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3G時代現有移動智能網平臺演進

作者: 時間:2011-03-09 來源:網絡 收藏

時代現有移動演進

從智能網協(xié)議結構出發(fā),對目前2類重要移動智能網業(yè)務(預付費業(yè)務和虛擬專用網業(yè)務)在時代如何演進進行了分析,給出運營商移動演進的建設建議。
【關鍵詞】 3G 移動智能網 演進 PPS VPN

1 引言
在目前移動通信技術的發(fā)展中,智能網以其能夠快速、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(VPN)這兩類業(yè)務居多。可以說,移動智能網已經確立了其作為傳統(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,移動智能網作為核心網絡的重要組成部分,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移動智能網的過程中,繼承現有移動智能網龐大的網絡和眾多的業(yè)務,實現網絡和業(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。
本文主要分析兩類主要智能網業(yè)務(PPS和VPN)在3G融合時代的發(fā)展演進,提出相應如何演進以適應3G時代智能業(yè)務開展。本文首先介紹了智能網協(xié)議,接著對智能網預付費平臺和虛擬專用網平臺分別進行演進分析,給出相應平臺演進建議。

2 智能網協(xié)議結構
移動網絡分為四層:接入層(BSC、RNC等網元)、核心層(MGW、GGSN等網元)、業(yè)務層(增值業(yè)務平臺等)和支撐層(網管、計費系統(tǒng))。移動智能網平臺位于業(yè)務層,在核心網(包括交換網和承載網)與后臺支撐計費系統(tǒng)/BOSS、網管系統(tǒng)之間。圖1描述了相關智能網應用協(xié)議結構[1](CAP、INAP、WIN和SIP等),智能網相關協(xié)議規(guī)范使智能網平臺獨立于底層網絡,排除了3G網絡規(guī)范版本和建設方式對移動智能網的影響。不同的協(xié)議版本定義了不同的網絡能力和接口,因此,智能網協(xié)議是現有移動智能網平臺演進的最重要依據。

圖1 智能網協(xié)議結構
(1) CAP協(xié)議
為了在移動通信系統(tǒng)中引入智能網,歐洲電信標準研究所(ETSI)于1997年在GSM Phase 2+上定義了CAMEL技術規(guī)范。CAMEL協(xié)議的特征是為用戶提供一種網絡無關的業(yè)務一致性。即使用戶不在其所歸屬的公共陸地移動網絡(HPLMN)中,作為一種手段,CAMEL協(xié)議也可以幫助網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,描述了移動智能網中各個功能實體之間的標準通信規(guī)程。
現有GSM智能網遵循CAMEL2協(xié)議,而在建設3G的移動智能網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)無線智能網是CDMA 移動網中智能業(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VPN 短號顯示,需要SCP 與SSP 做特殊配合。WIN 協(xié)議在移動網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、數據業(yè)務方面能力弱。
(3) INAP協(xié)議
INAP(IN Application Protocol )智能網應用協(xié)議,是固網傳統(tǒng)智能網所采用的協(xié)議。基于INAP 的固網VPN 業(yè)務在現網應用廣泛,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,便于實現更多的業(yè)務。SIP 協(xié)議基于TCP/IP,可以支持話音、數據、多媒體的融合業(yè)務。在ALL IP 的網絡趨勢下,SIP 協(xié)議是未來的發(fā)展趨勢,特別是在IMS 階段,為固定、移動融合在網絡層面的融合提供方便。同時,SIP 協(xié)議基于IP 網絡承載,對IP 網絡的穩(wěn)定性、安全性、可靠性要求較高。

