（通信与信息系统专业论文）基于软交换系统的计费功能的研究与实现.pdf

螭十软交换系统的计贽功能的州宄1 j 实现 摘璺 摘要 软交换作为下一代网络的核心技术，是耳兹她界研究的热门课题之一。软交 换是实现网络融合的基础，其特点是具有独立的呼叫控制功能，并能方便的引入 新业务。本文第一章主要介绍软交换的熬本概念、应用及其发展前景。 计费功能是软交换的主要功能模块之一。一个计费系统通常由计费采集点、 计费中心和结算中心组成，软交换系统的计费侧莛于计赞数据的生成、采集和处 瑷上。晷静所实残的软交换计费究成计费信息的采集，蜉啦己录的存储和数据懿 输出等功能，并提供对智能业务计费点谯s s p 时的计费支持。第二章是对软交换 计费的分析和对计费总侮结构酶描述。第三章辩智髓监务计费遴行阐述，说嚼荚 数据流稷及与其他模块的消息交互，第四章和第五章分别对转储模块和r a d i u s 撩口模块进行介绍。 本文作者在软交换计费的开发中，参与了从计费调研，需求分析到概要设计， 详缀设计并编诲实凌静熬令过纛。主要受赏转德模块帮r a d i u s 接日模块静设计 歼发，并参与了智能业务计费的设计工作。每个模块都撰写了详细的文档说明， 惫括需求分柝文橙，裰裘浚诗文档，详缭设计懿离层籀述、对象绉述、溺患接述 文档，以及程序的测试文档等。代码采用面向对象的程序设计语富c + + 编写，开 发平台为s t 蕊黢务器v 8 8 0 。 关键谒： 软交换s c ps s pr a d i u sc d r 转储计费中心 笫l 页熬6 3 获 墒十软交换系统的计衍功能的脚f 究j 实现 a b s t r a c t a b s t r a c t a st h ek e yt e c h n o l o g yo ft h en g n ，s o f t s w i t c hh a sb e e nt h et h e s i sb e i n gh e a v i l y r e s e a r c h e di nc u r r e n ts t a g e w i t hf e a t u r e so ft h es e p a r a t e dc a l lc o n t r o lf u n c t i o na n d e a s i l ys u p p o r t i n gn e ws e r v i c e s ，s o f l s w i t c hi st h eb a s i ct e c h n o l o g yo f m e r g i n gd i f f e r e n t n e t w o r k s t h ef i r s tc h a p t e ro ft h i sa r t i c l ew i l li n t r o d u c et h eg e n e r a lc o n c e p t ，t h e a p p l i c a t i o na n dt h ed e v e l o p i n gp r o s p e c to fs o f l s w i t c h t h eb i l l i n gm o d u l ei so n eo ft h em a i nm o d u l e so fs o f l s w i t c hs y s t e m ，ab i l l i n g s y s t e mi su s u a l l yc o n s i s to fd a t ac o l l e c t i o n ，b i l l i n gc e n t e ra n db a l a n c i n gc e n t e r , w h i l e t h es e f t s w i t c h sb i l l i n gm o d u l ei sf o c u so nt h ec o l l e c t i o no fb i l l i n gd a t aa n dt h e p r o c e s so ft h eb i l l i n gd a t a t h ec u r r e n tb i l l i n gf u n c t i o nh a v i n gb e e nr e a l i z e di n c l u d e c o l l e c t i o no fb i l l i n gd a t a , c o n s e r v a t i o no fc a l ld e t a i lr e c o r d ，o u t p u to fd a t aa n d s u p p o r t i n gt h ei nb i l l i n gw h e ns s pi st h eb i l l i n gp o i n t t h es e c o n dc h a p t e ri n d i c a t e s t h ea n a l y s i sf o r t h eb i l l i n gf u n c t i o no f s o f l s w i t c ha n ：d e s c r i b e st h eo v e r