（计算机应用技术专业论文）关于softswitch中业务接入的研究及改进.pdf

上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 iii 摘 要摘 要 由于下一代网络(next generation network, ngn)的分组化、开放式、 高带宽、多种媒体流统一承载等特性，使 ngn 能够将多种能力组合包装成 各种用户感受的新业务，和电子商务、教育、医疗、娱乐、休闲、自动控 制等结合起来，为人们提供新的工作生活方式。这极大地推动了 ngn 的发 展，在这其中，作为下一代网络的核心软交换技术的发展尤其引人关注。 从网络功能纵向分层的观点来看， 根据不同的功能可将ngn网络分解 成以下4个功能层面,软交换系统作为ngn网络控制层的核心,应该具有开放 式的业务接口；但是从技术的发展来看,软交换技术是从voip技术发展来 的，当前的软交换实现模式对业务技术的支持和与传统网络的接口或多或 少的存在不足,比如没有统一规范的业务接口和业务控制模块， 与交换的通 信通过原始信令或者私有的消息进行， 使得在业务的增加和改动变得困难； 由于应用服务器直接用信令和软交换进行业务交互，会把业务的逻辑和呼 叫控制混合在一起，增加了软交换系统业务实现的复杂性；对交互协议提 出了承载业务信息能力，而大多数接入协议没有承载业务信息能力，增加 了协议接入的难度。 本文以此为背景,针对软交换业务接入展开工作, 介绍了统一业务接 口技术以及软交换实现的几种模式,并针对目前常用的媒体网关控制模式 (mgc)软交换进行了具体的研究。根据现有软交换模式的不足，提出了在软 交换中增加独立的业务管理和接入模块,对业务进行统一管理， 形成统一的 业务接口，将业务功能单独出来形成服务层，通过 api 的方式与提供业务 的应用服务器进行交互， 使得业务的接入和管理变得规范和具有可操作性， 并通过软交换统一业务接口与 300 语音服务中心和语音信箱这两个应用服 务器通信以提供 300 电话服务和语音留言的例子来阐述统一业务接口对业 务进行接入和管理的流程，具体的分析了统一业务接口在业务接入和管理 方面的可操作性和规范性。 关键词：关键词：下一代网络;软交换;统一业务接口;呼叫控制;mgc;应用服务器; api; 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 iv abstract because of the abilities with grouping, opening, high bandwith, multimedia stream of ngn, it provides people new life style with the combinations of new applications and electronic business, education, medical treatment, entertainment, lie fallow, auto control. and it makes the technology of next gerneration network(ngn) develop rapidly,especically the softswitch system that is the core of the ngn. from the portrait partition of network, ngn network can be divided into 4 different part with different function. as the core of the ngn, the softswitch should have the unite service interface; but from the development of technology to say,the softswitch developed from the voip technology, so the current models of the softswitch implement support the unite service very little and always have some lack. for example, it has no formal service interface or control module so that the communication can be only by original signal or private message and it makes the service difficult to increase or change; because the application server use signal directly to communicate with the softswitch, it makes the logic and communication control of services commixxed and makes the application of the