北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室
吴乃星 朱晓民 廖建新
近年来，以互联网为代表的新技术革命正在深刻的改变着传统电信业界的理念和网络体系结构，其迅猛的发展速度是人类历史上所有行业中发展最快的。人们对未来通信网络的期望随着技术的进步正在慢慢的变成现实。
人们对未来的通信网络的期待是什么？应该注意到，当人们可以在任何时间、任何地点与任何人进行通信的同时，还有一个重要的期待，就是可以享受网络带来的丰富多彩的业务，这个丰富多彩的业务必定包含语音、文本、图像、视频等媒体以及这些媒体之间的互动与合成。
传统的电信网络对多媒体业务的支持通常采用的是专用的业务网络，电信运营商必须花费大量的资源对这些不同的业务网络进行维护和管理，并且由于网络资源的不开放，大大的限制了业务的多样化、个性化，不能满足人们的需求。
下一代网络（NGN）的网络体系结构使得在一个开放的业务平台上提供各种业务成为可能。如何建造一个这样的业务平台正在成为业界研究的热点。
一、未来网络对业务层的要求
封闭的电信网络和业务的体系结构已经有了百年的历史，目前这种体系结构受到了强大的挑战，这个挑战不仅仅体现在传输能力、交换能力、网络结构的复杂性和接口的复杂性上，更体现在业务能力上。但是，目前基于Internet的开放业务也遇到了严重问题，由于缺乏对资源和用户的有效管理，Internet是一个难以提供可运营级业务的网络。
那么，未来网络的业务层应该是一个什么状况？专家认为，这个业务层应该是开放的，同时提供的业务是可运营的。开放，指的是底层网络能力向网络应用的开放，经过授权，应用可以方便的对网络进行控制。可运营，指的是使得业务成为有用户合约的、有管理的、有质量保证的和可以收费的完整的商业经营对象。
未来网络对业务层有如下要求：
业务接口能力
网络必须提供一组业务接口供用户访问，这组业务接口要提供以下能力：用户认证、鉴权、加密、业务访问和计费。这组接口将代理网络业务接受用户发出的请求、跟踪用户位置的变化、建立会话、媒体流控制、业务逻辑维护、智能和增殖业务提供以及其它各种业务的集成。电信运营商对用户和业务接口拥有管理权。
业务可开放、可扩充、并且相对独立
可以向网络随时增加新的业务，网络运营商无须建立新的平台就可以在短时间内投放新的业务，从而可以迅速满足市场的需要并在竞争中获胜。但是，未来网络业务层的开放性与传统的B-ISDN不同，传统的B-ISDN追求通用性，即实现一个通用的平台支持各种可能的业务需求。未来网络业务层的开放性不追求通用性，它的目标是构建一个可以叠加的业务体系结构，在这种结构中的业务具有相对的独立性，业务之间的交互复杂性将得到有效解决。
业务可以由多方提供
业务接口提供的业务包括语音、短消息、数据通信以及他们的组合，每一种业务都会存在计费的问题，计费方式可以有多种，例如，传统的后付费方式，涉及多个业务提供方的预付费、实时计费、主叫付费、被叫付费、分帐和实时折扣等。
对业务的投放和激活是可管理的
未来网络的业务层在创建业务时可以有多种方式，可以由运营商自己创建新的业务，也可以由第三方创建新业务，新业务投放后在运行中还可以进行实时的修改，个性化的业务的激活、更改和终止所关联到的部分将不仅仅是业务控制点，还会涉及到终端、接入网络、访问网络，这就对业务的投放和激活的管理提出了更高的要求。
高级应用资源可以复用
电信发展的一个重要标志就是传输和交换等各种资源复用能力的提高，这种复用能力在未来网络的业务层也将得到体现，高级应用资源将可以被复用。
业务对网络的无关性和业务的一次开发、随处运行
未来的网络并不是一个单一的网络，而是一个现有网络的融合，排除用户终端的限制，业务应该能够为所有的网络服务。未来网络中，第三方业务厂商将成为业务提供的主体，他们希望他们开发的业务能够实现一次开发随处运行。
由以上要求可以看出，未来网络的业务结构将呈现为二维结构，一方面用户可以使用各种网络业务，另一方面又支持用户创建、投放和管理新业务。
二、传统智能网的技术缺陷
传统的智能网技术在现有电信网如PSTN、移动网上已经有了广泛的应用，推出的800、预付费、VPN等业务受到了市场和用户的肯定。
智能网技术的主要思想是在传统通信网络的基础上附加一个网络，从而集中、快速、经济、有效地为电信运营商提供新的业务。这种附加在通信网络之上的业务网络虽然达到了业务与交换相分离、业务的快速开发与部署等初衷，但在面对未来的业务需求时，它固有的技术缺陷逐渐被暴露出来。
在体系结构方面，智能网技术在演进的每一个阶段都是针对某一个特定的方面进行增强的，例如CS-2与CS-1相比，主要是在支持移动业务和多媒体业务方面，在支持智能网网间的业务方面进行了加强。但是，这种渐进的演进一开始就是与具体的承载网络绑定在一起的，针对不同的承载网络，智能网技术需要开发不同的通信协议。
