备受瞩目的新世代网络应用 服务技术–JAIN与Parlay开放式应用程序接口
迈入二十一世纪后，电信产业面临了重大变革–传统电信网络(Public Switched Telephone Network；PSTN)、无线网络(Wireless Network)与因特网(Internet)整合而成新世代网络(Next Generation Network；NGN)(参见图1)。随着网络的整合，运用于其上的软硬件技术也深受冲击。
举例来说，因特网电信(Internet Telecommunication)技术的网络电信交换机(Softswitch)，可将因特网与PSTN电信网络整合，并透过因特网与传统电信技术的组合使用，支持了语音与多媒体的传输，使得应用服务的设计、开发与执行更显多样化；同时，藉由网络电信交换机，即使是新建置在因特网环境中的电话，也能使用PSTN电信网络中已有的服务，如智能网络(Intelligent Network；IN)中的各项服务。
观察近几年来技术的发展，首先是一些世界标准组织及策略联盟纷纷提出新的协议与架构，例如：IETF订定了MGCP、MEGACO、SIP、SIGTRAN等协定；国际网络电信交换技术协会(International Softswitch Consortium；ISC)亦着手制定网络电信交换机架构；Parlay Group (http://www. parlay.org)及JAIN (http://java.sun.com/ products/ jain/)则各自制定了开放式应用程序接口(Open Application Programming Interfaces；Open APIs)；甚至第三代无线通讯联盟3GPP也提出了All-IP核心网络(Core Network)的开放式服务存取技术规格(Open Service Access；OSA)。
在新世代网络架构中，不仅传统电信服务，如智能网络服务(IN Services)，可以透过IP网络来享用，新的多媒体服务(Multimedia Services)也能容易且快速地建置，甚至可提供个人化的电信服务，而达到所谓精巧新颖服务(Pretty Amazing New Services ；PANS)的境界。
因特网电信技术的重要变革–标准化
因特网电信技术(Internet Telecommunication)除了带来整合两种网络的明显效益外，另一个重要的变革就是标准化(Standardization)，包括了系统架构及组件模块间通讯接口的标准化，以及服务开发建立之应用程序接口的标准化。我们首先介绍网络电信交换机(Softswitch)的系统架构，以及组件模块间通讯协议的发展现况；随后将说明应用程序接口发展的历史与现况。
因特网电信架构
在图2中，分别描绘了传统电信网络(图左侧)及因特网电信(图右侧)的架构示意图。传统电信网络中电话建立的过程如下：语音(Voice)部份是经由局用交换机(CO Switches)之间的Trunk接口传输；信令(Signaling)部份则是透过SS7网络传递。如果只是一般简单的通话，负责话务控制(Call Control)的SS7 ISUP信令，仅会透过SS7网络的信号转运点(Signal Transfer Point；STP)，在发话端交换机(Originating Switch)与受话端交换机(Terminating Switch)之间传送；然而，当通话需要智能网络服务(IN Services)时，发话端交换机则要送出SS7 TCAP信令，经由SS7网络转送至提供该服务的服务控制点(Service Control Point；SCP)，要求提供该项服务；若是该项服务包括语音播放(Announcement)或互动语音响应(Interactive Voice Response；IVR)，此时SCP就会透过SS7 TCAP信令，要求智能型设备(Intelligent Peripheral；IP)播放语音给发话端，同时侦测发话端的按键，并将按键结果之DTMF回传给SCP，用来决定该项服务的进行。
在图右侧的因特网电信架构中，媒体网关控制器(Media Gateway Controller；MGC)的功能包含通话控制与路由(Routing)、信令处理、媒体网关控制，以及产生通话记录(Call Detail Records；CDR)。为了与传统电信网络介接(Interworking)，安排了信令网关(Signaling Gateway；SG)和SS7网络连接，以接收由SS7网络传送来的信令，经过格式转换再交由MGC处理。MGC和信令网关之间的接口规格目前正由IETF SIGTRAN(Signaling Transport)这个工作小组所制定。
在此架构中，媒体网关(Media Gateway；MG)扮演着媒体格式转换的角色，它负责将电信网络传递来的语音或影像格式转换成IP网络上所传递的RTP格式。而MGC则透过MGCP或MEGACO/H.248来控制不同类型的媒体网关。另外，MGC与MGC之间的沟通则是藉由通讯协议SIP-T(SIP for Telephones)。