softswitch system complex; it needs the protocal having the ability of carring service information, but fewer have it, so it increase the difficulty of protocal. based on the beyond background, the paper does some research on the interface of softswitch. it put forword the improved thought to mgc models softwitch after introducing the unite service interface technology and the mode of the softswitch applications. based on the current lack of softswitch mode, the improved thought is using the independent service layer to manage the service and sevice interface, so it can make the service layer independent using the mode of api to communicate with application server.it provide a instance of the the softswitch unite service interface communicating with 300 voice serve center and voice box that apply the service of 300 telephone and voice leave word to disribe the woking flow of the unite service interface. keyword:next generation network;softswitch;unite service interface; call control; media gateway control;application server;api; 1 附件四附件四 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：夏唯一 日期： 2006 年 10 月 30 日 2 附件五附件五 上海交通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密 不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名：夏唯一 指导教师签名：黄上腾 日期：2006 年 10 月 30 日 日期：2006 年 10 月 30 日 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 研究背景介绍研究背景介绍 近年来， 以互联网为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统电信界的 理念和通信系统的体系结构， 突出表现在:经济实惠的voip技术方案正促使 核心语音网从传统的电路交换向语音分组交换转变，使得语音和数据可以 共同在ip分组网上传输;以前， 由于采用以业务种类划分网络行业的组网思 路而导致的多种网络、多种技术和多种网络系统共存的现象逐渐暴露出其 弊端和局限性， 使多种网络的互通融合成为当今网络发展的大趋势;由于多 种网络的融合和社会的进步，人们对电信业务的需求快速增长，并且呈现 出多样化、综合化和个性化的趋势。 另一方面， 由于传统交换机采用从底至上完全封闭的体系结构， 将运营 商局限在单一的设备提供商的范围内，不利于引进竞争机制，更不利于新 业务的推出。而随着ip技术的不断发展和完善，服务质量的不断提高，相 对于电路交换网而言，分组网低成本、高带宽以及开放性的特点越来越受 到人们的关注。目前，业界已经达成一个共识，下一代网络(ngn, next generation networks)应该是能够提供集语音、视频、数据为一体的多媒 体综合业务的全新网络。而作为ngn的核心交换设备 软交换正在逐渐成 为下一代网络研究的热点技术。软交换是一个由软构件构成的功能实体， 为下一代网络提供具有实时性要求的呼叫控制和连接控制功能。它支持多 种网络协议(如h.323, ss7, sip等)，可以实现多种网络的无缝融合，并能 够支持现有网络向下一代网络的平滑演进;它具有开放的业务、 控制和接入 接口，从而真正实现多厂家产品共存的网络运营环境，并可以方便地在网 上快速引入新业务;同时，它还实现了业务逻辑与呼叫控制、呼叫控制与承 载连接的分离，使网络体系结构更加灵活、多样。 1.2 研究工作介绍研究工作介绍 在导师的指导下，笔者在 2004 年中旬开始从事 voip,软交换相关工 作。 