3G時代現(xiàn)有移動智能網(wǎng)平臺演進
1 引言
移動智能網(wǎng)在目前移動通信技術(shù)的發(fā)展中以其能夠快速、靈活的提供多樣性的移動新業(yè)務而受到移動通信運營商的青睞，移動智能網(wǎng)在中國得到了大規(guī)模的部署。在眾多移動智能業(yè)務中，又以預付費（PPS）和虛擬專用網(wǎng)（VPN）這兩類業(yè)務居多。可以說，移動智能網(wǎng)已經(jīng)確立了其作為傳統(tǒng)移動語音增值業(yè)務領域的主流技術(shù)地位。
2009年1月7日，工信部為中國移動、中國電信和中國聯(lián)通發(fā)放3張第三代移動通信(3G)牌照，此舉標志著我國正式進入3G時代。在3G中，移動智能網(wǎng)作為核心網(wǎng)絡的重要組成部分，在提供增值業(yè)務方面將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。在建設3G移動智能網(wǎng)的過程中，繼承現(xiàn)有移動智能網(wǎng)龐大的網(wǎng)絡和眾多的業(yè)務，實現(xiàn)網(wǎng)絡和業(yè)務的平滑演進，對于擴大3G用戶基礎、保持業(yè)務提供的連續(xù)性以及節(jié)省建設投資都具有重大的意義。
2 智能網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)
移動網(wǎng)絡分為四層：接入層（BSC、RNC等網(wǎng)元）、核心層（MGW、GGSN等網(wǎng)元）、業(yè)務層（增值業(yè)務平臺等）和支撐層（網(wǎng)管、計費系統(tǒng)）。移動智能網(wǎng)平臺位于業(yè)務層，在核心網(wǎng)(包括交換網(wǎng)和承載網(wǎng))與后臺支撐計費系統(tǒng)/BOSS、網(wǎng)管系統(tǒng)之間。圖1描述了相關(guān)智能網(wǎng)應用協(xié)議結(jié)構(gòu)[1]（CAP、INAP、WIN和SIP等），智能網(wǎng)相關(guān)協(xié)議規(guī)范使智能網(wǎng)平臺獨立于底層網(wǎng)絡，排除了3G網(wǎng)絡規(guī)范版本和建設方式對移動智能網(wǎng)的影響。不同的協(xié)議版本定義了不同的網(wǎng)絡能力和接口，因此，智能網(wǎng)協(xié)議是現(xiàn)有移動智能網(wǎng)平臺演進的最重要依據(jù)。
圖1 智能網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)
(1) CAP協(xié)議
為了在移動通信系統(tǒng)中引入智能網(wǎng)，歐洲電信標準研究所（ETSI）于1997年在GSM Phase 2+上定義了CAMEL技術(shù)規(guī)范。CAMEL協(xié)議的特征是為用戶提供一種網(wǎng)絡無關(guān)的業(yè)務一致性。即使用戶不在其所歸屬的公共陸地移動網(wǎng)絡（HPLMN）中，作為一種手段，CAMEL協(xié)議也可以幫助網(wǎng)絡運營者向用戶提供特定的業(yè)務。CAP（CAMEL Application Part）是CAMEL的應用部分，描述了移動智能網(wǎng)中各個功能實體之間的標準通信規(guī)程。
現(xiàn)有GSM智能網(wǎng)遵循CAMEL2協(xié)議，而在建設3G的移動智能網(wǎng)的過程中運營商可以選擇當前版本，也可以選擇使用CAMEL3版本或更高版本，具體協(xié)議版本的選擇在本文第三節(jié)進行闡述。
(2) WIN協(xié)議
WIN(Wireless IN)無線智能網(wǎng)是CDMA 移動網(wǎng)中智能業(yè)務所采納的協(xié)議，在標準的WIN 協(xié)議中，不支持修改主叫顯示號碼，為了實現(xiàn)VPN 短號顯示，需要SCP 與SSP 做特殊配合。WIN 協(xié)議在移動網(wǎng)的漫游呼叫控制中應用成熟，在話音業(yè)務方面應用廣泛成熟，但是在多媒體、數(shù)據(jù)業(yè)務方面能力弱。
(3) INAP協(xié)議
