軟交換下電信業(yè)務(wù)的實現(xiàn)
杭晨捷 謝明 2004/10/18
摘要：
本文就在電信行業(yè)中開發(fā)軟交換業(yè)務(wù)所需關(guān)注的主要問題：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、開發(fā)技術(shù)等進行了探討和設(shè)想；并結(jié)合實際開發(fā)介紹了基于軟交換的一號通業(yè)務(wù)。
關(guān)鍵詞：
軟交換、SIP、智能網(wǎng)、Parlay、CORBA、JAIN、VoiceXML、JavaBeans
1、概述
軟交換是通過將業(yè)務(wù)與呼叫控制分離、呼叫控制與承載分離的方式來向用戶提供電信級業(yè)務(wù)的技術(shù)體系。通過對軟交換的深入了解與分析，我們發(fā)現(xiàn)軟交換的體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)從對傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的仿真走向了具有Internet體系結(jié)構(gòu)的、以SIP協(xié)議為基礎(chǔ)的多用戶、多媒體的開放業(yè)務(wù)體系，軟交換的應(yīng)用領(lǐng)域正逐步擴大到電信業(yè)務(wù)的核心領(lǐng)域――業(yè)務(wù)開發(fā)能力。目前，軟交換的業(yè)務(wù)開發(fā)能力已經(jīng)從簡單電話業(yè)務(wù)和智能網(wǎng)業(yè)務(wù)擴充，發(fā)展成為具有多媒體業(yè)務(wù)能力的、能夠根據(jù)需求定制的以應(yīng)用驅(qū)動的軟交換系統(tǒng)。
2、軟交換業(yè)務(wù)體系架構(gòu)
軟交換是業(yè)務(wù)驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)，軟交換體系通過將業(yè)務(wù)與呼叫控制分離、呼叫控制與承載分離，來實現(xiàn)上層業(yè)務(wù)與底層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的無關(guān)，使業(yè)務(wù)真正獨立于網(wǎng)絡(luò)，從而能夠更加靈活、有效地實現(xiàn)業(yè)務(wù)的提供，同時支持不同帶寬的、實時的或非實時的各種媒體業(yè)務(wù)使用；另一方面，用戶可以自行配置和定義自己的業(yè)務(wù)特征，不必擔(dān)心承載業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)形式以及終端類型，使得業(yè)務(wù)和應(yīng)用的提供有較大的靈活性。可以說，軟交換真正體現(xiàn)了業(yè)務(wù)驅(qū)動的思想和理念，很好地實現(xiàn)了多網(wǎng)的融合，提供了開放靈活的業(yè)務(wù)提供體系。
一、開放的體系架構(gòu)：
分層的網(wǎng)絡(luò)體系實現(xiàn)了各層的分別演進。通過在層間設(shè)立網(wǎng)絡(luò)API的方式，可以在以下方面改變目前的業(yè)務(wù)提供方式：
- 業(yè)務(wù)可移植性：當(dāng)前各種技術(shù)和應(yīng)用的開發(fā)受限于接口的專用性，導(dǎo)致增加了應(yīng)用的開發(fā)代價，延長了推向市場的時間，維護也不方便。采用標準網(wǎng)絡(luò)API，可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)只需編寫一次，就可以在任何地方運行。
- 多網(wǎng)絡(luò)融合：當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢越來越明顯，但主要是通過網(wǎng)關(guān)互通信息，網(wǎng)絡(luò)API通過將不同網(wǎng)絡(luò)的相似能力抽象出來，并對外提供統(tǒng)一的控制接口，達到網(wǎng)絡(luò)間業(yè)務(wù)層面的融合。
- 支持安全的網(wǎng)絡(luò)接入：通信應(yīng)用和業(yè)務(wù)或者運行在運營商的可靠網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部，或者完全位于這個網(wǎng)絡(luò)之外。如果運營商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的功能實體和智能可以提供給受控制的外部接入，則為創(chuàng)建新業(yè)務(wù)提供了巨大的市場機會。
