多媒體軟交換系統(tǒng)技術(shù)的探討

中國電信集團(tuán)北京研究院 趙慧玲 葉華 2002/02/22

圖1 基于軟交換的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)示意

其中：

接入層：支持多媒體業(yè)務(wù)和用戶的接入。
傳送層：采用分組技術(shù)，提供一個(gè)綜合傳送平臺(tái)。
控制層：是軟交換系統(tǒng)的控制核心，完成多媒體呼叫和業(yè)務(wù)的控制等功能。
業(yè)務(wù)層：提供各種增值服務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)和第三方業(yè)務(wù)。

2 相關(guān)設(shè)備

　　在整個(gè)支持多媒體業(yè)務(wù)的軟交換網(wǎng)絡(luò)體系中，除了核心的軟交換設(shè)備以外，還有許多與多媒體業(yè)務(wù)相關(guān)的網(wǎng)元設(shè)備，其功能分述如下：

1） 軟交換。它是多種邏輯功能實(shí)體的集合，提供綜合業(yè)務(wù)的呼叫控制、連接以及部分業(yè)務(wù)功能，是下一代電信網(wǎng)中語音/數(shù)據(jù)/視頻業(yè)務(wù)呼叫、控制、業(yè)務(wù)提供的核心設(shè)備。軟交換設(shè)備與媒體服務(wù)器、各種媒體網(wǎng)關(guān)、終端、應(yīng)用服務(wù)器以及其它軟交換設(shè)備間采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議相互通信。

2） 應(yīng)用服務(wù)器
它負(fù)責(zé)各種增值業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)的邏輯產(chǎn)生和管理，并且還提供各種開放的API，為第三方業(yè)務(wù)的開發(fā)提供創(chuàng)作平臺(tái)。應(yīng)用服務(wù)器是一個(gè)獨(dú)立的組件，與控制層的軟交換無關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)與呼叫控制的分離，有利于新業(yè)務(wù)的引入。

3） 多點(diǎn)控制器（MC）
它主要完成會(huì)議電話及視頻會(huì)議的控制功能，對(duì)會(huì)議進(jìn)行集中管理。它可以控制多點(diǎn)處理器與各終端進(jìn)行語音、視頻、數(shù)據(jù)編解碼的能力協(xié)商，優(yōu)先權(quán)設(shè)置等。

4） 多點(diǎn)處理器（MP）
它主要負(fù)責(zé)多媒體會(huì)議的語音、視頻、數(shù)據(jù)的混合、切換和同步等功能。還具有語音編碼的轉(zhuǎn)換功能。

5） 會(huì)議電視網(wǎng)關(guān)
負(fù)責(zé)接收和處理來自非數(shù)據(jù)用戶終端的信令和音頻、視頻等媒體流�？梢蕴幚硪环N或多種媒體流，經(jīng)過相關(guān)處理后發(fā)送到相應(yīng)的MP或用戶終端，用戶終端發(fā)送的信令消息映射成相應(yīng)的消息經(jīng)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給軟交換設(shè)備。

6） 媒體網(wǎng)關(guān)
其主要功能是將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式。它提供多種接入方式，如數(shù)據(jù)用戶接入、模擬用戶接入、ISDN接入、V5接入、中繼接入等。

7） 媒體服務(wù)器
它提供專用媒體資源功能，例如語音通知、數(shù)字接收器等。同時(shí)為滿足電信新業(yè)務(wù)需求，還可以支持個(gè)性化動(dòng)態(tài)語音編程、支持資源的動(dòng)態(tài)加載和修改。

8） SIP/H.323智能終端設(shè)備
這些設(shè)備支持音頻、視頻、數(shù)據(jù)等功能。如：可視電話、會(huì)議終端、內(nèi)置多媒體功能的PC、PDA等。

