3G時(shí)代現有移動(dòng)智能網(wǎng)平臺演進(jìn)

3G時(shí)代現有移動(dòng)智能網(wǎng)平臺演進(jìn)

從智能網(wǎng)協(xié)議結構出發(fā)，對目前2類(lèi)重要移動(dòng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)(預付費業(yè)務(wù)和虛擬專(zhuān)用網(wǎng)業(yè)務(wù))在3G時(shí)代如何演進(jìn)進(jìn)行了分析，給出運營(yíng)商移動(dòng)智能網(wǎng)平臺向3G演進(jìn)的建設建議。
【關(guān)鍵詞】 3G 移動(dòng)智能網(wǎng) 演進(jìn) PPS VPN

1 引言
在目前移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展中，智能網(wǎng)以其能夠快速、靈活的提供多樣性的移動(dòng)新業(yè)務(wù)而受到移動(dòng)通信運營(yíng)商的青睞，移動(dòng)智能網(wǎng)在中國得到了大規模的部署。在眾多移動(dòng)智能業(yè)務(wù)中，又以預付費（PPS）和虛擬專(zhuān)用網(wǎng)（VPN）這兩類(lèi)業(yè)務(wù)居多?？梢哉f(shuō)，移動(dòng)智能網(wǎng)已經(jīng)確立了其作為傳統移動(dòng)語(yǔ)音增值業(yè)務(wù)領(lǐng)域的主流技術(shù)地位。
2009年1月7日，工信部為中國移動(dòng)、中國電信和中國聯(lián)通發(fā)放3張第三代移動(dòng)通信(3G)牌照，此舉標志著(zhù)我國正式進(jìn)入3G時(shí)代。在3G中，移動(dòng)智能網(wǎng)作為核心網(wǎng)絡(luò )的重要組成部分，在提供增值業(yè)務(wù)方面將繼續發(fā)揮重要的作用。在建設3G移動(dòng)智能網(wǎng)的過(guò)程中，繼承現有移動(dòng)智能網(wǎng)龐大的網(wǎng)絡(luò )和眾多的業(yè)務(wù)，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)的平滑演進(jìn)，對于擴大3G用戶(hù)基礎、保持業(yè)務(wù)提供的連續性以及節省建設投資都具有重大的意義。
本文主要分析兩類(lèi)主要智能網(wǎng)業(yè)務(wù)（PPS和VPN）在3G融合時(shí)代的發(fā)展演進(jìn)，提出相應智能網(wǎng)平臺如何演進(jìn)以適應3G時(shí)代智能業(yè)務(wù)開(kāi)展。本文首先介紹了智能網(wǎng)協(xié)議，接著(zhù)對智能網(wǎng)預付費平臺和虛擬專(zhuān)用網(wǎng)平臺分別進(jìn)行演進(jìn)分析，給出相應平臺演進(jìn)建議。

2 智能網(wǎng)協(xié)議結構
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )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(wù)層（增值業(yè)務(wù)平臺等）和支撐層（網(wǎng)管、計費系統）。移動(dòng)智能網(wǎng)平臺位于業(yè)務(wù)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/BOSS、網(wǎng)管系統之間。圖1描述了相關(guān)智能網(wǎng)應用協(xié)議結構[1]（CAP、INAP、WIN和SIP等），智能網(wǎng)相關(guān)協(xié)議規范使智能網(wǎng)平臺獨立于底層網(wǎng)絡(luò )，排除了3G網(wǎng)絡(luò )規范版本和建設方式對移動(dòng)智能網(wǎng)的影響。不同的協(xié)議版本定義了不同的網(wǎng)絡(luò )能力和接口，因此，智能網(wǎng)協(xié)議是現有移動(dòng)智能網(wǎng)平臺演進(jìn)的最重要依據。