二、增值業(yè)務(wù)架構(gòu)：
軟交換體系結(jié)構(gòu)中專為增值業(yè)務(wù)引入了一個新的實體――應(yīng)用服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器負責(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)器是一個對立的實體，與控制層的軟交換無關(guān)，從而實現(xiàn)了業(yè)務(wù)與呼叫控制分離，有利于新業(yè)務(wù)的引入。現(xiàn)在業(yè)內(nèi)主要有兩種主流應(yīng)用服務(wù)器：
(1)SIP應(yīng)用服務(wù)器：
SIP協(xié)議是由IETF提出并主持研究的一個應(yīng)用層控制（信令）協(xié)議，用來創(chuàng)建、修改以及終結(jié)一個或多個參與者參加的會話進程。
IETF針對SIP應(yīng)用的開發(fā)人員提供了兩類業(yè)務(wù)開發(fā)技術(shù)：
一類是針對可信度較高用戶的SIP CGI和SIP Servlets，并制定了SIP CGI和SIP Servlet API規(guī)范。這兩種技術(shù)功能較強，但使用不當(dāng)會給應(yīng)用服務(wù)器帶來不安全的因素。
另一類是針對可信度較低普通用戶的CPL（Call Processing Language）語言，它是由IETF的IPTEL工作組制定的一種基于XML（Extensible
Markup Language）的腳本語言，主要用來描述和控制個人化的Internet電話業(yè)務(wù)（包括呼叫策略路由、呼叫篩選、呼叫日志等業(yè)務(wù)），處理能力較弱，從而能夠保證由普通用戶編寫的CPL業(yè)務(wù)邏輯不會對應(yīng)用服務(wù)器造成破壞。
(2)Parlay應(yīng)用服務(wù)器：
Parlay應(yīng)用服務(wù)器可以提供不同抽象層次的業(yè)務(wù)開發(fā)接口，以便不同能力、不同類型的業(yè)務(wù)開發(fā)者開發(fā)豐富多樣的業(yè)務(wù)。例如，可以提供基于CORBA的Parlay
API接口、基于JAIN SPA標準的Java API接口、基于JavaBeans的接口、基于XML、CPL、VoiceXML的接口等。這些接口的抽象層次逐漸增高，但接口的能力也逐漸降低，業(yè)務(wù)開發(fā)者可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要和自己的能力選擇合適的開發(fā)接口。
3、基于軟交換的一號通業(yè)務(wù)
基于軟交換的一號通業(yè)務(wù)是指用戶通過申請唯一的個人通信號碼，利用軟交換網(wǎng)絡(luò)將來話轉(zhuǎn)接到指定的多種終端，并可在任意終端上以一號通號碼作為主叫標識發(fā)起呼叫。
用戶可以通過網(wǎng)頁、語音交互或者一號通軟終端管理界面（可選）的方式進行業(yè)務(wù)設(shè)置。
(1) 系統(tǒng)組成
基于軟交換網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的一號通系統(tǒng)包含：
- 一號通業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器：
提供一號通業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯，存儲業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)，并提供對業(yè)務(wù)的管理功能。
- 軟交換
軟交換是核心控制設(shè)備，是一個可擴展的電信級平臺。它位于NGN網(wǎng)絡(luò)的控制層，提供多種業(yè)務(wù)的呼叫與連接控制、協(xié)議處理、業(yè)務(wù)提供、網(wǎng)絡(luò)資源管理、計費、認證等功能。
- 媒體資源服務(wù)器：
提供諸如收音放號等語音交互功能的實體。
- 中繼網(wǎng)關(guān)（TGW）：
提供與PSTN網(wǎng)絡(luò)之間互通的能力。
(2)業(yè)務(wù)功能
基于軟交換的一號通業(yè)務(wù)，能夠方便的實現(xiàn)傳統(tǒng)的一號通業(yè)務(wù)的功能：順序振鈴和同時振鈴。
- 順序振鈴
當(dāng)用戶撥打一號通號碼時，按照一號通用戶設(shè)置的順呼號碼表從第一轉(zhuǎn)移號碼到最后一個轉(zhuǎn)移號碼進行順序呼叫；若前一個號碼未能成功應(yīng)答（無應(yīng)答、忙、路由失敗等），則自動接續(xù)下一個號碼，直至最后一個號碼為止。用戶一號通號碼為順呼號碼表的第一轉(zhuǎn)移號碼。用戶可設(shè)置多個順呼號碼。