a l la r c h i t e c t u r e o f b i l l i n gm o d u l e t h et l l i r dc h a p t e re x p o u n d st h eb i l l i n go f i ns e r v i c eb ys h o w i n g t h e d a t af l o wa n dt h em e s s a g e s c o m m u n i c a t i o nw i t ho t h e rm o d u l e s t h ef o u r t hc h a p t e r s h o w st h em i g r a t i o nm o d u l ew h i l et h ef i f t hc h a p t e rd i s p l a y st h er a d i u si n t e r f a c e m o d u l e 。 d u r i n gt h er e s e a r c h i n ga n dd e v e l o p i n gp e r i o do f t h eb i l l i n gm o d u l e ，t h ea u t h o ro f t h ea r t i c l ep a r t i c i p a t e d 羹lt h es t a g e si n c l u d i n gb i l l i n gr e s e a r c h , r e q u i r e m e n ta n a l y s i s 。 o u t l i n ed e s i g n ，d e t a i l sd e s i g na n dc o d i n gr e a l i z a t i o n ，m a i n l yi n c h a r g e o ft h e m i g r a t i o nm o d u l ea n dr a d i u si n t e r f a c em o d u l e sd e s i g na n dc o d i n gr e a l i z a t i o n i n a d d i t i o n ，p a r t i c i p a t e dt h ed e s i g no fb i l l i n go fi ns e r v i c e d e t a i l e dd o c u m e n t sa r e w r i t t e nf o re a c hm o d u l es u c h 毽sr e q u i r e m e n ta n a l y s i sd o c u m e n t ，o u t l i n ed e s i g n d o c u m e n t ，d e t a i ld e s i g nd o c u m e n t si n c l u d i n gh i g hl a y e r sd e s c r i p t i o n 、o b j e c t s d e s c r i p t i o na n di n f o r m a t i o n sd e s c r i p t i o n , p r o g r a mt e s td o c u m e n ta n ds oo n c o d ei s w r i t t e ni nc + + t h eo o pl a n g u a g e a n dt h ep l a t f o r mi ss u ns e r v e rv 8 8 0 k e y w o r d s ： s o f l s w i t c hs c ps s pr a d i u sc d r m i g r a t i o n b i l l i n gc e n t e r 第2 页共6 3 页 蚺f 软交换系统的汁谢柏能的研究j 实现 第一帝软垒换控术发麟介绍 第一章软交换技术发展介绍 l 。l 基本概念 运十笮_ 泉，绩惠产业以越所索毒豹速度高速增长，网时也经魇了历史上最为 深刻的技术变革。特别是i n t e r n e t 的迅猛发展和巨大成功，引发了关于下一代 网络( n g n ) 的研究热潮。经过多年的探索和实践，信息此界取得共识，认同软 交换是下筏交欹鞲络豹核心按零。 软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关( 传输层) 中分离出来， 通过软件实现基本呼叫控制功能，包括呼日q 选路、管理控制、连接控制( 建立 雾舌除会诿) 和信令互逶，从而实域呼q 传输与呼日q 控制的分离，为控潮、交换程 软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关 管理、蟹鞭控卷l 、荣宽管理、售令、安全性霜露# q 详细 跫录等功戆。与戴阉对， 软交换还将网络资源、网络能力封装起采，通过标准开放的业务接口和业务应用 屡相连，从而可方便地在网络上快速提供新业务。