電信網(wǎng)絡號碼攜帶路由優(yōu)化方案研究

葛善兵

【摘要】? ? 2019年11月底三大運營商正式在全國提供攜號轉網(wǎng)服務，目前服務網(wǎng)絡已運行一年之久，結合中國電信網(wǎng)絡維護現(xiàn)狀，及VoLTE核心網(wǎng)網(wǎng)絡建設的規(guī)模及成熟性，提出了電信CS域、固網(wǎng)IMS域攜號轉網(wǎng)路由優(yōu)化的方案，供電信運營商下一步網(wǎng)絡建設、規(guī)劃時參考借鑒。

【關鍵詞】? ? 號碼攜帶? ? 攜號轉網(wǎng)? ? SIP代理? ? RN

引言

號碼攜帶即攜號轉網(wǎng)，指用戶號碼保持不變，可自由選擇移動、電信、聯(lián)通等運營商及其提供的網(wǎng)絡服務，是工信部主導的一項惠民工程，于2019年11月底在全國正式對公眾開放。中國電信對應的網(wǎng)絡建設、改造工程隨之投入運營，隨著近半年來網(wǎng)絡發(fā)展，特別是VoLTE網(wǎng)絡建設規(guī)模持續(xù)加大，及中國電信網(wǎng)絡維護現(xiàn)狀，對CS域、固網(wǎng)IMS域攜號轉網(wǎng)路由優(yōu)化的時機趨于成熟，實現(xiàn)路由統(tǒng)一、查詢統(tǒng)一、簡化運維。

一、電信網(wǎng)絡攜號轉網(wǎng)路由方案現(xiàn)狀

在IMS呼叫流程中，S-CSCF處理完所有主叫業(yè)務，進入被叫流程的第一步是查詢ENUM，將被叫號碼格式從TEL URI轉為SIP URI。電信網(wǎng)絡利用這個流程，將NPDB內置在ENUM中，實現(xiàn)IMS域查詢NPDB。任何一個移動用戶號碼，必歸屬于電信VoLTE、電信C網(wǎng)、移動、聯(lián)通4種不同網(wǎng)絡，不同網(wǎng)絡不同域名，其SIP URI域名分別對應于：

“省份縮寫.ims.mnc011.mcc460.3gppnetwork.org”;

“長途字冠+區(qū)號.189.com，user=phone”;

“長途字冠+區(qū)號.139.com，user=phone”;

“長途字冠+區(qū)號.130.com，user=phone”。

大區(qū)ENUM存放VoLTE用戶和NP用戶數(shù)據(jù)，通過長匹配（完全匹配）檢索到VoLTE用戶和NP用戶，通過短匹配（部分匹配）檢索到非VoLTE用戶默認的歸屬網(wǎng)絡。大區(qū)ENUM作為NPDB，存放本大區(qū)全量NP用戶數(shù)據(jù)。

中國電信語音業(yè)務網(wǎng)絡分為VoLTE域、固網(wǎng)IMS域和CS域（C網(wǎng)、NGN、PSTN等），三個網(wǎng)絡對于攜號轉網(wǎng)路由的實現(xiàn)，各不相同。

1.1 VOLTE域路由方式

電信VoLTE網(wǎng)絡采取大區(qū)制，全國31省分別歸屬7個不同節(jié)點，VoLTE網(wǎng)絡在建設時，即采用了長途遠端入網(wǎng)的路由方式（按SIP URI域名解析到被叫ICSCF側），這為攜號轉網(wǎng)的實施預置了條件，VOLTE網(wǎng)絡的ENUM天然是NP數(shù)據(jù)庫，其路由方式如圖1所示。

