基于JAINSLEE的ParlayX增强型呼叫接口的设计与实现工程硕士论文文档格式.docx

1、本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：2008 年 1 月 20 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制

2、手段保存和汇编本学位论文。 保密，在 年解密后适用本授权书。本学位论文属于 不保密。（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期： 2008年 1 月 20 日 日期： 2008 年 1 月 20 日所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。 日期：导

3、师签名： 年 月 摘 要伴随中国的通信事业进入平稳发展期，每用户平均收入ARPU（Average Revenue Per Unit）值被逐渐摊薄并出现明显下滑。为遏制颓势，提高ARPU值，各运营商纷纷致力于开发增值业务。随着各个运营商的网络改造，以软交换技术为核心的下一代电信网络（NGN）已初见雏形。从传统的封闭电信网络走向开放的下一代网络是通信网发展必然趋势。NGN的开放性不仅体现在网络结构上，更重要的是体现在业务接入和业务提供上。下一代网络在业务支持上采用了开放业务接入体系结构，全面支持第三方业务开发模式。本文的目的是要设计和实现一个增强型呼叫接口，以实现在下一代网络中把电信网络能力向应用

4、开发者（即第三方）开放。这个呼叫接口基于JAIN SLEE（业务逻辑执行环境）的。通过这个呼叫接口，向上提供ParlayX API高层接口，向下可通过适配的方式接入各种协议。本文先介绍了NGN（下一代网络），分析了其特点及体系结构，并指出下一代网络是业务驱动的网络，业务是下一代网络的关键环节，所以下一代网络必定要采用开放的业务体系，以全面支持第三方业务开发模式。然后，本文研究了Paylay X规范和业务逻辑执行环境（JAIN SLEE），分析了Paylay X规范的特点以及它与Paylay规范间的关系，分析了SLEE的功能及其系统结构，并在这个基础上比较了SLEE和SCP（业务接入点Servi

5、ce Control Point）的异同点，指出了SLEE的优越性和先进性。接着，本文利用之前研究的内容，设计和实现了基于JAIN SLEE的Paylay X增强型呼叫接口。本文深入分析了业务逻辑执行环境（SLEE）中的核心，即其容器子系统，通过这个容器子系统来设计该呼叫接口。本文研究容器子系统的总体结构，制定了容器子系统的工作流程，规定了容器子系统中各模块的类实现，并研究了利用这个呼叫接口进行的业务开发。本文最后总结了本文研究的内容以及目前存在的不足，提出了进一步完善的方向。关键词：电信业务，增强型呼叫接口，Parlay X规范，业务逻辑执行环境THE RESEARCH AND IMPLEM

6、ENTATION OF PARLAY X CALL INTERFACE BASED ON JAIN SLEEABSTRACTAfter Chinas telecommunication has come into stably developing period, it is obvious that ARPU （Average Revenue Per Unit） trends to gradually decrease. Every operator tries to develop value-added service to increase ARPU. The Next Generat

7、ion Network has come into reality with the networks upgrade, whose core technology is softswitch and Open Service Access Architecture which supports the third party service development. It is recognized that the trend of evolution from traditional closed telecommunication networks to open Next Gener

8、ation Network （NGN） is inevitable. The Next Generation Network has come into reality with the networks upgrade, whose core technology is softswitch and Open Service Access Architecture which supports the third party service development.The destination in the dissertation is to realize a call interfa

9、ce which is open to the third part. Using the interface, the third part will provide value-added service to telecom network.For the destination, the dissertation firstly introduces NGN （Next Generation Network） including its characteristic and configuration and points out that service is the key of

10、NGN, so Open Service Access Architecture must be adopted in NGN. Secondly the dissertation researchs Paylay X and JAIN SLEE, analyses characteristic of Parlay X and the relationship between Parlay X and Parlay, analyses function and configuration of SLEE and compares SLEE and SCP.Then the dissertati

11、on realizes the Paylay X call interface based on JAIN SLEE. The interface can provide both Paylay X interface and communication protocol interface, so we can open the Telecom network ability to application developer. The dissertation analyses the container sub-system, which is the core of SLEE, and

12、analysis the service development using the call interface.At last the dissertation summarizes the lack , and points out the direction of the future development.Keywords: Telecommunication Services, Enhanced Call Control Interface，Parlay X Protocol，JAIN SLEE第一章 绪论1.1 课题的意义中国电信南北拆分后，打破了市场垄断，促进了有效竞争。随着

