软交换及其业务

赵慧玲 单秀云 2001/02/08

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7． 基于软交换的业务提供

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，但由于软交换的灵活性，它还可以与智能网的SCP相结合，提供各种智能业务，并且，通过引入一个新的组件-应用服务器（Application Server），软交换还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。

（1） 基于软交换的增值业务架构

软交换体系结构中引入了一个新的组件应用服务器(Application Server)，应用服务器是专为增值业务而引入的。应用服务器负责各种增值业务的逻辑产生和管理，并且还提供各种开放的API，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4所示

图4基于软交换的增值业务架构

应用服务器（Application Server）：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（Media Server）：提供特殊业务（如IVR﹑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：

• RTP-此协议用于传输媒体网关和媒体服务器间的媒体流。
• SIP-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SIP协议进行通信，而SIP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(SIP)，而媒体服务器负责处理媒体流(RTP)，这样就可支持那些需要控制媒体流的业务，如IVR﹑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，如编号转换﹑转发﹑路由相关业务等，那么这些业务仅用应用服务器就能支持。另外，由于媒体网关具备媒体服务器的一部分或所有的功能，随着SIP协议的进一步扩展，应用服务器则可以通过软交换从媒体网关那里获得一些媒体功能，即应用服务器分配一定的媒体相关功能在媒体网关上实现，这样可以减轻应用服务器上的媒体功能，进一步降低增值业务使用的成本。关于应用服务器和媒体服务器间的接口目前尚处于讨论阶段，有待于进一步确定。

（2） 软交换与应用服务器间的交互

软交换与应用服务器间使用SIP协议进行通信。SIP协议具有建立﹑拆除和管理端点间会话的功能，所以软交换既能建立也可取消至应用服务器的呼叫，同样，应用服务器也能建立和取消至软交换的呼叫，并且应用服务器还具有转换主叫和被叫方的信息﹑保持和恢复连接的功能。目前，对SIP协议功能正进行扩展工作，未来SIP将能支持多方功能。

软交换和应用服务器都可作为SIP用户代理，它们可以直接通过代理服务器进行通信。软交换可利用注册机制动态得知应用服务器的存在，也可通过在软交换上配置应用服务器的地址信息，静态得知应用服务器的存在。源报头用于通知应用服务器主叫方的身份，而终报头用于通知应用服务器增值业务将应用的那一方的身份。图5说明SIP实现各种增值业务控制流的流程。

软交换和应用服务器间控制流交互的一般流程如下：

• 软交换触发决定呼叫是否切换至应用服务器进行增值业务处理。触发可基于主叫方地址，被叫方地址或其它的软交换机制。
• 软交换根据触发信息确定应用服务器的地址，并通过发送SIP请求信息（包括适当的呼叫信息）将呼叫转至目标应用服务器，
• 目标应用服务器收到SIP请求后，调用相应的增值业务。在此处，应用服务器可进行许多动作：
  
  
  • 重定位-向软交换发送一个新的目的地址，重定向呼叫（3XX重定向响应中包含一个新的目的地址）。这种机制可用于面向地址转换和路由的业务。
  • 接收和传送-分配媒体资源，命令软交换将至媒体资源的路径连接好（用200OK响应表示）。用户与媒体资源的交互结束以后，应用可将呼叫传至新的目的地，应用退出呼叫（BYE的头中包含有新的目的地址）。此机制可用于面向媒体的业务，如：卡号和传真存储/转发业务。
  • 代理-通过软交换将呼叫返回。使得应用服务器可监视所有的并发呼叫事件。此机制可用于面向事件的业务，如记帐卡和计时业务。

图5 控制流

基本的SIP功能和扩展的呼叫控制功能结合在一起，可使软交换将呼叫转至应用服务器进行增值业务处理，处理完以后，应用服务器通过软交换将呼叫转回，并将自己从呼叫中退出。SIP协议可使应用服务器进入所有的呼叫控制活动并能传送﹑重定向和代理呼叫。由于SIP的通用性和灵活性，使得在软交换网络中可以非常有效和容易的实现增值业务。