VoLTE用戶發(fā)起呼叫，由其注冊的S-CSCF查詢ENUM/DNS，當被叫為大區(qū)內移動用戶時，主、被叫為同一大區(qū)ENUM/DNS;當被叫為其他大區(qū)移動用戶時，主叫歸屬大區(qū)ENUM/DNS通過一級ENUM/DNS遞歸查詢到被叫歸屬大區(qū)ENUM/DNS。如果被叫為VoLTE用戶（含攜入用戶）或固網(wǎng)IMS用戶，則直接域內互通;如果被叫為異網(wǎng)用戶（含攜出用戶、異網(wǎng)未攜帶用戶），呼叫由主叫注冊的SCSCF路由到被叫所在大區(qū)ICSCF，ICSCF再路由到MGCF，MGCF將號碼規(guī)整為0+區(qū)號+RN+號碼，送關口局。

1.2 固網(wǎng)IMS域路由方式

固網(wǎng)IMS呼叫移動號碼，由本省固網(wǎng)二級ENUM，通過一級ENUM遞歸到被叫歸屬大區(qū)VoLTE二級ENUM，獲取被叫NP信息，如下圖所示。

對于被叫異網(wǎng)移動號碼（含攜出用戶、異網(wǎng)未攜帶用戶），按ENUM查詢返回的SIP URL域名，在固網(wǎng)二級DNS上解析為被叫歸屬省固網(wǎng)ICSCF列表，由主叫固網(wǎng)SCSCF路由至被叫固網(wǎng)ICSCF，固網(wǎng)ICSCF再路由到MGCF，MGCF將號碼規(guī)整為0+區(qū)號+RN+號碼，送關口局。

1.3 CS域路由方式

CS域（含C網(wǎng)、NGN、PSTN用戶）在攜號轉網(wǎng)功能實現(xiàn)上，引入了SIP代理服務器，由其進行大區(qū)ENUM查詢，獲取被叫用戶NP信息，如下圖3所示。

CS域方案最為復雜，主叫CS域發(fā)起呼叫：

1）如果被叫為其它運營商擁有的號碼（139、130等等），省際長途的呼叫還需要經(jīng)過DC1長途網(wǎng)，到達被叫側后，經(jīng)過SIP代理服務器，進行ENUM查詢，獲取NP信息。如果被叫用戶未發(fā)生攜帶，由SIP代理服務器將號碼規(guī)整為0+區(qū)號+RN+號碼，送關口局，如圖3路徑一;如果被叫用戶為已攜入用戶，由SIP代理服務器在被叫號碼前插入錨定碼經(jīng)MGCF送入VoLTE域，如圖3路徑二。

2）如果被叫為電信運營商擁有的號碼（189、153等等），首先在主叫側查詢HLRe。如果被叫用戶未發(fā)生攜帶，且為C網(wǎng)用戶，直接路由到VMSCe落地，如圖3路徑三;如果被叫用戶未發(fā)生攜帶，且為VoLTE網(wǎng)用戶，呼叫由MSCe前插錨定碼經(jīng)MGCF到主叫側VoLTE ICSCF，主叫側VoLTE ICSCF查詢ENUM/DNS，最終在VOLTE域落地;如果被叫用戶發(fā)生了攜帶，呼叫由MSCe前插錨定碼經(jīng)MGCF到主叫側VoLTE ICSCF，主叫側VoLTE ICSCF查詢ENUM，獲取到NP信息，再根據(jù)SIP URL域名查詢DNS，解析到被叫側VoLTE ICSCF，被叫側VoLTE ICSCF再送給MGCF，MGCF將號碼規(guī)整為0+區(qū)號+RN+號碼，送關口局，如圖3路徑四。

二、現(xiàn)行路由方案對比分析

對于被叫異網(wǎng)用戶（含攜出用戶、異網(wǎng)未攜帶用戶），三種網(wǎng)絡采用了三種不同的路由方案，實現(xiàn)復雜，維護麻煩，且增加了故障點，主要體現(xiàn)為：

1）對于主叫VoLTE用戶，由主叫VoLTE SCSCF查詢大區(qū)ENUM后，通過被叫側VOLTE ICSCF出局;

