基于Parlay网关的NGN统一业务平台研究 - 电信科学技术第十研究所.doc

尚楠，肖伟，余银凤：基于Parlay网关的NGN统一业务平台研究基于Parlay网关的NGN统一业务平台研究尚楠 肖伟 余银凤（中讯邮电咨询设计院 郑州 450007）摘 要：介绍了Parlay协议应用程序接口的基本概念及Parlay网关的体系结构和网络组成，探讨了基于Parlay网关的NGN统一业务平台的业务解决方案。关键词：NGN 统一业务平台 Parlay 应用程序接口 Parlay 网关近年来，为了适应电信产业界多网融合的趋势，以及用户业务多样化的市场需求，基于软交换技术的NGN网络应运而生。NGN（Next Generation Network）称为下一代网络，是一种综合、开放的网络构架，可以在统一的分组网络上融合通信、信息、电子商务和交易等业务，满足多样化、个性化业务的需求；在继承的基础上实现与各种业务网络（PSTN/ISDN、PLMN、IN、Internet）之间的互通；在全网内快速提供新的语音、数据和图像融合业务1。因此，NGN网络对业务平台及业务提供能力有着更高的要求。一、软交换及IMS对业务生成的要求软交换做为下一代交换技术的核心理念，其基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关中分离出来（即控制与承载分离），通过软件实现基本呼叫控制功能（包括呼叫选路、管理控制、连接控制和信令互通），从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能；同时，软交换还将网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口和业务应用层相连，从而可方便地在网络上快速提供新业务。软交换的核心是一个采用标准化协议和应用编程接口(API)的开放体系结构；软交换与业务无关，这就要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。软交换技术区别于其它技术最显著的特征，也是其核心思想的三个基本要素：首先，开放的业务生成接口；其次，综合的设备接入能力；第三，基于策略的运行支持系统。软交换提供业务的主要方式是通过API与“应用服务器”配合以提供新的综合网络业务；同时，为了更好地兼顾现有的通信网络，它还能够通过INAP与IN 中已有的SCP配合以提供传统的智能业务。作为下一代的软交换技术，IMS是一种更标准化的软交换技术，促使接入网、移动网最终在IMS阶段与固网实现融合和统一，实现全IP的固定和移动一体化综合通信网络FMC2。目前，3GPP、ITU-T以及ETSI都已经确定将IMS作为NGN核心网基于SIP会话子系统的基本框架，一致认为基于IMS的网络融合是今后NGN发展的方向，而且3GPP已经定义了WLAN、ADSL接入IMS的规范，TISPAN和ITU-T则着力于构建基于IMS的下一代融合网络。二、OSA结构及API软交换采用分层方法来定义未来的网络结构，该结构主要有传输层、控制和信令层以及业务层，由此实现媒体传送和呼叫控制的分离以及呼叫控制和业务控制的分离。传输层是一个基于IP/ATM网络的公用宽带数据传送网络平台。控制层是下一代网络控制核心，通过标准的API(开放式应用程序接口)与业务层进行信息交互，并根据业务层的要求处理各种信令，控制传输层完成业务的信息包和相关控制信息包的路径交换。而业务层是网络能力的抽象，其具体实现可以是提供各种基本网络功能的服务器，通过业务层的设置，网络功能将向第三方开放；在业务层可以部署由独立的业务提供商运营的各种应用服务器(AP)，开发满足用户特定需求的应用业务逻辑，业务逻辑中内嵌调用业务层功能的API函数；此时，应用服务器相当于应用编程接口的客户端，业务层相当于应用编程接口的服务器端。目前，最有影响的API有两个：一是由各国主要通信制造商和运营商联合开发的Parlay，已成立专门的Parlay标准化组织，推进该技术的更新、发展和应用；另一个是由SUN公司开发的基于JAVA的JAIN。这两个API技术互相借鉴和补充，日益广泛地应用于IP通信网络。