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关于号码携带业务选路技术方案的优缺点以及我国现场试验所确定的技术方案的介绍

2018年05月17日 10:53 次阅读

网间号码携带(NP:Number Portability)业务是指用户更换运营商但是用户号码保持不变。我国目前正在部分地市开展网间移动号码携带业务的现场试验工作。为了在号码携带后给用户提供更好的业务感受,现场试验阶段要求目前移动网常用的网间互联互通的业务在实现号码携带后也能够正常使用,包括语音业务、点对点短消息业务、点对点多媒体消息业务等。

由于实现号码携带后,用户的ISDN号码已经不能表示用户所在的网络,因此在一个提供号码携带的本地网内,运营商网络收到电话呼叫、短消息、多媒体消息时,需要查询号码携带数据库(NPDB)以确定被叫用户当前签约网络,并根据数据库返回的路由号码进行选路。

从号码携带业务选路技术的角度,有以下两个层面的技术问题需要我们考虑:

·哪个运营商负责查询号码携带数据库。实现号码携带之后,一个会话过程最多可能会经过三个运营商网络,包括主叫用户所在的发端运营商网络、被叫用户所在的受端运营商网络,还有可能经过被叫号码拥有网络。网间路由方案,即由哪个运营商负责查询数据库,这是我们需要考虑的第一个问题。

·如何查询号码携带数据库。运营商在网内查询号码携带数据库时,需要采用什么技术方案,是我们需要考虑的第二个问题。

本文将从以上两个层面,结合我国电信网络的实际情况,分析不同技术方案的优缺点,并介绍我国现场试验所确定的技术方案。

1 我国号码携带的网间路由方案

1.1不同路由方案的比较

国际上号码携带通常有两种网间路由方案,一个是发端运营商网络查询数据库,一个是被叫号码拥有的网络查询数据库。路由示意图分别如图l和图2所示。

关于号码携带业务选路技术方案的优缺点以及我国现场试验所确定的技术方案的介绍
图1 发端网络查询数据库

关于号码携带业务选路技术方案的优缺点以及我国现场试验所确定的技术方案的介绍
图2 被叫号码拥有网络查询数据厍

由图l可以看出,发端网络查询是指主叫用户所在运营商网络直接查询号码携带数据库,获得被叫用户的当前所在运营商的信息之后,直接将会话接续到被叫用户当前的签约网络,即受端运营商网络。受端运营商网络可能同发端运营商网络属于同一网络,也可能同被叫号码拥有网络属于同一网络,当然也可能是第三方运营商网络。

由图2可以看出,被叫号码拥有网络查询是指主叫用户所在运营商网络按照原有的路由,将会话接续到被叫号码拥有网络。被叫号码拥有网络负责查询号码携带数据库,获得被叫用户的当前所在运营商的信息之后,直接将会话接续到被叫用户当前的签约网络,即受端运营商网络。受端运营商网络可能同发端运营商网络属于同一网络,也可能同被叫号码拥有网络属于同一网络,当然也可能是第三方运营商网络。如果被叫用户是携入到发端运营商网络的用户,则受端运营商网络与发端运营商网络为同一运营商网络,就会产生路由迂回。

以上这两种路由方案的优缺点,许多国际组织都进行过理论上的比较。

发端网络查询相对于被叫号码拥有网络查询而言,最大的优点是避免了路由迂回和浪费网络资源。但是这种方案也有一定的缺点,由于对所有被叫号码(包括本网和他网号码)都要查询NPDB来确定其签约网络,因此如果携带用户比例较高,采用这种方式可以减少信令转接次数和接续时间,效率较高;反之,如果携带用户比例较低,这种方式会引起发端网络对NPDB的大量无效查询,因而效率较低。

被叫号码拥有网络查询方案适用于发端网络没有能力对NPDB发起查询的情况,包括发端网络是固网(假设只开展移动号码携带),或者是实施携带区域以外的网络等。如果携带用户比率很小,这种方式可以减少查询数据库的次数。但是用户携入到发端网络时,这种方案会产生路由迂回;而且对于被叫用户携带到第三方网络时,号码拥有网络也参与到呼叫转接过程,浪费网络资源。