- 同時振鈴
當(dāng)撥打一號通號碼時，按照用戶設(shè)置的同振號碼表對所有號碼同時發(fā)起呼叫。當(dāng)用戶接聽其中任意一個呼叫時，其余終端自動停止振鈴。用戶一號通號碼為同振號碼表的第一轉(zhuǎn)移號碼。用戶可設(shè)置多個同振號碼。
軟交換網(wǎng)絡(luò)相對于傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)，和Internet的互通更加方便。傳統(tǒng)的一號通業(yè)務(wù)，同振順呼號碼的設(shè)置，一般通過IVR交互的方式完成；軟交換下的一號通業(yè)務(wù)，不僅支持IVR交互完成設(shè)置，還能通過B/S方式通過WEB頁面設(shè)置或者C/S的方式通過終端完成設(shè)置，給用戶提供了更多選擇。
(3)呼叫控制
軟交換和一號通應(yīng)用服務(wù)器一般通過SIP協(xié)議進行互連，和接入網(wǎng)關(guān)一般通過H.248或者Megaco協(xié)議互連。
軟交換作為SIP代理服務(wù)器，能根據(jù)呼叫信息來區(qū)分出是普通呼叫和一號通呼叫，并將此呼叫轉(zhuǎn)向一號通應(yīng)用服務(wù)器。一號通應(yīng)用服務(wù)器提供對一號通業(yè)務(wù)的執(zhí)行和管理。
普通呼叫將沿用現(xiàn)有的呼叫流程和標準。
一號通呼叫分為同振和順呼兩種，用戶撥打一號通號碼，軟交換將該呼叫轉(zhuǎn)向應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)被叫號碼，獲得相關(guān)用戶數(shù)據(jù)：同振或是順呼，以及轉(zhuǎn)接號碼表。應(yīng)用服務(wù)器將按照用戶設(shè)置，同時對同振號碼發(fā)起呼叫或者是按照一定的順序、一定的時間間隔對設(shè)置的號碼表進行順呼。呼叫的后繼消息都將經(jīng)過應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)反饋消息，做出相應(yīng)的處理。應(yīng)用服務(wù)器還將對呼叫產(chǎn)生相應(yīng)的記錄。
4、信令流程
圖4為PSTN用戶A撥打一號通用戶，同振到軟交換域AG下POTS用戶B和SIP用戶C，其中軟交換和應(yīng)用服務(wù)器以SIP協(xié)議相連，軟交換和AG、軟交換和TG以H.248協(xié)議相連。可以看到，用戶B和用戶C同時振鈴，用戶C摘機應(yīng)答，應(yīng)用服務(wù)器取消了對用戶B的振鈴。雙方通話，通話結(jié)束，用戶C掛機，系統(tǒng)釋放了連接。
圖5為PSTN用戶A撥打一號通用戶，順呼軟交換域AG下POTS用戶B和SIP用戶C，其中軟交換和應(yīng)用服務(wù)器以SIP協(xié)議相連，軟交換和AG、軟交換和TG以H.248協(xié)議相連。可以看到，用戶B首先振鈴，振鈴達到規(guī)定時間后，應(yīng)用服務(wù)器取消了對用戶B的振鈴，轉(zhuǎn)而對用戶C振鈴。用戶C摘機應(yīng)答，通話結(jié)束，用戶C掛機，系統(tǒng)釋放了呼叫。
圖4：同振信令圖
圖5：順呼信令圖
5、結(jié)束語
通信網(wǎng)絡(luò)從誕生開始就在不斷的向前演進，我們走過了步進式交換機、縱橫式交換機、程控式交換機等等。今天，軟交換以其分層結(jié)構(gòu)，靈活、高效的特點，成為交換網(wǎng)絡(luò)演進的主要方向。軟交換網(wǎng)絡(luò)作為一個業(yè)務(wù)為驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)，怎樣在軟交換網(wǎng)絡(luò)上繼承現(xiàn)有并發(fā)展新的特色業(yè)務(wù)，從而滿足用戶的個性化的、不斷發(fā)展的需求，是軟交換研究的重要方向。而本文中的一號通業(yè)務(wù)雖然是PSTN網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，但是通過軟交換業(yè)務(wù)體系來實現(xiàn)一號通業(yè)務(wù)則從一個具體的開發(fā)展示了軟交換網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)實現(xiàn)上，較之傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的靈活便捷。
作者：
杭晨捷－業(yè)務(wù)研發(fā)工程師
謝明－業(yè)務(wù)研發(fā)工程師
上海電信技術(shù)研究院供稿 CTI論壇編輯