13、基本业务即语音通信服务的服务内容和服务质量趋于稳定，业务模式已经基本成熟，市场逐渐饱和，要保持持续稳定的利润增长，发展增值业务成为维持现有客户群，快速拓展市场，提高运营收入的关键。目前电信增值业务主要是卡类业务和大众呼叫为主，业务种类少，形式单一，缺乏个性化特色，已经逐渐无法满足用户对个性化、差异性业务的需求。公众用户希望使用的业务能够允许个人自由设置，充分体现个体的个性和喜好。商业用户、大客户需要具有行业特色的解决方案。以智能网为业务提供平台，由运营商提出业务构想，委托平台提供商进行业务开发，再由运营商经营维护的业务提供模式，很难满足上述客户需求，而且存在业务开发周期长，市场反应速度慢等弊端

14、，不适合通信行业越来越激烈的竞争需要。作者认为采用面向服务的架构，并使用一种全新的基于开放的应用编程接口（API）建立电信增值业务的业务提供模式，才能解决上述问题。采用面向服务的架构，将电信网络和互联网中各种功能单元抽象为各种服务，服务之间通过统一和标准的方式通信，保证服务之间的松耦合。基于这种架构建立增值业务，业务参与各方相对独立，任何一方修改代码，只要不修改接口，都不会影响另一方。其次业务开发者完全不必具有电信技术背景，通过调用应用编程接口，使用通信网络的能力，实现业务功能。采用这种开发方式，能够大大拓展增值业务开发者的范围，使IT技术人员，包括Web开发人员方便快捷地开发电信增值业务，降

15、低开发者的门槛。最后它具有很强的可扩展性和代码可重用性，能够把互联网中丰富的信息和资源与电信网络和用户资源结合，创造新的价值产业链，丰富了业务种类，缩短业务提供周期，提高运营商的竞争实力，并为最终用户提供更方便快捷、灵活个性的通信手段。1.2 本文主要研究内容本课题研究的目标是基于JAIN SLEE实现Parlay X 增强型呼叫接口。本文在第二章将介绍下一代网络NGN及其电信业务开放模式，指出下一代网络是今后电信发展的必然趋势，并且电信业务的开放也是必然趋势。承接第二章，本文在第三章引出了Parlay X业务系统，介绍了其规范以及特点。然后引出了业务逻辑执行环境SLEE，介绍了其功能以及系统

16、结构，并将其与SCP进行了比较。第四章是本文的关键。本文将在第四章实现Parlay X 增强型呼叫接口。本文是研究用JAIN SLEE实现Parlay X增强型呼叫接口。SLEE的核心是容器子系统，所以本文研究的核心也是容器子系统的实现，然后用业务的开发来验证此接口的可行性。第二章 下一代网络及其电信业务开放模式随着信息技术的迅猛发展，传统的电信网络及运营模式发生了很大变化，业务网络逐渐与承载网络分离，多样化、个性化的语音增值业务和丰富多彩的数据业务等新兴业务成为各大电信运营商的利润争夺重心。从业务开发运营模式的实践中，我们可以看到，引入IT界的应用开发商是促使电信新业务市场走向繁荣的最佳途径

17、。增值电信服务市场充满商机，如何将电信业务开发模式更大更广的开放给应用开发商，将是电信运营商必须考虑的问题。2.1 下一代网络介绍2.1.1 NGN网络的提出通信网络的技术发展至今，已经完全可以用“日新月异”来形容。人类对科技孜孜不倦的追求，促使我们拥有越来越方便，快捷的生活。网络的概念尤其体现出这个特点，如今通过网络，我们可以将语音、数据和视频多媒体等信息传递到世界的各个角落。但是随着网络应用的日益广泛，旧的网络模式的弊端也日益显现。首先，由于各个网络之间相互独立，而且传递信息的格式各不相同，导致了不同网络之间的信息传递变得非常麻烦。例如：电话交换网（PSTN）上普遍使用的是模拟电信号，通过

18、交换机来临时搭建话路，而一切在互联网上传递的都是数字信号，这两个网络实现互通，需要在它们之间开发相应的软件和硬件接口；其次，现有的不同网络，由于其开发、建成的时代不同，在使用的技术方面也有较大的差异。现在使用最频繁的电话交换网，由于其开发的年代较早，与后期发展的智能网和互联网相比有不少技术上的劣势，主要表现在开开新业务的技术难度高。原因在于交换网的控制层和应用层紧密相连，导致牵一发而动全身的局面。为了彻底解决类似的一系列问题，以及20世纪末IP应用的爆炸式增长使人们开始探索下一代网络的分组语音交换技术，于是提出了一个“大网络”的构想。这就是NGN（下一代网络）。2.1.2 NGN网络的特点NG

