基于CM-IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電話業(yè)務(wù)平臺多歸屬解決方案

趙瑞鋒

（中國移動通信集團山西有限公司 太原 030009）

1 背景

隨著電信重組和3G牌照的發(fā)放，各電信運營商加快了電信全業(yè)務(wù)運營的步伐，對于移動運營商來說，除了加強基于移動的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還需加強基于固定的語音、數(shù)據(jù)和多媒體等業(yè)務(wù)，早在2005年左右，中國移動山西公司未雨綢繆，借助“村村通”電話工程的政策環(huán)境，適時引進固定軟交換NGN開展固定電話業(yè)務(wù)，開展了全業(yè)務(wù)運營的探索和實踐，到目前，基于該項工程和此平臺，山西公司已開展了多項基于IP技術(shù)的語音、多媒體固話增值業(yè)務(wù)，形成了良好的市場格局和業(yè)務(wù)環(huán)境。并且2006年左右，由于固網(wǎng)業(yè)務(wù)開展的良好態(tài)勢，山西公司承擔(dān)了集團公司CM-IMS試驗網(wǎng)在山西現(xiàn)網(wǎng)的試驗和測試工作。

經(jīng)過幾年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和發(fā)展，業(yè)務(wù)網(wǎng)和核心網(wǎng)出現(xiàn)了多種網(wǎng)絡(luò)并存的局面，目前現(xiàn)網(wǎng)中存在GSM、NGN、IMS等多種制式、多家廠商的設(shè)備，業(yè)務(wù)網(wǎng)也存在多種技術(shù)承載的系統(tǒng)平臺，核心網(wǎng)存在建設(shè)和演進的實際局面，那么在保證已開展業(yè)務(wù)的延續(xù)性前提下，在技術(shù)層面和運營層面，開展和研究業(yè)務(wù)網(wǎng)平臺如何適應(yīng)多核心網(wǎng)接入和控制的工作，無疑是一件十分有意義的工作。鑒于此種背景，我們選取了一個承載語音增值業(yè)務(wù)的集團智能通業(yè)務(wù)平臺，研究和探討能同時兼容軟交換NGN、IMS等核心控制，在業(yè)務(wù)運營、計費營賬、信令和媒體接續(xù)等方面全面實現(xiàn)商用的解決方案。

2 集團智能通多核心網(wǎng)控制實現(xiàn)方案

本節(jié)對選取試點的業(yè)務(wù)平臺——集團智能通，從系統(tǒng)層面、技術(shù)架構(gòu)、承載的業(yè)務(wù)等方面作一個簡要的介紹，以及業(yè)務(wù)平臺過渡方案——實現(xiàn)雙網(wǎng)絡(luò)歸屬甚至多網(wǎng)絡(luò)歸屬技術(shù)上的可行性和理論支持，最后論述業(yè)務(wù)平臺如何在呼叫控制、業(yè)務(wù)運營和計費營賬等方面實現(xiàn)多核心網(wǎng)歸屬的商用。目前山西公司已試驗實現(xiàn)同時接入不同廠商的IMS核心網(wǎng)絡(luò)，本文為了敘述簡單，著重論述業(yè)務(wù)平臺同時接入NGN核心網(wǎng)和IMS核心網(wǎng)的雙網(wǎng)絡(luò)歸屬解決方案。

2.1 集團智能通業(yè)務(wù)平臺簡介

山西公司開展NGN固定電話業(yè)務(wù)的發(fā)展過程中，密切關(guān)注市場和用戶的需求，同時積極探索和開展在NGN這個核心平臺上附加高價值的產(chǎn)品和應(yīng)用，并且在建設(shè)系統(tǒng)平臺時，考慮新技術(shù)IMS和SIP協(xié)議的應(yīng)用，應(yīng)市場和集團客戶的需求，在2009年推出了集團智能通電話業(yè)務(wù)。

集團智能通業(yè)務(wù)是基于語音基本業(yè)務(wù)的語音類增值業(yè)務(wù)，用VoIP技術(shù)、軟交換核心控制技術(shù)，SIP信令控制協(xié)議，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用戶交換機（PBX）窄帶電路交換，面向企業(yè)、酒店、學(xué)校等集團客戶的電話業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)平臺架構(gòu)在核心網(wǎng)NGN上，采用業(yè)務(wù)與控制相分離，控制和承載相分離的CM-IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用SIP信令，由核心網(wǎng)完成信令控制和呼叫接續(xù)，集團智能通業(yè)務(wù)平臺實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯管理和控制，IP承載網(wǎng)完成媒體連接和用戶接入。業(yè)務(wù)平臺網(wǎng)絡(luò)整體方案如圖1所示。