（3）应用服务器之间的交互

除了软交换和应用服务器间使用SIP协议外， 应用服务器间也使用SIP协议进行通信，这使得应用服务器之间也可以交互。这样，就可以将两个或多个位于不同应用服务器上的业务联系起来，使得业务提供者可向用户提供一个完备﹑无缝的业务提供解决方案。应用服务器间的功能交互如图6所示。随着应用服务器可以实现对其它应用服务器的控制，相应的管理应用服务器间的功能交互的机制就需要引入，这对于日益增多的增值业务入网很重要。软交换可把复杂，耗时的功能交互管理分派给应用服务器，由应用服务器自己来管理与其它应用服务器的交互。

图6功能交互

（4） 业务应用编程接口（Services API）

应用服务器上提供了各种业务应用可编程接口（API），使得不必对软交换功能进行升级就能实现增值业务的开发﹑管理和应用。如果所有的增值业务由软交换负责，那么我们将重蹈旧辙，新的功能将需要耗费资金的软交换升级，而业务推向市场的周期也会因新的软交换软硬件的出台而拉长。相反，将对增值业务的处理从软交换中移出，由应用服务器来负责，将应用编程接口置于应用服务器上，则可以快速，有效的实现新业务的应用。 应用服务器上可提供的服务有：

• 软交换可分派AIN/IN SSP功能给应用服务器，将AIN/IN的业务交换点(SSP)功能置于应用服务器上，由应用服务器来负责适当的呼叫模式，这样，应用服务器既可以与AIN/IN 的业务控制点（SCP）和智能外设（IP）进行交互来支持传统的业务，又可开发新的智能业务。
• 将各种应用编程接口置于应用服务器上，为外部的应用提供编程接口，提供第三方应用的开发平台。例如：为了支持Parlay，应用服务器则作为一个Parlay服务器，为外部的应用提供Parlay应用编程接口，并与软交换和网关进行互通。这种情形下，应用服务器实际上是充当Parlay API和SIP之间的代理角色，实现Parlay API和软交换间的连接。下面概要介绍一下目前应用较为广泛的Parlay APIs系统。

Parlay APIs的目的是实现对网络运营者范围外的应用的支持，它定义了一套技术独立的接口，这些接口规定了方法，事件，参数及语义，使得外部（不信任的第三方）的和内部的（传统网络运营者）应用创作者可以控制核心网络资。Parlay系统可为访问基于网络的Parlay业务的外部应用提供资源地位，认证，授权功能。Parlay业务如通用呼叫控制业务（GCCS），可为应用提供网络功能，可以让应用动态为媒体流选路，也可为智能网﹑综合业务数字网用户部分（ISUP）﹑H.323及统一消息等应用，提供支持它们所需的能力的访问途径。

Parlay APIs的体系结构如图7所示，由两个接口部分组成：

• 业务接口（Service Interfaces）：提供应用访问网络能力和信息的接口。
• 框架接口(Framework Interfaces)：提供业务接口安全，管理性所必需的支持能力。

图7 Parlay APIs体系结构图

现有的Parlay APIs规范中由框架接口提供的功能有：

• 业务注册和订阅及发现；
• 认证和授权；
• 综合管理。

通过在应用服务器上运行Parlay应用程序，网络运营者提供Parlay网关，负责访问业务提供者网络的安全和管理，使得可以安全，有效，快速的实现新业务的应用。

8． 软交换的应用

软交换的核心竞争力主要在软件方面，它即可以作为独立的NGN网络部件，分布在网络的各处，为所有媒体提供基本业务和补充业务，也可以与其它的增强业务节点结合，形成新的产品形态。正是软交换的灵活性，使得它可以应用在各个领域。

（1） 电路领域的应用

在电路领域，软交换和媒体网关和信令网关相结合，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PSTN网中的基本业务和补充业务。如图8所示。

图8电路域的应用

（2） 电路-分组领域的应用

在电路-分组领域，软交换可与分组终端进行互通，实现分组网与电路网的互通。如在H.323呼叫中，软交换可视为H.323终端，在SIP呼叫中，可视为用户代理（UA），如图9所示。

图9 电路域-分组域的应用

（3） 智能网领域的应用

在智能网领域，软交换与媒体网关相结合，完成SSP功能,与现有智能网的SCP相结合，提供各种智能业务，此时，软交换需实现智能网的基本呼叫状态模型（BCSM ）和H.323或SIP协议状态机的转换。