2）對于主叫固網(wǎng)IMS用戶，由主叫固網(wǎng)SCSCF遞歸查詢大區(qū)ENUM后，通過被叫側歸屬省固網(wǎng)ICSCF出局。這個路由實現(xiàn)的難點是，需要在固網(wǎng)二級DNS上配置全國所有地市帶區(qū)號域名的SRV解析，解析到對應省固網(wǎng)ICSCF列表，如固網(wǎng)ICSCF有新增或變動，全國二級固網(wǎng)DNS都需要同步修改;

3）對于主叫CS域用戶，呼叫送至SIP代理服務器，由SIP代理服務器查詢大區(qū)ENUM，然后根據(jù)被叫號碼是否發(fā)生了攜轉，分別再送往VoLTE域或關口局。CS域這種路由方案，首先對現(xiàn)網(wǎng)原有路由進行了調整，串入了SIP代理服務器，增加了改造難度，另外也增加了建設成本和維護成本，還引入了新的故障點.另外省際長途呼叫，仍需要DC1網(wǎng)絡疏通，和當前推行的DC1退網(wǎng)計劃相悖。

三、路由優(yōu)化方案建議

電信網(wǎng)絡攜號轉網(wǎng)路由方案中，無論是VoLTE域，固網(wǎng)IMS域，還是CS域，實際上都是查詢的大區(qū)ENUM（NP庫），只是發(fā)起查詢的網(wǎng)元不一樣，查詢后出口不一樣。優(yōu)化后的路由方案建議如下圖所示：

保持不同網(wǎng)絡不同域名，發(fā)端查詢，受端入網(wǎng)的原則不變，調整后的路由方案中：

1）對于VoLTE域的查詢及路由保持不變，由主叫VoLTE SCSCF查詢大區(qū)ENUM后，送被叫VoLTE ICSCF，如果被叫是異網(wǎng)用戶，再由VoLTE ICSCF送MGCF，直至關口局;

2）對于固網(wǎng)IMS域的查詢，由主叫固網(wǎng) SCSCF查詢大區(qū)ENUM后，送被叫VoLTE ICSCF，如果被叫是異網(wǎng)用戶，再由VoLTE ICSCF送MGCF，直至關口局;

3）對于CS域的查詢，首先將呼叫送至MGCF，由MGCF再到VoLTE ICSCF，由VoLTE ICSCF查詢大區(qū)ENUM，如果被叫是異網(wǎng)用戶，呼叫會送至再由VoLTE ICSCF送MGCF，直至關口局;

該優(yōu)化方案，不再需要SIP代理服務器，固網(wǎng)二級DNS也不需要維護全國所有地市區(qū)號域名，統(tǒng)一由VoLTE ICSCF作為被叫側的出口，同時長途疏通通過VoLTE網(wǎng)絡進行，可加快DC1的退網(wǎng)計劃。

四、小結

綜上所述，優(yōu)化后的路由方案簡單統(tǒng)一，方便運維。該方案會增加VoLTE ICSCF負荷，需要對VoLTE ICSCF進行容量評估，但近兩年VoLTE網(wǎng)絡進行了集中建設擴容，且新增VoLTE ICSCF相對簡單，這一點應該不是瓶頸。該優(yōu)化方案建議運營商在后續(xù)網(wǎng)絡規(guī)劃時參考，可進一步評估。

參? 考? 文? 獻

[1]VoLTE用戶攜號轉網(wǎng)方案研究[J].張凝昊，彭莉.移動通信.2017（19）

[2]攜號轉網(wǎng)業(yè)務實現(xiàn)及組網(wǎng)規(guī)劃方案[J].霍紅萍，劉麗華，武紅然.科技風. 2019（28）

[3]攜號轉網(wǎng)IVPN業(yè)務實現(xiàn)方案研究[J].鄭清懷.電信技術.2019（S1）