（计算机科学与技术专业论文）分布式语音增值业务平台的设计与实现.pdf

北京邮电大学硕士毕业论文分布式语音增值业务平台的设计与实现 分布式语音增值业务平台的设计与实现 摘要 语音增值业务在中国白上世纪九十年代产生以来，经历过辉煌也 有过低谷。目前国内的语音增值业务市场存在严重的同质化竞争。但 是由于其业务种类丰富多样、用户数量庞大，仍是一种具有良好市场 前景的电信增值业务。 随着电信和计算机等相关技术的快速发展和三网融合的不断演 进，对语音增值业务平台的要求也在不断提高。为了能够适应市场和 技术的进步，语音增值业务平台应该具备开放性、灵活性、综合性的 特点，同时应该有缩短业务开发周期、降低开发成本的能力。本文将 介绍一种开放、灵活、综合的分布式语音增值业务平台。平台设计将 面向网络融合的趋势和快速的业务发展，能够提供多种语音增值业务， 广泛支持多种底层硬件接入，支持异地部署，提供完善的运行和管理 环境，并且具有良好的开放性和扩展性。 文中首先分析了语音增值业务市场和相关技术的现状；然后在简 要介绍项目需求的基础上阐述了平台的架构设计、软件层次设计、平 台模块划分、主要模块设计、内部通信机制设计和平台的评测方案； 进而论述了主要模块的实现以及部分重要的实现过程和技术；最后在 对测试结果分析的基础上，提出了可以进一步开展的工作。 本文提出了一种分布式综合语音增值业务平台的构建方案。平台结 北京邮电大学硕士毕业论文 分布式语音增值业务平台的设计与实现 构的开放性、对多种语音板卡的支持、综合提供多种语音增值业务是平 台设计方案的主要特点。本文对于今后语音增值业务平台的架构设计和 相关实现技术具有一定的参考价值。 关键词语音增值业务，分布式，c t i ，语音板卡技术 北京邮电大学硕士毕业论文分布式语音增值业务平台的设计与实现 d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fd i s t r i b u t e d v o i c e 、厂a l u e a d d e ds e r c ep l a t f o r m a b s t r a c t t h ev o i c ev a l u e a d d e ds e r v i c e sh a v ee x p e r i e n c e db r i l l i a n c ea n dl o we b b s i n c ec o m i n gt oc h i n ai n19 9 0 s a tp r e s e n tt h ed o m e s t i cm a r k e to fv o i c e v a l u e - a d d e ds e r v i c e si si nas e r i o u sh o m o g e n i z a t i o no fc o m p e t i t i o n b u ta s t h e r ea r em a n yd i v e r s et y p e sa n dt h ea m o u n to fu s e ri sv e r yh u g e ，t h ev o i c e v a l u e - a d d e ds e r v i c e ss t i l lh a v eg o o dm a r k e tp r o s p e c t s w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fr e l a t e dt e c h n o l o g ya n dt h ee n v o l u t i o no ft h r e e n e t w o r k s ，t h ev o i c ev a l u e - a d d e db u s i n e s sp l a t f o r mi si m p r o v i n g i no r d e rt o a d a p tt ot h em a r k e ta n dt e c h n o l o g i c a la d v a n c e s ，v o i c ev a l u e - a d d e db u s i n e s s p l a t f o r ms h o u l dh a v eo p e n ，f l e x i b l e ，a n dc o m p r e h e n s i v ef e a t u r e s a tt h es a m e t i m et h ep l a t f o r ms h o u l dh a v et h ea b i l i t yt oc u td o w nt h ed e v e l o p m e n tc y c l e o fb u s i n e s sa n dt or e d u c ed e v e l o p m e n tc o s t s t h i sp a p e rw i l li n t r o d u c ea n o p e n ，f l e x i b l e ，i n t e g r a t e dd i s t r i b