【正文】 設計基于軟交換的語音通信系統(tǒng)的應用方案。 基于軟交換的校園網(wǎng)語音通信系統(tǒng)計費管理軟件設計及實現(xiàn)，根據(jù)軟交換系統(tǒng)的特點，給出計費管理系統(tǒng)實現(xiàn)方案，以完善整個軟交換語音通信系統(tǒng)。傳統(tǒng)的通信網(wǎng)主要提供話音業(yè)務，而今 后的通信網(wǎng)將主要以傳送數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務為主。 目前電信業(yè)熱點主要集中在無線通信和下一代網(wǎng)絡 NGN(Next Generation Network)技術，無線通信方面以第三代通信系統(tǒng)作為代表，而軟交換 (Softswitch)技術 /VoIP(Voice over Inter Protoc01)則成為下一代網(wǎng)絡技術的代名詞。具 體來說， NGN是一種業(yè)務驅動型網(wǎng)絡，通過開放式協(xié)議和接口，實現(xiàn)業(yè)務與呼叫控制分離以及呼叫控制與承載分離，使業(yè)務獨立于網(wǎng)絡，以便靈活、快速地提供業(yè)務。這種開放式業(yè)務架構，可不斷地滿足用戶的業(yè)務需求，增強運營網(wǎng)絡的綜合競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。當前 NGN已經(jīng)成為國際上各大運營商開展綜合業(yè)務的主要技術，在英國電信 BT，美國 Sprint、 ATamp。 以“分離交換和控制“為核心思想的軟交換被賦予”下一代網(wǎng)絡核心”的歷重慶工業(yè)職業(yè)技術學院 1 緒 論 2 史意義。在電信市場開放競爭不斷加深的今天，軟交換技術有希望解決困繞電信運營商的諸多難題，為電信業(yè)的發(fā)展開創(chuàng)一個新局面。 (1)生成豐富靈活的新業(yè)務，為電信運營商滿足用戶需求，贏得更大經(jīng)濟效益提供了實現(xiàn)手段。 (2)徹底解決多網(wǎng)并存，扭轉業(yè)務依賴網(wǎng)絡的局面，為電信運營商降低運營成本，在市場競爭中取勝提供了保證。 (3)簡捷、方便地承載原有 PSTN業(yè)務，為電信運營商適應新形勢，調整 電信網(wǎng)絡結構提供了新思路。一直以來，上述三類通信業(yè)務均是分別由不同的通信網(wǎng)來承載和疏通。隨著社會信息化程度的進一步加深，通信已經(jīng)成為人們生活和工作中不可缺少的工具，人們對通信要求也不再僅僅是基本的語音通信業(yè)務和 簡單的 瀏覽和收發(fā)Email，人們需要的是能夠隨時、隨地、靈活地獲取所需要的信息。電話網(wǎng)的歷史最為悠久，其核心是電話交換機，電話交換機經(jīng)歷了磁石式、共用電池式、步進制、縱橫制、程控制 5個發(fā)階段，其差別在于交換機的實現(xiàn)方式發(fā)生了改變。但其采用的資源獨占的電路交換方式，以及為通信的雙方提供的對等的雙向 64kbit／ s固定帶寬通道不適于承載突發(fā)數(shù)據(jù)量大、上下行數(shù)據(jù)流量差異大的數(shù)據(jù)業(yè)務。 軟交換概念自 1997年首次提出，很快便得到了業(yè)界的廣泛重視和認同。 迄今為止，全球范圍內(nèi)已有多家電信運營商積極開展了在軟交換方面的實驗和商用部署。在歐洲，運營商對軟交換的發(fā)展和應用采用了比較謹慎的態(tài)度，但隨著軟交換技術的逐漸成熟，歐洲運營商也加快了 軟交換實施步伐；在亞太地區(qū)，香港、新西蘭、澳大利亞、日本、韓國等國的運營商在軟交換應用領域走在前列。其商用客戶中包括 Verizon、 Sprint、中國電信、香港寬頻 (HKBN)、新世界電信 (New World TEL)及鐵通等 . 隨著信息技術的 快速發(fā)展，網(wǎng)絡已成為人們?nèi)粘９ぷ?、學習、生活的一部分。