基于CM-IMS網絡架構的電話業務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牌照的發放，各電信運營商加快了電信全業務運營的步伐，對于移動運營商來說，除了加強基于移動的語音和數據業務，還需加強基于固定的語音、數據和多媒體等業務，早在2005年左右，中國移動山西公司未雨綢繆，借助“村村通”電話工程的政策環境，適時引進固定軟交換NGN開展固定電話業務，開展了全業務運營的探索和實踐，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技術的語音、多媒體固話增值業務，形成了良好的市場格局和業務環境。并且2006年左右，由于固網業務開展的良好態勢，山西公司承擔了集團公司CM-IMS試驗網在山西現網的試驗和測試工作。

經過幾年的網絡建設和發展，業務網和核心網出現了多種網絡并存的局面，目前現網中存在GSM、NGN、IMS等多種制式、多家廠商的設備，業務網也存在多種技術承載的系統平臺，核心網存在建設和演進的實際局面，那么在保證已開展業務的延續性前提下，在技術層面和運營層面，開展和研究業務網平臺如何適應多核心網接入和控制的工作，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務的集團智能通業務平臺，研究和探討能同時兼容軟交換NGN、IMS等核心控制，在業務運營、計費營賬、信令和媒體接續等方面全面實現商用的解決方案。

2 集團智能通多核心網控制實現方案

本節對選取試點的業務平臺——集團智能通，從系統層面、技術架構、承載的業務等方面作一個簡要的介紹，以及業務平臺過渡方案——實現雙網絡歸屬甚至多網絡歸屬技術上的可行性和理論支持，最后論述業務平臺如何在呼叫控制、業務運營和計費營賬等方面實現多核心網歸屬的商用。目前山西公司已試驗實現同時接入不同廠商的IMS核心網絡，本文為了敘述簡單，著重論述業務平臺同時接入NGN核心網和IMS核心網的雙網絡歸屬解決方案。

2.1 集團智能通業務平臺簡介

山西公司開展NGN固定電話業務的發展過程中，密切關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品和應用，并且在建設系統平臺時，考慮新技術IMS和SIP協議的應用，應市場和集團客戶的需求，在2009年推出了集團智能通電話業務。

集團智能通業務是基于語音基本業務的語音類增值業務，用VoIP技術、軟交換核心控制技術，SIP信令控制協議，代替傳統的用戶交換機（PBX）窄帶電路交換，面向企業、酒店、學校等集團客戶的電話業務，業務平臺架構在核心網NGN上，采用業務與控制相分離，控制和承載相分離的CM-IMS網絡架構，采用SIP信令，由核心網完成信令控制和呼叫接續，集團智能通業務平臺實現業務邏輯管理和控制，IP承載網完成媒體連接和用戶接入。業務平臺網絡整體方案如圖1所示。

2.1.1 業務功能

集團智能通業務是電信運營商針對中小型集團用戶（比如商務酒店、商務公寓，小型寫字樓，IT集團）提供的一項集中計費、實時結算的集團電話業務。集團客戶可以使用固定直線電話作為集團對外的統一引示號，集團內部分機電話也是運營商的直線電話，通過集團智能通業務，在集團內部實現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一托管維護能力。集團智能通業務總體的業務特征如下。

（1）給集團提供總機（話務臺）功能，用戶撥入集團的總機（統一接入）號碼，可以通過集團的歡迎辭并做呼叫轉接等工作；

（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，寫字樓內的公司等）結算話費；

圖1 集團智能通平臺網絡結構

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

（5）給集團提供與集團信息化系統集成能力（ICT），通過與集團信息化系統的集成，集團用戶可以在原有信息化系統中實現集團電話維護管理和話務控制，包括話單批價、計費查詢與統計、呼叫權限設置、黑白名單設置、呼叫轉移業務設置、來電彈屏等話務控制功能，實現ICT融合業務功能。

2.1.2 平臺組成

集團智能通業務平臺由如下部分組成。

（1）AS應用服務器：提供集團智能通業務邏輯和呼叫控制，是整個業務平臺的核心；

（2）SDP業務數據庫：提供AS實時業務相關的數據庫；

（3）SMP和管理數據庫：提供管理功能和相關的數據庫，包括網管接口、本地網管、話單存儲和接口等功能；

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

2.2 多核心網控制的實現方案

實踐證明，推出集團智能通電話業務以后，該項業務易于部署，成本低廉，技術成熟，用戶反應較好，有廣闊的發展前景。為了業務的延續性和平臺適應核心網絡的建設和演進，我們必須要解決業務平臺能接入IMS核心網絡。