圖1 智能網(wǎng)協(xié)議結構
(1) CAP協(xié)議
為了在移動(dòng)通信系統中引入智能網(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)規范。CAMEL協(xié)議的特征是為用戶(hù)提供一種網(wǎng)絡(luò )無(wú)關(guān)的業(yè)務(wù)一致性。即使用戶(hù)不在其所歸屬的公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )（HPLMN）中，作為一種手段，CAMEL協(xié)議也可以幫助網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)者向用戶(hù)提供特定的業(yè)務(wù)。CAP（CAMEL Application Part）是CAMEL的應用部分，描述了移動(dòng)智能網(wǎng)中各個(gè)功能實(shí)體之間的標準通信規程。
現有GSM智能網(wǎng)遵循CAMEL2協(xié)議，而在建設3G的移動(dòng)智能網(wǎng)的過(guò)程中運營(yíng)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進(jìn)行闡述。
(2) WIN協(xié)議
WIN(Wireless IN)無(wú)線(xiàn)智能網(wǎng)是CDMA 移動(dòng)網(wǎng)中智能業(yè)務(wù)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(shí)現VPN 短號顯示，需要SCP 與SSP 做特殊配合。WIN 協(xié)議在移動(dòng)網(wǎng)的漫游呼叫控制中應用成熟，在話(huà)音業(yè)務(wù)方面應用廣泛成熟，但是在多媒體、數據業(yè)務(wù)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)傳統智能網(wǎng)所采用的協(xié)議?；贗NAP 的固網(wǎng)VPN 業(yè)務(wù)在現網(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(wù)時(shí)與SSP 結合較為緊密。INAP 協(xié)議在多方呼叫控制、支持數據、多媒體業(yè)務(wù)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(huì )話(huà)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(jìn)行消息交互，終端的功能可以更為強大，便于實(shí)現更多的業(yè)務(wù)。SIP 協(xié)議基于TCP/IP，可以支持話(huà)音、數據、多媒體的融合業(yè)務(wù)。在A(yíng)LL IP 的網(wǎng)絡(luò )趨勢下，SIP 協(xié)議是未來(lái)的發(fā)展趨勢，特別是在IMS 階段，為固定、移動(dòng)融合在網(wǎng)絡(luò )層面的融合提供方便。同時(shí)，SIP 協(xié)議基于IP 網(wǎng)絡(luò )承載，對IP 網(wǎng)絡(luò )的穩定性、安全性、可靠性要求較高。