三、多媒體業(yè)務(wù)分類

1會(huì)話型業(yè)務(wù)
　　一般泛指人和人之間的信息傳遞或信息交互，包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的可視電話業(yè)務(wù)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的視頻教育業(yè)務(wù)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的會(huì)議電視業(yè)務(wù)等。這些業(yè)務(wù)需要傳遞視頻、聲音、圖形、數(shù)據(jù)以及文本中的一種媒體流或幾種媒體流的組合和交互處理。

2分配型業(yè)務(wù)
　　泛指信息源對(duì)人群之間的信息傳遞，是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的業(yè)務(wù)。不同于傳統(tǒng)的電視業(yè)務(wù)，它既可以是廣播型業(yè)務(wù)，也可以是點(diǎn)播型業(yè)務(wù)，如VOD。

3檢索型業(yè)務(wù)
　　泛指個(gè)人對(duì)多信息源之間的信息檢索，用戶可以隨時(shí)從不同地點(diǎn)的多媒體數(shù)據(jù)庫中檢索到需要的多媒體信息，如文字信息、音頻信息、圖象或視頻信息。

4消息轉(zhuǎn)發(fā)型業(yè)務(wù)
　　泛指人和人之間信息的轉(zhuǎn)發(fā)，可以是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。轉(zhuǎn)發(fā)的信息可以是文字、圖象、聲音和視頻信息，無對(duì)實(shí)時(shí)性要求，一般可以用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。

四、 PARLAY API 簡介

　　1998年4月，Parlay工作組成立，成員主要有英國電信、Ulticom 、微軟 、北電 、西門子組成，并于1998年12月出版提出最初的版本。Parlay工作組的目標(biāo)是通過規(guī)范開放應(yīng)用程序接口，聯(lián)合IT應(yīng)用和通信應(yīng)用的開發(fā)能力，促使通信應(yīng)用數(shù)量的飛速發(fā)展。1999年5月，隨著AT&T、Cegetel、Cicso、Ericsson、IBM和Lucent等6個(gè)新成員的加入，成員總數(shù)增加至共11名。2000年1月API2.0出版，僅6個(gè)月后，API2.1出版。在2001年2月，Parlay工作組成員增加至37個(gè)，并推出Parlay3.0。Parlay API的版本中比較具有影響力的版本是2.1和3.0，由于Parlay標(biāo)準(zhǔn)化組織以后的版本只對(duì)版本3.0具有向后兼容性而對(duì)2.1版本沒有后相兼容性，因此目前我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是以Parlay3.0為基準(zhǔn)。

　　鑒于PaylayAPI的廣泛應(yīng)用和它在業(yè)界的重大影響，許多著名的標(biāo)準(zhǔn)化組織和業(yè)界組織相繼宣布在自己制定的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范中已經(jīng)采用了或者即將采用Parlay API規(guī)范。這些組織主要包括ITU-T、ETSI、IEEE、IETF、3GPP、OMG、TINA-C、Softswitch論壇、JAIN等。目前，Parlay工作組、ETSI和3GPP已經(jīng)聯(lián)合起來，共同發(fā)展Parlay協(xié)議。圖2為3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織發(fā)布的Parlay版本的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖3 PARLAY API示意圖

　　由圖3可見，ParlayAPI位于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)之上，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)單元通過Parlay網(wǎng)關(guān)與應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行交互，從而提供第三方業(yè)務(wù)或綜合的業(yè)務(wù)，Parlay網(wǎng)關(guān)與應(yīng)用服務(wù)器之間的接口為Parlay API。Parlay網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)單元之間的協(xié)議采用各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有協(xié)議。

　　Parlay API技術(shù)規(guī)范共定義了以下五種接口，見圖4。
　　客戶應(yīng)用和框架間的接口（接口1）
　　客戶應(yīng)用和業(yè)務(wù)能力特性之間的接口（接口2）
　　框架和業(yè)務(wù)能力特性之間的接口（接口3）
　　框架和企業(yè)經(jīng)營者之間的接口（接口4）
　　框架和第三方業(yè)務(wù)提供商之間的接口（接口5）