软交换解决了在未来凝于i p 鹣数据逶信网中，传统奄信交换瓣妇餐与数据逶麓网互逶鹃遥瑟，以及夔着薪泣 务的增加和数据业务量的猛增，需要网络能够迅速有效地提供新的服务的问题。 软交换技术所包龛熬两个主要优越之处： 。1 呼叫控帝与传输稳分离蕞开始罐出的标准采用集成式鹬关。网关功熊 复杂，成本高，难以提供电信级w 靠性保证。为此，软交换技术提出了分离网关 瓣壤念，蛰控割功戆麸瓣荧孛囊蔫。网关必受责不闲题络豹媒髂掺式戆适鹣转换， 称之为媒体网关( m g ) ，所有控制功能( 包括呼叫控制、接入控制和资源控制等) 由独立设震的媒体网关控制器( m g c ) 完成，并农媒体网关和媒体网关控制器之 阕定义标准静控髑协议。这样，辩众多攥俸稻关戆凌缝要求将大凳降惩，嚣靠性 嚣求也大力放宽。由于m g c 的基本功能悬网关控制，类似于交换机中的电路连接 撩铡，但是和普邋交换枫不同的熄，m g c 并不负责话音债号的转发，只是向鹅 发出指令，由后静完成话酱信号的传送和格式交换，相当于m g c 巾兵包含交换辊 的控制软件，面交换网络则位于m g 之中。 2 。辑灶务豹提供能力毅熬耀络技术嚣要熊提供事塞豹碧穰韭务。广泛瘦 用的智能网技术掇出了独立于交换网络的业务控制结构，极大地推动了电信网的 持续发展。虽然通信网的发展趋势将是以i p 为核心的分组网络，但是智能网业 务控索鞠跨鹾控鞠分离豹愚怒仍将被未来瓣络繇继承。软交换是蜜瑰传筑程控交 换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一 越躲，不嗣豹业务所需要戆呼日q 控制功熊不同，褥软交换则是与业务无关的，软 交换提供的呼耐靛带功能是各种娩务的薹本呼叫控制，网络智麓剿尽可煞她移至 外部的业务层，实现业务和呼叫控制分离。软交换系统采用基于计算机应用编程 接翟( a p i ) 按拳鼹开藏姣魏韭务体系缕筏，充分重爱罄戆弼技零，薅瑰了计算 机网络开放分布的特点，为i p 阏络增加了业务智能。豳前主流的a p i 标准是 p a r l a y 。 正是上述翡慈悲瑾念决定了软交换蔽术煞主黉特点： 第5 弧共6 3 斑 埔十软交换累娩的计贤j j j 能的研究i 实观第一章软变换技术垃燧介绢 1 独立的睁“q 控制功能 软交换呼叫控制功能独立于底层承载协议究成基本呼叫的建立、维持和释 放提供控刳功能，包据呼b q 楚理、连接控制、智戆呼馥触发捡懑和资源控铡 等，w 以浇怒整个网络的灵魂。 2 媒体接入功裁 该功能可以认为是一种适配功能，它可以连接各种媒体网关，如p s t n i s d n i p 中继媒体嘲关、a t m 媒体魁关、用户媒体网关、无线媒体网关、数搬媒体 网关锌，完成 2 4 8 协议功麓。同时，还可戬蛊接与h 3 2 3 终端和s i p 客户 端终端进行逡接，提供相应业务。 3 业务提供功能 软交换最大的特色是可以提供可编稷的、逻辑化控制的开放a p i 协议，向用 户箍馔第三方遭务，淄辩还爵激据珙多媒体嚣移魂鼗务疆及传统毫诿爨瘊不 能提供的业务。 1 1 i 软交换在下一代网络中的核心地位 下一代翻络将是一个多黼融合的网络，软交换是实蕊潮络融会的基磁，是支 持下一代网络中话音、视频、图像和数掭等多媒体业务的交换和控制中心。图 1 。l 接述了软交换在下一代瘸络串豹逮霞。 强1 1 ：t 一技鄹络熬钵蓉结携 软交换技术是下一代通信网技术的核心部分，为现有通信网向下一代网络的 演进提供了平滑的过渡技术。软交换系统的出现并不要求替换所有现有的通信系 绕，丙是程充分荦l 庵现有遴信力稼基礁之上，遴遗薪韭务帮更蕊灵活豹接入方 式吸引更多的用户，进而实现通信网的演进。 软交换系统不是单独的菜秘设冬，聪是壶一系列设螽共同掏建，部器子i p 网络之上的一个分布式通信系统。软交换系统是围绕着软交换控制设备( 或是称 之为软交换、媒体网关控制设备、呼口q 代理) 组织起来的系统，嚣个设备拭同运 稿疗页共6 3 页 镍于欤交换系统的计费功能的矗j 兜j 实现第一肇戢交换技术发燧弁龋 褡分掰究成各裔辩功麓，遴悉实珑涉教僚令，媒体传送，蹲秘羧铡，效努帮署， 逡作等器个方面的功能。软交换系统的开放式体系结构使原有意义上软交换系统 霹以通避潜藏籍，标壤缓霹与更多系绕秘设备装鬻橇建楚强大豹系统。 软交换的对外接口肖：t 1 媒体捌荧( m g ) 姆较交按阍的接麟 用于软交换对媒体网关的控制，该接嗣可谴掰媒体网关控制协议( 瀚) 袋 h 2 4 8 ( m e g a c o ) 协议。 2 髂令溺笑( s g ) 尚软交换间豹镶掰 增予传递软交换和傣令网关间的僚令信息。实现s s 7 信令网妇软交按阊的传 令交换，该接口可馕躅s i g t r a n 诲议。 3 软交换与应用姚务层之间的接口 援供谤离释斡数嚣麾、应用黻务器、督费服务器彝传统s c p 鼹接秘，安现瓣 各种增值业务、管理业务和第三方威用的嶷持。 4 较交换与媒体服务器闯的接盈 采用s i p 协议或m e g a c o 协议，实现软交换对媒体捺源的控制，如提示音、 援罨啻等。 5 软交换与策略服务器间的接口 实瑷慰瓣络设备王棒运行过程戆漤纛干预，驻爨豫羁络懿鲢瑷麓力，筵接露 可使用公热开放策略服务( c o p s ) 协议。 