1 软交换体系结构及其业务支撑环境

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熟悉存在差异。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、开发和治理的核心。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/治理服务器（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、业务治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，业务治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。业务治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治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治理的支持。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要害功能。
第三，提供对第三方业务驻留、运行和治理的支持。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治理支持，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成功的一个要害因素是，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，业务冲突治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治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。