軟交換下電信業(yè)務的實現
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)務所需關注的主要問題：網絡架構、開發(fā)技術等進行了探討和設想；并結合實際開發(fā)介紹了基于軟交換的一號通業(yè)務。
關鍵詞：
軟交換、SIP、智能網、Parlay、CORBA、JAIN、VoiceXML、JavaBeans
1、概述
軟交換是通過將業(yè)務與呼叫控制分離、呼叫控制與承載分離的方式來向用戶提供電信級業(yè)務的技術體系。通過對軟交換的深入了解與分析，我們發(fā)現軟交換的體系結構已經從對傳統(tǒng)電信網絡的仿真走向了具有Internet體系結構的、以SIP協(xié)議為基礎的多用戶、多媒體的開放業(yè)務體系，軟交換的應用領域正逐步擴大到電信業(yè)務的核心領域――業(yè)務開發(fā)能力。目前，軟交換的業(yè)務開發(fā)能力已經從簡單電話業(yè)務和智能網業(yè)務擴充，發(fā)展成為具有多媒體業(yè)務能力的、能夠根據需求定制的以應用驅動的軟交換系統(tǒng)。
2、軟交換業(yè)務體系架構
軟交換是業(yè)務驅動的網絡，軟交換體系通過將業(yè)務與呼叫控制分離、呼叫控制與承載分離，來實現上層業(yè)務與底層異構網絡的無關，使業(yè)務真正獨立于網絡，從而能夠更加靈活、有效地實現業(yè)務的提供，同時支持不同帶寬的、實時的或非實時的各種媒體業(yè)務使用；另一方面，用戶可以自行配置和定義自己的業(yè)務特征，不必擔心承載業(yè)務的網絡形式以及終端類型，使得業(yè)務和應用的提供有較大的靈活性�？梢哉f，軟交換真正體現了業(yè)務驅動的思想和理念，很好地實現了多網的融合，提供了開放靈活的業(yè)務提供體系。
一、開放的體系架構：
分層的網絡體系實現了各層的分別演進。通過在層間設立網絡API的方式，可以在以下方面改變目前的業(yè)務提供方式：
- 業(yè)務可移植性：當前各種技術和應用的開發(fā)受限于接口的專用性，導致增加了應用的開發(fā)代價，延長了推向市場的時間，維護也不方便。采用標準網絡API，可以實現業(yè)務只需編寫一次，就可以在任何地方運行。
- 多網絡融合：當前網絡融合的趨勢越來越明顯，但主要是通過網關互通信息，網絡API通過將不同網絡的相似能力抽象出來，并對外提供統(tǒng)一的控制接口，達到網絡間業(yè)務層面的融合。
- 支持安全的網絡接入：通信應用和業(yè)務或者運行在運營商的可靠網絡的內部，或者完全位于這個網絡之外。如果運營商網絡內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)務提供了巨大的市場機會。
二、增值業(yè)務架構：
軟交換體系結構中專為增值業(yè)務引入了一個新的實體――應用服務器。應用服務器負責各種增值業(yè)務的邏輯產生和管理，并且還提供各種開放的API，為第三方業(yè)務的開發(fā)提供創(chuàng)作平臺。應用服務器是一個對立的實體，與控制層的軟交換無關，從而實現了業(yè)務與呼叫控制分離，有利于新業(yè)務的引入。現在業(yè)內主要有兩種主流應用服務器：
(1)SIP應用服務器：
SIP協(xié)議是由IETF提出并主持研究的一個應用層控制（信令）協(xié)議，用來創(chuàng)建、修改以及終結一個或多個參與者參加的會話進程。
IETF針對SIP應用的開發(fā)人員提供了兩類業(yè)務開發(fā)技術：
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。這兩種技術功能較強，但使用不當會給應用服務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（包括呼叫策略路由、呼叫篩選、呼叫日志等業(yè)務），處理能力較弱，從而能夠保證由普通用戶編寫的CPL業(yè)務邏輯不會對應用服務器造成破壞。
(2)Parlay應用服務器：
Parlay應用服務器可以提供不同抽象層次的業(yè)務開發(fā)接口，以便不同能力、不同類型的業(yè)務開發(fā)者開發(fā)豐富多樣的業(yè)務。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)務開發(fā)者可以根據業(yè)務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