2.1.1 業(yè)務(wù)功能

集團智能通業(yè)務(wù)是電信運營商針對中小型集團用戶（比如商務(wù)酒店、商務(wù)公寓，小型寫字樓，IT集團）提供的一項集中計費、實時結(jié)算的集團電話業(yè)務(wù)。集團客戶可以使用固定直線電話作為集團對外的統(tǒng)一引示號，集團內(nèi)部分機電話也是運營商的直線電話，通過集團智能通業(yè)務(wù)，在集團內(nèi)部實現(xiàn)VPN群組短號互撥和集團總機功能，同時提供集團的自助管理能力和運營商統(tǒng)一托管維護能力。集團智能通業(yè)務(wù)總體的業(yè)務(wù)特征如下。

（1）給集團提供總機（話務(wù)臺）功能，用戶撥入集團的總機（統(tǒng)一接入）號碼，可以通過集團的歡迎辭并做呼叫轉(zhuǎn)接等工作；

（2）給集團提供本地立即計費功能，集團能下載、處理本集團話單，并即時完成批價，供集團下屬成員（比如酒店房客，寫字樓內(nèi)的公司等）結(jié)算話費；

圖1 集團智能通平臺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

（3）給集團提供必要的電話補充功能，比如免打擾、叫醒服務(wù)、呼出限制、黑白名單、呼叫轉(zhuǎn)移、一號通等；

（4）給集團提供基于Web的管理界面，管理員可以通過Web界面進行自助管理，比如操作和管理集團話機和業(yè)務(wù)；

（5）給集團提供與集團信息化系統(tǒng)集成能力（ICT），通過與集團信息化系統(tǒng)的集成，集團用戶可以在原有信息化系統(tǒng)中實現(xiàn)集團電話維護管理和話務(wù)控制，包括話單批價、計費查詢與統(tǒng)計、呼叫權(quán)限設(shè)置、黑白名單設(shè)置、呼叫轉(zhuǎn)移業(yè)務(wù)設(shè)置、來電彈屏等話務(wù)控制功能，實現(xiàn)ICT融合業(yè)務(wù)功能。

2.1.2 平臺組成

集團智能通業(yè)務(wù)平臺由如下部分組成。

（1）AS應(yīng)用服務(wù)器：提供集團智能通業(yè)務(wù)邏輯和呼叫控制，是整個業(yè)務(wù)平臺的核心；

（2）SDP業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫：提供AS實時業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫；

（3）SMP和管理數(shù)據(jù)庫：提供管理功能和相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，包括網(wǎng)管接口、本地網(wǎng)管、話單存儲和接口等功能；

（4）Web服務(wù)器：提供集團自助管理的Web服務(wù)器；（5）INES服務(wù)器：提供對BOSS的開銷戶接口；（6）CMS3000：提供集團IVR和業(yè)務(wù)提示音等放音媒體功能。

2.2 多核心網(wǎng)控制的實現(xiàn)方案

實踐證明，推出集團智能通電話業(yè)務(wù)以后，該項業(yè)務(wù)易于部署，成本低廉，技術(shù)成熟，用戶反應(yīng)較好，有廣闊的發(fā)展前景。為了業(yè)務(wù)的延續(xù)性和平臺適應(yīng)核心網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和演進，我們必須要解決業(yè)務(wù)平臺能接入IMS核心網(wǎng)絡(luò)。

本節(jié)詳細論述業(yè)務(wù)平臺如何在信令層面呼叫接續(xù)、計費和營賬等方面實現(xiàn)雙歸屬。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，與原來相比只需增加物理路由到IMS核心網(wǎng)方向，如圖1所示。不同廠家IMS核心網(wǎng)接入只需增加業(yè)務(wù)平臺到新增核心網(wǎng)的物理路由，業(yè)務(wù)平臺增加相應(yīng)的賬戶，業(yè)務(wù)放號有BOSS來根據(jù)號段區(qū)分不同的核心網(wǎng)方向。為了簡單敘述，本文主要以雙核心網(wǎng)實現(xiàn)來論述。