3 預付費智能網平臺演進
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實現方案。語音預付費業(yè)務采用以智能網為基礎的技術方案,固網智能網采用INAP規(guī)范,移動智能網采用CAMEL規(guī)范或WIN規(guī)范。數據預付費業(yè)務則采用RADIUS協(xié)議進行預付費用戶的鑒權與計費。在3G時代,各種網絡技術不斷融合,提出了綜合智能網技術,可以實現PSTN、GSM、CDMA、IP網中業(yè)務控制技術的互聯(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)現階段預付費業(yè)務實現方式
現階段,預付費業(yè)務采用智能網系統(tǒng)或計費帳務系統(tǒng)實現,存在諸多缺陷,無法滿足3G時代預付費業(yè)務的發(fā)展。
采用智能網系統(tǒng)實現預付費業(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,無法根據市場需求靈活地設置資費套餐。
采用計費帳務系統(tǒng)實現預付費業(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)一的產品目錄和計費引擎,新業(yè)務快速開展等。但是該方式沒有介入到業(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)務實現方案。
(2)在線計費系統(tǒng)實現預付費業(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實時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)預付費智能網平臺演進
結合上述分析,現階段采用智能網系統(tǒng)實現預付費業(yè)務的運營商,在3G時代,待條件成熟后會采用OCS實現預付費業(yè)務,而現有的智能網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:當智能網業(yè)務由SSP觸發(fā)到智能網系統(tǒng)后,智能網系統(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,將批價的結果發(fā)送給智能網系統(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網絡之外的2G網絡上漫游時可作為2G用戶接入網絡,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,原有智能網平臺可保留作為OCS方案中的話務控制設備。

4 VPN智能網平臺演進
各運營商在2002年左右推出虛擬專用網(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)展到現在,可以覆蓋所有用戶,近期某運營商提出“校園網”“集團網”“老鄉(xiāng)網”“親情網”“田園網”等五張網理念,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)域的固網用戶(PSTN、軟交換)、移動用戶組成一個邏輯專網,網內用戶之間可以使用短號或真實碼聯(lián)系,iVPN成員網內和網外呼叫可以享受靈活的資費策略。
根據智能網協(xié)議結構,移動VPN智能網采用CAMEL規(guī)范(G網智能網平臺)或WIN規(guī)范(C網智能網平臺),固網智能網采用INAP規(guī)范。下面給出2種現有VPN智能網平臺演進方案:方案一仍維持現有移動網絡協(xié)議觸發(fā)方式現狀,存在話路迂回,是一種臨時方案;方案二升級現有VPN智能網平臺,增加固網INAP協(xié)議模塊,實現真正移動固網的融合。
(1)綜合VPN方案一
圖3是該方案的組網圖,圖中移動網絡以CDMA網為代表,GSM網絡類似。

圖3 綜合VPN平臺方案一
1)方案描述:
現有VPN智能網平臺維持現狀,通過該綜合VPN業(yè)務平臺承載所有VPN業(yè)務;C網用戶由各省MSC/GMSC通過WIN協(xié)議觸發(fā);固網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
該方案固網本省匯接局需要做路由數據,從網通固網匯接局路由到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
該方案優(yōu)點是通過固網匯接局到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
該方案升級現有移動VPN智能網平臺,增加INAP協(xié)議模塊,融合移動固網VPN業(yè)務。下圖是該方案的組網圖。

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智能網平臺,承載綜合VPN業(yè)務; C網用戶由各省MSC/GMSC通過WIN協(xié)議觸發(fā);固網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據,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據按照接入碼觸發(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)融合組網建議
方案一無需升級現有VPN智能網平臺,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,但需升級現有智能網平臺,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SSP和移動智能網平臺是同一廠家,可直接選用方案二。若運營商原有智能網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,工程組網同方案二,固網側采用現有的SSP 觸發(fā)iVPN 業(yè)務,SSP 由端局和關口局兼做。CDMA 側原有網絡通過端局MSC(GMSC)采用WIN 協(xié)議觸發(fā),CDMA 軟交換網絡通過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 結束語
移動智能網發(fā)展到今天,已經成為了移動通信網絡中不可替代的網絡組成部分。在近來很長的一段時間內,還會隨著底層網絡的發(fā)展而提供更好的業(yè)務。本文從智能網協(xié)議結構出發(fā),分析了2類具有代表意義的智能網業(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,給出了相關移動智能網平臺演進方向。



關鍵詞: 3G 智能網平臺

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