u t e dp l a t f o r mp r o v i d i n gv o i c ev a l u e - a d d e d s e r v i c e s t h ep l a t f o r mw i l lb ed e s i g n e df o rn e t w o r ki n t e g r a t i o na n dt h et r e n d o fr a p i dd e v e l o p m e n to ft h eb u s i n e s s i tc a l lp r o v i d eaw i d er a n g eo fv o i c e v a l u e a d d e ds e r v i c e sw i t hp e r f e c to p e r a t i o na n dm a n a g e m e n te n v i r o n m e n t i t c o u l ds u p p r o tav a r i e t yo fu n d e r l i n gh a r d w a r ea c c e s sa n db ed e p l o y e d r e m o t e l y 北京邮电大学硕士毕业论文 分布式语音增值业务平台的设计与实现 f i r s t l y , t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ev o i c ev a l u e a d d e ds e r v i c em a r k e ta n d t h es t a t u so fr e l e v a n tt e c h n o l o g i e s s e c o n d l y , t h ep l a t f o r ma r c h i t e c t u r ed e s i g n , t h es o f t w a r el e v e l ，t h ep l a t f o r mm o d u l ed i v i s i o n ，t h em a i nm o d u l ed e s i g n ， i n t e r n a lc o m m u n i c a t i o n sm e c h a n i s m d e s i g n a n dp l a t f o r me v a l u a t i o n p r o g r a m m e a r e m a i n l y d e s c r i b e db a s i n go nt h e r e q u i r e m e n t o ft h e p l a t f o r m t h i r d l y , t h ep a p e rd i s s c u s s e st h er e a l i z a t i o no fs o m em a i nm o d u l e s a n dp a r t so ft h ei m p o r t a n ti m p l e m e n t a t i o np r o c e s s f i n a l l y , f u r t h e rw o r ki s d i s c u s s e di nb r i e fo nt h eb a s i so ft h et e s tr e s u l t s t h i s p a p e rp r e s e n t s t h ep r o g r a m m eo fad i s t r i b u t e dp l a t f o r mf o r i n t e g r a t e dv o i c ev a l u e a d d e ds e r v i c e s ，w h i c ha c h i e v e sac e r t a i nr e f e r e n c e v a l u ef o rt h ef u t u r ep l a t f o r ma r c h i t e c t u r ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n t h e m a i nd e s i g nf e a t u r e so ft h ep l a t f o r ma r et h eo p e n n e s so ft h ep l a t f o r ms t r u c t u r e ， t h es u p p o r to f m u l t i p l ev o i c eb o a r da n ds u p p o r tt oaw i d er a n g eo fi n t e g r a t e d v o i c ev a l u e - a d d e ds e r v i c e s k e yw o r s v o i c ev a l u e a d d e ds e r v i c e ，d i s t r i b u t e dc o m p u t i n g ，c t i a n dv o i c eb o a r d t e c h n o l o g y 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 耋监逸 日期：堑翌金! 