软交换下电信业务的实现

1、概述
软交换是通过将业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离的方式来向用户提供电信级业务的技术体系。通过对软交换的深入了解与分析，我们发现软交换的体系结构已经从对传统电信网络的仿真走向了具有Internet体系结构的、以SIP协议为基础的多用户、多媒体的开放业务体系，软交换的应用领域正逐步扩大到电信业务的核心领域――业务开发能力。目前，软交换的业务开发能力已经从简单电话业务和智能网业务扩充，发展成为具有多媒体业务能力的、能够根据需求定制的以应用驱动的软交换系统。
2、软交换业务体系架构
软交换是业务驱动的网络，软交换体系通过将业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离，来实现上层业务与底层异构网络的无关，使业务真正独立于网络，从而能够更加灵活、有效地实现业务的提供，同时支持不同带宽的、实时的或非实时的各种媒体业务使用；另一方面，用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必担心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活性。可以说，软交换真正体现了业务驱动的思想和理念，很好地实现了多网的融合，提供了开放灵活的业务提供体系。
一、开放的体系架构：

分层的网络体系实现了各层的分别演进。通过在层间设立网络API的方式，可以在以下方面改变目前的业务提供方式：

• 业务可移植性：当前各种技术和应用的开发受限于接口的专用性，导致增加了应用的开发代价，延长了推向市场的时间，维护也不方便。采用标准网络API，可以实现业务只需编写一次，就可以在任何地方运行。
  
• 多网络融合：当前网络融合的趋势越来越明显，但主要是通过网关互通信息，网络API通过将不同网络的相似能力抽象出来，并对外提供统一的控制接口，达到网络间业务层面的融合。
  
• 支持安全的网络接入：通信应用和业务或者运行在运营商的可靠网络的内部，或者完全位于这个网络之外。如果运营商网络内部的功能实体和智能可以提供给受控制的外部接入，则为创建新业务提供了巨大的市场机会。

二、增值业务架构：
软交换体系结构中专为增值业务引入了一个新的实体――应用服务器。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。应用服务器是一个对立的实体，与控制层的软交换无关，从而实现了业务与呼叫控制分离，有利于新业务的引入。现在业内主要有两种主流应用服务器：
(1)SIP应用服务器：
SIP协议是由IETF提出并主持研究的一个应用层控制（信令）协议，用来创建、修改以及终结一个或多个参与者参加的会话进程。
IETF针对SIP应用的开发人员提供了两类业务开发技术：
一类是针对可信度较高用户的SIP CGI和SIP Servlets，并制定了SIP CGI和SIP Servlet API规范。这两种技术功能较强，但使用不当会给应用服务器带来不安全的因素。
另一类是针对可信度较低普通用户的CPL（Call Processing Language）语言，它是由IETF的IPTEL工作组制定的一种基于XML（Extensible Markup Language）的脚本语言，主要用来描述和控制个人化的Internet电话业务（包括呼叫策略路由、呼叫筛选、呼叫日志等业务），处理能力较弱，从而能够保证由普通用户编写的CPL业务逻辑不会对应用服务器造成破坏。
(2)Parlay应用服务器：
Parlay应用服务器可以提供不同抽象层次的业务开发接口，以便不同能力、不同类型的业务开发者开发丰富多样的业务。例如，可以提供基于CORBA的Parlay API接口、基于JAIN SPA标准的Java API接口、基于JavaBeans的接口、基于XML、CPL、VoiceXML的接口等。这些接口的抽象层次逐渐增高，但接口的能力也逐渐降低，业务开发者可以根据业务的需要和自己的能力选择合适的开发接口。
3、基于软交换的一号通业务
基于软交换的一号通业务是指用户通过申请唯一的个人通信号码，利用软交换网络将来话转接到指定的多种终端，并可在任意终端上以一号通号码作为主叫标识发起呼叫。
用户可以通过网页、语音交互或者一号通软终端管理界面（可选）的方式进行业务设置。