近年来， 作为 ngn 网络中的核心部分软交换系统的研究一直是电信 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 2 界和 it 界研究的重点，而软交换系统与应用服务器之间的业务通信是其 中一个重要研究方向， 笔者从 2004 年开始研究软交换系统及其相关技术， 软交换系统涉及到大量新的设计技术和方法， 软交换实现的模式也有多种 多样，而笔者所研究的软交换系统主要是 mgc 模式的软交换，因此本论 文主要针对 mgc 模式的软交换中业务接口进行了一些研究和改进， 强调 软交换与应用服务器间的通信及业务接口的框架，设计思想及其方法。 1.3 论文主要内容论文主要内容 本文主要阐述了以下内容： 1软交换系统概述 介绍了下一代网络的概念， 并介绍了软交换与下一代网络的关系， 以及软交换系统的发展状况和基本架构， 论述软交换软件系统框架层 次和功能以及软交换的接口情况。 2mgc 模式软交换系统中统一业务层的提出 论述在软交换系统提供统一业务接口的意义和常用的几种统一业 务接口技术， 并对对当前几种软交换系统的实现模式以及业务员接入 方法进行了简单的分析，并对目前常用的媒体网关控制模式(mgc)的 软交换进行了具体的研究,针对这种软交换对业务接口支持不足的缺 点提出了改进思路。 3改进后的系统架构以及统一业务平台的设计 根据前面提到的 mgc 模式软交换业务接入的不足，在原系统的 基础上增加了业务控制模块，提出了四层的软交换系统架构，并主要 针对系统的媒体网关控制层向业务层提供的接口， 以及业务层中服务 的管理以及接入进行了研究和设计。 4统一业务平台上业务的接入 首先简单论述了经改造后四层架构的软交换系统中业务的接入方 法，然后介绍了一个提供统一消息功能的应用服务程序的接入实例， 在实例中根据提供统一业务平台的软交换系统的要求设计了应用程 序的接口、 系统框架与模块， 并按照软交换的规范提供统一消息服务。 5总结和展望 本文讨论了软交换系统的业务接入方法，并针对 mgc 模式的软 交换系统中业务接入中的不足提出了一些改进思路， 在软交换系统中 增加了业务接入层，并提供了具体业务接入和管理的方法；并展望了 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 3 加强软交换系统业务接入能力的下一步工作和拓展前景。 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 4 第二章第二章 软交换系统概述软交换系统概述 下一代网络(ngn, next generation networks)是集话音、数据、传真 和视频业务于一体的全新网络。ngn的核心控制设备为软交换设备(简称软 交换，softswitch，或者媒体服务器)。下面将就软交换系统架构，功能以 及对外接口做简单论述。 2.1.软交换与下一代网络软交换与下一代网络 下一代网络是可以同时提供话音、 数据、 多媒体等多种业务的综合性的、 全开放的网络平台体系，可以归纳为三大特点: 1)采用分层的全开放的网络构架。 将传统交换机的功能模块分离成为独 立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分，各自独立发展形成具有 独立的模块化结构.部件化使得原有的电信网络逐步走向开放， 运营商可以 根据业务的需要自由组合各部分的功能产品来组建网络;部件间协议接口 的标准化可以实现各种异构网的互通。 2)下一代网络是业务驱动的网络， 业务和呼叫控制完全分离， 呼叫与承 载完全分离。分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效地实现业务 的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的 网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活性。 3)它是基于统一协议的分组网络。现有的信息网络，无论是电信网，计 算机还是有线电视网都不可能以其中某一网络为基础平台来生长信息基础 设施。但近几年随着ip的发展，才使人们真正认识到电信网络，计算机网 络及有线电视网络将最终汇集为统一的ip网络，即人们通常所说的“三网” 融合。ip协议使得各种以ip为基础的业务都能在不同的网上实现互通，首 次具有了统一的为三大网都能接受的通信协议。 下一代网络的内涵十分广泛， 在业务网层面， 下一代网络特指下一代业 务网(对于数据网，下一代网络指下一代互联网;而对于移动网，下一代网 络指3g网和后3g网);在传送网层面，下一代网络特指下一代传输网，特别 是光网络。本文所论述的下一代网络特指以软交换为控制层，集话音、数 据、传真和视频业务于一体的全新网络体系架构。 软交换是下一代网络的核心交换设备， 它独立于底层承载协议， 主要完 成呼叫控制、资源管理、协议接入以及路由和计费等功能，向用户提供现 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 5 有电路交换机支持的所有业务，更重要的是，它可以向第三方软件开发商 提供可编程的标准api。 