我国网间移动号码携带现场试验期间在选取网间路由方案时,综合分析了我国现网各类业务的网间路由情况、现场试验期间的号码携带管理政策、我国现网网络架构等多方面的因素,权衡了各运营商的改造成本以及各种方案的利弊,最后分别确定了现场试验期间各类业务的路由方案。下面将分别按业务类别进行分析。

1.2 移动用户之间的语音业务

对于移动用户之间的语音业务,现场试验阶段确定采用发端运营商网络查询数据库的方式。

我国在确定语音业务的网间路由方案时,起初各运营商均持不同的意见。各家都分析了本运营商的网络情况、用户规模、网内网间呼叫的情况,分别提出了最适于本运营商的网间路由方案。

我国目前各运营商规模差距较大,对于用户规模较小的网络,他们更倾向于被叫号码拥有网络查询的方案。这主要是因为如果采用发端查询,所有的网间话务也都需要访问数据库,而且对于用户规模较小的运营商,网间话务占所有话务的比例非常大,因此新增的数据库查询量会比较大,网络改造量也相对较大。尤其对于实施单向号码携带的本地网,只允许携入不允许携出的运营商如果采用被叫号码拥有网络查询方案甚至可以不用建设NPDB,网络改造量相对较小。但是这种方案加重了携出运营商的负担,浪费了线路中继资源,增加了呼叫携出号码的拨号时延。

当然发端网络查询的优点也是显而易见的。大家公认发端网络查询可以减少路由迂回,不涉及号码拥有网络,不浪费线路中继资源,不会因为号码携带而增加呼叫携出号码的拨号时延,可以更好的保障对用户的服务质量,因此国际上绝大多数国家都采用了这种路由方式。

最后我们从我国整个通信行业进行了综合考虑,确定了采用发端网络查询的技术方案。这种方案对于我国将来在全国开展号码携带业务是非常有利的。

1.3 固定用户与移动用户之间的语音业务

对于固定用户到移动用户之间的语音业务,现场试验阶段确定采用被叫号码拥有网络查询数据库的方式。

前面我们已经分析过了两种路由方案的优缺点。但是由于我国现场试验阶段只进行移动用户的网间号码携带,为了不对固定网络产生影响,我们确定了采取被叫移动号码拥有网络查询的方式。

考虑到电信重组后我国各运营商均为全业务运营商,将来在各运营商建设了固定和移动综合关口局的情况下,也可以逐步转变为发端网络查询的方式,即发端固定网络将会话接续到本运营商的移动网络,由移动网络查询数据库之后,再进行接续,就可以减少路由迂回带来的负面效果。

1.4 点对点短消息业务

对于点对点短消息业务,现场试验阶段确定采用被叫号码拥有网络查询数据库的方式。

目前我国点对点短消息业务同电话业务的路南方式不完全相同,因此在选择技术方案时,需要综合考虑短消息业务的实际情况。方案应基于以下现状进行考虑:

·目前我国各运营商的短消息业务,短消息中心都是以省为单位设置,因此短消息中心所查询的NPDB至少应包含本省所有用户的NP数据。

·G网各SMSC之间不通信,即发端用户归属短消息中心可将短信下发到全国所有本网用户。C网各省SMSC之间互联,短消息经主叫用户归属短消息中心到被叫用户归属短消息中心,然后将短信下发到本省所有本网用户。

·网间短信都是采用发端入网的方式,即在主叫用户所在地就直接过网。

在以上背景下,我们对短消息业务的两种路由方案的网络改造量进行了详尽的分析。

(1)采用发端网络查询

由于要求发端网络查询,因此发端短消息中心(SMSC)需要对网内网间的所有短信都要查询被叫号码所在地的NPDB,网络改造要求如下:

·全网的SMSC都要改造,对于他网号码也要触发查询HER过程,不能直接发端过网。

·对于他网异地号码,发端SMSC为了能够查询异地的HLR或访问异地的NPDB,G网的信令网中要加上全国所有本网和他网用户号码的GT数据;C网信令网中要加上本省内所有本网和他网用户的GT数据。或者建设一个供全国所有SMSC查询的NPDB,该NPDB需要存有全国所有本地网的NP用户数据;但是如果携转用户比例比较高,对NPDB的容量要求将会比较大。

·对于SMSC、互联网关(IWGW)、信令转接点(STP):要求都能识别带路由号码(RN)前缀的被叫号码。

(2)采用被叫号码拥有网络查询

只需要对SMSC、IWGW、STP等设备改造,要求都能识别带RN前缀的被叫号码;被叫号码拥有网络SMSC需要对他网号码也要触发访问HLR的过程,其它仍然维持现有的SMSC访问HLR的流程,不需要额外的改造。

由此可见,对于短消息业务,发端网络查询方式的网络改造要求非常复杂,即使只在几个本地网开展号码携带,也需要对全网设备进行改造;而采用号码拥有网络查询对现网设备的改造很少,值得推荐。但是由此产生的路由迂回的问题也是不能避免的,而路由迂回带来的结算上的复杂性,也需要管制部门进行考虑。

也可以看到,如果将来在全国开展号码携带,实际上语音业务的改造,也已经完成了对全网的STP局数据配置,即在全网都增加了他网所有号段的GT翻译数据。所以发端查询比被叫号码用有网络查询所增加的改造量就可以忽略。那时候,我们应该考虑将短消息业务的路由方案改成发端网络查询的方式,就可以解决路由迂回及其带来的结算方面的问题。

1.5 点对点多媒体消息业务

移动用户之间的点对点多媒体消息业务,现场试验阶段确定了采用发端运营商网络查询数据库的方式。

在这个问题上,我国各运营商一开始就一致选择了发端查询的方式。这是由多媒体消息的业务路由决定的。

对于多媒体消息业务,主叫侧都需要访问ENUM DNS,以查询被叫用户的归属多媒体消息中心,而ENUM DNS都是全国集中设置的。所以如果采用发端网络查询,只需要改造或新建全网的ENUM DNS,使其具备NPDB相关功能就可以了。在现场试验阶段,该NPDB只需要存储试验地所有NP号码的NP信息。

2 我国运营商网内查询数据库的技术方案

目前运营商网内查询号码携带数据库的技术方式有很多,国际上通行的方案分为信令和智能网两种方式:

·智能网方式主要是通过交换节点访问NPDB,完成号码的翻译。目前移动刚络的MSC大都具有SSP的能力,因此智能网方式实现业务的关键点是由交换机分析用户所拨的号码,然后去数据库查询路由号码。

·信令方式主要是在现有的信令流程中,同时查询数据库并获取下一步的路由号码。可以在两个SP(可以是MSC、HLR、SMSC等)之间增加一个信令中继(SRF)的功能实体。串接在SP之间的SRF功能通常可以在STP实现,也可以在单独的物理实体中实现。

考虑到访问号码携带数据库是运营商网内的行为,不同的运营商采用不同的方案也可以不影响网间的通信要求,因此现场试验阶段,我国规定各运营商可以根据自己网内的情况自行选择访问数据库的技术方案。

通过对本网网络架构进行评估,并尽量减少对现网设备和信令网的改造,我国运营商基本上都采用了建设新的HLR设备,将NPDB内置在HLR设备中,并利用MSC(针对语音业务)、SMSC(针对点对点短消息业务)访问HLR的信令过程来实现对号码携带数据库的访问。从访问数据库的过程来看,我们可以把我国运营商选择的这种方案理解为一种特殊的信令方案,即SRF的功能内置在HLR设备中。多媒体消息业务已经明确采用MMSC访问EUNM DNS的过程查询NPDB,同样也可以理解为一种特殊的信令方案,但是业务逻辑比较简单,本文将不再重点分析,而是主要对我国运营商实现语音业务和短消息的方案进行介绍和分析。