2.2.1 總體方案

總體上，支持雙核心網(wǎng)歸屬的方案分為兩個主要部分：一部分是對集團智能通業(yè)務(wù)的升級，使之同時支持NGN和IMS；另一部分是采用NGN和IMS分別觸發(fā)的方式，不會形成話路迂回。

首先需要將集團智能通業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器（AS，Application Serve）升級為融合應(yīng)用服務(wù)器（CAS，Convergent Application Server），使 之 同 時 支 持NGN網(wǎng)絡(luò)和IMS網(wǎng)絡(luò)。只需新增一個對應(yīng)于IMS的SIP協(xié)議棧，以支持IMS ISC信令的接入，而業(yè)務(wù)邏輯統(tǒng)一由后臺提供，實現(xiàn)IMS終端和NGN終端統(tǒng)一組網(wǎng)集團電話。由于NGN和IMS網(wǎng)絡(luò)均采用SIP信令，且兩者的SIP信令在業(yè)務(wù)處理能力的支持上是一致的，因此集團智能通業(yè)務(wù)擴展到IMS后，其業(yè)務(wù)能力不受影響。

其次NGN和IMS核心網(wǎng)分別設(shè)置自己的業(yè)務(wù)觸發(fā)點，雙方各自維護自己的用戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)觸發(fā)數(shù)據(jù)，無需考慮對方的數(shù)據(jù)。這種方式可以最大的簡化對核心網(wǎng)的影響，同時可以避免話路迂回，減少雙歸屬后帶來的核心網(wǎng)設(shè)備額外的處理負擔(dān)和網(wǎng)絡(luò)的傳輸負擔(dān)，特別是可能產(chǎn)生的RTP話路迂回，方案整體邏輯如圖2所示。

本方案的明顯優(yōu)勢如下。

（1）對現(xiàn)網(wǎng)已有設(shè)備進行平滑演進和升級，保護已有投資;

（2）業(yè)務(wù)邏輯、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)接口、計費話單、網(wǎng)管都保持現(xiàn)有方式不變；

（3）對現(xiàn)有業(yè)務(wù)能力不會產(chǎn)生影響，已有的業(yè)務(wù)功能在IMS都能實現(xiàn)；

（4）統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)，對用戶自助管理界面沒有影響，業(yè)務(wù)平臺開銷戶接口和方式不變，只需新增網(wǎng)絡(luò)類型和交換設(shè)備標(biāo)記字段；

（5）業(yè)務(wù)各自觸發(fā)，最大簡化對核心網(wǎng)設(shè)備的影響，也不會產(chǎn)生話路迂回。

圖2 雙核心網(wǎng)控制整體邏輯方案

需要現(xiàn)網(wǎng)的支持如下。

（1）集團智能通業(yè)務(wù)平臺新增IMS SIP協(xié)議棧，支持IMS的ISC接口，現(xiàn)網(wǎng)平臺需要業(yè)務(wù)升級；

（2）打通IMS網(wǎng)絡(luò)與集團智能通業(yè)務(wù)平臺的路由，保障IMS SIP信令和業(yè)務(wù)平臺互通；

（3）BOSS開銷戶要新增支持IMS HSS的操作，對于IMS下的用戶開銷戶，需要在HSS增加和刪除數(shù)據(jù)，同時需要告訴業(yè)務(wù)平臺用戶屬于哪個網(wǎng)絡(luò)哪個交換設(shè)備。

2.2.2 路由和呼叫控制方案

對于雙核心網(wǎng)歸屬方案，首先要考慮的是在網(wǎng)絡(luò)和路由尋址以及呼叫信令方面要解決業(yè)務(wù)觸發(fā)能同時到達IMS和NGN。

由于采用的是核心網(wǎng)分別觸發(fā)的方式，NGN和IMS核心網(wǎng)的處理非常簡單，只需要關(guān)心自己網(wǎng)絡(luò)下用戶的路由和觸發(fā)，對核心網(wǎng)沒有任何其它額外要求。對于業(yè)務(wù)平臺也沒有特殊需求，業(yè)務(wù)平臺繼續(xù)保持原來的處理方式，當(dāng)處理完成后將呼叫返回觸發(fā)業(yè)務(wù)的交換設(shè)備（即從哪里來回哪里去）。

（1）對于NGN下的用戶，其用戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)觸發(fā)數(shù)據(jù)都保存于SDC中，MGC在收到呼叫請求時，通過查詢SDC獲知是否需要觸發(fā)業(yè)務(wù)，以及觸發(fā)主叫或者被叫業(yè)務(wù)；

