軟交換體系結構及其業務支撐環境（1）

2019-11-05 01:34:30

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　　下一代網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絡的熟悉存在差異。對于下一代網絡到底是什么，眾說紛紜，并沒有一個標準的定義。從Internet的領域來看，下一代網絡指下一代互聯網（NGI）；對于移動網而言，下一代網絡指3G和后3G網絡；從控制層面來看，下一代網絡指軟交換；從傳送網層面來看，下一代網絡則指下一代光網絡。顯然，廣義的下一代網絡（NGN）包容了所有新一代網絡技術。
　　
　　軟交換體系結構
　　異構網絡并存是目前網絡的現狀，多種異構網絡融合則是大勢所趨。隨著ip網的迅速發展，軟交換將以IP網為骨干，在各種網絡相互融合的基礎上，以一種統一的方式靈活地提供業務。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議，主要完成呼叫控制、媒體網關接入控制、資源分配、協議處理、路由、認證、計費等主要功能，可以向用戶提供現有網絡能夠提供的業務，并向業務支撐環境提供底層網絡能力的訪問接口。應用服務器則是軟交換體系中業務支撐環境的主體，也是業務提供、開發和治理的核心。軟交換網絡體系如圖1所示。
　　　

　　圖1 下一代網絡的體系結構
　　軟交換網絡從功能上可以分為業務平面、控制平面、傳輸平面和接入平面。
　　
　　接入平面提供各種網絡和設備接入到核心骨干網的方式和手段，主要包括信令網關、媒體網關、接入網關等多種接入設備。
　　
　　傳輸平面負責提供各種信令和媒體流傳輸的通道，網絡的核心傳輸網將是IP分組網絡。
　　
　　控制平面主要提供呼叫控制、連接控制、協議處理等能力，并為業務平面提供訪問底層各種網絡資源的開放接口。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絡資源為用戶提供豐富多樣的網絡業務。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，它是軟交換網絡體系中業務的執行環境。
　　
　　目前，關于軟交換網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，信息產業部也已有了相關的標準草案。信令方面，SS7信令通過信令網關轉換成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控制媒體網關和接入網關，軟交換設備之間通過IETF制定的SIP-T協議或ITU-T制定的BICC協議進行通信。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）規范，例如由Parlay組織制定的Parlay API標準。媒體方面，媒體網關將傳統的固定、移動網的話音打包成分組，以RTP流的形式在核心IP網上傳輸。
　　
　　可以看出，軟交換采用分層、開放的體系結構，將傳統交換機的功能模塊分離成獨立的網絡實體，各實體間采用開放的協議或API接口，從而打破了傳統電信網封閉的格局，實現了多種異構網絡間的融合。下一代網絡的體系通過將業務與呼叫控制分離、呼叫控制與承載分離，來實現相對獨立的業務體系，使得上層業務與底層的異構網絡無關，靈活、有效地實現業務的提供，從而能夠滿足人們多樣的、不斷發展的業務需求?？梢哉f，軟交換完全體現了業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務提供體系。
　　
　　業務支撐環境
　　業務支撐環境主要包括應用服務器、業務治理服務器和業務生成環境。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絡增值業務的任務。其中應用服務器是業務支撐環境的主體，業務治理服務器和業務生成環境可以作為應用服務器的組成部分出現。
　　

　　圖2 SIP應用服務器
　　應用服務器及其功能
　　應用服務器是業務支撐環境的主體，它提供各種增值業務或智能業務的業務邏輯的駐留和執行環境，而且還提供各種開放的API，為第三方的業務開發提供創作平臺。業務治理服務器和業務生成環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務治理和業務創建的支持。應用服務器通過開放的協議或API與軟交換設備交互來間接地利用底層的網絡資源，從而實現業務與呼叫控制的分離，有利于新業務的引入。
　　
　　應用服務器的功能與傳統智能網中的SCP（業務控制點）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，提供增值業務及其駐留和運行環境。主要包括業務的性能監測、系統資源監測、系統日志和業務日志、負載控制與平衡、故障處理等功能。業務的性能監測、系統資源監測以及日志功能與負載控制、負載平衡和故障處理相配合，共同為業務提供電信級的運行支持。
　　
　　第二，提供對業務生命周期治理的支持。主要包括對業務加載、業務激活和對激活、業務卸載等的支持。作為下一代網絡中的一種電信級的核心設備，在不影響正在運行業務的前提下，實現業務的動態加載和動態版本更新是必須的要害功能。
　　
　　第三，提供對第三方業務駐留、運行和治理的支持。新的業務層出不窮，應用服務器除了需要提供一定的自身業務外，還必須提供對第三方業務的運行治理支持，以保持對業務提供的可擴展性和開放性。大量第三方業務的引入勢必會加大網絡運營的不安全因素，因此在引入第三方業務的同時，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務提供方式。將這兩點成功的經驗運用到應用服務器的業務提供中，可以為用戶提供更為人性化業務，也完全符合業務提供商的利益。而由此帶來的一個挑戰就是，應用服務器必須處理在Internet的開放環境下業務訪問的安全性問題。
　　
　　第五，業務沖突的避免、檢測和解決。隨著下一代網絡中業務種類和數量的激增，業務間發生沖突的可能性也迅速增加，在這一背景下，業務沖突治理功能顯得尤為重要。在具體實施上，為了將復雜的業務沖突治理與業務運行的支持分離開來，可以設置專門用以解決業務沖突的應用服務器。
　　
　　第六，提供不同層次的業務開發接口。為了方便第三方業務的開發，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，業務開發越簡單。

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