相对于传统电信网络提供服务的SCP与IP(Intelligent Peripheral)，在因特网电信架构中也有类似功能的组件，例如：应用服务器(Application Server；AS)类似SCP，负责提供加值性的服务(如：080、Voice Mail服务)；而AS与MGC间的通讯协议SIP-TSI(SIP-Telephony Service Interface)，目前尚在ISC讨论阶段，并无明确的文件数据；另外，媒体服务器(Media Server；MS)则类似传统电信网络的智能型设备(Intelligent Peripheral；IP)，利用RTP来传送语音讯息给媒体网关(或网络电话)，或是接收媒体网关(或网络电话)传送来的语音和DTMF按键讯息。
开放性应用程序接口(Open APIs)使组件开发更有效率
透过通讯协议的制定，在因特网电信架构中组件之间有了标准的沟通接口，使得各个组件的开发者有了共通的依据，而组件的购买者也增加了选择的机会，可以依照需求来选购所要的组件产品，同时降低了系统更新的成本，也让系统架构拥有弹性扩充(Scalability)的能力。
我们若是再将组件模块细分为上下两层(参见图3)，可分别称之为应用程序(Application)与运作平台(Platform)，其中应用的开发是透过运作平台提供的应用程序接口(Application Programming Interface；API)来使用运作平台内部的资源；相对地，运作平台则是依上层应用程序的命令运作，并完成所有与外界的沟通协调，意即组件对外通讯协议的制作，另外也负责平台内部实体资源的管理。
在图3左侧的因特网电信架构中，虽然组件之间可以透过标准的通讯协议相互沟通，但是各个组件内部上层应用程序与下层运作平台之间，仍旧是透过各家自定且非公开的应用程序接口(Proprietary APIs)；如果应用(Application)与运作平台(Platform)间的应用程序接口也有了标准(右侧)，各个组件的开发可经由不同的应用程序设计者与运作平台提供者来组成，这将提供更大的弹性。应用程序设计者不再需要精通运作平台内部的资源管理与相关的通讯协议，只需专注于服务运作的逻辑(Logic)；同样地，运作平台提供者只要发展制作一套效能良好的运作平台，就具备了无穷的市场潜力。
随着电信市场的逐渐开放，愈来愈多有兴趣的软件业者正积极寻找合于自身竞争优势的切入点。参考因特网蓬勃发展的成功经验，发现推动相关技术快速成长的主要因素就是开放性(Openness)；新世代网络也将延续此一概念，经由开放性应用程序接口提供标准的可程序化环境(Programmability)，使得网络电信服务提供者(Internet Telecommunication Service provider；ITSP)摆脱对网络系统业者的过分倚赖，并能缩短过去传统电信服务从提出概念至服务施行所需的时间，符合现今快速变化的用户需求。
接下来，我们介绍目前广受瞩目的两个标准化应用程序接口JAIN(Java APIs for Integrated Networks)与Parlay。
JAIN为针对整合多种异质网络环境所设计出的Open APIs
首先来看JAIN，它是针对整合多种异质网络环境所设计出的一系列开放应用程序接口(Open APIs)，但这些APIs必须运作在Java的作业平台之上。JAIN APIs规格制定是由一些参与Java Community社群的通讯厂商来研议，运用Java的技术，快速达到既定的目标。JAIN成立于1998年6月，原先名为Java Advanced Intelligent Network。
JAIN的宗旨是要提供新世代网络的服务可移植性(Service Portability)、网络融合(Network Convergence)，以及安全的网络存取(Secure Network Access)。所谓的服务可移植性，是说只要遵循共通的JAIN APIs，原先针对某一特定的网络或作业平台所开发的应用程序，可以不经修改直接地在另一网络或作业平台上执行。这将大大缩减了重新开发的时间和成本，也吸引更多的软件业者投入电信服务的开发，同时也让电信系统的整合者拥有较大的弹性，选择符合系统需求的产品。而网络融合则是着眼未来整合的网络，透过JAIN技术将加速融合电信与信息技术(Information Technology；IT)，使得原先各自独立的技术重新再利用，提供更具创意与效率的应用服务。至于安全的网络存取，则是为了提供一个安全的环境，允许任何人合法存取网络资源及开发应用服务，加速电信服务个人化的发展。