五班 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以 公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇 编学位论文。 本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：歪送丕逸 导师签名：垒型呈 日期：塑三：塑 日期：坐：主：丝： 北京邮电大学硕士毕业论文 分布式语音增值业务平台的设计与实现 第一章绪论 1 1 语音增值业务简介 语音增值业务是电信增值业务的一种，本身并没有一个严格的定义。下面通过一 系列与之相关的概念和规定从多个侧面来描述语音增值业务，然后介绍一些比较典型 的语音增值业务。 根据中华人民共和国电信条例的规定，电信业务分为基础电信业务和增值电 信业务。基础电信业务是指提供公共网络基础设施、公共数据传送和基本话音通信服 务的业务。增值电信业务是指利用公共网络基础设施提供的电信与信息服务的业务。 信息产业部在电信业务分类目录中将增值业务划分为第一类增值业务和第二 类增值业务两种。前者包括在线数据处理与交易处理业务、国内多方通信服务业务、 国内因特网虚拟专用网业务、因特网数据中心业务：后者包括存储转发类业务、呼叫 中心业务、因特网接入服务业务、以及信息服务业务。但是，上述对增值业务的划分 只是电信增值业务形式上的框架，并没有反映出业务的内涵。在第一类增值业务中的 国内多方通信业务和第二类增值业务中的呼叫中心业务都是比较典型的语音增值业 务，同时语音增值业务还会渗透到其它大的增值业务之中提供一定的服务。 简而言之，语音增值业务就是语音相关的电信增值业务，它具有用户基础庞大、 使用方法简单、资费低、互通性强等特点。自从语音增值业务诞生以来比较典型、具 有代表性的语音增值业务主要有： 声讯电话 最早的语音增值业务，其中基于固网的声讯业务发展最为有力。目前中国电信各 省市分公司所推广的以168 声讯电话为主的声讯业务已经成功应用于许多行业，如 “股票热线一、“农机热线等等。目前该业务已经演化为针对不同层次消费者提供 个性化服务，提供更多贴近消费者生活、社会、经济活动相关信息的服务。 电话qq 中国电信推出的一项个性化语音增值业务，满足了用户个性化通话需求。该业 务已经在许多省份推开，其一对一通话、多人通话、自建会议室等多种功能及便宜 北京邮电大学硕士毕业论文 分布式语音增值业务平台的设计与实现 的通信费用，使得这一业务有了良好的发展。 语音信箱 语音信箱是指在定制业务的用户无法接听电话时提供留言的功能，然后用户通过 服务号码收听留言。这个业务在许多地方都有开展。 。一号通业务 该业务将固定电话、小灵通、手机、传真、短消息、电子邮件等多种终端和服务 的优势集于一体，支持固定电话、小灵通、移动电话、计算机等多种终端方式的唯一 号码解决方案。它实现了无论何时何地以何种方式均可通过一个号码进行沟通，以一 个号码实现个人通信的一体化。 语音短信 语音短信是指用户发送和接收语音短消息，并可对接收的语音消息进行回复、转 发等功能的一项语音增值业务。目前，中国电信、中国网通以及中国移动等运营商已 经开通了此项业务。 彩铃业务 彩铃业务即个性化回铃音业务，是一种被叫触发业务。定制该业务的用户作为被 叫用户时，可为主叫用户播放特殊的回铃音。此项业务实现比较简单，但是商机很大， 在移动和固网运营商都广泛开展。 i v r 业务 i v r 业务即交互式语音应答业务。它是一种融合了多种方式的交互式业务，根据 用户操作提示收听信息或服务。该业务实现简单，但却是多种语音业务的基础，为运 营商带来了非常可观的收入，也是现在最红火的语音增值业务之一。 多方通话业务( 电话会议) 该业务分为主动呼叫和被动接入两种组织方式，通过多种方式发起，实现多人 的语音通话，并在通话中能够提供一定的控制操作。该业务是语音增值业务中呼叫控 制比较复杂的一种应用。 呼叫中心业务 呼叫中心是以用户电话拨号接入为主，包括传真接入、计算机及调制解调器拨号 连接以及通过i n t e r n e t 网址( m 地址) 访问等多种接入方式的呼叫响应中心。 2 北京邮电大学硕士毕业论文分布式语音增值业务平台的设计与实现 以上都是比较具有代表性的语音增值业务，从这些业务中可以看到语音增值业务 的共同点，对语音增值业务有一个比较直观的印象。， 1 2 语音增值业务的现状 语音业务作为最重要的基础电信业务一直是人们实现通信最主要的方式。固定电 话、b p 机、移动电话的相继出现，满足了人们对语音通信不断提高的需求。当今社会 科技高速发展，人们的通信方式趋于多样化，但语音通信在全世界仍是最重要的通信 方式。运营商在提供基本服务的基础上，开展语音增值业务能够充分利用现有资源来 满足用户更大的需求。 语音增值业务在中国自上世纪九十年代产生以来，经历过辉煌也有过低谷。语音 增值业务发展的最初阶段是在电话普及以后，固网运营商基于智能网开展了最早的声 讯业务，提供简单的信息收听。