19、N软交换网络和传统的PSTN网络相比，体现的明显优势主要表现在以下两个方面4：其一，交换方式的不同。传统的PSTN采用的是电路交换的方式，交换系统为通信的双方寻找并建立一条全程物理通路，以供双方传输信号，直至信息交换结束。而NGN采用的是分组交换的方式：发送端先将传送的信号分割成若干个规定长度的数据块，再装配成一个个分组，每个分组都有自己的编号、源/目的地址等信息。然后将这些分组分别送入通信子网中进行交换传输。当分组到达目的端系统后，再被重新组装成原来的报文，递交给用户。电路交换方式呼叫建立时延大，网络利用率低，只支持单一速率的交换，且没有分组交换灵活，因此已经不适应网络发展的需求；其二，也是

20、NGN和PSTN最大的区别，就是与信令的耦合方式不同。PSTN话路和信令紧耦合，而NGN业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离。分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效的实现业务的提供。在业务层用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活性。NGN是开放架构，是网络融合的趋势。两种方式的组网如图2-1所示。图2-1 电路交换模型和软交换模型Fig.2-1 circuit switch model and softswitch modelNGN的分层结构和现在的互联网结构非常相似，互联网本身就具有7层的构架，每一层的分工也都相当明确

21、，详细的分层保证网络的运作性能。现有的互联网也能传送语音和数据信息，但是它建立的初衷是为传输数据而不是为传送语音和视频所建立的网络。NGN沿袭了互联网的模式，但更好的解决了互联网的一些弊端，解决了延迟较大等问题。NGN的优势除了上述几点外，还具有投资成本低，降低网络运维成本，提高网络效率；业务丰富，实现方便快捷；整合网络资源，保证网络的可持续发展和演进等优势。2.1.3 NGN网络的体系结构NGN其实是一个定义极其松散的术语，泛指一个不同于目前一代的，以IP为中心的融合网络。NGN的出现与发展不是革命，而是演进。NGN网络中把语音、数据、流媒体等多种类型的信息统统融合到一个网络中，便于集中控制

22、管理，促进不同信息流之间的协同合作，这也是NGN中最重要的“多网融合”思想1。NGN网络从纵向上分，可以具体分为四层结构，见图2-2，从下往上依次为接入层、承载层、控制层和应用层，每层都有自己独立的功能，这就是NGN显著的分层结构设计。接入层：通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。例如，将话音信号分割成ATM信元或IP包。承载层：采用分组技术，提供一个高可靠性的、提供QoS（服务质量）保证和大容量的统一的综合传送平台。控制层：实现呼叫控制，其核心技术就是软交换技术，完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能，它是与业务无关的，目的是支配网络资源，软交换

23、要支持众多的协议接口。应用层：在呼叫建立的基础上提供额外的增值服务，以及运营支撑。这样分层最直接的好处就是可以让网络建设的分工更加明确，从而避免了以往的网络模式中应用与控制不能分离，控制与承载不能分离的尴尬局面。NGN的分层结构使交付业务不依赖于网络和传输技术，消除了传统电话网络的分类层次，使得媒体网关和软交换设备将不同网络的业务汇聚在一起。 图2-2 NGN网络结构Fig.2-2 the structure of NGNNGN网络从横向上分，可以具体分为边缘接入网和核心网（骨干网）。边缘接入网就是从电信骨干网到用户驻地网之间的网络设施，用户驻地网是指用户网络接口到用户终端之间的传输及线路设施

24、，即从用户驻地业务集中点到用户终端的传输及线路相关设施。而骨干网则负责将接入网和应用网高速连接起来并接入国际互联网。2.1.4 NGN网络业务的实现NGN业务的实现主要由以下几个方面：方式一：软交换MGC自身提供业务，包括PSTN/ISDN基本业务和补充业务，点到点视频和传统的Centrex业务；方式二：软交换MGC具备SSF（业务交换功能），通过现有的PSTN的智能网设备提供成熟的智能网业务；方式三：软交换MGC通过SIP/INAP协议与应用服务器配合，协同提供增值业务。应用服务器负责提供业务逻辑执行环境，并可以负责业务逻辑的生成和管理功能。例如为实现不同软交换之间的Centrex业务，需要