软交换的核心思想是将呼叫控制和业务提供相分离(智能网的思想)， 同 时将呼叫控制和承载连接相分离。呼叫和承载相分离，使业务真正独立于 网络， 灵活有效的实现业务的提供;用户可以自行配置和定义自己的业务特 征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供 有较大的灵活性，从而满足用户不断发展的业务需求，也使得网络具有可 持续发展的能力。另外，呼叫和承载的分离，能够更加有效的利用现有网 络资源，保证软交换可以运行在现有的任何承载网络上，而对呼叫控制和 更上层的业务提供保持透明。 按照软交换的思想， 我们可以将下一代网络分成四层:接入层， 传输层， 媒体网关控制层和业务接入层。图2-1即为下一代网络架构图： 图2-1 下一代网络架构 四个功能层面的具体功能为： a) 业务和应用层：处理业务逻辑，其功能包括in（智能网）业务逻 辑、aaa（认证、鉴权、计费）和地址解析，且通过使用基于标准 的协议和api来发展业务应用。 b) 控制层：负责呼叫逻辑，处理呼叫请求，并指示传送层建立合适 的承载连接。 控制层的核心设备是软交换，软交换需要支持众多 的协议接口，以实现与不同类型网络的互通。 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 6 c) 传送层：指ngn的承载网络。负责建立和管理承载连接，并对这些 连接进行交换和路由，用以响应控制层的控制命令，可以是ip网 或atm网。 d) 接入层：由各类媒体网关和综合接入设备（iad）组成，通过各种 接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换成为能够在 分组网络上传递的信息格式。 2.2 软交换系统架构软交换系统架构 2.2.1. 软交换网络总体框架软交换网络总体框架 软交换是下一代网络的核心设备， 各运营商在组建以软交换为核心的软 交换网络时，其网络体系架构可能有所不同，但至少应该在逻辑上分为两 个层面:运营商内部软交换网络层面， 和与其他运营商互通的软交换互通层 面，见图2-2.其中软交换网代表运营商内部的软交换网络，负责为该运营 商内的用户提供呼叫控制、地址解析、用户认证、业务等功能:软交换互通 点负责与其他运营商网络之间的互通。 图2-2分组网中的网络框架 2.2.2. 软交换与软交换与 h. 323 网络互通的网络框架网络互通的网络框架 基于h.323协议的ip电话网络己经覆盖了我国主要省市，因此在组建软 交换为核心的网络时，应充分考虑与现有h. 323网络的互连互通，互通协 议采用h.323协议，互通方式见图2-3。其中，当软交换网与h.323网分别在 不同运营商时， 互通点设置在软交换互通点和顶级网守之间;当软交换网与 h.323网在同一运营商时， 互通点由各运营商根据网络建设的实际情况来确 定。 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 7 图2-3 与基于h. 323网络互通的网络结构 2.2.3. 软交换与软交换与 pstn 和和 isdn 互通的网络框架互通的网络框架 当软交换位于pstn/isdn本地网中端局的位置时， 软交换网与pstn/isdn 的互通的网络框架结构如图2-4所示。 具体连接方式将随着运营商的不同而 有所不同。 图2-4 软交换与pstn和isdn互通 2.3 软交换软件系统功能软交换软件系统功能 根据软交换需要实现的功能实体， 典型的软交换系统主要分为业务接入 (si),呼叫控制(cc)，协议处理(pp)以及操作维护管理(oam)等几个功能模 块。具体功能模块架构如图2-5所示： 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 8 图2-5 软交换系统架构 2.3.1 呼叫控制呼叫控制(cc, call control)模块模块 呼叫控制是软交换系统的核心内容， 呼叫控制模块的能力在很大程度上 决定了整个软交换系统的能力。呼叫控制模块需要实现的功能包括了传统 电路交换机中的功能，包括基本业务和补充业务；需要实现对网络资源的 管理维护，包括媒体链路的建立，监视和释放；还要实现对用户属性的管 理（例如，呼叫的鉴定，用户的注册等等） 。 呼叫控制模块是整个软交换系统的主要功能， 完成了与其他模块都有接 口。 cc模块检测一个呼叫是否是智能业务(这里的智能不仅仅指智能网所提 供的业务，而是指运行在软交换上层的所有的业务提供设备，包括智能网、 应用服务器、parlay api等等)，如果是，通过cc-si接口上报给业务接口 (si, servicesinterface，在下文介绍)模块，由si模块完成相应消息格式 的转换，继续上报给上层控制设备(比如scp，或应用服务器等)，由这些设 备控制呼叫的整个过程。 cc模块通过协议处理模块(pp, protocol processing，在下文中加以介 绍)处理外围设备的协议消息，cc模块和pp模块通过cc-pp接口使用统一的 中间消息进行通信，由pp模块完成中间消息和外围协议消息的翻译。 cc模块将呼叫处理过程中的异常信息(告警)上报给操作维护管理(oam, operation administration maintenance)模块，同时接收oam的维护管理 消息，实现oam对呼叫处理的监视和控制。 