JAIN大致可分为两类的APIs(参见图4)，分别是协议APIs(Protocol APIs)与应用APIs(Application APIs)。协议APIs是为各式网络多种信令协议提供对应的APIs，像是TCAP、ISUP、INAP、SIP...等；另外，应用APIs则是为达到应用可移植性而设计，只要作业平台遵循相关的JAIN APIs，并具有支持相同服务的能力，就能使同一个应用程序在不同的运作平台上执行。另外特别要说明的，图4中的JAIN服务提供者应用程序接口(Service Provider API；SPA)，可视为Parlay API的Java版本。
Parlay应用程序接口是针对新世代电信服务而制定的Open Service API
至于Parlay API，它是针对新世代电信服务而制定的一套开放式服务应用程序接口(Open Service API)，它是由非营利组织Parlay Group所提出。
Parlay Group是在1998年4月成立的，它的技术目标是要针对各式异质的网络，像是PSTN传统电信网络、Wireless无线网络与IP因特网，提供单一的抽象服务控制接口。至于商业目标则是为网络电信服务开发者建置一个开放市场，允许小型软件业者也能参与开发电信服务，使得服务能更加快速地配合各家企业不同需求；同时也让网络系统业者藉由新颖服务的提供，增加网络使用费的营收。
Parlay API没有作业平台的限制，可运用在Windows NT、Java Virtual Machine或UNIX等计算机平台，而且能与大部份主要的中阶软件技术(Middleware)兼容，像是DCOM(Distributed Component Object Model)、CORBA(Common Object Request Broker Architecture)、Java RMI(Remote Method Invocation)等。
Parlay API(参见图5)提供的应用程序接口主要分为两部份：(1)框架界面(Framework Interfaces)：负责安全保密(Security)及管理(Manageability)，并提供支持服务(Supported Services)与服务属性(Service Properties)的探索(Discovery)；(2)服务接口(Service Interfaces)：包括话务控制、讯息处理(Messaging)及行动通讯(Mobility)等服务。
Parlay API强调的是它提供保密与网络安全性，透过认证、授权、资源管理等机制，对服务的开发与执行都有相当的保护，即使新开发的应用服务执行时发生问题，也不致于对其他已存在的服务有任何影响。而且Parlay API同时结合了IN与CTI(Computer Telephony Integration)所能提供的服务，兼具了延展性与可靠度，以及弹性的个别化服务(Customized Services)。
应用服务技术整合与运用
接下来，我们将探讨JAIN与Parlay这两个应用程序接口在Softswitch架构中相对扮演的角色，并透过简单的服务实例来说明Parlay如何与Softswitch架构上组件整合以提供服务。
JAIN APIs与Softswitch架构整合运用
首先，我们将探讨JAIN应用程序接口在Softswitch架构中相对扮演的角色。从JAIN APIs的架构(参见图4)，依据这些JAIN APIs的用途，我们可以将它们分别运用到新世代网络电信服务技术的四个阶层：
– 通讯协议接口(Protocol Interfaces)：针对各式网络上多种信号协议，提供相对应的JAIN APIs，像是TCAP、ISUP、INAP、SIP...等。
– 话务控制接口(Call Control Interfaces)：运用JCC(JAIN Call Control)与JCAT(JAIN Coordination And Transactions)两个标准接口，将各式网络下层的通讯协议加以抽象化，使得在开发话务控制组件时较为容易，不需再为下层使用不同的网络或通讯协议而有个别的考虑与设计。
– 服务逻辑接口(Service Logic Interfaces)：支持服务的测试与执行环境，制定JAIN SLEE(Service Logic Execution Environment)标准接口。
– 服务提供者存取接口(Service Provider Access Interfaces)：此为运用Java技术，参照Parlay API规格发展的标准接口JAIN SPA(先前被称为JAIN Parlay)，提供网络资源安全的存取机制。
经过前面的讨论，我们可以概略地将JAIN APIs技术运用到Softswitch架构上各组件的开发制作(参见图5)。从图上可以看出各API在组件中扮演的角色，其中与通讯协议相关的JAIN APIs分别散布在各个组件，像JAIN SIP会用在MGC与AS上，而JAIN MEGACO用在MGC、MG和MEGACO Phones上，至于JAIN TCAP、ISUP、INAP则用在Signaling Gateway；另外，话务控制的JCC就只存在与通话建立/控制相关的组件上(如MGC、AS、MG、MGCP/MEGACO Phones)；至于JAIN SPA与SLEE，则可运用在AS上，提供应用服务程序标准的接口。