在呼叫控制模型方面，智能网技术定义了一个统一的抽象的呼叫模型，目前来看，这种呼叫控制模型对于多方、多媒体、多协议的呼叫存在着很大的不足。
在系统控制方面，智能网技术采用的是集中控制的方式，这种集中式的部署的缺点是在系统进行扩展和资源复用的时候会遇到麻烦。
在业务的多样性和个性化方面，智能网技术提供的都是标准化的通用业务，种类不够丰富。业务在投放后，对业务的修改管理和维护都是由电信运营商来完成，用户的参与非常有限。
在业务的开发方面，智能网业务逻辑中的可复用软件功能块（SIB）很难实现标准化，由此引出的问题是，为了达到业务创建的方便性，不同的智能网厂商都得开发和生产适合于自己系统的业务生成环境。
智能网的这些缺陷已经开始阻碍人们追求未来多媒体业务的步伐，也会越来越对电信运营商带来更多的困惑。
三、NGN多媒体业务平台的优势
人们在针对现有业务网络存在的困难表示困惑的时候，NGN给问题的解决带来了曙光。NGN采用的是开放的网络体系架构，这个基于统一分组技术的网络将是一个业务驱动的网络，分层、开放和业务驱动的NGN拥有一个支持多媒体业务的系统框架结构。
NGN支持多媒体业务的系统框架结构共分为4层：
接入层：支持多媒体业务的接入和多媒体用户的接入，接入层设备向上连接高速传输线路，向下支持各种多媒体业务的接口。
传输层：采用分组技术，提供一个高可靠性，具有QoS保证、宽带的统一综合传送平台。
控制层：是软交换系统的控制核心，完成多媒体呼叫和业务的控制、连接、路由、计费、认证，业务提供与业务交换等功能。
业务层：一个开放、综合的多媒体业务接入平台，提供各种增殖业务、多媒体业务和第三方业务。同时提供业务生成和维护环境。
NGN的分层结构给不同的结构层之间定义开放的协议提供了良好的基础，例如，通过Softswitch与协议栈之间定义协议相关API使得Softswitch可以采用不同厂商的协议栈软件来方便地控制各种不同类型的网关。
对于多媒体业务平台来讲，开放的API带来的优点直接形成了它在与业务相关的各个方面的强大优势。通过在应用服务器与Softswitch之间定义呼叫相关API（Call Related API）并采用统一的抽象呼叫处理模型使得业务的实现与底层网络和具体呼叫协议无关。而在业务生成环境与应用服务器之间定义相关的开放API使得第三方业务商可以以与运营者无关的方式来向网络提供业务，这样就彻底改变了传统的业务生成与提供模式。由于开放的API在具体技术实现上并不依赖现有的电信网络环境，使得在计算机工业中已得到广泛应用并成功的大量新技术如分布式计算技术、面向对象技术、跨平台语言技术等可以在电信业务开发中发挥其威力，从而大大的促进电信业务的开发。
为了实现开放API的目标，相应的工业标准化工作正在进行之中。Parlay API就是目前正在不断研究和完善的一个支持多媒体业务的重要的API。
Parlay把网络划分为两个部分，一个是相对封闭集中的电信网络环境，这个环境包括基础网络设施、网关、软交换设备、Parlay网关和运营商自己的应用服务器，另一部分是相对松散的一部分，主要由第三方应用服务器、其他运营商的应用服务器、企业服务器、Web服务器等组成。这两个部分通过Parlay API来实现第三方业务的生成与提供。
Parlay API提供两类接口：业务接口和框架接口。业务接口提供给客户应用接入一定范围的网络能力和与网络相关的信息。框架接口提供必要的支持能力使业务接口更加安全、可定位、可管理。主要的业务接口有4个，分别为呼叫处理、基本消息、移动管理和连通性管理。框架接口包括应用服务器与框架之间的接口、网络业务能力服务器与框架之间的接口、企业经营者管理工具与框架之间的接口。
Parlay API采用了抽象的面向对象的UML语言来描述相关的语义、事件与参数，这些抽象的API可以通过DCOM、CORBA或其他技术翻译成具体的实现。
开放的API技术代表了计算机工业界对于开放电信网络的一种迫切需求，而敞开胸怀拥抱这种先进技术的NGN多媒体业务平台在很大程度上满足了未来网络对业务层的需求，因此可以想象，这种多媒体业务平台必将会在未来的业务市场上驰骋自如、优势频现。
四、NGN多媒体业务平台的关键设备
构筑NGN多媒体业务平台需要包含以下主要设备：应用服务器、Parlay网关、媒体服务器、AAA服务器、策略服务器等。其中应用服务器、Parlay网关、媒体服务器是与多媒体业务提供相关的关键设备。
1． 应用服务器
应用服务器负责各种多媒体业务的逻辑产生和管理，应用服务器提供开放的API，为第三方业务的开发提供创作平台。
应用服务器应提供以下基本功能：
业务逻辑执行环境功能
该功能是应用服务器的核心功能，它提供了基于开放 API的业务逻辑执行的环境，包括业务对象实例的实现，业务逻辑的执行，数据库的访问，业务和系统运行情况的统计测量等。
业务开发环境功能
提供多种开发手段，包括基于相应API级的业务开发、基于脚本级的业务开发和基于GUI方式的业务开发环境，要实现GUI图形界面、脚本语言程序与开放 API的业务逻辑的转换，用户能够方便直观的开发出自定义的业务逻辑。