（2）對于IMS下的用戶，其用戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)觸發(fā)數(shù)據(jù)保存于HSS中，CSCF在收到呼叫請求時，通過查詢HSS獲知是否需要觸發(fā)業(yè)務(wù)，以及觸發(fā)主叫或者被叫業(yè)務(wù)；

（3）NGN和IMS之間用戶的短號互撥，首先要求兩個核心網(wǎng)互通（這與業(yè)務(wù)平臺無關(guān)），然后主叫業(yè)務(wù)由主叫網(wǎng)絡(luò)的交換設(shè)備觸發(fā)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)平臺處理完主叫流程后將呼叫返回主叫網(wǎng)絡(luò)的交換設(shè)備，由主叫網(wǎng)絡(luò)的交換設(shè)備將呼叫路由到被叫網(wǎng)絡(luò)，再由被叫網(wǎng)絡(luò)的交換設(shè)備觸發(fā)被叫業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)平臺處理被叫業(yè)務(wù)流程后將呼叫返回，由被叫網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備接續(xù)被叫電話；

（4）對于平臺主動發(fā)起的外呼呼叫（比如叫醒業(yè)務(wù)和點擊撥號業(yè)務(wù)），需要主動尋址網(wǎng)絡(luò)和交換設(shè)備，因此要求平臺能知道用戶所屬的網(wǎng)絡(luò)和交換設(shè)備，并將呼叫發(fā)給其歸屬網(wǎng)絡(luò)和交換設(shè)備。

下面以信令流程圖來說明雙歸屬前后信令和路由的變化。

雙歸屬前流程（NGN用戶短號互撥流程為例），如圖3所示。

雙歸屬后流程（以NGN用戶短號撥打IMS用戶流程為例），如圖4所示。

還有一種呼叫場景，就是AS主動發(fā)起的，比如叫醒服務(wù)等點擊撥號類外呼業(yè)務(wù)。在這種業(yè)務(wù)場景下，AS會根據(jù)叫醒號碼的交換屬性（NGN或IMS）來決定發(fā)給哪個核心網(wǎng)在接續(xù)過程中，核心網(wǎng)會將路由過程中的用戶狀態(tài)發(fā)回給AS。

以點擊撥號接續(xù)NGN主叫和IMS被叫流程為例來說明，如圖5所示。

（1）業(yè)務(wù)平臺首先向MGC發(fā)起主叫呼叫，業(yè)務(wù)平臺預(yù)先處理了主叫的流程，并在消息中標(biāo)記此信息，MGC收到后直接接續(xù)主叫用戶；

（2）主叫接續(xù)后，業(yè)務(wù)平臺接續(xù)被叫，依舊通過主叫歸屬的網(wǎng)絡(luò)和交換設(shè)備（MGC）來接續(xù)；

（3）MGC檢查被叫用戶是IMS用戶，將呼叫轉(zhuǎn)發(fā)給MGCF路由到IMS網(wǎng)絡(luò)的CSCF處理；

（4）CSCF檢查HSS觸發(fā)被叫業(yè)務(wù)，CSCF處理完被叫業(yè)務(wù)流程后，將呼叫返回CSCF落地，接續(xù)被叫號碼，完成點擊撥號呼叫。

叫醒服務(wù)的流程更為簡單，只需接續(xù)一方，即采用上述點擊撥號的主叫流程即可完成整個呼叫。因此，叫醒服務(wù)直接將呼叫發(fā)送到接續(xù)用戶號碼的歸屬網(wǎng)絡(luò)，點擊撥號將主被叫用戶的呼叫都發(fā)送到主叫用戶號碼的歸屬網(wǎng)絡(luò)。這種方式的好處是，AS不參與網(wǎng)絡(luò)路由，相關(guān)功能由網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備完成，職責(zé)明確，無需修改業(yè)務(wù)平臺、核心網(wǎng)設(shè)備，對計費也沒有影響。

圖3 單NGN核心網(wǎng)控制呼叫流程示例

2.2.3 計費和開銷戶方案

由于采用統(tǒng)一平臺方式，業(yè)務(wù)平臺實現(xiàn)雙網(wǎng)絡(luò)歸屬控制后，對于計費的影響非常少，而營賬方案也只需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況調(diào)整事務(wù)處理和消息字段，話單還由業(yè)務(wù)平臺出，原有的營賬開銷戶機制不變。

