軟交換體系結構及其業(yè)務支撐環(huán)境（1）

2019-11-05 01:34:30

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供稿：網(wǎng)友

　　下一代網(wǎng)絡作為近年來的一個熱點，得到了各方面廣泛的關注。不過不同領域背景的人對下一代網(wǎng)絡的熟悉存在差異。對于下一代網(wǎng)絡到底是什么，眾說紛紜，并沒有一個標準的定義。從Internet的領域來看，下一代網(wǎng)絡指下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）；對于移動網(wǎng)而言，下一代網(wǎng)絡指3G和后3G網(wǎng)絡；從控制層面來看，下一代網(wǎng)絡指軟交換；從傳送網(wǎng)層面來看，下一代網(wǎng)絡則指下一代光網(wǎng)絡。顯然，廣義的下一代網(wǎng)絡（NGN）包容了所有新一代網(wǎng)絡技術。
　　
　　軟交換體系結構
　　異構網(wǎng)絡并存是目前網(wǎng)絡的現(xiàn)狀，多種異構網(wǎng)絡融合則是大勢所趨。隨著ip網(wǎng)的迅速發(fā)展，軟交換將以IP網(wǎng)為骨干，在各種網(wǎng)絡相互融合的基礎上，以一種統(tǒng)一的方式靈活地提供業(yè)務。軟交換控制器（Softswitch）是軟交換體系中的控制核心，它獨立于底層承載協(xié)議，主要完成呼叫控制、媒體網(wǎng)關接入控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證、計費等主要功能，可以向用戶提供現(xiàn)有網(wǎng)絡能夠提供的業(yè)務，并向業(yè)務支撐環(huán)境提供底層網(wǎng)絡能力的訪問接口。應用服務器則是軟交換體系中業(yè)務支撐環(huán)境的主體，也是業(yè)務提供、開發(fā)和治理的核心。軟交換網(wǎng)絡體系如圖1所示。
　　　

　　圖1 下一代網(wǎng)絡的體系結構
　　軟交換網(wǎng)絡從功能上可以分為業(yè)務平面、控制平面、傳輸平面和接入平面。
　　
　　接入平面提供各種網(wǎng)絡和設備接入到核心骨干網(wǎng)的方式和手段，主要包括信令網(wǎng)關、媒體網(wǎng)關、接入網(wǎng)關等多種接入設備。
　　
　　傳輸平面負責提供各種信令和媒體流傳輸?shù)耐ǖ溃W(wǎng)絡的核心傳輸網(wǎng)將是IP分組網(wǎng)絡。
　　
　　控制平面主要提供呼叫控制、連接控制、協(xié)議處理等能力，并為業(yè)務平面提供訪問底層各種網(wǎng)絡資源的開放接口。該平面的主要組成部分是軟交換設備。
　　
　　應用平面利用底層的各種網(wǎng)絡資源為用戶提供豐富多樣的網(wǎng)絡業(yè)務。主要包括應用服務器（application Server）、策略/治理服務器（Policy Server）、AAA服務器(Authority Authentication and Accounting Server)等。其中最主要的功能實體是應用服務器，它是軟交換網(wǎng)絡體系中業(yè)務的執(zhí)行環(huán)境。
　　
　　目前，關于軟交換網(wǎng)絡體系中各實體之間的接口還沒有最終確定，但已初步達成若干共識，信息產(chǎn)業(yè)部也已有了相關的標準草案。信令方面，SS7信令通過信令網(wǎng)關轉換成IETF制定的SIGTRAN信令作為與軟交換設備之間的接口，軟交換設備通過ITU-T和IETF共同制定的Megaco/H.248控制媒體網(wǎng)關和接入網(wǎng)關，軟交換設備之間通過IETF制定的SIP-T協(xié)議或ITU-T制定的BICC協(xié)議進行通信。而軟交換設備和應用服務器之間的接口，目前推崇采用開放的API（應用編程接口）規(guī)范，例如由Parlay組織制定的Parlay API標準。媒體方面，媒體網(wǎng)關將傳統(tǒng)的固定、移動網(wǎng)的話音打包成分組，以RTP流的形式在核心IP網(wǎng)上傳輸。
　　
　　可以看出，軟交換采用分層、開放的體系結構，將傳統(tǒng)交換機的功能模塊分離成獨立的網(wǎng)絡實體，各實體間采用開放的協(xié)議或API接口，從而打破了傳統(tǒng)電信網(wǎng)封閉的格局，實現(xiàn)了多種異構網(wǎng)絡間的融合。下一代網(wǎng)絡的體系通過將業(yè)務與呼叫控制分離、呼叫控制與承載分離，來實現(xiàn)相對獨立的業(yè)務體系，使得上層業(yè)務與底層的異構網(wǎng)絡無關，靈活、有效地實現(xiàn)業(yè)務的提供，從而能夠滿足人們多樣的、不斷發(fā)展的業(yè)務需求。可以說，軟交換完全體現(xiàn)了業(yè)務驅(qū)動的思想和理念，很好地實現(xiàn)了多網(wǎng)的融合，提供了開放靈活的業(yè)務提供體系。
　　
　　業(yè)務支撐環(huán)境
　　業(yè)務支撐環(huán)境主要包括應用服務器、業(yè)務治理服務器和業(yè)務生成環(huán)境。它們互相配合，共同快速完成向用戶提供多樣靈活的基于下一代網(wǎng)絡增值業(yè)務的任務。其中應用服務器是業(yè)務支撐環(huán)境的主體，業(yè)務治理服務器和業(yè)務生成環(huán)境可以作為應用服務器的組成部分出現(xiàn)。
　　