当时由于业务十分新颖，具有很强的娱乐性，因而语 音增值业务快速发展，同时出现了增值业务提供商( s p s e r v i c ep r o v i d e r ) 。之后移动 电话的普及和数据业务的发展都给传统的语音增值业务带来了冲击，原有的系统封闭 性显现了出来。但这同时也带来了机遇，移动运营商主导、增值业务提供商参与的增 值业务产业链不断发展，业务内容逐渐丰富，语音增值业务在一段低潮后又开始了比 较大的发展。 随着三网的融合，单一应用将越来越难以满足用户的需要以往单一的通讯服务 正在转向多样化、多媒体化、个性化的综合通讯服务。语音增值业务只有与其他业务 互相结合、互相借利，才能够扩大影响并提供更加优质的服务。电信相关技术不断进 步，技术已经不是决定业务的主要因素，用户的需要成为了增值业务的推动力，以用 户为中心构建增值业务已经成为了现今增值业务发展的主导思想。目前国内的语音增 值业务在内容上同质化日趋严重，运营商需要具有创新性的业务来提升品牌价值，稳 定和扩展现有的业务量，实现业务的良性发展；s p 则希望能够以尽量少的投资和开 发、部署周期来获得最大的效益。然而现在的语音增值业务平台普遍存在封闭性和缺 乏灵活性的问题，这严重的影响了语音增值业务的发展和各方面的利益。因而，具有 开放性、灵活性、稳定性的小投资、短开发周期的语音增值业务平台将是运营商和 3 北京邮电大学硕士毕业论文 s p 所希望的业务平台。这样的平台也十分符合增值业务个性化、多样化、转型快的 特点。 虽然语音增值业务现在正面临一些问题，但是中国电信增值业务市场巨大。2 0 0 6 年全国电话用户总数突破8 亿户，我国增值电信业务市场总规模超过1 6 0 0 亿元，虽然其 中数据增值业务占据大部分市场份额，然而语音增值业务的规模仍旧相当可观。根据 信息产业部的数据统计，截至2 0 0 6 年9 月底，全国增值业务经营者总量达至0 2 1 0 2 7 家， 2 0 0 6 年新增经营者2 3 0 7 家，不完全统计2 0 0 7 年新增企业数量在1 5 0 0 2 0 0 0 家，全国的 增值业务经营者超过2 万家。从市场和业务总规模看，2 0 0 7 年中国增值业务市场规模 会超过1 6 0 0 亿元。信息产业部通信信息研究所的市场监测表明，2 0 0 6 年我国增值电信 业务市场规模保持快速增长趋势，比上年增长3 6 8 。截至2 0 0 6 年1 2 月底，我国增值电 信业务市场总规模超过1 4 8 0 亿元，比上年增长4 1 3 。因而，在巨大市场需求的鼓励下， 语音增值业务仍然具有很好的发展空间。 1 3 项目背景 本人于2 0 0 6 年4 月进入“北邮东兴通信科技有限公司一，开始从事语音增值业务 和c t i 相关应用的研究和开发工作。在此之前，公司已经有了若干年相关项目的研发 和实施经验，拥有基于单一种类语音板卡、集中式的语音增值业务综合应用平台。 鉴于语音增值业务技术和市场的不断发展，公司决定自主研发一个能够采用多种 语音板卡、提供多种语音增值业务，并且能够进行异地部署的语音增值业务平台。并 且进一步实现能够快速搭建业务的业务生成系统。本人在研究相关领域论文和技术文 档的基础上，实际参与了两个语音增值业务平台( 电话q q 业务和多方通话业务) 的 设计、实现和部署。而后，本人参与了这个项目的前期调研、平台设计和主要实现。 在平台的研发过程中，结合实际项目采取迭代的开发模式。项目第一阶段主要采 用了杭州三汇语音板卡和声望华胜语音板卡进行开发。在接口的设计中，主要参考了 d i a l o g i c 、n m s 等国际知名语音板卡的相关接口。 在项目的前期，团队广泛的调查了当前语音增值业务市场的现状和发展、主流技 术现状，并且通过分析找到现有平台的不足与存在的问题，再进一步结合之前相关的 4 北京邮电大学硕士毕业论文分布式语音增值业务平台的设计与实现 增值业务平台项目经验，总结出经典的语音增值业务模式、技术路线、设计思想和实 现技术。虽然语音增值业务种类繁多，但是其基本组成元素和业务流程有一定的共性。 在第一阶段的研发中我们选取了具有代表性的业务进行设计和开发，这对后续的研发 具有重要的指导和现实意义。 在项目的设计阶段，本人重点考虑了以下几方面的问题： 接口统一、易于扩展 屏蔽底层、使用广泛 模块独立、高互操作性 异常处理完备、系统稳定 一次性开发成功一个大而全的平台难度高、周期长，而且项目失败的可能性大， 因而在第一次设计开发过程中不要求完备，但是要保证平台构建的标准性和良好的拓 展能力。 在项目的实现过程中，我们首先开发了公共接口模块和重用度高的模块，而后采 取分头开发的方式，有效的缩短了开发的周期。 目前国内已经有了一些类似的相关业务平台，但是在业务实现、适用广泛度、效 率、平台结构等方面还有一定的问题，因而本项目还是具有一定的现实和理论意义。 1 4 本论文所做工作和组织结构 本论文主要是在实际项目研发的基础上完成，同时论文中也结合了相关领域的研 究成果在平台的设计和优化等方面进行了拓展。 