3 預付費智能網(wǎng)平臺演進(jìn)
預付費業(yè)務(wù)具有使用方便、易于進(jìn)行成本控制等特點(diǎn)，越來(lái)越受到用戶(hù)的青睞，全球移動(dòng)通信用戶(hù)中有60％以上用戶(hù)選擇預付費，預付費業(yè)務(wù)對各運營(yíng)商的重要性不言而喻。
不同的預付費業(yè)務(wù)采用了不同的技術(shù)實(shí)現方案。語(yǔ)音預付費業(yè)務(wù)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規范，移動(dòng)智能網(wǎng)采用CAMEL規范或WIN規范。數據預付費業(yè)務(wù)則采用RADIUS協(xié)議進(jìn)行預付費用戶(hù)的鑒權與計費。在3G時(shí)代，各種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)不斷融合，提出了綜合智能網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現PSTN、GSM、CDMA、IP網(wǎng)中業(yè)務(wù)控制技術(shù)的互聯(lián)互通，支持綜合預付費業(yè)務(wù)。本文討論的預付費均指語(yǔ)音預付費業(yè)務(wù)。
(1)現階段預付費業(yè)務(wù)實(shí)現方式
現階段，預付費業(yè)務(wù)采用智能網(wǎng)系統或計費帳務(wù)系統實(shí)現，存在諸多缺陷，無(wú)法滿(mǎn)足3G時(shí)代預付費業(yè)務(wù)的發(fā)展。
采用智能網(wǎng)系統實(shí)現預付費業(yè)務(wù)，造成預付費用戶(hù)和后付費用戶(hù)這兩種用戶(hù)的業(yè)務(wù)支撐分布在智能網(wǎng)和計費帳務(wù)系統兩個(gè)系統中，帶來(lái)用戶(hù)資料分散，號碼資源浪費，計費、帳務(wù)管理功能受限，運營(yíng)成本提高等問(wèn)題，制約了支撐系統整體功能的提升，無(wú)法根據市場(chǎng)需求靈活地設置資費套餐。
采用計費帳務(wù)系統實(shí)現預付費業(yè)務(wù)，通過(guò)停復機的方式對用戶(hù)進(jìn)行控制，計費系統實(shí)時(shí)采集到話(huà)單后，實(shí)時(shí)計費，實(shí)時(shí)扣費，發(fā)現用戶(hù)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(wù)需求，多業(yè)務(wù)統一余額管理，預付費/后付費交叉優(yōu)惠，統一的產(chǎn)品目錄和計費引擎，新業(yè)務(wù)快速開(kāi)展等。但是該方式?jīng)]有介入到業(yè)務(wù)接續過(guò)程中，無(wú)法做到實(shí)時(shí)切斷，導致收入流失，無(wú)法做到實(shí)時(shí)在線(xiàn)計費，欠費風(fēng)險較高。
上述兩種方式均難以支撐3G/IMS多媒體業(yè)務(wù)所需的復雜、實(shí)時(shí)、融合計費，需給出一種新的業(yè)務(wù)實(shí)現方案。
(2)在線(xiàn)計費系統實(shí)現預付費業(yè)務(wù)
為了克服目前預付費業(yè)務(wù)的弊端，業(yè)界提出了在線(xiàn)計費系統(OCS:Online Charging System)實(shí)現方案[2,3]，給出了具有開(kāi)放性和通用性的實(shí)時(shí)計費系統框架，支持基于承載、會(huì )話(huà)和內容事件的統一計費。這一框架將設備的話(huà)務(wù)控制功能與計費功能相分離，并建立了計費體制與會(huì )話(huà)/服務(wù)控制的直接交互，使計費完全參與到服務(wù)的使用過(guò)程中。在這樣的體系下，既可以利用獨立計費系統的強大能力以提供接近于準實(shí)時(shí)計費系統的靈活性，又可以利用參與使用過(guò)程的實(shí)時(shí)特性，將欠費成本降到最低。
在線(xiàn)計費是一種計費信息能夠實(shí)時(shí)影響用戶(hù)服務(wù)供應的計費機制，要求計費系統能夠直接與服務(wù)控制網(wǎng)元實(shí)時(shí)交互。在線(xiàn)計費機制中，在使用業(yè)務(wù)之前，要求用戶(hù)的帳戶(hù)應該存入一定的余額，OCS會(huì )根據這些余額的多少來(lái)實(shí)時(shí)控制用戶(hù)是否可以使用業(yè)務(wù)資源，以及可使用業(yè)務(wù)資源的量是多少，從而對用戶(hù)進(jìn)行了信用控制，降低了用戶(hù)的欠費風(fēng)險。
(3)預付費智能網(wǎng)平臺演進(jìn)
結合上述分析，現階段采用智能網(wǎng)系統實(shí)現預付費業(yè)務(wù)的運營(yíng)商，在3G時(shí)代，待條件成熟后會(huì )采用OCS實(shí)現預付費業(yè)務(wù)，而現有的智能網(wǎng)平臺將剝離原有計費功能，作為OCS方案中的話(huà)務(wù)控制設備。
引入OCS后，智能網(wǎng)系統原有的業(yè)務(wù)處理和計費流程會(huì )發(fā)生相應改變，流程變更為：當智能網(wǎng)業(yè)務(wù)由SSP觸發(fā)到智能網(wǎng)系統后，智能網(wǎng)系統判斷該用戶(hù)是否為預付費用戶(hù)，若為預付費用戶(hù)則通過(guò)相關(guān)協(xié)議，向OCS發(fā)起鑒權請求，OCS根據余額分配策略，鎖定用戶(hù)帳戶(hù)中的部分余額(為了保證預付費用戶(hù)可以同時(shí)使用多種業(yè)務(wù)，不能將帳戶(hù)中的全部余額都鎖定)，OCS反算出用戶(hù)可以使用的業(yè)務(wù)量，將批價(jià)的結果發(fā)送給智能網(wǎng)系統，由SCP進(jìn)行呼叫控制。圖2是引入OCS后的預付費智能網(wǎng)平臺話(huà)務(wù)控制信令流程發(fā)生變更的一個(gè)示例。