INAP(IN Application Protocol )智能網(wǎng)應用協(xié)議，是固網(wǎng)傳統(tǒng)智能網(wǎng)所采用的協(xié)議。基于INAP 的固網(wǎng)VPN 業(yè)務在現(xiàn)網(wǎng)應用廣泛，成熟可靠。INAP 協(xié)議基于NO.7 信令，基于TDM 承載，穩(wěn)定性、安全性好，可維護性強，擴展性較SIP 協(xié)議差一些，而且在做業(yè)務時與SSP 結(jié)合較為緊密。INAP 協(xié)議在多方呼叫控制、支持數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務等方面較SIP 協(xié)議弱。
(4) SIP協(xié)議
SIP(Session Initiation Protocol)，是由IETF 制訂的因特網(wǎng)多媒體通信體系的核心協(xié)議，可用于建立、改變或者終止多媒體會話的應用層協(xié)議。SIP 協(xié)議靈活，多方呼叫控制能力強。在SIP 協(xié)議中，交互的雙方處于對等的位置，這樣AS 與核心網(wǎng)配合更為靈活；終端可以與AS 直接進行消息交互，終端的功能可以更為強大，便于實現(xiàn)更多的業(yè)務。SIP 協(xié)議基于TCP/IP，可以支持話音、數(shù)據(jù)、多媒體的融合業(yè)務。在ALL IP 的網(wǎng)絡趨勢下，SIP 協(xié)議是未來的發(fā)展趨勢，特別是在IMS 階段，為固定、移動融合在網(wǎng)絡層面的融合提供方便。同時，SIP 協(xié)議基于IP 網(wǎng)絡承載，對IP 網(wǎng)絡的穩(wěn)定性、安全性、可靠性要求較高。
3 預付費智能網(wǎng)平臺演進
預付費業(yè)務具有使用方便、易于進行成本控制等特點，越來越受到用戶的青睞，全球移動通信用戶中有60％以上用戶選擇預付費，預付費業(yè)務對各運營商的重要性不言而喻。
不同的預付費業(yè)務采用了不同的技術(shù)實現(xiàn)方案。語音預付費業(yè)務采用以智能網(wǎng)為基礎的技術(shù)方案，固網(wǎng)智能網(wǎng)采用INAP規(guī)范，移動智能網(wǎng)采用CAMEL規(guī)范或WIN規(guī)范。數(shù)據(jù)預付費業(yè)務則采用RADIUS協(xié)議進行預付費用戶的鑒權(quán)與計費。在3G時代，各種網(wǎng)絡技術(shù)不斷融合，提出了綜合智能網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)PSTN、GSM、CDMA、IP網(wǎng)中業(yè)務控制技術(shù)的互聯(lián)互通，支持綜合預付費業(yè)務。本文討論的預付費均指語音預付費業(yè)務。
(1)現(xiàn)階段預付費業(yè)務實現(xiàn)方式
現(xiàn)階段，預付費業(yè)務采用智能網(wǎng)系統(tǒng)或計費帳務系統(tǒng)實現(xiàn)，存在諸多缺陷，無法滿足3G時代預付費業(yè)務的發(fā)展。
采用智能網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)預付費業(yè)務，造成預付費用戶和后付費用戶這兩種用戶的業(yè)務支撐分布在智能網(wǎng)和計費帳務系統(tǒng)兩個系統(tǒng)中，帶來用戶資料分散，號碼資源浪費，計費、帳務管理功能受限，運營成本提高等問題，制約了支撐系統(tǒng)整體功能的提升，無法根據(jù)市場需求靈活地設置資費套餐。
采用計費帳務系統(tǒng)實現(xiàn)預付費業(yè)務，通過停復機的方式對用戶進行控制，計費系統(tǒng)實時采集到話單后，實時計費，實時扣費，發(fā)現(xiàn)用戶欠費則觸發(fā)停機處理。該方式是一種“準預付費”方式，解決了預付費/后付費融合絕大部分的業(yè)務需求，多業(yè)務統(tǒng)一余額管理，預付費/后付費交叉優(yōu)惠，統(tǒng)一的產(chǎn)品目錄和計費引擎，新業(yè)務快速開展等。但是該方式?jīng)]有介入到業(yè)務接續(xù)過程中，無法做到實時切斷，導致收入流失，無法做到實時在線計費，欠費風險較高。
上述兩種方式均難以支撐3G/IMS多媒體業(yè)務所需的復雜、實時、融合計費，需給出一種新的業(yè)務實現(xiàn)方案。
(2)在線計費系統(tǒng)實現(xiàn)預付費業(yè)務
為了克服目前預付費業(yè)務的弊端，業(yè)界提出了在線計費系統(tǒng)(OCS:Online Charging System)實現(xiàn)方案[2,3]，給出了具有開放性和通用性的實時計費系統(tǒng)框架，支持基于承載、會話和內(nèi)容事件的統(tǒng)一計費。這一框架將設備的話務控制功能與計費功能相分離，并建立了計費體制與會話/服務控制的直接交互，使計費完全參與到服務的使用過程中。在這樣的體系下，既可以利用獨立計費系統(tǒng)的強大能力以提供接近于準實時計費系統(tǒng)的靈活性，又可以利用參與使用過程的實時特性，將欠費成本降到最低。