圖4 PARLAY接口示意圖

　　通過Parlay提供的第三方業(yè)務(wù)主要分為以下幾類：

　　通信類業(yè)務(wù)：如點(diǎn)擊撥號(hào)、VOIP、點(diǎn)擊傳真、可視電話、會(huì)議電話等，以及與位置相關(guān)的緊急呼叫業(yè)務(wù)、路邊助手業(yè)務(wù)等。

　　消息類業(yè)務(wù)：如統(tǒng)一消息、短消息、語音信箱、E_Mail、多媒體消息、聊天等。

　　信息類服務(wù)：如新聞、體育、旅游、金融、天氣、黃頁、票務(wù)等各種信息的查詢、訂制、通知等，以及基于未知的人員跟蹤、找朋友等。

　　支付類業(yè)務(wù)：如電子商務(wù)、移動(dòng)銀行、網(wǎng)上支付、即時(shí)售訂票、收費(fèi)瀏覽等。

　　娛樂類業(yè)務(wù)：如游戲、博彩、謎語、教育、廣告等。

　　各類業(yè)務(wù)可以相對(duì)獨(dú)立，也可以有機(jī)結(jié)合，例如可以在查詢信息時(shí)根據(jù)相應(yīng)的信息進(jìn)行支付類業(yè)務(wù)，再如各種娛樂可以通過不同的消息方式來表現(xiàn)（短消息、Email），將娛樂與消息業(yè)務(wù)相結(jié)合。

五、 H.323協(xié)議

　　H.323協(xié)議被普遍認(rèn)為是目前在分組網(wǎng)上支持語音、圖象和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)最成熟的協(xié)議。它是由ITU-T第16研究組提出的，當(dāng)時(shí)研究H.323協(xié)議的初衷是希望該協(xié)議用于多媒體會(huì)議系統(tǒng)，但目前它卻在IP電話領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。該協(xié)議已經(jīng)成為ITU-T近幾年在通信領(lǐng)域推出的商用程度最高的協(xié)議。

　　H.323是一個(gè)框架性協(xié)議，它是由系列協(xié)議組成的，圖5列出了H.323棧的基本內(nèi)容。

圖5 H.323協(xié)議棧

其中：

　　H.323：基于分組的多媒體通信系統(tǒng)
　　H.225.0：分組多媒體通信系統(tǒng)的呼叫信令協(xié)議和媒體分組化
　　H.245：多媒體通信的控制協(xié)議
　　G.711:話音頻率的脈沖編碼調(diào)制
　　G.723.1:多媒體通信5.3/6.3kbit/s雙速率語音編碼器
　　G.729：采用共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼線形預(yù)測激勵(lì)的8kbit/s語音編碼
　　G.729a：低復(fù)雜度CS-ACELP 8kbit/s語音編碼

　　H.323系統(tǒng)是在不保證服務(wù)質(zhì)量的分組網(wǎng)中提供多媒體通信業(yè)務(wù)。分組網(wǎng)包括局域網(wǎng)（LAN）、企業(yè)網(wǎng)、城域網(wǎng)等。H.323系統(tǒng)由終端、網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)控制單元(MCU)、網(wǎng)守(Gatekeeper)等單元組成。

　　我國目前IP電話網(wǎng)上使用的H.323協(xié)議基本上是第二版，而目前ITU-T已經(jīng)推出H.323v3和H.323v4版。與H.323v2相比，H.323v3重點(diǎn)增加了網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議、管理域間協(xié)議、移動(dòng)管理協(xié)議、H.323系統(tǒng)和協(xié)議的管理信息庫（MIB）等；而H.323v4則在H.323v3的基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)QoS的問題進(jìn)行補(bǔ)充。