5 较交换墨筵巍阚抟s c p 之隧懿接爨 实现对现有智能网姚务的支持，此接口仍使用现在的i n a p 协议。 ? +软交糗勰戆接懿一实璁不霞软交换窝蕊交互。裁援叠珂使矮s i p - t ，残 h 3 2 3 协议。 第7 页熬6 3 楚 蝻f 软变换藕娩的计赞功能的研究t j 实脱 第一常软交换技术发腱介绍 图i 2 ：软交换的对外接口 软交换作为实现网络融合的蒸础，网络互通跫成功的必要条件。n g n 网络主 要包括软交换、媒体网关、信令网关、智能终端和各种数据库服务器等。s i p 协议是m g n 多媒钵逶信诲议，焉予软交换、s i p 缀务器帮s i p 终端之闻黪通信控 制和信息交互，扩展的s i p t 可使s i p 消息携带i s u p 信令；在需要媒体转换的 地方可设攫媒体网关，h 2 4 8 m e g a c o 协议用于媒体网关控制器对媒体嘲关控制 的实现，完成媒体转换功能，它并不受责呼两控制功能：h 3 2 3 落是多媒体逶信 协议，它比s i p 、h 2 4 8 m e g a c o 的发展历史更长，是一项复杂的协议，升级和扩 展瞧不是缀好，s i p + h 。2 4 8 m e g a c o 可取代 。3 2 3 ，秀了与h 。3 2 3 瓣络互遴，n g n 必须支持该项协议；s i g t r a n 用于解决i p 网络承载七号信令的问题，它允许七 号信令穿过i p 网络到达髓的地；b i c c 可使i s u p 协议在不同承载网络( a t m 、i p 、 p s t n ) 上传送。 i i 2 软交换的分朦结构 接入粒传输菇( a c c e s sa n dt r a n s p o r tl a y e r ) ：将糟户连接至阚终，集中 用户业务将它们传递至目的地，包括各种接入手段。 媒体爆( m e d i al a y e r ) ：将信息援式转换成为戆够在嬲络上传递豹信息据式。 j 鞋：外，媒体层可以将信息选路至瞄的地。 控制层( c o n t r o ll a y e r ) ：包含呼叫锶能。此层决定用户应该接收哪魑业务。 宅还控到蒺蹙熬较低星豹瓣络擎元，告诼宅霞魏鹰处理数务浚。势戆控麓低层嬲 络元素对业务流的处理。 网络业务层( n e t w o r ks e r v i c el a y e r ) ：在呼叫建立的基础上提供附加的服 务。 耩f 软交换系统的汁货功能的研究j 宴现第一章软交换技术笸腱介绍 图l l3 ：软交换在演进网络中的位置 1 1 3 软交换的功能描述 l ，媒体随关控镥功能支持m g c p 、m e g a c o h 2 4 8 协议，实现对媒体网关酾控制， 使分组网和电路交换嗣之间的互通成为可能； 2 。呼叫羧镪功穗完成骜零呼口q 的建立、维持霸释放，呼叫拣路畿选择、连接控 制、智能呼叫触发等功能； 3 。计费动能支持r a d i u s 安全访逮耱议，访阍运费l 爱务器，圈辩生藏详缓熬呼 叫记录信息； 4 婀守功能支持接入认涯与授权、地皱鳃析_ 秘带宽管理等； 5 + 代理功能当疑自身无法完成呼叫处瑗请求时，可以作为呼口q 代理，向其他软 交换发起呼口q 请求； 6 协议互通功能支持嚣3 2 3 、s i p 、m e g a c o 、s s 7 等多种信令捺议，实现多种雕 络之间的融合和向下一代网络的平滑演进； 7 显务支持珐毖较交羧菏敖匏a p l 接鞠，努浃邃弓l 送赣犍务提铗交簿。实瑗鼗 务对呼口q 控制的新途径。 1 2 基予软交换的业务框架及应用 1 2 1 软交换的业务框架 软交换本身可以提供现有电话网中的一些基本业务和补充业务，但由于软交 按的灵活缝，它还可以与蟹能网的s c p 籀结合，捷供各种智能业务，并且，逶过 引入个新的组件一应用服务器( a p p l i c a t i o ns e r v e r ) ，软交换邂可以为三方应 用提供应用平台，不仅提高了服务的种类，而且加快了服务应用的速度。 第9 页共6 3 页 接f 软交换系统的计赞j j 能的研究j 实现 第一市软交换技术笈联介绢 软交换体系结构中引入了一个新的组件应用服务器( a s ) ，应用服务器是专 为增篮业务而引入的。应用服务器负责各种增值业务的逻辑产尘和管理，并且还 提供各种开放的a p ，为第三方业务的开发提供创作平台。应用服务器是一个独 立的组件，与控制层的软交换无关，从而实现了业务与呼叫控制的分离，有利于 新业务的引入。基于软交换的增值业务架构如图1 4 所示 增值业务一 业务a p i 一 应用服务器 媒体服务器 、r 丁p o s i p 一 图1 4 ；基于软交换的增值业务架构 应用服务器( a p p l i c a t i o ns e r v e r ) ：提供增值业务的执行，管理和开发平 台，处理与软交换间的接口信令。 媒体服务器( m e d i ss e r v e r ) ：提供特殊业务( 如i v r 、会议、传真) 的资源 平台，处理与媒体网关间的承载接口。 组件间的接口如下： r t p 一此协议用于传输媒体网关和媒体服务器间的媒体流。 s i p 一此协议用于应用服务器和软交换间的通信，使得软交换可将需要增值业 务的呼叫发至应用服务器进行增值业务处理。 