论文中首先介绍了语音增值业务的相关概念，通过对具体业务的描述来勾勒出语 音增值业务的特点，然后介绍了项目的背景和研究目标；接着在研究、分析现有语音 增值业务平台技术，以及相关领域技术发展的基础上进行平台技术选型；而后从平台 的架构设计、模块设计、业务模式设计到具体的相关实现技术逐步展开，深入的剖析 了平台的设计和实现过程；最后在充分的测试、理论分析和项目总结的基础上对下一 步的研究工作做出了展望。在业务模式设计、主要模块设计和实现等章节中，本文将 以最具代表性、最复杂的电话会议业务为例子进行讨论。 5 北京邮电大学硕士毕业论文 分布式语音增值业务平台的设计与实现 本论文的内容安排如下： 第一章绪论：介绍课题相关领域的技术背景，课题提出的项目背景、目标和 价值。 第二章相关技术研究：介绍了现有的平台解决方案，并通过分析找出问题， 而后对其中的关键技术做了简要的介绍。 第三章分布式语音增值业务平台的设计：本章首先分析了平台的需求，介绍 了平台的设计思想，然后从平台的总体架构、软件层次划分到主要模块、内部通信机 制、语音增值业务模式设计等逐步展开的介绍了平台的设计工作，最后给出了平台的 评测方案。 第四章分布式语音增值业务平台的实现：首先介绍了平台主要模块的实现过 程，而后对平台实现过程中的一些关键性问题做了专题的讨论。最后介绍了平台的测 试结果和分析。 第五章结束语：总结了项目开发和论文撰写中的成果，并对进一步的工作进 行展望。 6 北京邮电大学硕士毕业论文分布式语音增值业务平台的设计与实现 第二章相关技术研究 语音增值业务平台的技术经历了几代的发展，在这个过程中有许多好的解决方案 为现在的开发提供参考。下面将首先介绍当前语音增值业务平台比较典型的解决方 案，并通过分析找出现有方案的问题和以后改进的方向。在对语音增值业务平台解决 方案有了一定认识的基础上，本章后半部分会对相关技术进行一定的讨论。 2 1 语音增值业务平台解决方案及分析 2 1 1 现有的语音增值业务平台解决方案 语音增值业务最初是采用交换机来实现的，用户特性的控制集中于每一个交换机 中，这就造成每增加一种新业务，网中全部交换机就需要增加一部分软件的局面。交 换机数量十分庞大，而且其类型多种多样，每种交换机的结构、软件、设计方法等各 不相同。可以设想，这种全网交换机软件的修改，不但工作量极大，而且由于对业务 规范理解不一致，各种交换机间新业务互通经常会出现各种问题。因此，传统的新业 务提供方法成本很高，而且需要较长时间，这很不适应电信增值业务灵活多变的特点。 智能网( i n ，i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 模型改变了传统电信业务单一状况。智能网 的核心思想在于将业务与交换相分离，各功能实体之间采用开放的接口，使业务开发 独立于底层通信网络，方便业务的生成、运行和管理。智能网一度引领整个电信增值 业务发展，提供了丰富的语音增值业务。传统的智能网在一定程度上实现了业务与交 换分离这个目的，但仍然有一些缺陷，如：传统智能网是基于业务独立构件( s i b ， s e r v i c ei n d e p e n d e n tb u i l d i n gb l o c k ) 的业务生成环境( s c e ，s e r v i c ec r e a t ee n v k o n m c m t ) 业务开发模式，专业化要求较高，无法实现真正意义上的业务开发的开放；位于封闭 的电信网络中，不能向外部第三方开放；传统的智能网虽然将业务开发与底层通信网 相分离，但其相关性还是太大，不同的通信网络上使用不同的智能网协议，如p s t n ( p u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n en e t w o r k ) 上使用i n a p ( i n t e l l i g e n tn e t w o r ka p p l i c a t i o n p r o t o c 0 1 ) ，g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ，全球移动通讯系统) 上使用 c a p ( c a p a b i l i t i e sa p p l i c a t i o np a r t ) ，c d m a ( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) 上使用 7 北京邮电大学硕士毕业论文 分布式语音增值业务平台的设计与实现 w i n ( w i r e l e s si n t e l l i g e n tn e t w o r k ) m a p ( m o b i l ea p p l i c a t i o np a r t ) 等：传统的智能网触发 机制基于传统呼叫模型，因此只适合于电路会话连接型业务，并不能支持i p ( i n t e r n e t p r o t o c 0 1 ) 网络环境下的融合业务；传统的智能网实体间通信基于n o 7 信令，其业务开 发环境对于开发者来说仍然过于复杂。 c t i ( c o m p u t e rt e l e c o m m u n i c a t i o ni n t e g r a t i o n ) 技术的兴起和发展最初是应用于 呼叫中心和声讯平台等领域，但是随着技术的成型和相关领域的发展c t i 也广泛的应 用于语音增值业务中。