下一代網(wǎng)絡概念的提出對軟交換技術的發(fā)展起到了推波助瀾的作用，軟交換是下一代網(wǎng)絡的控制核心。本期涉及下一代網(wǎng)絡的特點及基于軟交換技術的下一代網(wǎng)絡的演進策略，并對基于軟交換的開放業(yè)務提供進行了詳細介紹。上一期介紹了軟交換的體系結(jié)構、功能和對外接口。下一期將介紹軟交換的標準化、軟交換的應用和產(chǎn)品情況。

5 軟交換與下一代網(wǎng)絡

隨著技術的進步和需求的提高，能夠提供集話音、數(shù)據(jù)、圖像等于一體的多媒體綜合業(yè)務的開放分層的下一代網(wǎng)絡(NGN)體系結(jié)構已逐步明朗，下一代網(wǎng)絡成為網(wǎng)絡的發(fā)展方向和熱點。

軟交換是下一代網(wǎng)絡呼叫與控制的核心。軟交換技術作為業(yè)務與控制、控制與承載分離思想的體現(xiàn)，是NGN體系結(jié)構中的關鍵技術。其核心思想是硬件軟件化，通過軟件來實現(xiàn)原來交換機的控制、接續(xù)和業(yè)務處理等功能，各實體間通過標準協(xié)議進行連接和通信，便于在NGN中快速方便地提供業(yè)務。

5.1 下一代網(wǎng)絡的概念和特點

下一代網(wǎng)絡是一個廣義的概念，不同領域的專家對于下一代網(wǎng)絡有自己的不同理解。總的來說，NGN泛指不同于目前一代的、以數(shù)據(jù)為中心的融合網(wǎng)絡。它基于開放的網(wǎng)絡構架，可以提供包括話音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種業(yè)務。其最終目標是實現(xiàn)在任何時間(Whenever)、任何地點(Wherever)，以任何方式(Whatever)和任何人(Whoever)進行通信。實際上，NGN包含了正在發(fā)生的多種網(wǎng)絡變革，是電信網(wǎng)絡發(fā)展的方向。概括起來，有如下特點：

(1)開放的體系結(jié)構

下一代網(wǎng)絡將傳統(tǒng)交換機的功能模塊分離成為獨立的網(wǎng)絡部件，各個部件可以按相應的功能劃分各自獨立發(fā)展，部件間的接口基于開放的標準協(xié)議。網(wǎng)絡的部件化便于電信網(wǎng)絡逐步走向開放，運營商可以根據(jù)自身業(yè)務的需求選擇市場上的優(yōu)勢產(chǎn)品來組建自己的網(wǎng)絡，同時部件間接口的標準化又保證了不同廠家部件的互通及各種異構網(wǎng)的互通。

(2)業(yè)務驅(qū)動的網(wǎng)絡

與傳統(tǒng)的以技術驅(qū)動的網(wǎng)絡不同，下一代網(wǎng)絡是業(yè)務驅(qū)動的網(wǎng)絡。下一代網(wǎng)絡將業(yè)務與呼叫控制分離，呼叫控制與承載分離。分離的目標是使業(yè)務真正獨立于網(wǎng)絡，為快速、靈活、有效地提供新業(yè)務創(chuàng)造了有利條件：業(yè)務不再受制于網(wǎng)絡承載類型及控制方式，便于第3方業(yè)務及新型業(yè)務的快速接入，同時用戶可以自行配置和定制自己的業(yè)務。

(3)基于統(tǒng)一協(xié)議的包交換網(wǎng)絡

現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡，無論是電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)均不可能以單一網(wǎng)絡為基礎平臺來構造信息基礎設施，但近幾年隨著IP的發(fā)展，人們認識到電信網(wǎng)絡、計算機網(wǎng)絡及有線電視網(wǎng)絡將最終匯集到統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡，基于IP的包交換網(wǎng)絡將成為下一代網(wǎng)絡的交換和傳送平臺。

(4)設備接入綜合化

下一代網(wǎng)絡將支持眾多的協(xié)議，通過這些協(xié)議對各種接入設備進行統(tǒng)一控制，從而最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡的性能。

(5)設備控制策略化

下一代網(wǎng)絡將采用基于策略的設備控制機制，通過專門的策略服務器可以對相關策略進行增加、修改和刪除，便于對網(wǎng)絡設備的工作過程進行動態(tài)干預和集中維護。