信令控制 协议处理 sg mg iad 网络 业务接入 操 作 维 护 管理 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 9 2.3.2. 协议处理模块协议处理模块(pp, protocol process) pp模块主要完成底层通信协议的接入功能，向下接入各种协议 (isup ,mgcp, h323, sip等)，向上为呼叫控制提供软交换系统自定义的统 一中间消息(目前还没有规范规定软交换内部通信的协议标准， 只能够由各 个厂家自定义)，以此来屏蔽各种不同的协议对呼叫控制的影响。软交换对 多种协议的支持，就是由协议翻译与统一中间消息机制实现的。 pp模块接收到外围设备(信令网关sg，媒体网关mg,驻地网关lad以及媒 体服务器ms等)的协议消息后，将其封装成软交换系统自定义的消息格式， 通过pp-cc接口，发送给cc模块。cc模块在对该消息进行一定的处理之后， 通过中间消息向pp告知处理结果。pp将此中间消息转换为协议消息后，发 送给外围设备，实现对外围设备的控制。同时，pp模块接收来自于oam模块 的维护管理消息，并将其转化为标准的协议消息，实现对外围设备的控制; 而外围设备的告警和故障信息也通过pp模块上报给oam模块，由oam模块进 行相应的维护操作。 在软交换系统需要接入新的协议时， 可以只修改pp模块， 增加相应的协 议翻译子模块，而软交换系统的其他模块不受新加入协议的影响，提高软 交换系统的可扩展性。 2.3.3. 业务接口业务接口(si, services interface)模块模块 业务接口模块主要功能是向上层提供业务接口(inap. parlay)的适配。 si模块是软交换与上层业务提供设备之间的适配层，它通过cc-si接口 接收来自于cc模块的业务请求消息，将其解释成标准的inap, parlay等协 议消息，上报给上层设备，请求其对呼叫过程进行控制:业务提供设备以标 准协议向si模块发送业务处理消息，si模块将其转换为中间消息格式，通 过cc-si接口通知cc模块，由cc模块根据该消息进行相应的处理。 如果有智能业务的介入，si模块通过si-bm接口向计费管理模块上报计 费信息，完成对业务相关的呼叫的计费管理。同时，si接受oam模块的监视 和控制。 si向软交换外部提供标准的api，支持第三方业务提供，体现了软交换 业务的开放性。 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 10 2.4.软交换对外接口软交换对外接口 软交换作为一个开放的系统， 与下一代网络的媒体层和业务层之间以标 准的协议进行通信，因此，软交换系统必须向这两层提供标准的协议接口: 另外，由于软交换系统作为网络中的一个网元，必然要接受上层网管中心 的监控，因此需要提供标准的网管协议接口。 软交换与媒体网关之间的接口用于软交换对媒体网关的承载控制、 资源 控制管理， 可使用媒体网关控制协议(mgcp), internet设备控制协议(ipdc), sip协议、h.323和h.248协议等。 软交换与信令网关间的接口用于传递软交换和信令网关间的信令信息， 可采用信令控制传输协议(sctp)或其他类似协议。 软交换之间的接口实现不同软交换之间的交互，可采用sip-t,h.323或 bicc协议。 软交换与应用/业务层之间的接口提供访问各种数据库、第三方应用平 台、功能服务器等接口，实现对增值业务、管理业务和三方应用的支持。 其中:软交换与应用服务器间的接口可采用sip, parlay api，提供对第三 方应用和增值业务的支持:软交换与智能网scp之间的接口实现对现有智能 网业务的支持，采用inap协议。 软交换与网管中心间的接口实现网络管理，采用snmp协议。 本章小结本章小结 本章介绍了下一代网络的概念,体系结构，然后论述了软交换系统与下 一代网络的关系以及软交换的组网架构、典型软交换系统的软件功能实体 以及对外的接口。 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 11 第三章第三章 mgc 模式软交换的统一业务接口的提出模式软交换的统一业务接口的提出 为了满足用户对电信业务综合化， 多样化的需求， 对下一代网络提出了 业务的实现和提供相分离的要求，即业务的实现可由第三方完成，服务提 供商只对业务实行统一接入和管理，向用户提供业务服务；而作为下一代 网络核心的软交换主要完成对终端用户提供接入和管理的功能，其技术由 voip技术发展而来，它的各种实现模式对业务的支持存在不足，在本章， 针对mgc模式软交换系统中业务与终端的接入相混和，业务接入困难的问 题，提出在软交换系统中统一业务接口层的改进思路，对业务实行统一接 入和管理。 3.1 统一业务接口对于软交换系统的意义统一业务接口对于软交换系统的意义 3.1.1 统一业务接口需求背景统一业务接口需求背景 从目前的状况来看， pstn的发展已经达到或接近饱和， 电话用户的年增 长率只有百分之几，而各类数据业务的年增长率却有百分之几十，语音业 呈现出逐年递减的趋势。