c t i 技术应用于语音增值业务主要有两种技术模式，即交换机 方案和语音板卡方案。 基于交换机的解决方案是通过交换机将用户的呼叫接入到后台，通过服务器对交 换机进行控制。这种方案的核心思想是在专用交换机的基础上扩展路由和统计的功 能，用技术实现通信和计算机的功能结合，再加上必要的语音和数据库系统，形成强 大的通信和计算机功能。这种方案可以在结构上清晰地区分开计算机系统和通信系 统，服务器是协调控制二者的连接设备，以保证业务应用充分的利用数据资源和呼叫 处理资源。这种解决方案的稳定性很高，在发展初期得到了广泛的应用。基于语音板 卡的解决方案利用专用的计算机语音板卡来代替传统的交换机实现的。用户的呼叫直 接被接入到计算机系统中，通过语音板卡，对接入的用户电话语音及信令进行控制处 理。语音板卡一般采用专用处理芯片来提高语音处理的能力。这种方案成本低、开发 周期短，最早多应用于中小规模的平台。 上述两种方案比较，交换机方案既保留了通信系统和计算机系统的独立性，又综 合了两者的功能，各子系统的功能明确，有成熟的国际标准，各生产厂商一般都有较 长的技术积累期，因此具有可靠性较高的技术指标；但是接口复杂，开发难度较大， 开发周期长，不灵活，成本较高。语音板卡方案系统建设周期较短，投资规模小，由 于系统的大部分功能是由软件控制实现的，计算机板卡都提供开放的编程接口，系统 开发新功能相对简单、灵活；同时，随着d s p ( d i g i t a ls i g n a lp r o c e s s i n g ) 等技术的发展 语音板卡技术已经趋于成熟，相对稳定。 2 1 2 现有解决方案中存在的问题 传统智能网的应用环境是一个封闭的电路交换网，采用垂直业务提供方式，存在 北京邮电大学硕士毕业论文分布式语音增值业务平台的设计与实现 一定的缺陷： 基于s c p 的业务控制体系是一种集中式的控制结构，不适合未来的分布式 网络环境； i n a p m a p 业务控制协议复杂，业务开发和部署慢； 相关标准不适合基于i p 的融合网络业务的需求； 控制系统基于s s 7 、与业务相绑定，成为网络瓶颈； 业务体系结构封闭，第三方业务提供接入困难，业务无法移植。 同时在智能网实现增值业务上，目前也遇到了一些困难： ( 1 ) 端局不支持s s p ，s s p 的建设大部分采用独立新建和叠加在p s t n 网内的方式， 这使得智能业务触发点高，电路迂回严重。 ( 2 ) 智能业务触发方式单一，只能做到号码分析触发( d p 3 ) ，即通过接入码字冠分 析的方式。而i t u ( i n t e m a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n ) 定义的智能网触发方式有1 8 种之多，诸如主叫鉴权( d p i ) 、被叫鉴权( d p i2 ) 等目前都不能支持，导致很多业务不 能够开展或开展不方便( 必须通过加接入码的方式) 。 ( 3 ) 对于同振、彩铃等被叫类智能业务，由于业务属性与被叫相关，中间接续交 换机无法感知其业务属性，使得全网被叫类智能业务难以快速开展。 ( 4 ) 对于第1 类智能业务，端局不能将无接入码的智能业务触发上来，导致固定预 付费等业务难以实施。 在基于语音卡技术的语音增值业务平台方面，国内外的板卡厂商，如d i a l o g i c 、 n m s 、三汇、东进、声望等都为业务生成和开发提供了a p i 开发接口或中间件，但是仍 有一些不足， 接口与板卡本身密切相关、不具有开放性，这使得业务开发的可移植性下降 开发接口比较底层或者脚本语言非常复杂，提高了对开发人员的要求 支持板卡种类单一，无法实现多种板卡混合构建平台 业务生成不具有可重用性，开发周期相对较长，开发工作重复、繁琐 语音板卡只支持一次初始化，无法实现业务的平滑过渡。 而目前基于板卡的业务生成系统，大都存在业务粒度划分不合理；脚本设计复杂， 开发难度大；对c r m ( c 咖盯r e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n t ) 、计费等支持较少；对带有会 9 北京邮电大学硕士毕业论文分布式语音增值业务平台的设计与实现 议的比较复杂的业务开发难度较大。 本文在后面的设计和实现过程中会重点针对这些不足进行改进。 2 1 3 语音增值业务平台的发展方向 基于目前的语音增值业务发展的趋势，结合当前网络等相关技术的发展态势，语 音增值业务平台的发展将具备以下特性： 开放性 统一的综合平台 网络融合 随着中国语音增值业务市场的成熟和中小企业级客户的成长，客户对i v r ( i n t e r a c t i v ev o i c er e s p o n s e ) 流程及内容的要求将趋于细化，以往的简单的工作流编辑 器不能满足他们的需求。从本人所处公司的语音增值业务开发过程中经常由于业务需 求与客户需求的变动，导致由于一个环节的改变，使系统运行面临诸多问题。同时由 于存在很多系统，平台结构复杂、功能多、更改和维护很不方便。