本節詳細論述業務平臺如何在信令層面呼叫接續、計費和營賬等方面實現雙歸屬。從網絡結構上看，與原來相比只需增加物理路由到IMS核心網方向，如圖1所示。不同廠家IMS核心網接入只需增加業務平臺到新增核心網的物理路由，業務平臺增加相應的賬戶，業務放號有BOSS來根據號段區分不同的核心網方向。為了簡單敘述，本文主要以雙核心網實現來論述。

2.2.1 總體方案

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

首先需要將集團智能通業務應用服務器（AS，Application Serve）升級為融合應用服務器（CAS，Convergent Application Server），使 之 同 時 支 持NGN網絡和IMS網絡。只需新增一個對應于IMS的SIP協議棧，以支持IMS ISC信令的接入，而業務邏輯統一由后臺提供，實現IMS終端和NGN終端統一組網集團電話。由于NGN和IMS網絡均采用SIP信令，且兩者的SIP信令在業務處理能力的支持上是一致的，因此集團智能通業務擴展到IMS后，其業務能力不受影響。

其次NGN和IMS核心網分別設置自己的業務觸發點，雙方各自維護自己的用戶數據和業務觸發數據，無需考慮對方的數據。這種方式可以最大的簡化對核心網的影響，同時可以避免話路迂回，減少雙歸屬后帶來的核心網設備額外的處理負擔和網絡的傳輸負擔，特別是可能產生的RTP話路迂回，方案整體邏輯如圖2所示。

本方案的明顯優勢如下。

（1）對現網已有設備進行平滑演進和升級，保護已有投資;

（2）業務邏輯、業務數據、業務接口、計費話單、網管都保持現有方式不變；

（3）對現有業務能力不會產生影響，已有的業務功能在IMS都能實現；

（4）統一的用戶數據，對用戶自助管理界面沒有影響，業務平臺開銷戶接口和方式不變，只需新增網絡類型和交換設備標記字段；

（5）業務各自觸發，最大簡化對核心網設備的影響，也不會產生話路迂回。

圖2 雙核心網控制整體邏輯方案

需要現網的支持如下。

（1）集團智能通業務平臺新增IMS SIP協議棧，支持IMS的ISC接口，現網平臺需要業務升級；

（2）打通IMS網絡與集團智能通業務平臺的路由，保障IMS SIP信令和業務平臺互通；

（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增加和刪除數據，同時需要告訴業務平臺用戶屬于哪個網絡哪個交換設備。

2.2.2 路由和呼叫控制方案

對于雙核心網歸屬方案，首先要考慮的是在網絡和路由尋址以及呼叫信令方面要解決業務觸發能同時到達IMS和NGN。

由于采用的是核心網分別觸發的方式，NGN和IMS核心網的處理非常簡單，只需要關心自己網絡下用戶的路由和觸發，對核心網沒有任何其它額外要求。對于業務平臺也沒有特殊需求，業務平臺繼續保持原來的處理方式，當處理完成后將呼叫返回觸發業務的交換設備（即從哪里來回哪里去）。

（1）對于NGN下的用戶，其用戶數據和業務觸發數據都保存于SDC中，MGC在收到呼叫請求時，通過查詢SDC獲知是否需要觸發業務，以及觸發主叫或者被叫業務；

（2）對于IMS下的用戶，其用戶數據和業務觸發數據保存于HSS中，CSCF在收到呼叫請求時，通過查詢HSS獲知是否需要觸發業務，以及觸發主叫或者被叫業務；

（3）NGN和IMS之間用戶的短號互撥，首先要求兩個核心網互通（這與業務平臺無關），然后主叫業務由主叫網絡的交換設備觸發業務，業務平臺處理完主叫流程后將呼叫返回主叫網絡的交換設備，由主叫網絡的交換設備將呼叫路由到被叫網絡，再由被叫網絡的交換設備觸發被叫業務，業務平臺處理被叫業務流程后將呼叫返回，由被叫網絡交換設備接續被叫電話；

（4）對于平臺主動發起的外呼呼叫（比如叫醒業務和點擊撥號業務），需要主動尋址網絡和交換設備，因此要求平臺能知道用戶所屬的網絡和交換設備，并將呼叫發給其歸屬網絡和交換設備。

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主動發起的，比如叫醒服務等點擊撥號類外呼業務。在這種業務場景下，AS會根據叫醒號碼的交換屬性（NGN或IMS）來決定發給哪個核心網在接續過程中，核心網會將路由過程中的用戶狀態發回給AS。