高校中新興的網(wǎng)絡應用、教學及管理手段層出不窮，從多媒體網(wǎng)絡教室到可同步進行的遠程教學，從智能化的學生公寓到超大信息量的數(shù)字圖書館，從承載交互通信、實現(xiàn)資源共享的信息平臺到一體化的教務管理系統(tǒng)，校園網(wǎng)覆蓋了教學、科研、行政、后勤等校園重慶工業(yè)職業(yè)技術學院 1 緒 論 4 事務的各方面。作為“高新技術孵化器 的學校，知識、人才的資源十分豐富，它比其他行業(yè)更渴求信息，希望獲得各種信息以促進自身的進步，校園網(wǎng)是必不可少的信息渠道之一。 校園網(wǎng)在學校的各方面都扮演舉足輕重的角色，校園網(wǎng)的建設問題越來越受到國家和學校的重視。從 1994年正式啟動中國教育科研計算機網(wǎng) (CERNET)以來，已與 國內(nèi)幾百所學校相連，為廣大師生及科研人員提供了全新的網(wǎng)絡環(huán)境。在國家政策的扶持下，我國校園網(wǎng)的建設飛速發(fā)展。怎樣利用網(wǎng)絡設備，進一步發(fā)揮各種設備的功能，實現(xiàn)學校各項業(yè)務系統(tǒng)的集成，提高應用水平將是學校校園網(wǎng)建設的下一個 工作重點。 作為通信的最終用戶，單調的業(yè)務應用都已經(jīng)漸漸不能滿足學校的通信運營需求了，在這種情況下，我們提出了軟交換技術在校園網(wǎng)環(huán)境應用條件下的技術整合問題。 更為重要的是，引入軟交換系統(tǒng)可以增強校園網(wǎng)絡的非 IP呼叫處理能力、擴展其使用功能如：語音信箱，按需會議與預約會議，統(tǒng)一消息， Web門戶，前臺話務員應用以及簡易呼叫中心應用等。 第一章對軟交換技術產(chǎn)生的背景和發(fā)展現(xiàn) 狀、課題的研究背景和選題的實際意義等進行了詳細的闡述，提出傳統(tǒng)校園網(wǎng)對口語音通信應用的迫切需求，這也是本文的研究價值。 第三章從具體研究實例的校園網(wǎng)出發(fā)，進行需求分析，提出可行的實施方案，并進行設備選型，業(yè)務設計，然后完成具體的方案配置實現(xiàn)。 重慶工業(yè)職業(yè)技術學院 2軟交換技術原理 6 2 軟交換技術原理 根據(jù)國際 Softswitch論壇 ISC的定義， Softswitch是基于分組網(wǎng)利 用程控軟件提供呼叫控制功能的設備和系統(tǒng)。這一定義也說明， Softswitch借用了傳統(tǒng)電信領域 PSTN網(wǎng)中的“硬”交換機 switch的概念，所不同的是強調其基于分組網(wǎng)和呼叫控制與媒體傳輸承載相分離的含義。 NGN采用分層結構，包括應用層、控制層、傳送層以及終端層，能提供多種業(yè)務類型有語音、數(shù)據(jù)、多媒體等。圖 NGN網(wǎng)絡的分層結構。會話初始化協(xié)議 (SIP)終端是軟變換網(wǎng)絡最基本的終端，目前主要使用的就是支持 SIP協(xié)議的 IP電話和裝備 SIP編程接口的Pc終端，也就是軟電話 Soft Phone。 SIP終端功能相似，但執(zhí)行 H． 323標準。圖 2_4中，終端適配接口 (TAI)完成在用戶網(wǎng)絡接口處的 H． 323與 SIP協(xié)議的轉換。 傳送層負責通信媒體信息的端到端傳遞，對應網(wǎng)絡的下三層功能，原則上可以采用任何形式的分組網(wǎng)絡技術，包括典型的 IP， ATM， FR， MPLS等技術，主要網(wǎng)網(wǎng)絡設備為各種路由器和交換機。位于傳送層的媒體服務器 (MS)負責媒 體信息的存儲、混合和多點發(fā)送，典型應用就是支持會議通信、語音信箱、傳真服務器等。該層最主要的設備就是軟交換系統(tǒng) (SSW)，其地位相當于傳統(tǒng)通信網(wǎng)中的交換機，是網(wǎng)絡的核重慶工業(yè)職業(yè)技術學院 2軟交換技術原理 8 心設備。而不同域中的 SSW通過 SIP／ SIPT協(xié)議進行互通操作。