pstn虽然对语音通信的发展起到了极大的推动作 用，然而显然已不能满足现在电信网发展的要求。 尽管原有的网络能够提供很高的通信质量， 但新业务的种类和数量不断 增加，这些新业务对通信网的要求，譬如在信令协议、连接建立、计费、 安全上，都非常相似。在业务和控制捆绑在一起的情况下，针对每一种业 务,运营商都要去修改交换机的配置，这样做的效率非常低，成本也很大。 为了保护原有的投资，以及满足不断增长的ip、数据和多媒体业务，运营 商们把目光投向了下一代网络。由下一代业务的特点，决定了下一代网络 的架构特点，因此下一代网络核心的软交换系统来说，具有开放式的业务 接口，可以提供统一的业务平台是软交换系统中不可缺少的一环。 3.1.2 统一业务接口在下一代网络中的地位统一业务接口在下一代网络中的地位 在下一代网络中， 业务支持环境是非常重要的一部分， 业务支撑环境的 在下一代网络体系中的位置如图3-1所示: 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 12 图 3-1 下一代网络的体系结构 在物理上， 统一业务支撑环境主要包括应用服务器、 业务管理服务器和 业务生成环境。它们互相配合，共同快速完成向用户提供多样灵活的基于 下一代网络增值业务的任务。其中应用服务器是业务支撑环境的主体，它 提供各种增值业务或智能业务的业务逻辑的驻留和执行环境，而且还提供 各种开放的api，为第三方的业务开发提供创作平台。业务管理服务器和业 务生成环境也可以作为应用服务器的组成部分，使得应用服务器能够提供 对业务管理和业务创建的支持。 应用服务器通过开放的协议或api与软交换 设备交互来间接地利用底层的网络资源， 从而实现业务与呼叫控制的分离。 在逻辑上， 统一业务接口位于软交换的应用层， 是应用层和网络层的接 口，它除了要支持第三方增值业务的接入外，还必须具有网络映射的功能， 把各基本业务功能映射成为各种通信网的标准协议， 譬如sip, h.323, 1nap, map,cap, isup.，将业务逻辑转换成网络层的控制，使业务能够接入 到通信网中。 基本业务功能还可以和网络中已有的一些特定服务器相关联， 譬如userinteraction用到t媒体服务器的一些功能，generic message可以 和电子邮件服务器(email server)或短消息中心(smc: short message center)关联。由于开放式业务平台对底层各种网络及其功能的屏蔽，使得 过去需要多种网络或多种服务器配合才能实现的业务现在可以通过开放式 业务平台很容易地实现，如统一消息业务、会议预订通知业务、电子钱包 等。业务开发商不再关心业务是在哪个网络中运行，信令如何交互，如何 同特定的服务器打交道，他们只需专注与业务逻辑的实现。而且屏蔽了底 层网络后，传输和控制的任何变动都不会影响上层业务的开发和运营，使 业务真正独立出来。 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 13 3.2 统一业务接口技术统一业务接口技术 目前，通用的开放式业务接口标准有parlay api,jain api,除此之外，还 有ietf制定的sip协议，前两者通过开放式的api作为软交换和应用服务器 之间的接口，第三者通过对sip协议进行扩展，如xml扩展，将业务请求用 xml进行表示，封装在sip协议中进行传输，应用服务器以sip协议和软交 换进行交互。目前parlay api,jain api已作为当前主要的业务接口技术，已 受到广大商家的推崇，下面简单介绍这两种技术以及它们之间的关系。 3.2.1 parlay api parlay接口规范体系是当前国际上最有生命力的开放式业务接口标准 规范，除了具备传统开放式信令控制接口的特征外，parlay接口主要的特 征是可以用于支持外部应用安全访问网络内部资源，从而将网络智能的应 用范围拓宽到包括设备提供商与传统运营商以外的众多软件开发商和业务 提供商。 3.2.1.1 parlay api实现业务驱动 parlay api定义了四种商业角色，所有商业活动围绕他们展开：网络运 营商、服务提供商、第三方业务提供商以及业务开发商。 采用parlay接口来提供增值电信业务可以给运营商带来更多的业务使 用者，从而提高网络访问量和使用率，获得更多的运营收入。让第三方业 务开发者与提供者进入电信业务开发和提供领域可以增加运营商提供的业 务种类，进一步提供运营商的竞争能力，提高用户忠诚度。 采用parlay接口来进行增值业务开发可以进一步降低技术门槛。由于 parlay接口采用的技术是通用计算技术，未来还可能向web service发展， 与传统智能业务使用asn.1和inap协议相比， 现在普通的软件开发商也可以 开发智能业务。另外parlay接口设计了强大的网络访问控制功能，使业务 的正确性要求大大降低，有利于更多的业务开发者；parlay接口通过抽象 的接口屏蔽了具体的底层网络细节，开发业务更为方便，真正实现业务驱 动。 parlay接口也给包括广大的isp在内的第三方业务开发商提供了进入电 信增值业务市场的机会，从而有利于大量新业务的产生，而传统的增值业 务市场为少数智能网设备提供商所垄断。 