应用服务器和软交换间用s i p 协议进行通信，而s i p 是用于创建，修改和终 止呼叫的应用层控制( 信令) 协议，这样，使得应用服务器可以涉入呼叫的控制 方面，但不能对媒体资源作出控制，而媒体服务器则可提供这方面的功能，让媒 体服务器与应用服务器相配合，就可让应用服务器处理呼叫的信令方面( s i p ) ， 而媒体服务器负责处理媒体流( r t p ) ，这样就可支持那些需要控制媒体流的业务， 如i v r 、会议、传真，媒体混合等。当然，如果业务不需要对媒体的控制功能， 第1 0 页共6 3 页 撩f 软交抉蹑统的汁赞功能的肼究j 实跳 第一章软交换技术枝胜介绢 如编号转换，转袋、路硅； 裙关照务等，那么这些娩务仅蹋应用服务器就能支持。 另外，由予媒体网关具备媒体服务器的一部分或所有的功能，随着s i p 协议的进 一步扩震，应援黢务器裂苟戳逶避较交换麸媒薅测关郡虽获褥一跤媒 搴功缝，郾 成用服务器分配一定的媒体相关功能在媒体网关上实现，这样可以减轻威用服务 器上的媒体功能，进一步降低增德业务使用的成本。 1 2 2 软交换的应用 软交换的核心竞争力燕要在软件方面，它即可以作为独立的n g n 网络部件， 分布在网络的各处，为所商媒体提供基本业务和补充业务，也可以与其它的增强 照务节点结合，形成薪静产品形态。正是软交换静灵活馥，使褥它可以瘦掰在各 个领域。 ( 1 ) 电路领域鲍应用 。 在电路领域，软交换和媒体弼关和信令网关檑结合，完成控制转换和媒体接 入转换，可作为汇接局和长途局的接入，提供现有的p s t n 网中的基本业务和补 充泣务。絮圈1 5 瑟示。 ( 2 ) 电路分组领域的成用 图1 5 ：电路域的应用 在电鼹一分缝领域，较交换霹毒分缓终薅迸嚣菱逶，实现分缀耀与毫路耀豹 甄通。如在h 3 2 3 呼叫中，软交换可视为h 3 2 3 终端，在s i p 呼叫中，可视为用 户代理( u a ) ，如图1 6 所示。 第1 1 页其6 3 页 埔叶二软交换系统的计货功能的研究0 实现第一章软交换技术拨胜介绍 s g 一卜乙 h 3 终端r 二； | ：| 卜 ：二： 友 较交换一 ，”、 m n 。i 斑p 用户代理 fs l p 健理 、h _ - ，一 电路踊。分缌耀一 图i 。6 ：电路域一分组域的应用 ( 3 ) 智能网领域的应用 在磐熊耀镶域，软交换与媒棼嬲关提缝会，宠成s s p 动毙，毒邋毒藿熊阏的 s c p 相结会，提供各种智能业务。软交换系统可以通过信令网关与现有智能网的 业务控制点互通，通过媒体网关与现有智能网的锗能外设妪通，进而接入现有智 能瓣。 图l 。7 ：智能弼领域的斑髑 3 软交换系统优点及发震前景 概括缝说，软交换系统其毒叛下主要特熹： 1 跨网业务：在单一网络体系结构内，完成语音、数据、视频等多种业务 第1 2 页共6 3 页 埔叶二软交捷幕统的汁赭：l 能的讲究j 实现 第一章软交换技术发髓舟蠕 韵提供。 ， 2 岛核心网的传输方式光必：可应用于妒网，也可应用予a t m 或篡它类型 懿数摇阏。 3 网络优化：网络采用分层结构，释层之间分工明确，接口清晰。 4 。成本蘸豢：挺进斑毒各摹孛网终瓣耱互融念，醛糕熬婆邀骛袋本。 5 接入灵活：支持多种援八方式，蠛丈黻度地容纳现有设备，保护用户资 源。 6 渡务能力强大；掇供统一豹监务澹裾辩羧潮接口，荧灞奎波番稀瑟、救 务。 7 。适庭泰撩竞争。 终舞下一代嬲终交按技本戆核心，软交换结念了媸绕魄话妫终的可攥性和殿 技术酷爱活性获裔效馥韵铙煮，楚新兴运营裔进入奄僖市场静技术途绦，也是祷 娩的电路交换网向分组化网络过渡的熬臻技术乎段。这一变革过程所形成的系列 羽络产燕将霹我灏奄缤潮鹣演进鞋及利愆i p 网络提拱率富黪效务越蘩簧熬佟 用，具有广阔的发展前景。 勰 3 蕊躲6 3 舞 螭f 软交换最统的计必功能的研究r ，实脱第章汁赞总体描述 第二章计费总体描述 2 1 软交换计赞分析 计费是个非常复杂的问题。也是运髂商最为关心的问题之一。因此，在大 多数应尉串，诗爨总是露为一个肇独豹系统出璎。过去的计费系统主要应用于 嗽信网，各种计赞格式和协议也童要针对交换机环境设计。随着i n t e m e t 的发展， i p 网上的计费也网益普遍，出现了基于锶格式的计费方式。软交换系统满要实 瑗瓣终熬融合，瓣予诗赞珐麓奚| l 簧求麓遴应多穗诗费接妓秘携议，实瑷多秘诗 赞方式。软交换系统的计费侧重于计费数据的生成、采巢和输出上。 2 1 1 计费系统的体系绪 奄 我瓣传统电售韭务翡计费懿理在嚣潮上多怒戮分散处理方袋送章亍豹，在技 术上是以脱机按月处理方式进行的。随着电信业务的急剧增长，电信网中各种 瓤业务不断开放，电信服务要求不断增加，及市场竞争的压力，老的计赞系统 愈来愈不适应发袋的需蘩。要解决上述计费孛矛詹，要熊决两个闻题：一是建 立集中计费体制，二是变脱机按月计费为联机实时计费。而集中计费需疆联机 诗费这一技本手段来实瑷，基藏，谗多魄售局昶遮区魏诗费系绞实现了诗费数 据的联机实时采榘。但怒，大部分的计费系统，仍然普遍采用定时联机采集。 为适应电信败务迅速发展的嚣要，理顺电傣业务的计费帐务管理，改善用 户的服务质量，提高电信部门的服务承平，孛困电信对现有的诗费张务系统进 行整合和改造，将现在分散的计赞系统改造成龛国中心省中心本地网中心的 三级诗费结冀模式。 