专用网络中统一通信服务平台设计

张国波，杨 宏，康 敏

（中国电子科技集团公司第三十研究所，四川 成都 610041）

0 引言

随着信息技术的发展，用户通信手段和通信方式呈现多样化特点，其中通信手段包括电信系统和互联网等，通信方式包括电话、传真、短信、电子邮件、Web会议、视频会议、视频点播、语音信箱、即时通信等。为了提高通信效率及通信便捷性，统一通信技术应运而生。统一通信是指把计算机技术和通信技术融为一体的新的通信模式，通过对多种通信手段的整合，以及对语音、传真、会议、即时消息、多媒体和数据等多种通信业务的融合，使用户可以利用一个统一的平台进行自由和高效的通信，以方便用户使用并丰富其体验[1]。统一通信的基本特征是融合、动态、开放和统一管理[2]，其中最重要的特征是融合性与开放性。融合性体现在通信手段的融合或通信业务的融合，开放性体现在通过开放的业务接口将通信能力以服务的方式开放给第三方应用，实现与现有业务系统的集成。

一般来说，专用网络通常面向某些特定用户或为完成某些特定通信业务而部署使用，各个专用网络相对独立但又在一定程度上受控互联互通。随着通信技术与应用的发展，专用网络用户对通信手段与通信业务类型的需求也越来越多样化，对统一通信的需求愈发迫切。专用网络较一般通用网络在技术体制上有所差异，因此在专用网络中设计与部署统一通信服务系统一般存在两种模式：一种模式是针对不同的专用网络设计并部署相应的统一通信服务系统；另一种模式是采用平台化的设计思想，构建统一的通信服务平台。如何快速设计并实现支持多种业务的统一通信服务系统，是相关科研人员面临的课题。

1 平台架构设计

如上文所述，专用网络技术体制各有其自身特点，如物理接口、协议体系、语音编码方式、加解密体制、安全接入体制可能存在差异，因此平台架构设计时需要考虑这些差异因素。按照分层设计的思想，分层设计可以使得系统逻辑清晰，下层模块为上层模块提供服务[3]。统一通信服务平台总体体系架构是一个多级的分层结构[4]，本文设计的统一通信服务平台分为接入层、控制层和业务层，平台总体体系架构如图1所示。

图1 统一通信服务平台体系架构

接入层主要完成统一通信服务平台与专用网络、业务扩展子系统接入适配，比如支持通过同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）接口或以太网接口接入专用网络，支持通过以太网接口接入业务扩展子系统，并提供双向接入鉴权服务，避免非法接入，其中接入鉴权技术体制与专用网络技术体制相关。

控制层是通信服务平台的中枢控制系统，主要完成呼叫控制、协议处理、协议适配、设备管理、服务调度等功能。协议处理与适配主要实现与专用网络及与业务扩展子系统间的通信协议处理与适配。设备管理主要实现平台的配置管理、故障管理、性能管理、业务管理及用户安全管理等功能。

业务层主要包括业务服务子层与业务扩展子层两部分。业务服务子层按需提供音频数据处理功能，如语音编码方式适配、语音混音等；提供视频数据处理功能，如视频编解码、视频检索等；提供信息数据处理服务，如短消息数据处理等；提供密码服务，如数据加解密、密码转换等。密码体制按加密和解密密钥的不同，主要分为对称密码体制（私钥密码体制）和非对称密钥密码体制[5]，具体采用哪种密码体制与接入的专用网络密码技术体制相关。业务扩展子层提供各种通信业务服务，如号码查询、话务服务、语音留言、视频会议、视频点播、信息服务等，并支持第三方对各种通信业务灵活扩展。