业务管理功能
提供业务管理的各项功能，包括业务生命周期管理，业务数据监控和统计，用户管理，负荷管理和控制，错误和异常（业务层）管理等。
通信功能
应用服务器可以通过标准通信中间件与Parlay网关进行通信。应用服务器应提供Web服务器功能，供Web客户端访问。
操作维护和网管功能
应用服务器可以提供适合于NGN要求的操作维护和网管能力。
2．Parlay网关
Parlay网关位于应用服务器与底层网络之间，应用服务器通过Parlay网关与底层网络单元进行交互，从而提供第三方业务或综合业务。Parlay网关应具有以下基本功能：
业务能力服务器功能
业务能力服务器与应用服务器的业务逻辑执行环境进行交互，提供底层网络资源所对应的Parlay/OSA对象的生存和运行环境，实现多个业务能力特征SCF，包括Call Control， User Interaction，Mobility，Charging，Terminal Capabilities，Data Session Control，Generic Messiging，Connectivity Manager，Account Management。
应用层协议转换功能
提供应用层协议的转换功能，实现CAP，INAP，MAP，SIP，Megaco，SMPP等协议与Parlay/OSA API之间的映射。
承载协议适配功能
提供承载协议的适配功能，根据应用层协议的需要实现SS7，SIGTRAN或TCP/IP协议栈及其服务。
通信功能
Parlay网关通过各种通信协议与底层网络单元之间进行通信以实现应用对网络资源的利用。 Parlay网关通过标准通信中间件与应用服务器进行通信。
操作维护和网管功能
Parlay网关可以提供适合于NGN要求的操作维护和网管能力。
3．媒体服务器
媒体服务器是NGN多媒体业务平台中提供多媒体资源功能的独立设备，媒体服务器在NGN多媒体业务平台中可以在两种控制方式下工作，即可以在软交换设备控制下工作也可以在应用服务器控制下工作。媒体服务器应提供以下基本功能：
资源功能
这是媒体服务器的核心功能，媒体服务器可以提供多种媒体资源，包括语音、图像、视频、文本。在语音方面，媒体服务器支持DTMF信号的采集与解码、信号音的产生与发送、录音通知的发送、语音电话会议、自动语音合成、自动语音识别、文本转语音、录音等功能。其他媒体方面，媒体服务器应支持传真信号的编解码、多种视频（图像）格式的编解码、音频视频的集成和同步等。
通信功能
媒体服务器应该具有与网络中的软交换设备、应用服务器、媒体网关、多媒体终端、网管中心等实体的接口，通过这些接口发送或接收相关消息，检查消息格式，进行协议转换处理。媒体服务器采用SIP/H.248/MGCP等通信协议与控制设备进行通信。
维护和管理功能
媒体服务器可以提供适合于NGN要求的操作维护和网管能力。
五、NGN多媒体业务概览
NGN多媒体业务平台将能够支持各种包含语音、文本、图象、视频等多媒体信息内容的业务。人们通常将这些业务按照业务通信的对象进行分类，由此可以有以下几类业务：
会议业务（Conference Services）：这种多媒体业务在人与人之间多点对多点进行。典型的业务实例如：点对多点的远程多媒体教学业务、多点对多点的多媒体互动交流会议业务。
谈话业务（Conversation Services）：这种多媒体业务在人与人之间点对点进行。典型的业务实例如：可视电话业务。
分配业务（Distribution Services）：服务器对人、以点对多点方式进行。典型的业务实例如：广播型影视放送、互动型视频点播。
检索业务（Retrieval Services）：人对服务器以点对点方式进行。典型的业务实例如：：实时交通信息查询、网上图书馆、网上书店、各种电信业务费用查询及支付、人才中介等。
采集业务（Collection Services）：服务器对人/服务器以多点到点方式进行。典型的业务实例如：远程故障诊断、远程医疗等
消息业务（Message Services）：人到服务器到人以点对点或点对多点的方式进行。典型的业务实例如：多媒体短信、语音或视频电子邮件等。
可以预测的是，开放的业务平台必将会使各种业务实例层出不穷。
六、结论
开放API技术给NGN多媒体业务平台带来了强大的优势。构筑在开放API技术上的NGN多媒体业务平台将把计算机工业中存在的业务开发及相关人才与电信网络结合起来，迎合人们对未来网络业务能力的要求，从而使下一代网络的业务前景呈现令人激动的局面。
开放API技术融合了许多计算机新思想和新技术，如何利用这些新技术构筑一个性能优越的NGN多媒体业务平台是摆在NGN设备生产厂商面前的一个不小的挑战。
----《通信世界》
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