對于計費，只需新增幾個字段來說明用戶和話單的屬性即可，原有的計費傳送、保存等方案都不需要改變：業(yè)務(wù)平臺將實時的話單數(shù)據(jù)保存到文件中，由計費中心按照一定的時間間隔到業(yè)務(wù)平臺取話單數(shù)據(jù)，進行批價結(jié)算后做進一步的處理。平臺擴展到雙網(wǎng)絡(luò)后，需要在話單中新增一個字段以標(biāo)記話單用戶所歸屬的網(wǎng)絡(luò)（NGN或IMS），以便于計費中心識別用戶和區(qū)別計費。

對于營賬的開銷戶，需要修改BOSS的事務(wù)處理和新增字段BOSS到業(yè)務(wù)平臺開戶接口的字段以便開銷戶命令發(fā)送到相應(yīng)的核心網(wǎng)。事務(wù)方面，BOSS需要將分別面向NGN和IMS核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)操作統(tǒng)一到一個事務(wù)中處理，即一個開銷話流程BOSS要求能同時操作NGN、IMS、業(yè)務(wù)平臺和計費中心的數(shù)據(jù)。相比原來單網(wǎng)絡(luò)的NGN開戶流程中，BOSS只需要處理一個核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)。接口方面，BOSS需新增字段說明用戶的網(wǎng)絡(luò)屬性和交換設(shè)備屬性。

圖4 雙核心網(wǎng)控制NGN短號撥打IMS普通用戶呼叫流程

圖5 AS發(fā)起的點擊撥號呼叫流程

（1）集團開銷戶（維持不變）：需對業(yè)務(wù)平臺、計費中心發(fā)送指令；

（2）集團NGN分機用戶開銷戶：需對業(yè)務(wù)平臺、計費中心、NGN SDC發(fā)送指令；

（3）集團IMS分機用戶開銷戶：需對業(yè)務(wù)平臺、計費中心、IMS HSS發(fā)送指令；

（4）BOSS對分機用戶的開銷戶（需要新增網(wǎng)絡(luò)類型nettype和交換設(shè)備標(biāo)記softSwitchGroupId）兩個字段，用以說明用戶屬性，同時界面需要新增相應(yīng)用戶屬性選項。

2.2.4 業(yè)務(wù)運營方案

由于方案采用統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯，因此集團用戶的業(yè)務(wù)屬性和用戶屬性都沒有變化，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)也沒有任何變化，原有的Web界面完全可保持不變，用戶感覺不到任何的區(qū)別。

另外，在界面上新增一個用戶類型標(biāo)記（IMS或NGN），可以為集團管理提供更加便利和清晰的界面。

3 業(yè)務(wù)域?qū)用嫜葸M建議

在通信行業(yè)全業(yè)務(wù)運營的背景下，市場環(huán)境競爭格局加劇，原來單一經(jīng)營固定通信或移動通信的運營商加快了探索和實踐固定移動融合，從通信運營的技術(shù)路線來看，固定移動融合可以在用戶終端、接入層面、業(yè)務(wù)層面和核心控制4個層面展開工作，其中業(yè)務(wù)層面應(yīng)該先行。

那么業(yè)務(wù)層面融合演進中需要注意和解決哪些課題呢，作者認(rèn)為必須要考慮以下幾個方面。

（1）在引進和建設(shè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)時，要注意可擴展性，在電氣特性，物理接口，以及應(yīng)用和通信協(xié)議接口方面要遵循國際、國內(nèi)以及集團公司的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以及較強的對其它系統(tǒng)的協(xié)議支持能力；比如說支持SIP、CAP、IP、ISUP、ISC、Diameter等協(xié)議；

（2）業(yè)務(wù)系統(tǒng)融合和演進，需要在業(yè)務(wù)開銷戶運營、營賬計費、尋址信令控制等方面提供全面的解決方案，原則就是融合和演進是一個可以商用化的產(chǎn)品，是可以面向市場和用戶推出的業(yè)務(wù)，簡單的來說就是融合和演進必須要實現(xiàn)“可管理、可計費、可運營”；

（3）在整合和提升現(xiàn)有業(yè)務(wù)平臺時，需要注意與其它業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)平臺的關(guān)系，在向用戶提供業(yè)務(wù)和服務(wù)時，應(yīng)針對行業(yè)客戶和集團客戶，從單一產(chǎn)品向提供集成的綜合的信息化解決方案轉(zhuǎn)變。