杨放春
下一代网络作为近年来的一个热点，得到了各方面广泛的关注。不过不同领域背景的人对下一代网络的认识存在差异。对于下一代网络到底是什么，众说纷纭，并没有一个标准的定义。从Internet的领域来看，下一代网络指下一代互联网（NGI）；对于移动网而言，下一代网络指3G和后3G网络；从控制层面来看，下一代网络指软交换；从传送网层面来看，下一代网络则指下一代光网络。显然，广义的下一代网络（NGN）包容了所有新一代网络技术。
软交换体系结构
异构网络并存是目前网络的现状，多种异构网络融合则是大势所趋。随着IP网的迅速发展，软交换将以IP网为骨干，在各种网络相互融合的基础上，以一种统一的方式灵活地提供业务。软交换控制器（Softswitch）是软交换体系中的控制核心，它独立于底层承载协议，主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，可以向用户提供现有网络能够提供的业务，并向业务支撑环境提供底层网络能力的访问接口。应用服务器则是软交换体系中业务支撑环境的主体，也是业务提供、开发和管理的核心。软交换网络体系如图1所示。
图1 下一代网络的体系结构
软交换网络从功能上可以分为业务平面、控制平面、传输平面和接入平面。
接入平面 提供各种网络和设备接入到核心骨干网的方式和手段，主要包括信令网关、媒体网关、接入网关等多种接入设备。
传输平面 负责提供各种信令和媒体流传输的通道，网络的核心传输网将是IP分组网络。
控制平面 主要提供呼叫控制、连接控制、协议处理等能力，并为业务平面提供访问底层各种网络资源的开放接口。该平面的主要组成部分是软交换设备。
应用平面 利用底层的各种网络资源为用户提供丰富多样的网络业务。主要包括应用服务器（Application Server）、策略/管理服务器（Policy Server）、AAA服务器(Authority Authentication and Accounting Server)等。其中最主要的功能实体是应用服务器，它是软交换网络体系中业务的执行环境。
目前，关于软交换网络体系中各实体之间的接口还没有最终确定，但已初步达成若干共识，信息产业部也已有了相关的标准草案。信令方面，SS7信令通过信令网关转换成IETF制定的SIGTRAN信令作为与软交换设备之间的接口，软交换设备通过ITU-T和IETF共同制定的Megaco/H.248控制媒体网关和接入网关，软交换设备之间通过IETF制定的SIP-T协议或ITU-T制定的BICC协议进行通信。而软交换设备和应用服务器之间的接口，目前推崇采用开放的API（应用编程接口）规范，例如由Parlay组织制定的Parlay API标准。媒体方面，媒体网关将传统的固定、移动网的话音打包成分组，以RTP流的形式在核心IP网上传输。
可以看出，软交换采用分层、开放的体系结构，将传统交换机的功能模块分离成独立的网络实体，各实体间采用开放的协议或API接口，从而打破了传统电信网封闭的格局，实现了多种异构网络间的融合。下一代网络的体系通过将业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离，来实现相对独立的业务体系，使得上层业务与底层的异构网络无关，灵活、有效地实现业务的提供，从而能够满足人们多样的、不断发展的业务需求。可以说，软交换完全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。
业务支撑环境
业务支撑环境主要包括应用服务器、业务管理服务器和业务生成环境。它们互相配合，共同快速完成向用户提供多样灵活的基于下一代网络增值业务的任务。其中应用服务器是业务支撑环境的主体，业务管理服务器和业务生成环境可以作为应用服务器的组成部分出现。
图2 SIP应用服务器
应用服务器及其功能