在線計費是一種計費信息能夠?qū)崟r影響用戶服務供應的計費機制，要求計費系統(tǒng)能夠直接與服務控制網(wǎng)元實時交互。在線計費機制中，在使用業(yè)務之前，要求用戶的帳戶應該存入一定的余額，OCS會根據(jù)這些余額的多少來實時控制用戶是否可以使用業(yè)務資源，以及可使用業(yè)務資源的量是多少，從而對用戶進行了信用控制，降低了用戶的欠費風險。
(3)預付費智能網(wǎng)平臺演進
結(jié)合上述分析，現(xiàn)階段采用智能網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)預付費業(yè)務的運營商，在3G時代，待條件成熟后會采用OCS實現(xiàn)預付費業(yè)務，而現(xiàn)有的智能網(wǎng)平臺將剝離原有計費功能，作為OCS方案中的話務控制設備。
引入OCS后，智能網(wǎng)系統(tǒng)原有的業(yè)務處理和計費流程會發(fā)生相應改變，流程變更為：當智能網(wǎng)業(yè)務由SSP觸發(fā)到智能網(wǎng)系統(tǒng)后，智能網(wǎng)系統(tǒng)判斷該用戶是否為預付費用戶，若為預付費用戶則通過相關(guān)協(xié)議，向OCS發(fā)起鑒權(quán)請求，OCS根據(jù)余額分配策略，鎖定用戶帳戶中的部分余額(為了保證預付費用戶可以同時使用多種業(yè)務，不能將帳戶中的全部余額都鎖定)，OCS反算出用戶可以使用的業(yè)務量，將批價的結(jié)果發(fā)送給智能網(wǎng)系統(tǒng)，由SCP進行呼叫控制。圖2是引入OCS后的預付費智能網(wǎng)平臺話務控制信令流程發(fā)生變更的一個示例。
圖2 引入OCS后的智能網(wǎng)平臺話務控制信令流程變更
OCS系統(tǒng)建成后，語音預付費業(yè)務的遷移需待相關(guān)接口成熟后才能進行，建議3G發(fā)展初期，3G預付費采用CAMEL3或更高版本，2G預付費仍采用CAMEL2版本。原有智能網(wǎng)平臺升級，支持CAMEL3協(xié)議。這樣2G用戶能夠繼續(xù)使用原有的CAMEL2業(yè)務，3G用戶在3G網(wǎng)絡中能夠通過CAMEL3使用傳統(tǒng)業(yè)務和CAMEL3階段的新增業(yè)務，3G用戶在3G網(wǎng)絡之外的2G網(wǎng)絡上漫游時可作為2G用戶接入網(wǎng)絡，此時他們無法使用CAMEL3新增業(yè)務，但可以通過CAMEL2使用傳統(tǒng)業(yè)務。
當3G成熟且2G預付費用戶縮減到一定程度時，可考慮將傳統(tǒng)預付費業(yè)務全部遷移到OCS實現(xiàn)，原有智能網(wǎng)平臺可保留作為OCS方案中的話務控制設備。
4 VPN智能網(wǎng)平臺演進
各運營商在2002年左右推出虛擬專用網(wǎng)(VPN)業(yè)務，最初是面向集團客戶，簡化撥號方式，享受資費優(yōu)惠，增加集團客戶粘著度。VPN業(yè)務發(fā)展到現(xiàn)在，可以覆蓋所有用戶，近期某運營商提出“校園網(wǎng)”“集團網(wǎng)”“老鄉(xiāng)網(wǎng)”“親情網(wǎng)”“田園網(wǎng)”等五張網(wǎng)理念，用VPN業(yè)務將所有用戶覆蓋，進一步加強粘著度，提升競爭力。
在3G各類業(yè)務融合背景下，VPN業(yè)務最大的一個發(fā)展方向即提供綜合虛擬專用網(wǎng)業(yè)務(iVPN業(yè)務)，這也是電信重組背景下的一個迫切需求。該業(yè)務可以將分布在不同區(qū)域的固網(wǎng)用戶(PSTN、軟交換)、移動用戶組成一個邏輯專網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)用戶之間可以使用短號或真實碼聯(lián)系，iVPN成員網(wǎng)內(nèi)和網(wǎng)外呼叫可以享受靈活的資費策略。