图2 1 ：计费系统体系结构 软交换系统的计费功能应与传统电傧网、i p 阚和l n 阚兼容，即支持上述现有 髓络系统的计费功能。所以，软交换系统的诗费模块，应该在诧基础上进行包容、 含并，形成一个统一的计费系统。一个计费系统通常由计费采集点、计赞中心和结 辩1 4 蠢共6 3 睫 墙十较交换系统的计赞功能的姘究与实观 第二章汁赀总律描述 箨中心缀戚。 瑗级结算中心 接受一级结算中心递交的漫游用户资费清单，并转至其开户地所在缎结 算中心。 1 ) 负责所辖各一级结算中心之间的资费结算。 2 ) 完成与传统电话湖的结算。 3 ) 完成不嗣运营者之阉静缀算。 4 ) 负责整网的国际业务结算。 一缀结冀中心 1 ) 一级结算中心负责对所辖各二级结算中心之间的资费结算。 2 1 将在本区发生的异遣歼户的漫游用户资费清单交趸顶级结算中心。 3 ) 接收顶级结算中心转交的其它一级结算中心提供的本地区开户的漫游 用户的异地资费清单； 4 ) 完成与传统电话网的结算。 ：级结算中心 完残与传统壤话网懿绪算。 二级计费中心 二级计费中心接收计赞采集赢发送的溺户使震銎电话浆起始鞲终止辩闻等 计费信息，生成服始记录数据c d r ，根据费率生成帐单。 对于记帐卡用户，二级计费中心还娶裰据用户帐号，将余额转换成用户使 用口电话的最大时长并送到计费采集点，以免用户透支。 二级计费中心还要负责将本区发生的漫游用户资费清单交歪二级结算中 妇。 。 。 一级计赞中心 一级计费孛。豹功能耀二级计费中心熬功笺。 计费采集点 在与 1 3 2 3 隔络共存静清流下，软交换需要与阏关鞫瓣守配合共同宪或诗 费采集功能。在“电话到电话”的情况下计费采集点设在阏关和软交换，在“p c 到电话”的情况下，计费采集点设在相痰豹网守或软交换。计费采集点负责采 螓卡轶交换系绕的汁赞葫能的硪究i 安观第一二枣计货总 奉描述 繁用户通话的起始时闯鞠终止时黼等信怠送给裙成的计费中心，对于记帐号用 户，计费采集点述要接收相应计赞中心邀来的用户使用电话的最大时长，并实 时涟测用户的通话时间以免用户透支。 2 1 。2 软交换鼹诗爨静基本要求 1 计费协议：应能支持勰i s 盯枷协议躐f t a m 协议、r a d i u s 协议、f t p 等计费信息的传送协议，具体传送协议的使用由备运营 商根据自身网络的特点决定。 2 诗费方式：较交换至少应具备根据计裁对象进行计费秘信怠 采集功能，并负责将采集信息送往计费中心，同时还应可选支持复 式计赞、立即计费的功能。 3 ，诗费对象：j c 重主鹾号计费，对枨号诗荧：蚩采露襁譬( 妇 记帐卡用户) 方式计费时，软交换应具有计费信息传送和实时断线 功能。 4 计费精度要求：采用时长计费时，要求其计费单位精确到1 秒r 时间精度为1 0 8 ；当采用流量计费时，要求其精度糈确到f 个字 节。 ” 5 计费内容：仅规定分缀语音许费内容的最小集。 西麓 通话汗始时间 通话终止时闽 p s t n i s d n 德接逶殍始对闻 p s t n i s d n 侧释放时间 逶谖瓣长 卡号 接入号码 被瑚用户号码 主叫用户号码 入字蕊数 出字节数 业务类别 圭鹾蘩l 媒体网关终端的i p 缝蛙 被叫侧媒体网关终端的i p 地址 主叫侧软交换设备i p 地址 被翻餐l 软交换设备i ) 地址 通话终止原因 2 1 3 软交换计费岛外部系统接口 软交换根据计费对象进行计赞和信息采集，并负责将采集信息送往计费中 第1 6 页共酤页 培卡软交换系统的计赀功能的肼究o j 喀脱 第一常汁赞总体描述 心，同时还应可选支持复式汁费、立酃计赞酶功畿。 对智能业务的汁费，软交换应支持“智能网应用规程( i n a p ) ”中所规定的 各糖诗费操痒。在磐戆照鳃诗费中，出s o p 决定是否计费、计费类别及计赞提 关信息，由软交换舆体进行生成记录。当呼叫结柬后，软变换将详细计费信息 送往计费中心，将与分摊棚关的信息送到s c p ，由s c p 送绽s m p ，辫送到结算中 心，壶结冀串心送行分摊。 p a r l a y 3 在s e r v i c ei n t e r f a c e s 中专门增加了关于计费的接口，使用基 于内容的计费概念，利用其开放的a p i 对所有业务的收费用户掇供计费和帐 务管理，对业务提供商的新监务撬供计费支持。 基于以上的考虑，软交换计费与外部的接口可分为三个部分： 嗣。 图2 2 ：较交换计费与外鄢搂口 与计费中心相连时，支持r a d i u s 、f t p 、f t a m c m i p 计费信息的传送协议。 与s c p 相连时，支持i n a p 计赞操作。 与a p p l i c a t i o ns e r v e r 或a p p l i c a t i o n 相连时，支持p a r l a y3 0 计赞接 2 1 4 软交换诗费黪点 1 ) 多嬲融合，多耱诗费格式势存 2 ) 软交换相逐设备种类繁多，计费采集困难 3 ) 骧凑将来鏊手较交换熬监务熬姨逮发震，褥苓叛毒耨戆计赞嚣求 4 ) 计费点可以设置在软交换、计费中心、应用服务器4 ，计费问题相威复杂 进行软交换诗赞的设计鞋重，考虑蜀其暑中费特煮，应遵循瑷下懿浚诗纛羯： 1 ) 灵活性 支持多种计费格式和计费方式，如按时长、掖流量、按内容等。 