　　圖2 SIP應用服務器
　　應用服務器及其功能
　　應用服務器是業(yè)務支撐環(huán)境的主體，它提供各種增值業(yè)務或智能業(yè)務的業(yè)務邏輯的駐留和執(zhí)行環(huán)境，而且還提供各種開放的API，為第三方的業(yè)務開發(fā)提供創(chuàng)作平臺。業(yè)務治理服務器和業(yè)務生成環(huán)境也可以作為應用服務器的組成部分，使得應用服務器能夠提供對業(yè)務治理和業(yè)務創(chuàng)建的支持。應用服務器通過開放的協(xié)議或API與軟交換設備交互來間接地利用底層的網(wǎng)絡資源，從而實現(xiàn)業(yè)務與呼叫控制的分離，有利于新業(yè)務的引入。
　　
　　應用服務器的功能與傳統(tǒng)智能網(wǎng)中的SCP（業(yè)務控制點）的功能有些類似，但也存在很大的不同，其主要功能包括：
　　
　　第一，提供增值業(yè)務及其駐留和運行環(huán)境。主要包括業(yè)務的性能監(jiān)測、系統(tǒng)資源監(jiān)測、系統(tǒng)日志和業(yè)務日志、負載控制與平衡、故障處理等功能。業(yè)務的性能監(jiān)測、系統(tǒng)資源監(jiān)測以及日志功能與負載控制、負載平衡和故障處理相配合，共同為業(yè)務提供電信級的運行支持。
　　
　　第二，提供對業(yè)務生命周期治理的支持。主要包括對業(yè)務加載、業(yè)務激活和對激活、業(yè)務卸載等的支持。作為下一代網(wǎng)絡中的一種電信級的核心設備，在不影響正在運行業(yè)務的前提下，實現(xiàn)業(yè)務的動態(tài)加載和動態(tài)版本更新是必須的要害功能。
　　
　　第三，提供對第三方業(yè)務駐留、運行和治理的支持。新的業(yè)務層出不窮，應用服務器除了需要提供一定的自身業(yè)務外，還必須提供對第三方業(yè)務的運行治理支持，以保持對業(yè)務提供的可擴展性和開放性。大量第三方業(yè)務的引入勢必會加大網(wǎng)絡運營的不安全因素，因此在引入第三方業(yè)務的同時，必須充分需要考慮由此帶了的安全性問題。
　　
　　第四，提供基于Web、結合代理技術的個性化業(yè)務。Internet成功的一個要害因素是，用戶可以通過瀏覽器方便地使用大量基于Web的應用，而代理技術的引入又為用戶帶來了個性化的業(yè)務提供方式。將這兩點成功的經(jīng)驗運用到應用服務器的業(yè)務提供中，可以為用戶提供更為人性化業(yè)務，也完全符合業(yè)務提供商的利益。而由此帶來的一個挑戰(zhàn)就是，應用服務器必須處理在Internet的開放環(huán)境下業(yè)務訪問的安全性問題。
　　
　　第五，業(yè)務沖突的避免、檢測和解決。隨著下一代網(wǎng)絡中業(yè)務種類和數(shù)量的激增，業(yè)務間發(fā)生沖突的可能性也迅速增加，在這一背景下，業(yè)務沖突治理功能顯得尤為重要。在具體實施上，為了將復雜的業(yè)務沖突治理與業(yè)務運行的支持分離開來，可以設置專門用以解決業(yè)務沖突的應用服務器。
　　
　　第六，提供不同層次的業(yè)務開發(fā)接口。為了方便第三方業(yè)務的開發(fā)，應用服務器可以提供多種編程接口，如Parlay API、SIP Servlet API、SIP CGI API、CPL、Voicexml等。從抽象程度的角度來看，這些接口出于不同的抽象層次上。接口的抽象層次越高，業(yè)務開發(fā)越簡單。

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