应用服务器是业务支撑环境的主体，它提供各种增值业务或智能业务的业务逻辑的驻留和执行环境，而且还提供各种开放的API，为第三方的业务开发提供创作平台。业务管理服务器和业务生成环境也可以作为应用服务器的组成部分，使得应用服务器能够提供对业务管理和业务创建的支持。应用服务器通过开放的协议或API与软交换设备交互来间接地利用底层的网络资源，从而实现业务与呼叫控制的分离，有利于新业务的引入。
应用服务器的功能与传统智能网中的SCP（业务控制点）的功能有些类似，但也存在很大的不同，其主要功能包括：
第一，提供增值业务及其驻留和运行环境。主要包括业务的性能监测、系统资源监测、系统日志和业务日志、负载控制与平衡、故障处理等功能。业务的性能监测、系统资源监测以及日志功能与负载控制、负载平衡和故障处理相配合，共同为业务提供电信级的运行支持。
第二，提供对业务生命周期管理的支持。主要包括对业务加载、业务激活和对激活、业务卸载等的支持。作为下一代网络中的一种电信级的核心设备，在不影响正在运行业务的前提下，实现业务的动态加载和动态版本更新是必须的关键功能。
第三，提供对第三方业务驻留、运行和管理的支持。新的业务层出不穷，应用服务器除了需要提供一定的自身业务外，还必须提供对第三方业务的运行管理支持，以保持对业务提供的可扩展性和开放性。大量第三方业务的引入势必会加大网络运营的不安全因素，因此在引入第三方业务的同时，必须充分需要考虑由此带了的安全性问题。
第四，提供基于Web、结合代理技术的个性化业务。Internet成功的一个关键因素是，用户可以通过浏览器方便地使用大量基于Web的应用，而代理技术的引入又为用户带来了个性化的业务提供方式。将这两点成功的经验运用到应用服务器的业务提供中，可以为用户提供更为人性化业务，也完全符合业务提供商的利益。而由此带来的一个挑战就是，应用服务器必须处理在Internet的开放环境下业务访问的安全性问题。
第五，业务冲突的避免、检测和解决。随着下一代网络中业务种类和数量的激增，业务间发生冲突的可能性也迅速增加，在这一背景下，业务冲突管理功能显得尤为重要。在具体实施上，为了将复杂的业务冲突管理与业务运行的支持分离开来，可以设置专门用以解决业务冲突的应用服务器。
第六，提供不同层次的业务开发接口。为了方便第三方业务的开发，应用服务器可以提供多种编程接口，如Parlay API、SIP Servlet API、SIP CGI API、CPL、VoiceXML等。从抽象程度的角度来看，这些接口出于不同的抽象层次上。接口的抽象层次越高，业务开发越简单。
应用服务器的分类
从业务用户的角度可以将各种业务分为通用的公众业务和专用性强而利用率低的个人业务。传统智能网中为大多数用户所接受的业务主要是全局性的公众业务，例如300、800业务。这种业务的特性是对集中数据库进行操作，数据量大且通用性高，对运行这类业务的应用服务器有很高的性能要求。运行公众业务的应用服务器适合位于核心网络上，由网络运营商维护，可以称之为“网络核心应用服务器”。而提供个性化业务的应用服务器需要经常与用户交互，更适合位于网络的边缘，可以称为“网络边缘应用服务器”。根据不同的业务特点，应用服务器可以采用不同的技术，有不同的结构特点。
目前，应用服务器和软交换之间的接口，国际上主要有IETF的SIP协议和Parlay组织制定的Parlay API规范，从这个角度来看，又可以把应用服务器分为SIP应用服务器和Parlay应用服务器两类，前者与软交换之间采用SIP协议进行交互，而后者则将Parlay API作为与软交换之间的接口。
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。SIP借鉴了HTTP和SMTP协议的设计思路，遵循了Internet一贯坚持的简练、开放、兼容和可扩展等原则，并充分考虑了对传统公众电话网的各种业务，包括IN业务和ISDN附加业务的支持。而且，基于SIP协议的API进行业务开发，可以很容易地利用E-mail等Internet中特有的业务特性，形成新的业务增长点。
图3 Parlay应用服务器