第 7 页共6 3 页 埔卡软交换累统的计赞功能的母f 究i 实观第。常汁赞总体描述 2 ) w 扩展性 能适成薪业务豹需要，便于弓l 入新的计费方式，例如当引入移动业努、多 媒体媲务等时，能够徽好的适应。 3 ) 可靠蛙 计费准确，数攘备份。 4 ) 麓现毒诗费系统兼容 能够通过标准协议和现有计费中心互联 5 ) 镣合阚警簇求 2 。2 软交换计费模块综述 计费模块在系统中豹位置如下图所示： 图2 3 ：计费总体结构图 埔十软交换蒜统的计赞岫能的研究j 实观 第一帚汁啦总体描述 从图中，可以看出计赞同s i 业务接阴层和c c 呼叫控制层、0 a m 管理屡以及 诗赞中心之趣存褒交互。其孛，与 费审心之越憝接霜鼷予羚熬接口，与其它 模块( 层) 的接蹦，属予内部中间协议消息接口。 根据计费模块的结构框图，总结计费模块的主要功能。 夺原始计费僖惫酶采集裙存储 原始计费信息有三个来源：来自呼叫控制层( c c ) 的呼叫详细信息和用户 诗费属性信息、卷自业务接口屡( s 1 ) 的i n 业务诗费策略信息和计费模块生戏 的计费信感等等。 计费采集 对于蔻逶呼骥蠢言，诗费信惑豹采集，包摇蟹澍详绥售愚帮溺户诗费藩莲售 息的采集。由c c 模块负责完成：并通过c 接口传遴到计费模块。对于i n 业务呼叫 - 泉说，s c p 会下达计费策螓信息，e 乜s i 通过接口b 转发给计费模块，作为i n 业务计 费的依攥。 计赞处理 计费模块报摄配置警理豹参数设置，掇据呼h 详缀接息帮其它辏助僖息，生 成原始呼嘲信息计费信惑。同时，计费模块需要根据用户计费稽息的设定，判 断该用户的c d r 记录需要的内容；井按照约定的顺序和格式发送给计费传送模块。 数攥存绩 数据襻储指计费模块写原始呼叫计赞信息到共享内存的过獠。然后由转储 进程写入数据库。 审i n 业务计费功能 在软交换充巍智能网s s p 节患豹应用场景孛，软交换计费摸块爨要支持s s p 作为计费点时的计费功能；即支持智能网i n a p 规程中飙定的计费操作。 夺谤费数据转送 c d r 传送按照接口划分，分为f t p 方式的c d r 文件传送，和r a d i u s 方式的c d r 记 录传送。如果是f t p 方式的c d r 文件传送，器要对c d r 文件靼c d r 文件当中的c d r 记 袋进行格式处瑾，形成诗费中心胃识剐的格式。 v ，c d r 处理 诗费传送模块，需要壤摄f t p 文 孛铸邀方式的设置参数，对c d r 记录遂霉搐式 转换。此外，还需要文件控铝模块的协佟，完成时计费文件的书写。 c d r 传送 c d r 鼹送鑫旗涎者情凝；一秘蹩文终方式黄遴，摄据传送定瓣淀置，传送诗 费文件到计费中心。另种是记录消息方式传邀，实时立即传送c d r 记录到 计费中心。 2 2 。1 圣 费模块裂势 软交换计费模块按照功驻的不月，可划分为三个子模块：采鸯我计费处理模 块、转储模块和计费接髓模块。 第1 9 页懿页 肇f 软交换系统的汁赞j j j 能的研究0 实1 1 见第二章计赞总体描述 图2 4 ：计费功能框图 采集计费模块 完成呼叫详细信息、i n 业务计费策略信息、用户计费属性信息和计费参数 信息的采集，并形成原始计费信息；同时，对于i n 业务支持计费操作，包括时 长和费用的计算。 转储模块 转储模块负责从计费采集模块写入的共享内存区中读取计费数据，写入数 据库，进行数据库方式的存储。 计费接口模块 计费接口模块负责同计费中心或者第三方计费软件进行交互，传送计费数 据( 计费记录或者计费文件) ；支持计费中心或者第三方计费软件进行计费和生 成话单等帐务处理。 中间协议消息收发模块位于计费模块与s o f t s w i t c h 系统其它模块之间和 计费模块内部子模块之间：负责消息的接收、转发和发送。这也符合了软交换 这种基于消息驱动的方式，采用一种所谓的“一分发一多处理模型( o n em r d m u l t im p s ) 。m r d 完成消息的收发功能，而m p s 完成消息的处理功能。这种设 计是基于这样一个经验：消息的处理远比消息的收发复杂。m r d 模块和各消息 处理模块均可做成单独的进程，从而充分利用c p u 资源。 第2 0 页共6 3 页 螭卡软交换柬统的计赞助能的研究。，实现第章计贤总体描述 一：| i ： _ _ l7 卜 卜 2 2 。2 采矮缒逶蕊撬裁 图2 。5 ：消息分层模型 软交换中的避程阀通信采用f i f o 的方式，f i f o 也叫育名管道。与繁遵管 道不同的怒，普通管道只能由父子进程使用，而遴过f i f o ，任何进程闻鄢可以 交换数据。f i f o 是一种文件类型。创建f i f o 类似于创建文件。创建f i f o 后， 确实麓在磁蠹上测爰l s 愈令看裂这个文 譬，瑟菇也毙震r i l l 将玄剿除。繁道与 此不同，尽管也魑使用与文件相阀的方式进行搽作，但在磁盘上着不到文件。 假f i f o 又是一种特殊的文件类型。磁盘上仅仅记录一个f i f o 文件名而融，实 辩数据交换是在漆存孛完成兹，瓣魏髓徽爨缀茯。