当用户需要对内容 进行更改和维护时，必须通知专业人员针对具体功能进行开发。由于响应时间和维护 环节增加，往往使开发者在实际业务开展中处于被动地位。所以目前用户更需要的是 一种具有开放性，能够支持多种语音增值业务的业务平台。现在的语音增值业务丰富 多样、同质竞争严重，为了能够减低风险、灵活发展，平台就必须能够融合多种语音 增值业务。同时，n g n ( n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ) 的发展势不可挡，i p 网络将成为未来 网络发展的大趋势，在三网融合的大环境下一个能够融合多种网络环境和接入方式的 语音增值业务将是机具有生命力的。 2 2 关键技术概述 基于上述对语音增值业务平台现有技术方案的研究和对平台设计实现需求的分 析，在平台的设计和实现上主采用了c t i 技术、语音板卡、分布式、x m l ( e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e ) 、s o c k e t 通信、下一代业务构建、多线程等技术。下面将简要阐述 平台设计实现上的关键技术。 1 0 北京邮电大学硕士毕业论文分布式语音增值业务平台的设计与实现 2 2 1c t i 技术 ( 1 ) c t i 技术概述 c t i ( c o m p u t e r t e l e c o m m u n i c a t i o ni n t e g r a t i o n ) 技术，即计算机电信集成技术。 c t i 技术涵盖了数据通信网络及传统语音通信网络的内容，包括了两大领域原有的技 术和集成后产生的新技术，是一项跨领域的综合技术。它将电话方便、快捷、应用广 泛、信息传递简单直接的特点与计算机控制灵活、数据处理能力强的特点结合起来， 为用户提供低成本、易维护、高效率的服务。 c t i 的产生是电信技术和计算机技术的发展和融合的结果。计算机领域中引进了 通信技术，而电信设备中的计算机技术也是必不可少，于是就诞生了联系电信和计算 机两大领域的新技术c t i 。c t i 技术最早是i b m 公司于上世纪7 0 年代在其3 6 0 大型计算机 和2 7 5 0 p b x 两个产品上提供了计算机电话集成方案，通过直接连接计算机和p b x ( p r i v a t e b r a n c he x c h a n g e ) 实现简单应用。进入上世纪8 0 年代后，许多厂家开始将语音和数据 进行融合，在物理设备一级实现电话与计算机终端的集成系统，c t i 技术开始了广泛 的发展。但由于没有形成产业和统一的技术标准，客观上影响了c t i 技术的发展。到 了9 0 年代后，c t i 技术进入快速发展的阶段。标准化组织e c m a 与a s n l 分别出版了c t i 连接标准，之后n o v e l 公司与微软公司推出的编程接口( t s a p i 与t a p i ) ，更加推动了c t i 的迅速发展。t s a p i 和t a p i 的结构图如图2 1 和图2 2 所示： 图2 - it s a p i 结构图 北京邮电大学硕士毕业论文分布式语音增值业务平台的设计与实现 4 j 4 2 2t a p i g ；结构图 从技术上看，c t i 涉及到大量的内容，例如：声音的表示和压缩，文字和语音的 转换，语音识别、传真和文字、语音的结合、平台所应具有的呼叫处理和计算机网络 中的目录服务，数据库系统的集成，提供良好的路由转换( 即从一个呼叫开始到不同 的c t i 业务的路由建立过程) ，管理控制功能的实现等。 ( 2 ) c t i 技术的应用 c t i 技术从一开始就随着电信和计算机技术的不断发展而发展。它的应用范围已 经从最初的计算机电话集成，扩展到传真、i n t e r n e t 、办公自动化、商务服务、行业 产品推销、用户咨询服务、电话声讯服务、电话银行等各个领域。其主要的应用包括 交互式语音应答( i v r ) 、呼叫中心( c a l lc e n t e r ) 、统一消息处理、小型办公等等，此 外人们公认的应用领域还有：i p 技术，各种电信增值业务技术，网络管理、计费和 c r m ( 客户关系管理) ，电子商务( 含移动电子商务) 等。 ( 3 ) c t i 技术的前景 c t i 技术本身就是一个在计算机和电信技术之上发展起来的技术，所以随着计算 机和电信技术的发展和网络融合的大趋势，c t i 技术的发展前景十分美好。现代的计 算机网络技术逐步向以多媒体技术为主的新的宽带网的方向发展，图像中间件技术在 c t i 系统中的研究与实现的传输和处理比例加大，同时电信网中的宽带技术的发展， 数据图像技术的引入以及电视网中的数据和语音的加入，己经使三网的差别减小，多 1 2 北京邮电大学硕士毕业论文 分布式语音增值业务平台的设计与实现 种信息网络的融合和统一成为发展的方向。c t i 作为一项实现三网合一的领先技术而 被寄予厚望。当前的观点是：以语音信息的处理与传递为主的电话网t e l e p h o n e ( t ) 和 以数据为主的计算机网c o m p u t e r ( c ) 以及以图像视频数据为主的电视网i m a g e ( i ) 将逐 步集成为一体，并以i p 为统一的协议，在i n t e r n e t 网上传输并能在终端下载，构成新 的c t i 技术及其网络。