ETSI(欧洲电信标准协会)和3GPP(第3代移动通信合作伙伴计划)都采用Parlay作为NGN和3G网络业务提供的支撑技术，3GPP据此提出了开放式业务架构(OSA)，因而将API标准体系称为Parlay/ETSI/3GPP。三、Parlay API及Parlay 网关由Parlay组织制定的Parlay API是众多OSA架构中的一种，目前，已被大多数工业组织所采用，并将成为下一代网络开放的标准接口。在这种情况下，对基于Parlay网关的NGN统一业务平台的研究逐步引起了业界的关注，NGN统一业务平台是一个以Parlay网关为核心的、综合的系统平台。Parlay网关是基于NGN统一业务平台的核心设备，负责对各种底层网络资源的汇聚和封装，并根据Parlay协议对外提供各种开放的API，为第三方业务的开发提供创作平台；Parlay网关是一个独立的组件，与控制层的软交换无关，从而实现业务和呼叫控制的分离，有利于新业务的引入。1. Parlay的体系结构在Parlay的体系结构中，主要包括Parlay网关（框架、SCS业务能力服务器）、应用、企业经营者及相应的核心网络元素等。核心网络元素指的是电信网中能够提供能力或者资源的功能实体，如软交换设备、媒体服务器、HLR等3。图1给出了Parlay的体系结构。图1Parlay的组成Parlay API将电信网所提供的能力和资源抽象成多个业务能力特征，Parlay网关以开放的、接口类的形式实现这些SCF(业务能力特征)的业务功能，同时将这些SCF映射到底层网络。SCS与应用之间、SCS与框架之间、框架与应用之间的接口为开放的Parlay接口，应满足ETSI ES203915系列的要求。SCS是一个功能实体，采用特定的中间件技术，可以在一个单独的物理实体上实现，也可以将不同的SCF分布在不同的物理节点上。SCS可以在一个新的物理节点上实现，也可以与其他网络的逻辑节点（如HLR）合设在一个物理实体上。2. 基于Parlay的统一业务平台的组网结构统一业务平台是一个综合的、以Parlay网关为核心的系统平台，包括媒体服务器、应用服务器、TTS服务器、操作维护台和信令网关等多种设备4。应用服务器是运行业务逻辑的服务器，其运行的业务一般由第三方应用提供商开发。多台应用服务器可以连到同一台Parlay网关，使用同一台Parlay网关上的资源，但各自运行相关的业务，在逻辑上互相独立。任意一台应用服务器出现故障不会影响Parlay服务器和其他的应用服务器。这种灵活而安全的组网方式可以让更多的第三方应用提供商参与到智能业务的开发中。应用服务器和Parlay网关之间可以分离，也可以合并在同一台服务器上，它与Parlay网关之间采用Parlay API接口。媒体服务器是统一业务平台体系中提供专用媒体资源功能的独立设备，也是下一代分组网络中的重要设备。它提供智能业务中的媒体处理功能，包括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、会议、不同编解码算法间的转换等各种资源功能以及通信功能和管理维护功能等。TTS服务器（TextToSpeech）是用于语音合成的设备。它将文字信息转化成语音的形式播放给电话用户听。信令网关（SignalingGateway）连接7号信令网与IP网的设备。主要完成PSTN/ISDN/GSM/CDMA侧的7号信令与IP网侧信令的转换，从而使这些传统网络中的设备可以统一接入统一业务平台。操作维护台用于对NGN的统一业务平台系统进行管理和维护。包括数据配置、数据修改、信令跟踪、告警维护、呼叫信息查询、版本观察和更新、操作员管理等。图2为同一业务平台的组网结构图，由此可以看出Parlay网关统一为传统电路交换域和分组交换域内的用户提供服务，既有效地保护了原有网络设备投资，又为NGN网络中的用户提供服务。Parlay网关是整个网络的核心，各种底层的网络设备（如软交换机、SSP等）在Parlay服务器进行汇聚，Parlay服务器屏蔽了这些网元的协议细节。应用服务器运行的是各种业务，这些业务通过Parlay服务器获得并控制底层网元的能力，可以控制软交换机、媒体服务器、SSP、email服务器、Web服务器等各种网络设备，并协调工作，为用户提供丰富的业务。各种不同的业务如：WebCall业务、Web视频会议业务、Web 800业务、UMS统一消息业务、语音信箱业务等，可以分布在多台应用服务器上运行。