2.1 电话业务

我国运营商语音业务访问NPDB的方案如下:将具有NPDB功能的SRF设备内置在HLR中,即对现有本网的HLR(用1表示)进行升级,内置本网携出用户的NPDB;另外新建HLR(用2表示),内置他网携入用户的NPDB。采用MSC查询HLR的过程触发查询NPDB。如果被叫为本网拥有的号码,按照NP之前的路由访问HLR(1),可以判断用户是否携出;如果被叫为他网号码,MSC需要直接访问HLR(2)判断用户是否携入。这种方案对于网络的改造要求如下:

·升级现有的HLR(1),使其具备NPDB功能。

·每个本地网需要新建一套HLR(2),并具备NPDB功能;

·需要修改HLR(1)和HLR(2)处理路由查询类的MAP信令的逻辑,对于被叫为他网签约用户的情况,要求能够返回RN+被叫用户号码作为漫游号码;

·相关网元设备需要识别指示运营商网络的路由码,对于网间呼叫,能够按照路由码的指示将呼叫接续到网间。

其中,对于HLR(1)的升级,也可以有两种实现方式。一种方案是,当本网用户携出之后,运营商直接修改现网HLR(1)的数据,将携出用户的漫游号码固定设置为RN+被叫用户号码。另一种方案,是由HLR(2)对用户原归属HLR(1)中的数据进行周期性位置更新,以保证该用户在被叫时,HLR(1)能够在不改变现有信令流程的情况下,实现对携出用户的正确路由。显而易见,前一种方案HLR(2)设备的功能相对比较简单,开发周期较短。但是每次有用户携出,都需要对HLR(1)中的用户数据进行改动,因此比较适合于现网HLR设备较少的网络。而后一种方案的NPDB功能实际上都在HLR(2)中实现,功能比较复杂,开发周期较长。HLR(1)只是利用原有的位置更新流程,不需要对现网的HLR(1)进行改动,因此比较适合于现网HLR设备较多的网络。这也是我国不同运营商目前分别选用了不同方案的一个重要理由。

2.2 短消息业务

同电话业务类似,短消息业务也是利用短消息业务过程中SMSC访问HLR的信令过程触发查询NPDB,以获得用户当前签约网络的信息,然后对短消息进行路由。

短消息业务的实现,应在语音业务对网络进行改造的基础上进行考虑。由于已经确定了短消息业务采用被叫号码拥有网络查询数据库的网间路由,因此,发端网络到被叫号码拥有网络的路由按照原有的路由方案不变。

被叫号码拥有网络的SMSC访问HLR(1)时,根据语音业务已经完成的配置,对于携出用户,HLR(1)中用户的受访无线移动局(VMSC)地址将被指向HLR(2);SMSC获得VMSC地址之后,将把短消息送往HLR(2),由HLR(2)在被叫号码前加RN,并通过互联网关转发到其他运营商。由此可见,在短消息业务中,HLR(2)除了需要模拟VMSC的功能之外,还要模拟短消息中心的功能,将短信转发给互联网关。对于携入用户,HLR(2)直接返回用户真实的VMSC地址,完成短消息的路由。

3 结语

号码携带的实施,虽然有多种技术方案可以实现,但是从我国确定现场试验技术方案的过程以及测试的过程中,我们也发现,任何一种方案都不是完美的,与运营商网络规模、网络架构、现有业务路由、用户规模、网间网内话务比例、号码携带的开放范围和开放政策都有非常密切的关系。任何一种方案都不可能同时满足所有运营商的要求,我们目前只能站在整个行业的角度,在对未来我国号码携带业务的开展范围尚未确定的前提下,暂时确定了一个试验阶段的技术方案。我们选择的这个方案未必是最好的。因此未来现场试验结束之后,我们还需要对改造成本、改造复杂度、用户反映等进行评估,根据实际情况,再考虑未来开展号码携带时的技术方案。

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