其中，業(yè)務提供平 (SP)裝載獨立于下層網(wǎng)絡的業(yè)務控制邏輯，可由第三方基于標準化的應用編程接口 (API)創(chuàng)建和開發(fā)。應用服務器 (AS)完成上層抽象的 API接口與下層具體網(wǎng)絡協(xié)議過程之間的映射，因此也可以稱為應用網(wǎng)關或 Parlay網(wǎng)關。 數(shù)據(jù)層就是支持相應層功能實現(xiàn)的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫。 管理平臺則對所有各層的網(wǎng)絡實體提供基于簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議（ SNMP）的網(wǎng)絡管理和運營支撐管理 (OSS)，包括用戶和業(yè)務配置以及計費管理。圖 2． 3已列出各網(wǎng)絡實體間的接口協(xié)議，其核心協(xié)議包括：負責核心網(wǎng)絡呼叫控制的 SIP協(xié)議、負責邊緣網(wǎng)關接入的 MGCP協(xié)議、支持 No． 7信令互通傳送的 SIGTRAN協(xié)議族等等。 (1)SIP協(xié)議 SIP協(xié)議是由 IETF提出的在 IP網(wǎng)絡上進行多媒體通信的應用層控制協(xié)議，主要用于建立、修改、結束一方或者多方參與者的會話。會議中的成員可以通過單點或多點傳送方式 或兩者混合的方式進行通信。網(wǎng)絡中定義了代理服務器和重定向服務器，它們和定位服務器一起完成 SIP消息的傳送。發(fā)起會話請求后，啟動域代理服務器通過域名服務器目錄服務系統(tǒng)解析得到目的域代理服務器的口地址，消息送達目的代理服務器后，再由后者根據(jù)用戶的登記信息送至最終用戶。 MGCP也是采用客戶 —— 服務器模式結構，主要組成部件包括：一個 MGC(或 Call Agent)和一個以上的媒體網(wǎng)關 (MG)。 MGC相當于 Server，而 MG相當于 Client，這種網(wǎng)絡拓撲結構就是軟交換結構。 媒體控制網(wǎng)關 (MGC或 Call Agent)的作用，則是負責控制所有的媒體網(wǎng)關 (MG)，給予 MG適當?shù)男帕睢? 軟交換實現(xiàn)基本的呼叫控制功能，包括呼叫選路、管理控制、基本連接控制和信令互通，把基本呼叫控制、傳輸與業(yè)務邏輯分離開，為控制、交換和業(yè)務開放功能建立分離的平面，使業(yè)務提供者可以自由地將傳輸業(yè)務與控制協(xié)議結合起來，實現(xiàn)業(yè)務轉移。除了上述功能外，軟交換設備還能夠提供地址翻譯、網(wǎng)關管理、帶寬管理、安全性和呼叫詳細記錄的生成等功能。 重慶工業(yè)職業(yè)技術學院 2軟交換技術原理 10 (1)與業(yè)務無關的呼叫控制 軟交換從功能上可以簡單地與傳統(tǒng)網(wǎng)的“呼叫控制功能”相對應。如果增加新的業(yè)務，則呼叫控制也必須隨之改變。該交互基于開放的 API，能夠進行邏輯化控制，實現(xiàn)與外部應用平臺的互通。軟交換設備可以接收來自業(yè)務交換功能的監(jiān)視請求，并對其中與呼叫相關的事件進行處理。軟交換設備支持基本的兩方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能，包括多方呼叫的特殊邏輯關系、呼叫成員的加入／退出／隔離／旁聽以及混音過程的控制等。當軟交換設備內(nèi)部不包含信令網(wǎng)關時，軟交換能夠采用 SS7／ IP協(xié)議與外設的信令網(wǎng)關互通，完成重慶工業(yè)職業(yè)技術學院 2軟交換技術原理 11 整個呼叫的建立和釋放功能，其主要承載協(xié)議采用流控制傳輸協(xié)議 (SCTP)。軟交換可以同時直接與 H． 248終端、媒體網(wǎng)關控制協(xié)議 (MGCP)終端和會話初始化協(xié)議 (S口 )客戶端終端進行連接，提供相應業(yè)務。 (2)業(yè)務提供功能 軟交換能夠提供 PSTN／ ISDN交換機提供的業(yè)務，包括話音業(yè)務、補充業(yè)務和多媒體業(yè)務等，可以與現(xiàn)有智能網(wǎng)配合提供現(xiàn)有智能網(wǎng)提供的業(yè)務；可以與第三方合作，提供多種增值業(yè) 務。業(yè)務交換功能主要包括：業(yè)務控制觸發(fā)的識別以及與 SCF間的通信；管理呼叫控制功能和 SCF之間的信令；按要求修改呼 N／連接處理功能，在 SCF控制下處理玳業(yè)務請求；業(yè)務交互作用管 理等。 (5)互通功能 軟交換可以通過信令網(wǎng)關實現(xiàn)分組網(wǎng)與現(xiàn)有 No． 7信令網(wǎng)的互通；通過信令網(wǎng)關與現(xiàn)有智能網(wǎng)互通，為用戶提供多種智能業(yè)務；允許 SCF控制 Vo口呼叫且對呼叫信息進行操作 (如號碼顯示等 )；軟交換可以通過軟交換中的互通模塊，采用 H． 323協(xié)議實現(xiàn)與現(xiàn)有 H． 323體系的 IP電話網(wǎng)的互通；采用 SIP協(xié)議實現(xiàn)與未來 SIP網(wǎng)絡體系的互通；軟交換可以與其他軟交換設備互通互連，它們之間的協(xié)議可以采用SIP或 BICC；軟交換提供 IP網(wǎng)內(nèi) H． 248終端、 SIP終端和 MGCP終端之間的互通。軟交換提供資源管理功能，對系統(tǒng)中的各種資源進行集中的管理，如資源的分配、釋放和控制等。 (7)計費功能 重慶工業(yè)職業(yè)技術學院 2軟交換技術原理 12 軟交換具有采集詳細話單及復式計次功能 ，并能夠按照運營商的需求將話單傳送到相應的計費中心。 (8)認證與授權功能 軟交換應能夠與認證中心連接，并可以將所管轄區(qū)域內(nèi)的用戶、媒體網(wǎng)關信息送往認證中心進行認證與授權，以防止非法用戶／設備的接入。 (10)語音處理功能 軟交換可以控制媒體網(wǎng)關采用語音壓縮，并提供可以選擇的語音壓縮算法，控制媒體網(wǎng)關采用回聲抵消技術，可以向媒體網(wǎng)關提供語音包緩存區(qū)的大 小，以減少抖動對語音質量帶來的影響。軟交換既能支持本地維護管理，又可以通過內(nèi)部的 SNMP代理模塊與支持 SNNP協(xié)議的網(wǎng)管中心進行通信。 本章從軟交換的定義出發(fā)，對軟交換發(fā)展的技術基礎、軟交換的結構進行了闡述 ，然后分析了軟交換的層次結構和接口協(xié)議，并對軟交換的功能進行了描述，為接下來的應用研究打好理論基礎。目前校園語音通信均使用模擬電話，除去學生宿舍外約有 1500部固定電話。而且希望建設的基礎網(wǎng)絡平臺具有安全、穩(wěn)定、高性能、業(yè)務豐富的特性，不但能滿足學校當前的需求，還能夠在可預見的未來不落后和易擴展。 高校校園網(wǎng)具有教學、管理、科研、通訊等多種功能，校園網(wǎng)各校區(qū)的功能首先要考慮一體化。因此如何 使面向學校用戶的網(wǎng)絡功能發(fā)揮至最佳，連接各局域網(wǎng)的干路及服務器所使用的各項技術現(xiàn)在已成為校園網(wǎng)建設的重點。 根據(jù)上述的該校園網(wǎng)的業(yè)務需求分 析，現(xiàn)將軟交換系統(tǒng)接入校園網(wǎng)中，其系統(tǒng)結構圖如圖 ?？诮尤朐O備將以口電話、模擬電話結合 IAD、軟 電話(softphone)為主。 核心設備放置在校園網(wǎng)網(wǎng)管中心，各終端 (1AD， IP電話，軟電話 )布置在 校區(qū)1，校區(qū) 2，學生宿舍及教職工住宅樓。而在同 — 個 VNET中的通話走的是 IP網(wǎng)的線路，并不需要通過 PSTN，這樣就免去了大筆的通話費用．另外，不同 VNET之間的通話必須通過中繼網(wǎng) 關才能訪