根據(jù)智能網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)，移動VPN智能網(wǎng)采用CAMEL規(guī)范(G網(wǎng)智能網(wǎng)平臺)或WIN規(guī)范(C網(wǎng)智能網(wǎng)平臺)，固網(wǎng)智能網(wǎng)采用INAP規(guī)范。下面給出2種現(xiàn)有VPN智能網(wǎng)平臺演進方案：方案一仍維持現(xiàn)有移動網(wǎng)絡協(xié)議觸發(fā)方式現(xiàn)狀，存在話路迂回，是一種臨時方案；方案二升級現(xiàn)有VPN智能網(wǎng)平臺，增加固網(wǎng)INAP協(xié)議模塊，實現(xiàn)真正移動固網(wǎng)的融合。
（1）綜合VPN方案一
圖3是該方案的組網(wǎng)圖，圖中移動網(wǎng)絡以CDMA網(wǎng)為代表，GSM網(wǎng)絡類似。
圖3 綜合VPN平臺方案一
1）方案描述：
現(xiàn)有VPN智能網(wǎng)平臺維持現(xiàn)狀，通過該綜合VPN業(yè)務平臺承載所有VPN業(yè)務；C網(wǎng)用戶由各省MSC/GMSC通過WIN協(xié)議觸發(fā)；固網(wǎng)用戶由本省匯接局將呼叫送往本省GMSC通過WIN協(xié)議觸發(fā)。
2）方案配合要求
該方案固網(wǎng)本省匯接局需要做路由數(shù)據(jù)，從網(wǎng)通固網(wǎng)匯接局路由到GMSC。GMSC需要做數(shù)據(jù)按照接入碼觸發(fā)到綜合VPN平臺。
3）方案優(yōu)缺點
該方案優(yōu)點是通過固網(wǎng)匯接局到GMSC觸發(fā)綜合VPN平臺，不存在異廠家SSP、SCP通過INAP協(xié)議的對接問題，工程實施速度快。方案缺點是存在話路迂回，是一種臨時過渡方案。
（2）綜合VPN方案二
該方案升級現(xiàn)有移動VPN智能網(wǎng)平臺，增加INAP協(xié)議模塊，融合移動固網(wǎng)VPN業(yè)務。下圖是該方案的組網(wǎng)圖。
圖4 綜合VPN平臺方案二
1）方案描述：
該方案升級改造現(xiàn)有VPN智能網(wǎng)平臺，承載綜合VPN業(yè)務； C網(wǎng)用戶由各省MSC/GMSC通過WIN協(xié)議觸發(fā)；固網(wǎng)用戶由本省匯接局將呼叫送往長途大客戶軟交換，或者在長途局INAP觸發(fā)。
2）方案配合要求
需要在本省匯接局做接入碼路由數(shù)據(jù)，從本省匯接局路由到長途大客戶軟交換或者長途局。長途大客戶軟交換和長途局需要做數(shù)據(jù)按照接入碼觸發(fā)到綜合VPN平臺。
3）方案優(yōu)缺點
該方案優(yōu)點通過匯接局觸發(fā)綜合VPN平臺，不存在話路迂回。缺點是通過匯接局觸發(fā)綜合VPN平臺，存在異廠家SSP、SCP通過INAP協(xié)議的對接問題，工程實施速度較慢。
（3）融合組網(wǎng)建議
方案一無需升級現(xiàn)有VPN智能網(wǎng)平臺，不存在異廠家INAP協(xié)議的對接問題，工程實施速度快，但存在話路迂回，方案二則解決了話路迂回問題，但需升級現(xiàn)有智能網(wǎng)平臺，同時需解決異廠家INAP協(xié)議的對接問題。方案一是臨時過渡方案，方案二是最終方案。運營商若固網(wǎng)SSP和移動智能網(wǎng)平臺是同一廠家，可直接選用方案二。若運營商原有智能網(wǎng)平臺無法通過升級滿足需求，可以新建平臺支持融合VPN業(yè)務，工程組網(wǎng)同方案二，固網(wǎng)側(cè)采用現(xiàn)有的SSP 觸發(fā)iVPN 業(yè)務，SSP 由端局和關(guān)口局兼做。CDMA 側(cè)原有網(wǎng)絡通過端局MSC(GMSC)采用WIN 協(xié)議觸發(fā)，CDMA 軟交換網(wǎng)絡通過MSC Server 采用WIN 協(xié)議觸發(fā)?？紤]到SIP協(xié)議是將來的發(fā)展方向，建議新建平臺具備升級SIP 協(xié)議的功能，將來啟用SIP 協(xié)議時，再購買相應的licence。
5 結(jié)束語
移動智能網(wǎng)發(fā)展到今天，已經(jīng)成為了移動通信網(wǎng)絡中不可替代的網(wǎng)絡組成部分。在近來很長的一段時間內(nèi)，還會隨著底層網(wǎng)絡的發(fā)展而提供更好的業(yè)務。本文從智能網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了2類具有代表意義的智能網(wǎng)業(yè)務（PPS和VPN）在向3G演進過程中的變化和融合需求，針對業(yè)務特征，給出了相關(guān)移動智能網(wǎng)平臺演進方向。
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