当一个迸程与多个遴耩遗售 时，我们称为服务器客户机。服务器可以为每个客户机创建一个f i f o ，用来 当终客户投读服务器写馒用。服务器可以以客户机的进稳i d 为蒸谶剖建f i f o ， 例如，可以用名字t m p s e r v l x x x x 创建f i f o ，箕中x x x x 被替换成客户梳的迸 稷i d 。服务器可以另外创建一个“众所周知的f i f o ”，这个f i f o 用作客户机写 羧务器谈。 闰2 6 ：客户机一服务器用f i f o 迸行通信 箱2 l 蜓共6 3 灭 螭十软交换系统的计贤功能的研究巧实现 第二章计赞总体描述 软交换被设计成可分布的，当各个模疆分布予不同处壤祝时，将采用s o c k e t 方式而非f i f o 方式通信。c ii e n t s e r v e r 模式是当今被广泛采用的一种计算模 式，在这种模式下，客户程疼囱服务程序发请求，服务程序接收来塞客户程序 的请求并进行处躐，处理完成之后把结暴回送给客户程序。 如果客户进稷和服务进程都税同一台机器上，可有多种方式实现进稷之削 懿遴信：懿采窑声遗程释缀务避赣分剐驻整在逶过网终连接豹不闷瓠器上，那 么不可避免地要使用网络通信。 u n i x 的s o c k e t 技术提供了在t c p i p 模型各个层面上的编稷支持，在内核 处理收到的各层协议数据，然后暾用程序戳文件的方式浚收内核传柬的数据。 u n i x 中共有四类常用的s o c k e t ，分别是s t r e a ms o c k e t ( 流套接字) 、d a t a g r a m s o c k e t ( 数搀擐套接字) 、r a ws o c k e t ( 激媲套按字) 帮d o m a i ns o c k e t ( 本选 套接字) 。软交抉中的网络通信采用流套接字和数据报套接字机制。 t c p 是面向连接的传输层协议，一个典型的t c p 协议双方通信的过程是： l 。获得对方翡i p 逮泣帮端西号。 2 在本地主机上选择一个i p 地址和端口号。 3 。在通信双方之间建立s o c k e t 连接。 4 传输数据。 5 传输完毕后连接。 图2 7 ：基本t c p 客户一服务器程序的套接口函数 产连接 蒋2 2 页凝6 3 页 罐f 软交换系统的计姨功能的研究j 实观第二章汁贤憨体描述 蠢蠢连接豹t c ps o c k e t 一救将逶继藏方按工作兹方式不同分为客户藕秘 服务端。客户端的工作过程是：建立s o c k e t 、连接服务端、传输数据、关闭 连接。两服务端的工作过程是：建立s o c k e t 、绑定自己的周知口、建立侦听 队列束侦听连接请求、接受连接请求、传输数据、关闭连接。双方使用“三次 掇手协议”建立连接，在这个连接过程中双方还同时约定通信的其他参数。为 避燕半关潮熬状淼出瑷，逮售缨寒后关溺连接剐楚采震弱次握手。 为了实现可靠高效的c s 模式通信，软交换采用的s o c k e t 的自动关闭和重 连机制与传统方式有所不同。正常情况下c s o c k e t c l i e n t 和c s o c k e t s e r v e r 的 连接端口闻保持连接，当蠢于异常原因，健褥c s o c k e t c ll e n t 和c s o c k e t s e r v e r 之间连接断开后，c s o c k e t c l i e n t 和c s o c k e t s e r v e r 在发送或接收数据时能够 捡溯到连接已经断开，会自动荧闭连接。如果由于c s o c k e t c l l e n t ，使得 c s o c k e t c li e n t 和c s o c k e t s e r v e r 之阊连接断开后，c s o c k e t c ll e n t 端重薪启 动，向c s o c k e t s e r v e r 请求连接，此种情况和普通s o c k e t 相同。如果由于 c s o c k e t s e r v e r ，傻褥c s o c k e t c l l e n t 弱c s o c k e t s e r v e r 之阗遴接断开器， c s o c k e t s e r v e r 羹新启动，在有数据发送时，c s o c k e t s e r v e r 向c s o c k e t c ll e n t 的侦听端口发出连接请求，c s o c k e t c l i e n t 接收到连接请求后，关闭 c s o c k e t s e r v e r 来的连接请求，向c s o c k e t s e r v e r 发出真正的连接请求。传统 方式为了保证重连，通常启动一个线程定期检测服务器端是否可以到达，具体 实现方式有带内数据和带外数据磁秽方式，由予程序需要定期梭溅照务器端， 开销比较大，在设计时面临实时靛帮性能的矛盾，鲡采实时性要求商，鲻检弱 周期必然要设得短，这样系统中资源消耗就大，如果周期太大，实时性又会降 低；而且在绫理中，上层应用的文件搓述笱也会由手连接的断开嚣变化，不零l 予使用s e l e c t 检测。在我