng)用平臺，不僅提高了服務(wù)的種類，而且加快了服務(wù)應(yīng)用的速度。

（1） 基于軟交換的增值業(yè)務(wù)架構(gòu)

軟交換體系結(jié)構(gòu)中引入了一個新的組件應(yīng)用服務(wù)器(Application Server)，應(yīng)用服務(wù)器是專為增值業(yè)務(wù)而引入的。應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)各種增值業(yè)務(wù)的邏輯產(chǎn)生和管理，并且還提供各種開放的API，為第三方業(yè)務(wù)的開發(fā)提供創(chuàng)作平臺。應(yīng)用服務(wù)器是一個獨立的組件，與控制層的軟交換無關(guān)，從而實現(xiàn)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(gòu)如圖4所示

圖4基于軟交換的增值業(yè)務(wù)架構(gòu)

應(yīng)用服務(wù)器（Application Server）：提供增值業(yè)務(wù)的執(zhí)行，管理和開發(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(yīng)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(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行增值業(yè)務(wù)處理。

應(yīng)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(yīng)用層控制（信令）協(xié)議，這樣，使得應(yīng)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(yīng)用服務(wù)器相配合，就可讓應(yīng)用服務(wù)器處理呼叫的信令方面(SIP)，而媒體服務(wù)器負(fù)責(zé)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﹑會議﹑傳真﹑媒體混合等。當(dāng)然，如果業(yè)務(wù)不需要對媒體的控制功能，如編號轉(zhuǎn)換﹑轉(zhuǎn)發(fā)﹑路由相關(guān)業(yè)務(wù)等，那么這些業(yè)務(wù)僅用應(yīng)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SIP協(xié)議的進(jìn)一步擴展，應(yīng)用服務(wù)器則可以通過軟交換從媒體網(wǎng)關(guān)那里獲得一些媒體功能，即應(yīng)用服務(wù)器分配一定的媒體相關(guān)功能在媒體網(wǎng)關(guān)上實現(xiàn)，這樣可以減輕應(yīng)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(yīng)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(yīng)用服務(wù)器間的交互

軟交換與應(yīng)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﹑拆除和管理端點間會話的功能，所以軟交換既能建立也可取消至應(yīng)用服務(wù)器的呼叫，同樣，應(yīng)用服務(wù)器也能建立和取消至軟交換的呼叫，并且應(yīng)用服務(wù)器還具有轉(zhuǎn)換主叫和被叫方的信息﹑保持和恢復(fù)連接的功能。目前，對SIP協(xié)議功能正進(jìn)行擴展工作，未來SIP將能支持多方功能。

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

軟交換和應(yīng)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(yīng)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(jù)觸發(fā)信息確定應(yīng)用服務(wù)器的地址，并通過發(fā)送SIP請求信息（包括適當(dāng)?shù)暮艚行畔ⅲ�將呼叫轉(zhuǎn)至目標(biāo)應(yīng)用服務(wù)器，
• 目標(biāo)應(yīng)用服務(wù)器收到SIP請求后，調(diào)用相應(yīng)的增值業(yè)務(wù)。在此處，應(yīng)用服務(wù)器可進(jìn)行許多動作：
  
  
  • 重定位-向軟交換發(fā)送一個新的目的地址，重定向呼叫（3XX重定向響應(yīng)中包含一個新的目的地址）。這種機制可用于面向地址轉(zhuǎn)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(yīng)表示）。用戶與媒體資源的交互結(jié)束以后，應(yīng)用可將呼叫傳至新的目的地，應(yīng)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(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。
  • 代理-通過軟交換將呼叫返回。使得應(yīng)用服務(wù)器可監(jiān)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(jié)合在一起，可使軟交換將呼叫轉(zhuǎn)至應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行增值業(yè)務(wù)處理，處理完以后，應(yīng)用服務(wù)器通過軟交換將呼叫轉(zhuǎn)回，并將自己從呼叫中退出。SIP協(xié)議可使應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)入所有的呼叫控制活動并能傳送﹑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現(xiàn)增值業(yè)務(wù)。