SIP应用服务器提供的业务开发接口 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。
SIP应用服务器的体系结构 图2示出了一种SIP应用服务器的高层体系结构。
图2所示的应用服务器可以提供对基于SIP Servlet、SIP CGI、CPL等多种接口业务的运行支持。底层是SIP协议栈，用来提供协议能力。之上引入了一个规则引擎，主要用来处理业务冲突和事件分发。SIP Servlet引擎提供基于SIP Servlet业务的运行环境，而SIP CGI环境则提供对基于SIP CGI业务的支持。CPLServlet是对CPL业务脚本解释程序。
基于Parlay的应用服务器
Parlay应用服务器提供的业务开发接口 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。
Parlay应用服务器的体系结构
图3所示的Parlay应用服务器不仅支持软交换设备通过CORBA总线送上的业务请求，还支持通过Web浏览器经HTTP协议送来的业务请求，而且用户还可以通过浏览器进行业务的定购、客户化管理，Web Server是应用服务器的一个组成部分。业务冲突管理用于在激活业务之前处理业务冲突。业务逻辑执行环境提供了基于Parlay业务逻辑的运行场所。图中的应用服务器还包含业务管理服务器和业务生成环境的功能，前者负责负载控制、负载平衡、故障管理、业务生命周期管理、业务定购管理、业务客户化管理等工作，后者则利用应用服务器提供的多种业务开发接口，提供图形化工具方便业务的开发。
业务管理服务器
业务管理服务器与应用服务器相配合，主要负责业务的生命周期管理、业务的接入和定购、业务数据和用户数据的管理等。业务管理服务器可以与应用服务器配合存在（如图3所示），也可以通过制定业务管理服务器和应用服务器之间交互的开放接口标准，作为独立的实体存在。
业务生成环境
业务生成环境以应用服务器提供的各种开放API为基础，具有友好的图形化界面，提供完备的业务开发环境、仿真测试环境和冲突检测环境。通过将应用框架/构件技术和脚本技术（如CPL、VoiceXML、XTML等）引入到业务生成环境中，可以提高业务开发的抽象层次，简化业务的开发。
下一代网络的业务生成环境与传统智能网中的业务生成环境的根本不同点在于：传统的业务生成环境与具体的信令协议相关、所生成的业务与具体的运行平台相关，不支持独立业务的开放商，根本无法提供基于融合网络的混合业务。而下一代网络的业务生成环境基于开放的API规范和脚本技术，支持独立的业务开发商和跨网业务。
随着通信网技术的飞速发展，多种异构网络间的融合已是大势所趋。如何在这种分布、异构、融合环境下建立新一代面向公众的、开放的通信业务支撑网络，快速有效地提供丰富、高质量和个性化的跨网业务，并且促成独立业务运营商和独立业务提供商的形成，已成为通信网络技术发展中的一个极其关键的问题。
关于“下一代网络”
从国际软交换论坛ISC（现更名为IPCC）、ITU－T NGN 2004 Project、JAIN，EURESCOM P909项目、多业务交换论坛MSF等国际研究组织和研究项目来看，下一代网络是指包含多个层面、兼容已有网络技术的开放体系架构。
其特征主要包括：
基于分组传送，以IP网为骨干网；
分层的网络体系，将应用/业务控制与呼叫/会话控制分离，呼叫/会话控制与承载连接控制分离；
提供网络能力的开放接口，以一种统一的方式灵活地提供语音、数据、移动、多媒体等多种业务；
开放、分布的业务提供模式，支持移动性和各类终端的接入。
显然，网络融合与业务开放是下一代网络最显著的技术特征。正是这些特征优势迎合了人们多年寻求三网合一，寻求增值业务的愿望，从而导致人们往往更关注下一代网络的控制层和业务层技术，甚至狭义地将下一代网络理解为软交换。而在软交换体系中一个重要的技术是开放的业务支撑环境。
摘自 中国计算机用户
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