专用网络通过该通信服务平台能够灵活接入多种第三方通用通信服务子系统，从而能够快速基于专用网络扩展统一通信服务系统。

2 平台业务流程

统一通信服务平台接入专用网络后，专用网络的用户终端通过统一通信服务平台提供通信服务的主要流程如图2所示。

图2 统一通信服务平台业务处理流程

专用网络用户终端请求统一通信服务平台提供电话会议、视频会议、视频点播、语音留言等通信服务时，首先需要进行身份鉴权认证，鉴权通过后统一通信服务平台根据协议处理及控制信息判决需要提供的业务类别；其次根据业务类别及用户需求调度不同的数据处理服务，如语音编码适配/混音、视频数据处理、信息数据处理、加解密等数据处理服务；最后为用户提供相应的通信业务 服务。

3 典型应用

3.1 应用场景

某专用网络现有业务主要以电话业务为主，并由各自独立的系统和维护保障人员提供电话会议、话务服务等通信服务。根据技术发展趋势、新的业务需求及服务保障人员整合的需求，亟须基于该网络构建统一的通信服务平台，达到整合通信业务及服务保障人员的目标。统一通信服务的组织应用方式如图3所示。

图3 统一通信服务组织应用方式

专用网络用户终端主要包括电话机、可视电话机、计算机及传真机等，通过构建统一的通信服务平台和服务保障中心，可向用户集中、统一地提供电话会议、视频会议、电话转接、号码查询、信息交互、视频点播、语音留言等服务，满足用户多业务服务需求，并提升通信服务效率及用户使用体验。

3.2 平台构成

针对专用网络应用场景需求，根据前述统一通信服务平台设计思想，为该专用网络设计的统一通信服务平台由业务处理设备与业务提供系统构成。业务处理设备主要完成网络接入、接入鉴权、音频处理、视频处理、密码服务等功能，业务提供系统提供话务服务、语音留言、视频点播等通信业务服务功能，并支持由第三方应用提供。平台构成及连接关系如图4所示。

图4 统一通信服务平台构成与连接关系

业务处理设备是统一通信服务平台的关键组成部分，主要由控制交换单元、接入单元、音频处理单元、视频处理单元、密码单元等组成，各单元间通信控制与业务总线分离。控制交换单元主要完成协议处理与适配、呼叫控制、业务控制、数据交换、信息数据处理、设备管理等功能；接入单元支持通过SDH接口或以太网接口接入，主要完成网络接入与接入鉴权功能；音频处理单元主要完成语音编码适配、语音混音等功能；视频处理单元主要完成视频编码适配等功能；密码单元主要完成数据加解密功能，密码单元配置的数量取决于设备的处理能力要求。为保证设备的可靠性，控制交换单元采用热备方式，主用与备用单元间实时同步数据。设备的组成如图5所示。

图5 业务处理设备组成

3.3 处理流程

控制交换单元是业务处理设备的核心控制部分，软件控制流程如图6所示。软件主要通过表项数据实现处理器与现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）间的业务交互控制，用以指示业务数据处理的流转调度。表项内容主要包括源单元ID、目的单元ID、业务流ID、操作指示（语音编码适配指示、混音指示、加密指示、解密指示等）、操作结果等信息。

图6 控制交换单元软件处理流程

以加密语音服务为例说明业务处理设备内部的业务数据流转过程，如图7所示。来自专用网络的密文业务数据经过接入单元后进入控制交换单元的FPGA模块，FPGA模块根据CPU下发的调度控制指令提取出业务净荷数据后送入密码单元解密，控制交换单元再根据业务类别调度音频处理单元或视频处理单元等，而后根据需要将业务数据送入业务服务系统或接入单元，反之亦然。

图7 业务处理设备内部典型业务数据流转

4 结语

统一通信的主要本质是各类通信业务与信息的融合，也是信息化不断发展与用户需求多样化、统一化的必然结果。各个专用网络有其自身独有的技术特点与应用特色，但在信息化日新月异的环境下，专用网络中引入统一通信服务平台亦有必要。针对专用网络的特点，本文提出了统一通信服务平台体系架构，并在实际应用中设计并实现了统一通信服务平台，其中业务提供系统支持第三方扩展。该统一通信服务平台具有较高的独立性、开放性和可扩展性，能够在专用网络中快速引入并提供统一通信服务。