从JAIN APIs在Softswitch架构中对应关系的分析，不但服务的发展者或提供者可以经由此一标准接口的建立，加速新颖服务的开发；而且相关通讯协议的开发厂商，也可设计符合标准APIs的通讯协议产品，扩大市场销售面；另外，Softswitch架构组件的开发者，也能寻求采用市场上支持JAIN APIs的通讯协议产品，缩短系统开发时程。
Parlay API与Softswitch架构整合运用
另外，我们将探讨Parlay应用程序接口在Softswitch架构中相对扮演的角色，并透过简单的服务实例来说明Parlay如何与Softswitch架构上组件整合以提供服务。
Parlay具备客户端-服务器(Client-Server)的架构，可分别称之为Parlay客户端(Client)与Parlay服务器(Server) (又称Parlay网关器)。将Parlay运用到Softswitch架构，我们可以概略地描绘出Parlay技术与Softswitch架构上各组件所组成之整合服务平台(如图7)，其中Parlay Server将会实作在应用服务器(Application Server；AS)上面。
运用Parlay API开发完成的应用服务程序，将会执行在Parlay Client之上，可以藉由DCOM、CORBA、Java RMI或独家自定的分布式技术，进行与Parlay Server的通讯，再透过Parlay Server提供的认证、授权、资源管理等机制，进而存取网络支持的服务。
参考图7中的服务平台，AS(或Parlay Server)若要使用Softswitch架构下各个组件资源，就需分别与MGC、媒体服务器(Media Server；MS)沟通，虽然它们之间的通讯协议仍在讨论阶段，尚无明确的结果；但为了说明的方便，考虑通话处理流程的完整性，在此我们假设这些通讯协议皆以SIP为基础；也就是，它们之间的沟通将透过SIP信息(Messages)进行。
接下来，我们将透过一个简单的应用服务实例，说明Parlay与Softswitch架构中各组件的相互运作模式(参见图8)。这是一个运用Parlay API设计的响铃叫醒服务(Wake Up Call Service)，需要该服务的使用者必须预先注册/预约(Register/ Subscribe)，指定拨接电话号码，并设定想要的叫醒时间；当预设时间到达，该项服务就开始执行拨接电话号码，此时使用者就会听到话机振铃，当他拿起话机接听，该服务随即播放预录语音，待播放完成即终止此一服务。
此应用服务程序将执行于Parlay Client之上，图8上标示的数字记录着通话流程进行的顺序，而数字旁文字批注代表组件之间的互动沟通讯息。这里要特别说明的是，位于图上Parlay Client与Parlay Server之间的这些批注，并非实际的Parlay API，而是将原始API加以精简方便说明。
另外，为使组件间的讯息传递运作方式更为清楚，我们将此服务处理流程的时序图(Sequence Diagram)绘出(参见图9)。在这个时序图上，我们可以看到一个Parlay应用服务的执行，需要Softswitch架构中各组件的相互配合，透过不同的通讯协议进行彼此间的信息沟通。
因特网电信系统的价值在于提供多样化且个人化的多媒体服务
未来的电信产业中，新世代网络技术能否成功的运用、广泛地为市场接受，进而取代现有传统电信PSTN网络，服务技术(Service Technology)将扮演着重要角色。因特网电信系统终将不再是以通话价格低廉取胜，而是在于它可以提供多样化且个人化的多媒体服务。即使将来新世代网络所支持的传输效能，未能达到现今PSTN网络提供的语音质量，我们仍然相信–未来新世代网络的电信用户会因为新增的功能与服务，而容许稍差的通话质量；就像是无线通讯网路的成功，就是使用者为了获得移动通讯的方便好处，而愿意接受较低的传输效能。
在这篇文章中，我们介绍了广受瞩目的两个标准化应用程序接口JAIN APIs与Parlay API，并讨论它们如何与新世代网络架构上组件整合以提供服务。透过这些标准接口，服务的开发不再需要了解系统内部软硬件架构，就能发展出新的电信服务，甚至可因应现今快速变化的用户需求，实时地提供新颖服务。
(本文作者现为工研院电通所因特网电信部课长。交通大学资讯工程博士，研究专长为无线通讯因特网技术、因特网电信、计算机电话整合、网络架构设计、图学理论及算法设计。目前负责工研院前瞻技术研究计划(3G IP Multimedia Service Control Technologies)，从事无线通讯之因特网多媒体服务与话务控制技术的研究。
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