真正实现个人通信实现“三网合一。 在技术上，c t i 将随着其他技术的发展不断演进：硬件方面，将更加向一体化和 标准化迈进；软件方面，将逐步向终端用户迈进。一个完整、简单、开放的统一平台 将是c t i 技术的发展方向。 2 2 2 语音板卡技术 ( 1 ) 语音板卡技术概述 语音板卡，也就是计算机与电话语音处理卡，是c t i 技术的重要部分。它是一 种用于计算机上并能够实现语音处理的计算机插件。语音板卡的主要功能是：通过计 算机与电信网相连，提供排队、录音、放音、收码( d t m f 码、p u l s e 码) 、自动拨号、 振铃检测与控制摘挂机、信令检测、转接内线、监控录音、传真、数据传输、主叫号 侦测等服务功能。作为c t i 系统中最为关键的硬件设备，语音板卡近几年来在通讯市 场迅速发展，应用领域逐步拓展到电信、信息服务、办公自动化、金融、公安、医疗、 商业、娱乐、交通运输、工业生产及社会生活等各个方面。 语音板卡技术的开发最早是于8 0 年代初期在美国兴起，此后一直以很快的速度在 发展。电话录音仪1 9 8 8 年，美国著名板卡生产厂商d i a l o g i c 公司进入中国， 1 9 9 2 年 下半年至1 j 1 9 9 3 年，国内某些厂商在吸收国外语音卡技术的基础上，研制开发成功国产 模拟语音卡。而此时，语音卡的应用集中在人工声讯服务台、证券电话委托和电话银 行等领域。1 9 9 7 年，邮电部提出的”9 7 i 程，语音卡生产厂商在技术与规模上开始成 熟，与此同时一批c t i 系统集成商也蓬勃成长起来。1 9 9 8 年至今，呼叫中心、i p 电话 等应用开始成为c t i 行业的焦点，国内外著名公司如华为、大唐、3 c o m 、h p 以及l u c e n t 等纷纷涉足，语音卡市场也随之成熟与壮大起来，并由于市场的自然淘汰形成了比较 稳定的竞争格局。 北京邮电大学硕士毕业论文分布式语音增值业务平台的设计与实现 ( 2 ) 语音板卡技术的发展和特点 语音板卡技术从最初的单机板技术、时分交换技术、d s p 技术到最新推出的c p u 技术应用一智能语音卡，语音卡一共经历了4 个主要发展时期。第一代产品用单机板 直接制作成语音卡；第二代产品利用时分交换技术，在电话接口与交换功能上表现出 一定优势，其理论依据与程控交换机类似；将d s p 融合进来的语音卡可以称作第三代 产品的典型，而c p u 技术的应用使语音卡的”智能化”更上层楼。 微处理器是语音卡的技术核心，语音卡的功能很大程度上取决于处理器执行 程序的功能，不同的语音卡可以配置不同数目、不同性能的处理器，其中d s p 最为重要，它专为数字信号处理功能而设计。 语音卡不是独立的模块，只有插在p c 内才能运行，计算机可以控制语音卡的 功能，包括中断控制、数据状态的读取等。语音卡和计算机的总线接口有 i s a 、e i s a 及p c i 等，并且和p c 的通信需占用一定量的计算机资源，如存储器、 中断和i o 等等。 作为实现语音处理的功能部件，语音卡一般都有与电话网的接口。电话网有 不同类型的通信终端，如电话机、传真机等；也有不同的接口类型，如模拟 接口和数字接口。所以，有些语音卡的接口为模拟接口，有的为数字接口。 当系统需要多块语音卡来实现应用的需求时，语音卡之间可以通过语音总线 互相连接，这样不经过p c 总线，就能实现数据的通信和交换功能。 先进的二次开发平台( 如从l i b 、d l l 到最新的智能控件h c t i v e x ) 和丰富的 应用接口程序( 如b c 、v c 、v b 、d e l p h i 、v f p 、p b 等) ，也是语音卡重要的 性能指标。 2 2 3 分布式技术 ( 1 ) 分布式技术概述 开放式分布处理是借助计算机网络将分布在不同地点的构件( 即对象) 组织在一 起，进行信息处理的一种方式。o d p ( o p e nd i s t r i b u t e dp r o c e s s i n g ) 就是要试图解 决分布环境下软件接口问题，实现可移植性、互操作性和分布透明性。分布式的优势 在于： 1 4 北京邮电大学硕士毕业论文 分布式语音增值业务平台的设计与实现 通过互连和互操作提高系统的协作能力 通过并行处理提高系统的性能。 通过复制技术提高系统的可靠性和可用性 通过模块化技术提高系统的可伸缩性。 通过动态配置和重新配置功能提高系统的可扩展性 通过资源共享提高系统的性能价格比 所谓分布式系统，就是在网络计算平台上开发、部署、管理和维护以资源共享和 协同工作为主要应用目标的分布式应用系统。两个或多个软件共享信息、协同工作。 这些软件既可以在同一台计算机上运行，也可在通过网络连起来的几台不同机器上运 行。分布式系统具有以下几方面的优点： 可以连接不同的机构或团体 分布式应用程序逻辑可以在多个应用程序间重用，分布式应用程序的升级不 会导致整个系统的全面升级。 通过分布式应用程序逻辑，使得业务负载分摊到不同的计算机，有利于负载 平衡。 新的需求产