3.2.1.2 parlay api的体系结构 parlay api可以看作由两大部分组成：框架（framework）和服务 （service），如下图3-2所示。图中框架主要提供业务接口必须的安全和 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 14 管理支撑能力。服务则封装各种具体网络服务能力，向业务开发者提供网 络能力的抽象视图。而应用则是使用这两种能力的客户端。 图3-2 parlay api的体系结构 图中的结构体现了parlay组织所提出的一套面向未来通信市场的商业 模型：框架作为网络运营商提供的一个平台，在整个商业模型中担当交易 场和中间人的作用。服务提供商把呼叫控制，移动管理等基于各种底层网 络的服务注册到框架上，第三方业务提供商通过框架定购这些服务，并利 用这些服务提供的api接口，开发各种增值业务。 1）框架接口部分（framework） 框架提供业务接口必需的安全认证和管理的能力， 以确保业务接口的的 开放性、安全性、可管理性和弹性。parlay api 4.0版规范的框架接口包 含四个基本模块（信任与安全接入模块、业务发现与注册模块、完整性管 理模块以及业务合约管理模块），分别提供认证和鉴权，业务注册、订购 和查找，完整性管理等功能。 （1）信任与安全接入模块 本模块提供应用和网络服务之间的初始化接入、 鉴权、 业务接入等一 系列功能，由ipinitial、ipauthentication和ipaccess接口组成。其中每 个接口都包括应用侧和网络侧两部分，供客户应用程序和网络服务之间相 互调用。 （2）业务发现与注册模块 本模块提供业务的动态查找发现和动态注册两部分功能。本模块主 要完成对框架中所有已注册的parlay业务的查找和发现功能,包括： 列出所 有业务类型、描述业务类型、选择业务等；业务注册功能,包括：注册、宣 布业务可用、注销等。 （3）完整性管理模块 本模块提供对各业务以及客户应用程序的监测和管理功能 。 本模块 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 15 用于故障管理，应用可以要求框架测试某个服务是否可用；应用（服务） 向框架报告某个服务（应用）不可用；应用（服务）向框架要求框架或者 某个服务（应用）的故障统计记录等；心跳管理，具有启 停心跳监控或者 改变心跳间隔的作用；负载控制，应用可以要求框架或某个服务（应用） 报告负载情况；注册负载控制：负载等级改变时获得通知等。 （4）业务合约管理模块 本模块提供应用程序和框架之间签署业务合约功能。本模块有可实 现的功能包括应用选择/中止使用服务，根据应用接入的情况初始化协议， 双方对协议进行签名。 2） 服务接口部分（service） 服务部分包括各种能力集，例如呼叫控制服务（call control）、 移动位置服务（mobility）、帐户管理服务（account management）、用 户交互服务（user interaction）、终端能力管理服务（terminal capabilities management）、计费服务（charging）等等。其中呼叫控制 服务、用户交互服务和移动位置服务都是parlay api提供的比较重要的能 力集，使用这些api可以开发出呼叫相关和呼叫无关的业务。 3.2.2 jain jain的网络结构自上向下分为三层: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;协议层主要就是jain的 呼叫控制接口，用以建立和拆除呼叫连接;业务层包括业务开发环境、业务 逻辑执行环境以及各种应用业务逻辑， 业务开发商可以通过jain编程接口， 使用网络资源。 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 16 jain的网络架构如图3-3所示： 图3-3 jain的网络架构 jain的业务创建环境为业务供应商提供了业务逻辑开发的工具， 它是一 个基于java的综合开发环境(ide: integrated development environment)， 业务供应商可以通过图形化的界面，利用业务接口和其它java组件创建业 务;业务创建完成后，就可以在业务逻辑执行环境中测试和部署了，业务逻 辑执行环境赋予业务标识和生命周期， 使业务能被底层通信网所识别;jain 呼叫控制( jcc )与jain协调和处理(o cat)机制为上层业务逻辑提供了统 一的呼叫控制模型，负责呼叫的启动、处理和应答。其中，jcc提供了基本 的呼叫控制功能，譬如呼叫的创建、连接和拆除，相当于parlay标准中的 基本呼叫控制scf; jcat在jcc的基础上增加了对多媒体终端的处理能力， 扩展了呼叫状态，使得jain能支持各种智能网业务. jain中包括两类api:应用api和协议api. 应用api的作用是业务创建和执行的管理、不可信任第三方接入系统的 安全性管理，以及各类基本网络能力的实现.典型的应用api包括jcc和 jcatapi、 第三方安全认证api和业务提供接口(spa: service provide api), spa就是用java技术实现的parlay接口。 