5.2 基于軟交換的下一代網(wǎng)絡演進策略

對各大運營商來講，建設NGN并不意味著要推倒現(xiàn)有網(wǎng)絡去新建一個理想的NGN模型，而是如何由現(xiàn)有網(wǎng)絡演進到NGN，力爭在日益激烈的業(yè)務市場中繼續(xù)保持主導地位。目前，話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務分別由兩個分開的網(wǎng)絡來支撐。傳統(tǒng)的電話網(wǎng)在發(fā)達國家基本不再投入，但在中國發(fā)展?jié)摿σ廊缓艽螅译娫挊I(yè)務仍然是電信公司的主要收入來源；數(shù)據(jù)通信網(wǎng)主要以IP網(wǎng)絡為主，IP技術發(fā)展速度很快，在靈活性、開放性等方面具有很大優(yōu)勢，但在服務質(zhì)量、可靠性等方面還有很大不足。因此，在向NGN演進的同時，應考慮如何保護現(xiàn)有電話網(wǎng)的資源和由其帶來的經(jīng)濟效益?？偟膩碚f，向NGN的演進有兩大策略：以綜合交換機為主的混合網(wǎng)策略和以軟交換為核心的重疊網(wǎng)策略。

(1)混合網(wǎng)策略

混合網(wǎng)策略也稱綜合節(jié)點策略。其核心思想是通過開發(fā)新一代的綜合交換機來進一步改進電路交換網(wǎng)，提高交換節(jié)點的效率，擴大交換節(jié)點的容量，減少連接的復雜性，降低交換網(wǎng)絡成本，同時仍保留原有全部交換功能，從而使得電話業(yè)務得到繼續(xù)發(fā)展。該策略的綜合交換機主要采用ATM技術，同時具有寬、窄帶接入能力，以及TDM中繼、ATM中繼和IP網(wǎng)關的功能。這種策略的主要優(yōu)點是可以提供語音和數(shù)據(jù)的綜合平臺，便于最終向分組網(wǎng)的過渡。缺點是網(wǎng)絡升級難度大、費用高，同時，由于其體系結(jié)構封閉，對第3方業(yè)務和新業(yè)務的提供受限，因此，目前這一策略并沒得到廣泛的認同，建議作為一種過渡策略來考慮。

(2)重疊網(wǎng)策略

重疊網(wǎng)策略的核心思想是保留現(xiàn)有電路交換網(wǎng)資源不變，讓其獨立發(fā)展，同時在PSTN與ATM或IP網(wǎng)間設置網(wǎng)關和軟交換設備，網(wǎng)關完成PSTN與ATM或IP的互通功能，軟交換完成呼叫控制功能，從而建立PSTN與ATM或IP網(wǎng)的呼叫關系。重疊網(wǎng)策略著重于業(yè)務層的融合，便于對網(wǎng)絡進行統(tǒng)一管理和快速部署新業(yè)務，可作為向NGN演進的長遠解決方案。在演進次序上，可從長途層、匯接層到端局層和接入層，從支持多媒體等新型業(yè)務到支持移動語音、高速移動數(shù)據(jù)，分步推進。

6 基于軟交換的開放業(yè)務提供

在下一代網(wǎng)絡中，現(xiàn)有電話網(wǎng)中的一些基本業(yè)務和補充業(yè)務在軟交換中直接提供，增值業(yè)務由應用服務器提供。應用服務器主要有兩種業(yè)務提供方式：

(1)通過開放的應用編程接口(API)或接口協(xié)議，完成應用服務器和軟交換間的通信，同時應用服務器提供各種應用編程接口，為第3方應用提供開發(fā)和接入平臺。

(2)將AIN/IN的業(yè)務交換點(SSP)功能置于應用服務器上，由應用服務器來負責適當?shù)暮艚心Ｊ剑?并通過智能網(wǎng)應用協(xié)議(INAP)和智能網(wǎng)中已有的業(yè)務控制點(SCP)通信，在應用目前已經(jīng)存在的智能業(yè)務的同時，又可開發(fā)新的智能業(yè)務。

6.1 基于軟交換的增值業(yè)務框架結(jié)構

國際軟交換協(xié)會(ISC)應用工作組的成果之一是提出了在下一代分組話音網(wǎng)中提供增值業(yè)務的框架結(jié)構，如圖3所示。

在該體系結(jié)構中，引入了應用服務器和媒體服務器兩個邏輯成分。其中，應用服務器負責各種增值業(yè)務的邏輯產(chǎn)生和管理，處理與軟交換間的接口信息，同時還提供各種開放的API，為第3方業(yè)務的開發(fā)提供平臺。媒體服務器用于提供特殊的媒體資源，并提供到媒體網(wǎng)關的承載接口。