圖2 引入OCS后的智能網(wǎng)平臺話(huà)務(wù)控制信令流程變更
OCS系統建成后，語(yǔ)音預付費業(yè)務(wù)的遷移需待相關(guān)接口成熟后才能進(jìn)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(hù)能夠繼續使用原有的CAMEL2業(yè)務(wù)，3G用戶(hù)在3G網(wǎng)絡(luò )中能夠通過(guò)CAMEL3使用傳統業(yè)務(wù)和CAMEL3階段的新增業(yè)務(wù)，3G用戶(hù)在3G網(wǎng)絡(luò )之外的2G網(wǎng)絡(luò )上漫游時(shí)可作為2G用戶(hù)接入網(wǎng)絡(luò )，此時(shí)他們無(wú)法使用CAMEL3新增業(yè)務(wù)，但可以通過(guò)CAMEL2使用傳統業(yè)務(wù)。
當3G成熟且2G預付費用戶(hù)縮減到一定程度時(shí)，可考慮將傳統預付費業(yè)務(wù)全部遷移到OCS實(shí)現，原有智能網(wǎng)平臺可保留作為OCS方案中的話(huà)務(wù)控制設備。

4 VPN智能網(wǎng)平臺演進(jìn)
各運營(yíng)商在2002年左右推出虛擬專(zhuān)用網(wǎng)(VPN)業(yè)務(wù)，最初是面向集團客戶(hù)，簡(jiǎn)化撥號方式，享受資費優(yōu)惠，增加集團客戶(hù)粘著(zhù)度。VPN業(yè)務(wù)發(fā)展到現在，可以覆蓋所有用戶(hù)，近期某運營(yíng)商提出“校園網(wǎng)”“集團網(wǎng)”“老鄉網(wǎng)”“親情網(wǎng)”“田園網(wǎng)”等五張網(wǎng)理念，用VPN業(yè)務(wù)將所有用戶(hù)覆蓋，進(jìn)一步加強粘著(zhù)度，提升競爭力。
在3G各類(lèi)業(yè)務(wù)融合背景下，VPN業(yè)務(wù)最大的一個(gè)發(fā)展方向即提供綜合虛擬專(zhuān)用網(wǎng)業(yè)務(wù)(iVPN業(yè)務(wù))，這也是電信重組背景下的一個(gè)迫切需求。該業(yè)務(wù)可以將分布在不同區域的固網(wǎng)用戶(hù)(PSTN、軟交換)、移動(dòng)用戶(hù)組成一個(gè)邏輯專(zhuān)網(wǎng)，網(wǎng)內用戶(hù)之間可以使用短號或真實(shí)碼聯(lián)系，iVPN成員網(wǎng)內和網(wǎng)外呼叫可以享受靈活的資費策略。
根據智能網(wǎng)協(xié)議結構，移動(dòng)VPN智能網(wǎng)采用CAMEL規范(G網(wǎng)智能網(wǎng)平臺)或WIN規范(C網(wǎng)智能網(wǎng)平臺)，固網(wǎng)智能網(wǎng)采用INAP規范。下面給出2種現有VPN智能網(wǎng)平臺演進(jìn)方案：方案一仍維持現有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議觸發(fā)方式現狀，存在話(huà)路迂回，是一種臨時(shí)方案；方案二升級現有VPN智能網(wǎng)平臺，增加固網(wǎng)INAP協(xié)議模塊，實(shí)現真正移動(dòng)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(dòng)網(wǎng)絡(luò )以CDMA網(wǎng)為代表，GSM網(wǎng)絡(luò )類(lèi)似。