(1) 系统组成
基于软交换网络实现的一号通系统包含：

• 一号通业务应用服务器：
  提供一号通业务的业务逻辑，存储业务相关数据，并提供对业务的管理功能。
  
• 软交换
  软交换是核心控制设备，是一个可扩展的电信级平台。它位于NGN网络的控制层，提供多种业务的呼叫与连接控制、协议处理、业务提供、网络资源管理、计费、认证等功能。
  
• 媒体资源服务器：
  提供诸如收音放号等语音交互功能的实体。
  
• 中继网关（TGW）：

提供与PSTN网络之间互通的能力。
(2)业务功能
基于软交换的一号通业务，能够方便的实现传统的一号通业务的功能：顺序振铃和同时振铃。

• 顺序振铃
  当用户拨打一号通号码时，按照一号通用户设置的顺呼号码表从第一转移号码到最后一个转移号码进行顺序呼叫；若前一个号码未能成功应答（无应答、忙、路由失败等），则自动接续下一个号码，直至最后一个号码为止。用户一号通号码为顺呼号码表的第一转移号码。用户可设置多个顺呼号码。
  
• 同时振铃

当拨打一号通号码时，按照用户设置的同振号码表对所有号码同时发起呼叫。当用户接听其中任意一个呼叫时，其余终端自动停止振铃。用户一号通号码为同振号码表的第一转移号码。用户可设置多个同振号码。
软交换网络相对于传统PSTN网，和Internet的互通更加方便。传统的一号通业务，同振顺呼号码的设置，一般通过IVR交互的方式完成；软交换下的一号通业务，不仅支持IVR交互完成设置，还能通过B/S方式通过WEB页面设置或者C/S的方式通过终端完成设置，给用户提供了更多选择。
(3)呼叫控制

软交换和一号通应用服务器一般通过SIP协议进行互连，和接入网关一般通过H.248或者Megaco协议互连。
软交换作为SIP代理服务器，能根据呼叫信息来区分出是普通呼叫和一号通呼叫，并将此呼叫转向一号通应用服务器。一号通应用服务器提供对一号通业务的执行和管理。
普通呼叫将沿用现有的呼叫流程和标准。
一号通呼叫分为同振和顺呼两种，用户拨打一号通号码，软交换将该呼叫转向应用服务器，应用服务器根据被叫号码，获得相关用户数据：同振或是顺呼，以及转接号码表。应用服务器将按照用户设置，同时对同振号码发起呼叫或者是按照一定的顺序、一定的时间间隔对设置的号码表进行顺呼。呼叫的后继消息都将经过应用服务器，应用服务器根据反馈消息，做出相应的处理。应用服务器还将对呼叫产生相应的记录。
4、信令流程
图4为PSTN用户A拨打一号通用户，同振到软交换域AG下POTS用户B和SIP用户C，其中软交换和应用服务器以SIP协议相连，软交换和AG、软交换和TG以H.248协议相连。可以看到，用户B和用户C同时振铃，用户C摘机应答，应用服务器取消了对用户B的振铃。双方通话，通话结束，用户C挂机，系统释放了连接。
图5为PSTN用户A拨打一号通用户，顺呼软交换域AG下POTS用户B和SIP用户C，其中软交换和应用服务器以SIP协议相连，软交换和AG、软交换和TG以H.248协议相连。可以看到，用户B首先振铃，振铃达到规定时间后，应用服务器取消了对用户B的振铃，转而对用户C振铃。用户C摘机应答，通话结束，用户C挂机，系统释放了呼叫。

图4：同振信令图

图5：顺呼信令图

5、结束语
通信网络从诞生开始就在不断的向前演进，我们走过了步进式交换机、纵横式交换机、程控式交换机等等。今天，软交换以其分层结构，灵活、高效的特点，成为交换网络演进的主要方向。软交换网络作为一个业务为驱动的网络，怎样在软交换网络上继承现有并发展新的特色业务，从而满足用户的个性化的、不断发展的需求，是软交换研究的重要方向。而本文中的一号通业务虽然是PSTN网络的传统业务，但是通过软交换业务体系来实现一号通业务则从一个具体的开发展示了软交换网络在业务实现上，较之传统网络的灵活便捷。