软交换可支持多种协议，如INAP和CAP，并可与应用服务器配合，提供各种新的增值业务和补充业务，如图10所示。

图10智能网领域的应用

9． 软交换处理的业务

软交换主要处理实时业务：最初是话音，以后也可处理视频和多媒体业务。虽然数据业务量正渐渐赶超话音业务量，但目前话音业务的收益仍是数据业务的好几倍，所以，从经济角度来看，软交换首先应能支持话音业务。但在网络融合的过程中势必会出现新的应用，所以软交换还应该具有利用新的网络服务设施支持各种增值业务和补充业务的能力。

软交换的主要职责是在端点间建立关系。关系可能是一个简单的呼叫，也可能是很复杂的过程。未来网络业务的特点是业务智能越来越集中在应用服务器上，如在智能网平台上实现的许多独立于网络的增值业务。应用服务器负责业务逻辑的产生，业务则通过应用服务器与软交换交互。因此，软交换的主要任务是支配网络资源，至于业务则越来越向上层移动。

什么样的关系需要软交换的参与呢？如果需要提供质量服务，就要涉及到软交换，因为软交换可保证用户定义的业务和网络实际能力之间达到最好的匹配。但并不是所有关系的建立都要软交换的参与，有些则可在尽力而为的基础上实现。由于有些业务的关系不需要软交换的参与，所以 软交换不能保证其服务质量（QOS），但这些与软交换无关的关系应不削弱受软交换控制的关系的QOS。

10． 软交换的服务质量

软交换虽然不能保证特定呼叫的服务质量，但软交换可提供许多途径来帮助维持一定的QOS，这一点对于实时业务至关重要：

• 软交换可控制承载层的设备建立一定QOS参数的呼叫，如果不能则返回告知。这样可让软交换就有关主题与用户进行协商。用户会收到信息告知其所要求的QOS不能满足，并向用户提供一些低服务质量的选择或者拒绝呼叫。
• 每个呼叫QOS级别的选择可有许多方法。其中之一是用户在其业务特征中有个默认的QOS级别。软交换则编辑这些命令至承载网络。或者在被叫号码前加上特殊的编号，用户可以"拨入"一定QOS级别的业务。
• 如果网络中有富余的带宽，软交换可提示用户。
• 软交换与业务管理系统建立永久联系，使它能清楚网络资源状况，必要时，采取措施进行优化。

11． 结论

作为下一代网络交换核心的Softswitch /Call Server，结合了传统的电话网络的可靠性和IP技术的灵活性和有效性的优点，是新兴运营商进入话音市场的技术手段，也是传统的电路交换网向分组化网络过渡的重要网络概念，这一概念所形成的系列网络产品将对我国电信网的演进以及利用IP网络提供丰富的业务起重要的作用，具有广阔的发展前景。。我国网络与交换标准研究组正在开展相关标准的研究工作，预计2001年将有相应的标准草案出台。国内厂家也在加紧Call Server/Soft Switch 的研制工作。随着IP技术的引入，新概念和新产品不断出现，现有网络和未来的网络都面对许多机遇，挑战和选择，无论是采用那种技术和设备，关键是要把握好网络的融合，研究新设备与已有网络的关系，新的网络体系架构，并能实现电路网络向分组网络的无缝过渡。

附：缩略语

ATM Asynchronous Transfer Mode 异步转移模式

PSTN Public Switched Telephone Network 公用电话网

TDM Time Division Multiplexer 时分复用

IP Internet Protocol Internet协议

IN Intelligent Network 智能网

AIN Advanced Intelligent Network 高级智能网

API Application Programming Interface 应用编程接口

SG Signaling Gateway 信令网关

MG Media Gateway 媒体网关

SIP BCP-T Session Initiation Protocol Best Current Practice for Telephony Interworking

SCTP Signaling Control Transmission Protocol 信令控制传输协议

BICC Bearer Independent Call Control 承载无关呼叫控制

SNMP Simple Network Management Protocol 简单网络管理协议

COPS Common Open Policy Service 公共开放策略服务

INAP Intelligent Network Application Protocol 智能网应用协议

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作者简介 ：

赵慧玲

信息产业部邮电科技委委员，国家网络与交换标准研究组主席，国家IP与多媒体标准研究组副主席，国家863通信主题信息网专业专家组成员，国家863高速信息示范网总体组副组长， 信息产业部电信研究院网络战略研究组成员，全国青联委员。 99年被国家人事部授予中青年有突出贡献专家的称号。从事宽带网技术标准和ISDN技术标准和测试工作。曾著有8部技术专著。

单秀云

电信传输所研究生