25、引入Centrex应用服务器实体来实现所谓的IP Centrex业务；又如为了实现IP电话超市正确无误的计费，让计费信息取自于软交换上的计费模块，便于IP话吧经营者和运营商之间的对账，而需引入IP话吧应用服务器实体。方式四：通过Parlay/Parlay X应用接口将业务开放给第三方提供多媒体增值业务。Parlay/Paylay X是一组开放并且标准的API，运营商或第三方可以通过使用这些API接口来使用网络的能力。方式五：同其它内容服务提供商之间配合，提供增值业务。如互动电视、实时股评、SVOD（定户视频点播）。分层中的“应用层”除了上述说述的应用服务器等，还有一个非常重要的硬件设备MS（M

26、edia Server：媒体资源服务器）。它提供语音业务和增值业务所需要的各类音频或视频信号的播放、混合、格式转换等处理功能；还可以提供语音识别、语音合成等功能；同时提供多方多媒体会议呼叫所需的多点处理功能（会议桥）。2.2 下一代网络能力抽象层次采用软交换技术的重叠网络模型是传统电信网向NGN演进的过渡策略。图2-3所示的ISC（国际软交换联盟）定义的NGN参考模型包含四个功能平面： 传输平面：分为IP传输域、网络互连域和非IP接入域，负责网络信息的传输，包括用于呼叫和媒体建立的消息及媒体流。 控制和信令平面：利用来自传输平面的信令消息对网络中的主要设备进行控制，实现会话管理和控制功能。 业

27、务/应用平面：提供网络业务逻辑的控制、管理功能。该平面中包括应用服务器、特征服务器、具有会议/IVR/语音处理能力的媒体服务器等设备。 管理平面：包含业务运行支持、计费和其它网络管理功能，该平面通过工业标准管理协议（如SNMP）或者专用协议与其它三个平面交互。图2-3 ISC NGN参考模型Fig.2-3 the model of ISC NGN从图2-3中可以看出，任一层面的功能对于其上层而言都可以抽象为一些基本网络能力，通过对基本网络能力的组合就可以开发出特定的业务。针对不同的开发者以及业务需求，可以基于不同层面的网络能力进行业务开发。例如，开发者可以在呼叫控制和信令平面采用基于协议的业务

28、提供方式，通过SIP、H.323等协议调用传输层面的网络能力来实现某些基本的呼叫业务；也可以在呼叫控制和信令平面对呼叫控制、用户交互、计费等基本能力进行封装，业务平面上的应用服务器可以通过Parlay、JAIN等开放的应用编程接口来访问这些网络能力。此外，如果借鉴Internet上分布计算的思想，将这些网络能力发布为Web服务的形式或者抽象程度更高的Parlay X Web服务形式，那么可以更加方便不具备电信背景的IT开发人员利用电信网能力开发更为丰富的NGN业务。NGN网络能力抽象层次如图2-4所示：图2-4 NGN网络能力抽象层次图Fig.2-4 the abstract layers o

29、f NGN图2-4表示，随着抽象程度的不断提高，抽象提取出来的网络可提供能力数目不断减少，对开发人员掌握网络细节的要求越来越低，这意味着大量通用软件开发人员都可以参与开发通信业务，这样就可能快速创建更为丰富、更具个性化的NGN业务。2.2 下一代电信业务开放模式经过多年的经营和培育，繁荣的电信增值业务在快速的增长和发展过程中，对电信行业传统的、封闭的电信增值业务运营模式提出新的需求。电信数据业务的发展体现了电信业务的运营模式逐渐从自主经营走向开放式合作。传统的由运营商提供全部的网络与服务的模式，逐渐转变成为运营商和产业链其他环节一起提供网络与应用增值业务的结合。在这种新的模式下，现有增值业务价

30、值链的电信运营商、设备商制造等角色和功能被拆分、细化，新的角色将逐步形成3：1） 网络运营商：负责电信网络的运行维护。随着新的增值业务不断开发，他们可以在保证网络原有的安全和完整性前提下提高网络的利用率，使原有的投资能够发挥出更大的价值。2） 业务提供商：负责电信增值业务开发、部署和运营。业务提供商可以在一定程度上访问电信网络的业务能力，通过对特定市场的深入了解，挖掘新业务需求，在较短的时间内用较少的成本，开发出各种新的业务应用，获得较大的收益。3） 软件开发商：负责新业务的编程开发。由于标准的应用编程接口屏蔽了底层异构网络以及复杂的信令交互，因此软件开发商不需要掌握太多的通信背景知识，就可以编写出运行在不同通信