（3）應(yīng)用服務(wù)器之間的交互

除了軟交換和應(yīng)用服務(wù)器間使用SIP協(xié)議外， 應(yīng)用服務(wù)器間也使用SIP協(xié)議進(jìn)行通信，這使得應(yīng)用服務(wù)器之間也可以交互。這樣，就可以將兩個或多個位于不同應(yīng)用服務(wù)器上的業(yè)務(wù)聯(lián)系起來，使得業(yè)務(wù)提供者可向用戶提供一個完備﹑無縫的業(yè)務(wù)提供解決方案。應(yīng)用服務(wù)器間的功能交互如圖6所示。隨著應(yīng)用服務(wù)器可以實現(xiàn)對其它應(yīng)用服務(wù)器的控制，相應(yīng)的管理應(yīng)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(fù)雜，耗時的功能交互管理分派給應(yīng)用服務(wù)器，由應(yīng)用服務(wù)器自己來管理與其它應(yīng)用服務(wù)器的交互。

圖6功能交互

（4） 業(yè)務(wù)應(yīng)用編程接口（Services API）

應(yīng)用服務(wù)器上提供了各種業(yè)務(wù)應(yīng)用可編程接口（API），使得不必對軟交換功能進(jìn)行升級就能實現(xiàn)增值業(yè)務(wù)的開發(fā)﹑管理和應(yīng)用。如果所有的增值業(yè)務(wù)由軟交換負(fù)責(zé)，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)推向市場的周期也會因新的軟交換軟硬件的出臺而拉長。相反，將對增值業(yè)務(wù)的處理從軟交換中移出，由應(yīng)用服務(wù)器來負(fù)責(zé)，將應(yīng)用編程接口置于應(yīng)用服務(wù)器上，則可以快速，有效的實現(xiàn)新業(yè)務(wù)的應(yīng)用。 應(yīng)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(yīng)用服務(wù)器，將AIN/IN的業(yè)務(wù)交換點(SSP)功能置于應(yīng)用服務(wù)器上，由應(yīng)用服務(wù)器來負(fù)責(zé)適當(dāng)?shù)暮艚心Ｊ剑�這樣，應(yīng)用服務(wù)器既可以與AIN/IN 的業(yè)務(wù)控制點（SCP）和智能外設(shè)（IP）進(jìn)行交互來支持傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)，又可開發(fā)新的智能業(yè)務(wù)。
• 將各種應(yīng)用編程接口置于應(yīng)用服務(wù)器上，為外部的應(yīng)用提供編程接口，提供第三方應(yīng)用的開發(fā)平臺。例如：為了支持Parlay，應(yīng)用服務(wù)器則作為一個Parlay服務(wù)器，為外部的應(yīng)用提供Parlay應(yīng)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(yīng)用服務(wù)器實際上是充當(dāng)Parlay API和SIP之間的代理角色，實現(xiàn)Parlay API和軟交換間的連接。下面概要介紹一下目前應(yīng)用較為廣泛的Parlay APIs系統(tǒng)。

Parlay APIs的目的是實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)運營者范圍外的應(yīng)用的支持，它定義了一套技術(shù)獨立的接口，這些接口規(guī)定了方法，事件，參數(shù)及語義，使得外部（不信任的第三方）的和內(nèi)部的（傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運營者）應(yīng)用創(chuàng)作者可以控制核心網(wǎng)絡(luò)資。Parlay系統(tǒng)可為訪問基于網(wǎng)絡(luò)的Parlay業(yè)務(wù)的外部應(yīng)用提供資源地位，認(rèn)證，授權(quán)功能。Parlay業(yè)務(wù)如通用呼叫控制業(yè)務(wù)（GCCS），可為應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)功能，可以讓應(yīng)用動態(tài)為媒體流選路，也可為智能網(wǎng)﹑綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)用戶部分（ISUP）﹑H.323及統(tǒng)一消息等應(yīng)用，提供支持它們所需的能力的訪問途徑。

Parlay APIs的體系結(jié)構(gòu)如圖7所示，由兩個接口部分組成：

• 業(yè)務(wù)接口（Service Interfaces）：提供應(yīng)用訪問網(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(jié)構(gòu)圖

現(xiàn)有的Parlay APIs規(guī)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(xiàn)；
• 認(rèn)證和授權(quán)；
• 綜合管理。

通過在應(yīng)用服務(wù)器上運行Parlay應(yīng)用程序，網(wǎng)絡(luò)運營者提供Parlay網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)訪問業(yè)務(wù)提供者網(wǎng)絡(luò)的安全和管理，使得可以安全，有效，快速的實現(xiàn)新業(yè)務(wù)的應(yīng)用。

8． 軟交換的應(yīng)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(jié)點結(jié)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(yīng)用在各個領(lǐng)域。

（1） 電路領(lǐng)域的應(yīng)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(jié)合，完成控制轉(zhuǎn)換和媒體接入轉(zhuǎn)換，可作為匯接局和長途局的接入，提供現(xiàn)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(yīng)用