协议api由jain协议专家组负责制定，把各网络协议的消息、参数都用 java api封装，将ip、有线和无线信令都进行了标准化，己经规范的jain 协议api包括:jain tcap, jain isup, jain map, jain mgcp, jain sip和 jain h.323。网络运营商或业务供应商可以直接通过jain的协议接口开发 业务。 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 17 3.2.3 parlay 和和 jain 间的关系间的关系 由于jain和parlay的目标都是相同的，都是采用api技术隐藏底层网络 的架构和信令协议，将通信网安全地开放给第三方使用，双方于1999年开 始合作，成立了jain parlay编辑小组，成员包括英国电信、at而jain是由计算机界设计开发的， 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，其协议api考虑得比较周全。jain parlay编辑小组的方案是:在业务接口和框架接口方面，采用parlay标准， 将parlay的uml语言映射到java中，映射后的接口称为业务提供api (spa); 而网络协议的接口借鉴jain的协议api标准。 jain和parlay的关系如图3-4所示: 图3-4 jain和parlay的关系 3.3 软交换系统的实现模式及其业务接入方法软交换系统的实现模式及其业务接入方法 到目前为止， 对下一代电信业务研究和开发主要集中在语音业务上， 出 现了许多建立在软交换技术基础上的电话业务及其高级智能业务，相关的 标准也在不断地完成。多业务的软交换技术也已经取得了很大的进展，其 体系结构成为目前研究的热门课题。从应用的情况看，仅仅提供长途电话 业务，用于取代现有c4电话交换网的软交换系统已经得到广泛的应用。同 时，基于局域网的ip电话和基于internet的ip电话应用也在不断增多。无 线通信网络采用软交换技术提供移动电话业务也已经有了许多应用。对于 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 18 软交换在c5应用的研究也在紧锣密鼓地进行。 依照当前国际软交换组织的定义，软交换系统包括了接入媒体网关、互 连媒体网关、信令网关、呼叫处理服务器、高级智能业务应用服务器、媒 体服务器，以及它们之间的信令协议。以上的实体对应于下一代网络业务 体系结构中的接入入口、业务入口和应用对象。而网关到呼叫处理服务器 的接口对应于下一代网络中接入入口对业务入口的互连协议，呼叫处理服 务器到各个应用之间的接口则对应于下一代网络中业务入口对应用对象之 间的交易接口。 当前软交换系统有几种不同的实现模式。 第一种是基于h.323 v1到v3协议的软交换体系。从原理上看，h.323采 用的控制协议是传统isdn网络用户网络接口信令的ip版。因此它的接入入 口和业务入口是同时在用户终端或媒体网关上实现的。这些入口都是单纯 的通信业务协议，没有业务管理和对高级智能业务的支持。因此，h.323自 身不具备支持开放应用的能力。 但是它可以方便地与传统网络的信令组网。 当软交换网络仅仅是传统电信网的一个子网时， h.323可以提供完整的能力 集合与传统网络一起支持基于isdn的业务和传统的职能业务。 第二种软交换体系是从pbx的cti接口发展起来的。 它实现了接入入口和 业务入口的物理上的分离，是软交换体系的一大进步。用于对网关进行控 制的协议是mgcp/megaco, h.323 v4也采用了这种网关控制器和网关分离的 结构。因此这种模式通常被称为mgc模式。在这个模式下的业务控制完全是 集中式的。因此可以通过一个软交换呼叫处理服务器管理大量的网关，简 化业务系统的结构。 由于mgc模式将网关控制和业务入口集成在一个服务器 中， 它只有单一的业务入口， mgc模式无法形成个性化的业务。 同时由于mgc 模式将业务入口和电话业务的应用集成在一个服务器中，网关仅仅受到电 话业务呼叫处理服务器的控制，实现多业务也是困难的。由于接入控制和 呼叫处理没有分离，意味着访问网络和驻地网络没有分离，要用这种结构 控制移动网络也是十分复杂的。与h.323类似，mgc模式也缺乏独立建网的 机制。在只有一个呼叫处理服务器的情况下，它的智能业务能力比h.323网 络简单。在存在多个呼叫处理服务器的情况下，由于没有业务交易平台作 为中介，只能采用传统的电话网络结构将这些服务器互连，并采用传统的 业务交换点和业务控制点提供智能业务，使得业务的开放性大打折扣。 第三种软交换体系是完全基于internet技术的sip软交换。 sip建立了与 接入完全独立的业务入口。它把传统电话业务的基本呼叫处理和智能业务 的操作都看成是对资源服务器和业务服务器的访问，业务入口和电话业务 上海交通大学工程硕士研究生学位论文上海交通大学工程硕士研究生学位论文 19 的应用（电话基本呼叫处理逻辑）可以分离。同时业务逻辑也可以分布在 终端、proxy（代理）以及各种应用服务器和媒体服务器中。sip模式体现 了下一代网络业务控制结构的许多特点。 但是如同internet上的应用一样， sip的问题是缺乏一个有效的机制对