6.2 軟交換與應用服務器之間的交互

軟交換與應用服務器間通過SIP協(xié)議進行通信。SIP協(xié)議具有建立、拆除和管理端點間會話的功能，所以軟交換既能建立也可取消至應用服務器的呼叫，同樣，應用服務器也能建立和取消至軟交換的呼叫，并且應用服務器還具有轉(zhuǎn)換主叫和被叫方信息、保持和恢復連接、轉(zhuǎn)移會話以及建立多方連接的能力。

軟交換可作為SIP用戶代理。應用服務器則可作為SIP用戶代理、重定向服務器、代理服務器或第3方呼叫控制器。軟交換與應用服務器間可以直接通信，也可以通過代理服務器進行通信。軟交換可利用注冊機制動態(tài)得知應用服務器的存在，也可通過在軟交換中配置應用服務器的地址信息靜態(tài)得知應用服務器的存在。

軟交換和應用服務器間控制流的交互過程如下：

(1)軟交換根據(jù)一定的觸發(fā)條件(可以基于主叫、被叫或其他機制)決定呼叫將被轉(zhuǎn)至應用服務器進行增值業(yè)務處理。

(2)軟交換根據(jù)觸發(fā)信息確定應用服務器的地址，并通過發(fā)送SIP請求信息(包括適當?shù)暮艚行畔?將呼叫轉(zhuǎn)至應用服務器。

(3)應用服務器收到SIP請求后，調(diào)用相應的增值業(yè)務。在此，應用服務器可進行以下一項或兩項動作：

a.重定向。向軟交換發(fā)送一個新的目的地址將呼叫重定向。該機制可用于面向地址轉(zhuǎn)換和路由的業(yè)務。

b.接受和傳送。分配媒體服務器中的媒體資源，并命令軟交換連接至媒體資源通道。用戶與媒體資源的交互結(jié)束以后，應將呼叫轉(zhuǎn)移至新的目的地并退出呼叫。此機制可用于面向媒體的業(yè)務，如主叫卡業(yè)務和傳真存儲/轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務。

c.代理。應用服務器將呼叫返回給軟交換。應用服務器可監(jiān)視所有后續(xù)的呼叫事件。此機制可用于面向事件的業(yè)務，如記帳卡和計時業(yè)務。

除此之外，應用服務器也可能基于其他輸入條件發(fā)起呼叫，如Web事件、E-mail、立即消息等，應用服務器可以支持第3方呼叫控制。

6.3 應用服務器與媒體服務器間的交互

媒體服務器用于提供特殊的資源供應用服務器上的增值業(yè)務使用。應用服務器從媒體服務器請求資源，并將該資源與一定的業(yè)務實例相關聯(lián)，然后，應用服務器請求將實時傳送協(xié)議(RTP)媒體流重定向到被選資源。應用服務器與媒體服務器間可采用H.248/Megaco、媒體網(wǎng)關控制協(xié)議(MGCP)或SIP協(xié)議。

6.4 應用服務器間的交互

應用服務器間也可以利用SIP協(xié)議進行交互。這樣，就可以將兩個或多個位于相同或不同應用服務器上的增值業(yè)務聯(lián)系起來，向用戶提供一套完整的增值業(yè)務解決方案。應用服務器間的功能交互如圖4所示。其中，最下面的應用服務器作為協(xié)調(diào)服務器提供協(xié)調(diào)功能——也稱為業(yè)務級路由功能。這樣，軟交換就可以將一些復雜的、耗時的功能交互的管理交給協(xié)調(diào)服務器，由協(xié)調(diào)服務器來管理與其他應用服務器的交互。這對將大量的增值業(yè)務引入軟交換網(wǎng)絡很重要。

6.5 業(yè)務應用編程接口

NGN的一個最大優(yōu)勢就是在提供現(xiàn)有網(wǎng)絡提供的業(yè)務的同時，能夠快速經(jīng)濟地引入一些激動人心的新的增值業(yè)務。其中，軟交換只提供一些基本業(yè)務和補充業(yè)務，而對增值業(yè)務的處理則從軟交換中移出。應用服務器提供快速有效地部署增值業(yè)務的環(huán)境，并提供各種應用編程接口(API)，如JTAPI、JAIN、Parlay、CPL、CGI和Servlet等。這些接口開放、靈活的特性使得在創(chuàng)建、管理和部署新業(yè)務時不必更新或升級軟交換設備，減少了業(yè)務提供的周期和費用。