圖3 綜合VPN平臺方案一
1）方案描述：
現有VPN智能網(wǎng)平臺維持現狀，通過(guò)該綜合VPN業(yè)務(wù)平臺承載所有VPN業(yè)務(wù)；C網(wǎng)用戶(hù)由各省MSC/GMSC通過(guò)WIN協(xié)議觸發(fā)；固網(wǎng)用戶(hù)由本省匯接局將呼叫送往本省GMSC通過(guò)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據，從網(wǎng)通固網(wǎng)匯接局路由到GMSC。GMSC需要做數據按照接入碼觸發(fā)到綜合VPN平臺。
3）方案優(yōu)缺點(diǎn)
該方案優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)固網(wǎng)匯接局到GMSC觸發(fā)綜合VPN平臺，不存在異廠(chǎng)家SSP、SCP通過(guò)INAP協(xié)議的對接問(wèn)題，工程實(shí)施速度快。方案缺點(diǎn)是存在話(huà)路迂回，是一種臨時(shí)過(guò)渡方案。
（2）綜合VPN方案二
該方案升級現有移動(dòng)VPN智能網(wǎng)平臺，增加INAP協(xié)議模塊，融合移動(dòng)固網(wǎng)VPN業(yè)務(wù)。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：
該方案升級改造現有VPN智能網(wǎng)平臺，承載綜合VPN業(yè)務(wù)； C網(wǎng)用戶(hù)由各省MSC/GMSC通過(guò)WIN協(xié)議觸發(fā)；固網(wǎng)用戶(hù)由本省匯接局將呼叫送往長(cháng)途大客戶(hù)軟交換，或者在長(cháng)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據，從本省匯接局路由到長(cháng)途大客戶(hù)軟交換或者長(cháng)途局。長(cháng)途大客戶(hù)軟交換和長(cháng)途局需要做數據按照接入碼觸發(fā)到綜合VPN平臺。
3）方案優(yōu)缺點(diǎn)
該方案優(yōu)點(diǎn)通過(guò)匯接局觸發(fā)綜合VPN平臺，不存在話(huà)路迂回。缺點(diǎn)是通過(guò)匯接局觸發(fā)綜合VPN平臺，存在異廠(chǎng)家SSP、SCP通過(guò)INAP協(xié)議的對接問(wèn)題，工程實(shí)施速度較慢。
（3）融合組網(wǎng)建議
方案一無(wú)需升級現有VPN智能網(wǎng)平臺，不存在異廠(chǎng)家INAP協(xié)議的對接問(wèn)題，工程實(shí)施速度快，但存在話(huà)路迂回，方案二則解決了話(huà)路迂回問(wèn)題，但需升級現有智能網(wǎng)平臺，同時(shí)需解決異廠(chǎng)家INAP協(xié)議的對接問(wèn)題。方案一是臨時(shí)過(guò)渡方案，方案二是最終方案。運營(yíng)商若固網(wǎng)SSP和移動(dòng)智能網(wǎng)平臺是同一廠(chǎng)家，可直接選用方案二。若運營(yíng)商原有智能網(wǎng)平臺無(wú)法通過(guò)升級滿(mǎn)足需求，可以新建平臺支持融合VPN業(yè)務(wù)，工程組網(wǎng)同方案二，固網(wǎng)側采用現有的SSP 觸發(fā)iVPN 業(yè)務(wù)，SSP 由端局和關(guān)口局兼做。CDMA 側原有網(wǎng)絡(luò )通過(guò)端局MSC(GMSC)采用WIN 協(xié)議觸發(fā)，CDMA 軟交換網(wǎng)絡(luò )通過(guò)MSC Server 采用WIN 協(xié)議觸發(fā)?？紤]到SIP協(xié)議是將來(lái)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(lái)啟用SIP 協(xié)議時(shí)，再購買(mǎi)相應的licence。
5 結束語(yǔ)
移動(dòng)智能網(wǎng)發(fā)展到今天，已經(jīng)成為了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中不可替代的網(wǎng)絡(luò )組成部分。在近來(lái)很長(cháng)的一段時(shí)間內，還會(huì )隨著(zhù)底層網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展而提供更好的業(yè)務(wù)。本文從智能網(wǎng)協(xié)議結構出發(fā)，分析了2類(lèi)具有代表意義的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)（PPS和VPN）在向3G演進(jìn)過(guò)程中的變化和融合需求，針對業(yè)務(wù)特征，給出了相關(guān)移動(dòng)智能網(wǎng)平臺演進(jìn)方向。