基于軟交換的一號通業(yè)務是指用戶通過申請唯一的個人通信號碼，利用軟交換網絡將來話轉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)務設置。
(1) 系統(tǒng)組成
基于軟交換網絡實現的一號通系統(tǒng)包含：
- 一號通業(yè)務應用服務器：
提供一號通業(yè)務的業(yè)務邏輯，存儲業(yè)務相關數據，并提供對業(yè)務的管理功能。
- 軟交換
軟交換是核心控制設備，是一個可擴展的電信級平臺。它位于NGN網絡的控制層，提供多種業(yè)務的呼叫與連接控制、協(xié)議處理、業(yè)務提供、網絡資源管理、計費、認證等功能。
- 媒體資源服務器：
提供諸如收音放號等語音交互功能的實體。
- 中繼網關（TGW）：
提供與PSTN網絡之間互通的能力。
(2)業(yè)務功能
基于軟交換的一號通業(yè)務，能夠方便的實現傳統(tǒng)的一號通業(yè)務的功能：順序振鈴和同時振鈴。
- 順序振鈴
當用戶撥打一號通號碼時，按照一號通用戶設置的順呼號碼表從第一轉移號碼到最后一個轉移號碼進行順序呼叫；若前一個號碼未能成功應答（無應答、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移號碼。用戶可設置多個順呼號碼。
- 同時振鈴
當撥打一號通號碼時，按照用戶設置的同振號碼表對所有號碼同時發(fā)起呼叫。當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移號碼。用戶可設置多個同振號碼。
軟交換網絡相對于傳統(tǒng)PSTN網，和Internet的互通更加方便。傳統(tǒng)的一號通業(yè)務，同振順呼號碼的設置，一般通過IVR交互的方式完成；軟交換下的一號通業(yè)務，不僅支持IVR交互完成設置，還能通過B/S方式通過WEB頁面設置或者C/S的方式通過終端完成設置，給用戶提供了更多選擇。
(3)呼叫控制
軟交換和一號通應用服務器一般通過SIP協(xié)議進行互連，和接入網關一般通過H.248或者Megaco協(xié)議互連。
軟交換作為SIP代理服務器，能根據呼叫信息來區(qū)分出是普通呼叫和一號通呼叫，并將此呼叫轉向一號通應用服務器。一號通應用服務器提供對一號通業(yè)務的執(zhí)行和管理。
普通呼叫將沿用現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，軟交換將該呼叫轉向應用服務器，應用服務器根據被叫號碼，獲得相關用戶數據：同振或是順呼，以及轉接號碼表。應用服務器將按照用戶設置，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置的號碼表進行順呼。呼叫的后繼消息都將經過應用服務器，應用服務器根據反饋消息，做出相應的處理。應用服務器還將對呼叫產生相應的記錄。
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，其中軟交換和應用服務器以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摘機應答，應用服務器取消了對用戶B的振鈴。雙方通話，通話結束，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，其中軟交換和應用服務器以SIP協(xié)議相連，軟交換和AG、軟交換和TG以H.248協(xié)議相連�？梢钥吹�，用戶B首先振鈴，振鈴達到規(guī)定時間后，應用服務器取消了對用戶B的振鈴，轉而對用戶C振鈴。用戶C摘機應答，通話結束，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、結束語
通信網絡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，軟交換以其分層結構，靈活、高效的特點，成為交換網絡演進的主要方向。軟交換網絡作為一個業(yè)務為驅動的網絡，怎樣在軟交換網絡上繼承現有并發(fā)展新的特色業(yè)務，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)務雖然是PSTN網絡的傳統(tǒng)業(yè)務，但是通過軟交換業(yè)務體系來實現一號通業(yè)務則從一個具體的開發(fā)展示了軟交換網絡在業(yè)務實現上，較之傳統(tǒng)網絡的靈活便捷。
作者：
杭晨捷－業(yè)務研發(fā)工程師
謝明－業(yè)務研發(fā)工程師
上海電信技術研究院供稿 CTI論壇編輯