图2 统一业务平台的组网结构图3. Parlay网关在现网中的位置Parlay网关在现网中的位置如图3所示。Parlay API位于现有网络之上，现有网络的网络单元通过Parlay网关与应用服务器进行交互，从而提供第三方业务或综合业务。Parlay网关与应用服务器之间的接口为Parlay API，Parlay网关与现有网络的网络单元之间的协议采用各个网络的现有协议5。图3 Parlay API在网络中的位置为了支持传统的智能网业务，Parlay网关还提供相应的INAP/CAP/WIN接口，分别和PSTN、G网和C网的SSP交互。此外，为了实现SCP与第三方服务器之间的一些用户数据的互访，Parlay网关与传统固定电话网中的SCP采用INAP接口规范；与CDMA网络中的SCP采用WIN接口规范。但目前Parlay网关与GSM网络中的SCP之间的接口没有相应的行业标准。如果Parlay网关支持USSD业务和位置业务等，则Parlay网关应提供MAP接口与PLMN网络中的MSC和HLR进行交互。ParlayAPI除了提供呼叫控制和基本的用户交互能力特征外，还提供了能够实现诸如短信、彩信、位置业务、电子邮件等数据业务的能力特征。如果要通过Parlay网关提供这些业务，则建议Parlay网关分别通过SMPP、MM7、MLP、IMAP/POP3与SMSC、MMSC、GMLC和邮件服务器交互。四、基于parlay平台的业务解决实例目前，国内部分运营商已经采用基于Parlay方案的NGN业务平台解决方案，例如浙江电信采用中兴方案的浙江电信NGN增值业务网项目其业务平台的组网结构如图4所示。浙江统一业务平台采用Parlay/OSA，该网络覆盖浙江全省11个地市，主要接入各地的大客户企业集团用户和宁波、温州两地的少量网改用户。杭州电信中心机房放置软交换设备、信令网关、中继网关、综合网管系统、IAD管理器、应用服务器等网络侧设备，为全网提供统一的呼叫控制、接续、CDR话单提供、完成NO.7信令转换、与PSTN网的互通、网络管理及增值业务提供等功能；放置于其他11个地市中心机房的中继网关，通过E1中继接口分别与本地汇接局相联，完成与PSTN网的互通，实现本地CENTREX话务的疏导与NGN本地话务落地。放置于杭州的信令网关与杭州的LSTP对开设准直联信令链路，实现NGN网和NO.7信令网的互通；放置于杭州中心机房的NMS综合网管系统和IAD管理器为全网的设备提供了统一的网管平台和IAD终端分层管理平台；放置于杭州中心机房的应用服务器（选配）等设备为全省NGN网用户提供增值业务。 图4 浙江电信NGN业务平台组网图基于该架构的业务平台具有以下特点：（1）提供标准的、开放的接口，支持INAP、CAMEL、WIN、SIP、MGCP、SMPP、SMTP/IMAP等多种协议，方便开展综合性业务；（2）应用和控制相分离，应用可以分布运行在多个应用服务器上，系统的可靠性高，可扩展性强；（3）应用服务器与Parlay网关之间通过标准的API协议交互，组网灵活，可分设、可合设。本期考虑到浙江初期业务容量较小，因此应用服务器与Parlay网关采用合设方式。目前，浙江电信基于中兴统一业务平台开展的业务主要有：WEB CALL、一号通、WEB 800、彩铃、SOFTDA等业务。随着项目的逐渐实施，未来还将进一步开展视频会议、多媒体、彩铃等媒体类业务。六、结论NGN的出现及其带来的各种多媒体增值业务，为电信运营商提供了增强业务能力和企业竞争能力的新鲜血液，它的发展和生存之道在于其强大的增值业务提供能力，保证这种增值业务提供能力和不断创新能力的核心是下一代网络的统一业务开放平台，它是实现下一代网络增值业务创新、第三方业务开放、用户数据统一、终端业务能力增强和商业价值链关系理顺的关键。Parlay API作为通用的编程接口势必会成为开发业务必不可少的工具，而基于Parlay API技术的Parlay网关作为NGN统一业务平台的核心，其研究与应用，必将给NGN网络的业务带来巨大的发展。参考文献1 陆立，张鹏生，张华,等. NGN协议原理与应用M.北京:机械工业出版社,2003.2 3G IP 多媒体子系统IMS融合移动网与因特网M.