（2） 電路-分組領(lǐng)域的應(yīng)用

在電路-分組領(lǐng)域，軟交換可與分組終端進(jìn)行互通，實現(xiàn)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，可視為用戶代理（UA），如圖9所示。

圖9 電路域-分組域的應(yīng)用

（3） 智能網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用

在智能網(wǎng)領(lǐng)域，軟交換與媒體網(wǎng)關(guān)相結(jié)合，完成SSP功能,與現(xiàn)有智能網(wǎng)的SCP相結(jié)合，提供各種智能業(yè)務(wù)，此時，軟交換需實現(xiàn)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(zhuǎn)換。

軟交換可支持多種協(xié)議，如INAP和CAP，并可與應(yīng)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(yīng)用

9． 軟交換處理的業(yè)務(wù)

軟交換主要處理實時業(yè)務(wù)：最初是話音，以后也可處理視頻和多媒體業(yè)務(wù)。雖然數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量正漸漸趕超話音業(yè)務(wù)量，但目前話音業(yè)務(wù)的收益仍是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的好幾倍，所以，從經(jīng)濟(jì)角度來看，軟交換首先應(yīng)能支持話音業(yè)務(wù)。但在網(wǎng)絡(luò)融合的過程中勢必會出現(xiàn)新的應(yīng)用，所以軟交換還應(yīng)該具有利用新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)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(zé)是在端點間建立關(guān)系。關(guān)系可能是一個簡單的呼叫，也可能是很復(fù)雜的過程。未來網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的特點是業(yè)務(wù)智能越來越集中在應(yīng)用服務(wù)器上，如在智能網(wǎng)平臺上實現(xiàn)的許多獨立于網(wǎng)絡(luò)的增值業(yè)務(wù)。應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯的產(chǎn)生，業(yè)務(wù)則通過應(yīng)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)則越來越向上層移動。

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定義的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)實際能力之間達(dá)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(chǔ)上實現(xiàn)。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），但這些與軟交換無關(guān)的關(guān)系應(yīng)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幫助維持一定的QOS，這一點對于實時業(yè)務(wù)至關(guān)重要：

• 軟交換可控制承載層的設(shè)備建立一定QOS參數(shù)的呼叫，如果不能則返回告知。這樣可讓軟交換就有關(guān)主題與用戶進(jìn)行協(xié)商。用戶會收到信息告知其所要求的QOS不能滿足，并向用戶提供一些低服務(wù)質(zhì)量的選擇或者拒絕呼叫。
• 每個呼叫QOS級別的選擇可有許多方法。其中之一是用戶在其業(yè)務(wù)特征中有個默認(rèn)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。
• 軟交換與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)建立永久聯(lián)系，使它能清楚網(wǎng)絡(luò)資源狀況，必要時，采取措施進(jìn)行優(yōu)化。

11． 結(jié)論

作為下一代網(wǎng)絡(luò)交換核心的Softswitch /Call Server，結(jié)合了傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)的可靠性和IP技術(shù)的靈活性和有效性的優(yōu)點，是新興運營商進(jìn)入話音市場的技術(shù)手段，也是傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)向分組化網(wǎng)絡(luò)過渡的重要網(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(biāo)準(zhǔn)研究組正在開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作，預(yù)計2001年將有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)草案出臺。國內(nèi)廠家也在加緊Call Server/Soft Switch 的研制工作。隨著IP技術(shù)的引入，新概念和新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和未來的網(wǎng)絡(luò)都面對許多機遇，挑戰(zhàn)和選擇，無論是采用那種技術(shù)和設(shè)備，關(guān)鍵是要把握好網(wǎng)絡(luò)的融合，研究新設(shè)備與已有網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系，新的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，并能實現(xiàn)電路網(wǎng)絡(luò)向分組網(wǎng)絡(luò)的無縫過渡。

附：縮略語

ATM Asynchronous Transfer Mode 異步轉(zhuǎn)移模式

PSTN Public Switched Telephone Network 公用電話網(wǎng)

TDM Time Division Multiplexer 時分復(fù)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(yīng)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 承載無關(guān)呼叫控制

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

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

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

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作者簡介 ：

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(biāo)準(zhǔn)研究組主席，國家IP與多媒體標(biāo)準(zhǔn)研究組副主席，國家863通信主題信息網(wǎng)專業(yè)專家組成員，國家863高速信息示范網(wǎng)總體組副組長， 信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)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(xiàn)專家的稱號。從事寬帶網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和ISDN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和測試工作。曾著有8部技術(shù)專著。

單秀云

電信傳輸所研究生