　　目前ITU-T第16組在重點(diǎn)研究如何進(jìn)一步擴(kuò)展H.323協(xié)議，以擴(kuò)展其支持多媒體業(yè)務(wù)的能力和移動(dòng)性管理的能力。

六、支持多媒體業(yè)務(wù)的軟交換系統(tǒng)應(yīng)研究的問題

1 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方式

　　傳統(tǒng)電信網(wǎng)經(jīng)過長期的運(yùn)營積累，在網(wǎng)絡(luò)組織方面已經(jīng)具有相當(dāng)成熟的經(jīng)驗(yàn)；而基于軟交換的網(wǎng)絡(luò)組織目前國內(nèi)外尚無成熟的經(jīng)驗(yàn)，是采用基于軟交換的全平面結(jié)構(gòu)，還是分區(qū)域選路結(jié)構(gòu)等在技術(shù)和實(shí)踐方面都有待進(jìn)一步的探索。 由于缺乏大范圍的運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，因而對(duì)軟交換系統(tǒng)的性能測試只能夠在小型組網(wǎng)中進(jìn)行，這與大型組網(wǎng)的實(shí)際情況有較大的差距，因而如何在實(shí)驗(yàn)型網(wǎng)絡(luò)中，真實(shí)的作出軟交換系統(tǒng)的性能測試還需要進(jìn)一步研究。

2 開展協(xié)議兼容性的研究， 軟交換體系結(jié)構(gòu)基本協(xié)議框架已經(jīng)清晰，基本上分為如下四類協(xié)議以提供不同接入設(shè)備的需要以及設(shè)備間互通的需要：

1）媒體控制協(xié)議：H.248/MGCP、SIP、H.323。
2）信令控制協(xié)議： Sigtran中所包含的信令適配協(xié)議、信令傳輸協(xié)議；如M3UA、SCTP等。
3）互通協(xié)議：BICC/SIP、BCP-T、H.323。
4）應(yīng)用支持協(xié)議：Parlay、RADIUS、COPS。

　　然而上述協(xié)議尚未做到兼容性，標(biāo)準(zhǔn)還在發(fā)展之中；不同廠家的軟交換在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選用及協(xié)議的兼容性方面還難以做到相互兼容。BICC協(xié)議、SIP－T協(xié)議和H.248協(xié)議也在發(fā)展之中，協(xié)議的選項(xiàng)需要運(yùn)營商根據(jù)業(yè)務(wù)的需要來進(jìn)一步確定。由于協(xié)議的不成熟，這給我們在制定測試標(biāo)準(zhǔn)時(shí)帶來了一定的困難，特別是在互通性測試方法存在很大問題。

3 目前軟交換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一定數(shù)量的多媒體業(yè)務(wù)，但業(yè)務(wù)流程還處于發(fā)展之中，非常不成熟。

4 基于SIP的網(wǎng)絡(luò)剛剛起步。SIP已被業(yè)界認(rèn)為是最有希望取代H.323的終端控制協(xié)議，基于SIP的網(wǎng)絡(luò)也已形成了一套比較完整的體系結(jié)構(gòu)，但其建設(shè)和發(fā)展在國際上剛剛開始，國內(nèi)則幾乎是空白，暫時(shí)還無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

5 多媒體終端的類型有限。目前支持多媒體業(yè)務(wù)的終端絕大多數(shù)是H.323終端，SIP終端在支持多媒體業(yè)務(wù)方面僅處于剛剛起步階段。

6 多媒體軟交換系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式各不相同，有些采用將多媒體業(yè)務(wù)直接在軟交換內(nèi)實(shí)現(xiàn)，有些則通過上層的應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，支持的業(yè)務(wù)主要以語音與數(shù)據(jù)相結(jié)合的業(yè)務(wù)，如電子白板，同步瀏覽，以及視頻會(huì)議等。

7 開展支持多媒體業(yè)務(wù)的軟交換網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)互通性的研究，包括如何跨網(wǎng)提供話音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)。

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