6.5.1 Parlay應用編程接口

目前，國際上比較流行的API是Parlay。Parlay API是一組開放的應用編程接口，為網(wǎng)絡業(yè)務的創(chuàng)建和開發(fā)提供一種標準化的、安全簡便的方法，從而實現(xiàn)業(yè)務的可攜性，比如在第2代移動通信中開發(fā)的業(yè)務同樣也可以用于第3代移動通信。Parlay應用編程接口與具體的網(wǎng)絡技術和協(xié)議無關，第3方業(yè)務開發(fā)商、獨立軟件提供商可以利用Parlay所提供的資源對網(wǎng)絡進行控制從而達到生成新業(yè)務的目的，使大量新業(yè)務的應用成為可能。Parlay應用編程接口主要適用于混合網(wǎng)，具有簡單、易擴充、可應用于不同類型的網(wǎng)絡和業(yè)務的特點。

為了支持Parlay，應用服務器作為Parlay服務器，向外部應用提供Parlay API，并提供與軟交換的交互以完成呼叫控制功能。在這種方式中，應用服務器作為Parlay API和SIP之間的代理，用于連接軟交換。將來，應用服務器有可能直接與所有的網(wǎng)絡實體交互。

Parlay應用編程接口的體系結(jié)構如圖5所示。

Parlay應用編程接口由兩個接口部分組成：

(1)業(yè)務接口

向應用程序提供訪問網(wǎng)絡資源和信息的能力，包括呼叫處理業(yè)務接口(如通用業(yè)務、通用呼叫控制業(yè)務、多方呼叫控制業(yè)務、多媒體呼叫控制業(yè)務、會議呼叫控制業(yè)務、通用用戶交互業(yè)務、呼叫用戶交互業(yè)務)、通用消息業(yè)務接口、移動性業(yè)務接口以及連通性管理業(yè)務接口。

(2)框架接口

為業(yè)務接口提供一定的支撐環(huán)境，使其能夠提供一種開放的、安全的、易恢復和管理的服務，包括業(yè)務注冊和訂閱，發(fā)現(xiàn)、認證和授權以及綜合管理等。

6.5.2 SIP工具

SIP用于多媒體會話的建立、控制和拆除，通常與因特網(wǎng)工程任務組(IETF)的其他協(xié)議如RTP、SDP等聯(lián)合使用。IETF意識到基于協(xié)議提供應用的局限性，提出了幾種分別面向端用戶和有經(jīng)驗的開發(fā)人員的工具：

(1)SIP CPL

一種基于XML、面向端用戶的開發(fā)工具。其缺點是腳本必須與會話控制放在一起，可開發(fā)的應用非常有限。

(2)SIP CGI

一種基于HTTP CGI、面向有經(jīng)驗的開發(fā)人員的開發(fā)工具。其限制較少，但腳本仍然與會話控制放在一起，目前被認為是過時的。

(3)SIP Servlet API

SIP Servlet是一種基于HTTP Servlet、面向有經(jīng)驗的開發(fā)人員的開發(fā)工具，被認為是一種最有前途的開發(fā)工具。

總的來說，這些開發(fā)工具與具體協(xié)議結(jié)合緊密，不適合混合網(wǎng)絡的情況，不適合3G環(huán)境中應用的開發(fā)。而Parlay API則正好彌補了這一不足，因此得到廣泛認同。(待續(xù))

參考文獻

1 The International Softswitch Consortium Application Working Group． Enhanced Servlce Framework．

http：／WWW．softswitch．org

2 The ParlaV Group，Par，ay SpeC¨ications 3．0．http：／／WWW．parlay、org

3 趙慧玲，王立言，陳仁娣．中國網(wǎng)絡與交換標 準研究進展．中興通訊技術，2002，

4：39—414趙慧玲，單秀云．下一代網(wǎng)絡的研究．中興通 訊技術，2001，10：29—30

(收稿日期：2002-06-10)

作者簡介

盧美蓮，北京郵電大學程控交換技術與通信網(wǎng)國家重點實驗室副教授，在讀博士。先后參加十余項國家級及國際合作項巨，多次獲部級科技進步獎，已發(fā)表論文十余篇，譯著3冊。主要研究方向為：IP電話技術，寬帶通信網(wǎng)上的實時多媒體通信技術，軟交換技術，下一代網(wǎng)絡的體系結(jié)構、協(xié)議、網(wǎng)絡管理、性能評估等。

程時端，北京郵電大學程控交換技術與通信網(wǎng)國家重點實驗室教授，博士生導師。曾主持十余項重大科研項目，多次獲部級科技進步獎，申請有多項國際專利。已發(fā)表論文110余篇．專著2冊，譯著多冊。研究方向包括：IS-DN、ATM、TCP/IP、ATM和lP網(wǎng)的話音通信技術、協(xié)議工程、業(yè)務量工程、寬帶網(wǎng)絡性能和服務質(zhì)量等。