以點擊撥號接續NGN主叫和IMS被叫流程為例來說明，如圖5所示。

（1）業務平臺首先向MGC發起主叫呼叫，業務平臺預先處理了主叫的流程，并在消息中標記此信息，MGC收到后直接接續主叫用戶；

（2）主叫接續后，業務平臺接續被叫，依舊通過主叫歸屬的網絡和交換設備（MGC）來接續；

（3）MGC檢查被叫用戶是IMS用戶，將呼叫轉發給MGCF路由到IMS網絡的CSCF處理；

（4）CSCF檢查HSS觸發被叫業務，CSCF處理完被叫業務流程后，將呼叫返回CSCF落地，接續被叫號碼，完成點擊撥號呼叫。

叫醒服務的流程更為簡單，只需接續一方，即采用上述點擊撥號的主叫流程即可完成整個呼叫。因此，叫醒服務直接將呼叫發送到接續用戶號碼的歸屬網絡，點擊撥號將主被叫用戶的呼叫都發送到主叫用戶號碼的歸屬網絡。這種方式的好處是，AS不參與網絡路由，相關功能由網絡交換設備完成，職責明確，無需修改業務平臺、核心網設備，對計費也沒有影響。

圖3 單NGN核心網控制呼叫流程示例

2.2.3 計費和開銷戶方案

由于采用統一平臺方式，業務平臺實現雙網絡歸屬控制后，對于計費的影響非常少，而營賬方案也只需要根據網絡情況調整事務處理和消息字段，話單還由業務平臺出，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：業務平臺將實時的話單數據保存到文件中，由計費中心按照一定的時間間隔到業務平臺取話單數據，進行批價結算后做進一步的處理。平臺擴展到雙網絡后，需要在話單中新增一個字段以標記話單用戶所歸屬的網絡（NGN或IMS），以便于計費中心識別用戶和區別計費。

對于營賬的開銷戶，需要修改BOSS的事務處理和新增字段BOSS到業務平臺開戶接口的字段以便開銷戶命令發送到相應的核心網。事務方面，BOSS需要將分別面向NGN和IMS核心網的數據操作統一到一個事務中處理，即一個開銷話流程BOSS要求能同時操作NGN、IMS、業務平臺和計費中心的數據。相比原來單網絡的NGN開戶流程中，BOSS只需要處理一個核心網的數據。接口方面，BOSS需新增字段說明用戶的網絡屬性和交換設備屬性。

圖4 雙核心網控制NGN短號撥打IMS普通用戶呼叫流程

圖5 AS發起的點擊撥號呼叫流程

（1）集團開銷戶（維持不變）：需對業務平臺、計費中心發送指令；

（2）集團NGN分機用戶開銷戶：需對業務平臺、計費中心、NGN SDC發送指令；

（3）集團IMS分機用戶開銷戶：需對業務平臺、計費中心、IMS HSS發送指令；

（4）BOSS對分機用戶的開銷戶（需要新增網絡類型nettype和交換設備標記softSwitchGroupId）兩個字段，用以說明用戶屬性，同時界面需要新增相應用戶屬性選項。

2.2.4 業務運營方案

由于方案采用統一的用戶數據和業務邏輯，因此集團用戶的業務屬性和用戶屬性都沒有變化，數據庫結構也沒有任何變化，原有的Web界面完全可保持不變，用戶感覺不到任何的區別。

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

3 業務域層面演進建議

在通信行業全業務運營的背景下，市場環境競爭格局加劇，原來單一經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，從通信運營的技術路線來看，固定移動融合可以在用戶終端、接入層面、業務層面和核心控制4個層面展開工作，其中業務層面應該先行。

那么業務層面融合演進中需要注意和解決哪些課題呢，作者認為必須要考慮以下幾個方面。

（1）在引進和建設業務系統時，要注意可擴展性，在電氣特性，物理接口，以及應用和通信協議接口方面要遵循國際、國內以及集團公司的標準和規范，以及較強的對其它系統的協議支持能力；比如說支持SIP、CAP、IP、ISUP、ISC、Diameter等協議；

（2）業務系統融合和演進，需要在業務開銷戶運營、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品，是可以面向市場和用戶推出的業務，簡單的來說就是融合和演進必須要實現“可管理、可計費、可運營”；

（3）在整合和提升現有業務平臺時，需要注意與其它業務和業務平臺的關系，在向用戶提供業務和服務時，應針對行業客戶和集團客戶，從單一產品向提供集成的綜合的信息化解決方案轉變。