基于CM-IMS网络架构的电话业务平台多归属解决方案

赵瑞锋

（中国移动通信集团山西有限公司 太原 030009）

1 背景

随着电信重组和3G牌照的发放，各电信运营商加快了电信全业务运营的步伐，对于移动运营商来说，除了加强基于移动的语音和数据业务，还需加强基于固定的语音、数据和多媒体等业务，早在2005年左右，中国移动山西公司未雨绸缪，借助“村村通”电话工程的政策环境，适时引进固定软交换NGN开展固定电话业务，开展了全业务运营的探索和实践，到目前，基于该项工程和此平台，山西公司已开展了多项基于IP技术的语音、多媒体固话增值业务，形成了良好的市场格局和业务环境。并且2006年左右，由于固网业务开展的良好态势，山西公司承担了集团公司CM-IMS试验网在山西现网的试验和测试工作。

经过几年的网络建设和发展，业务网和核心网出现了多种网络并存的局面，目前现网中存在GSM、NGN、IMS等多种制式、多家厂商的设备，业务网也存在多种技术承载的系统平台，核心网存在建设和演进的实际局面，那么在保证已开展业务的延续性前提下，在技术层面和运营层面，开展和研究业务网平台如何适应多核心网接入和控制的工作，无疑是一件十分有意义的工作。鉴于此种背景，我们选取了一个承载语音增值业务的集团智能通业务平台，研究和探讨能同时兼容软交换NGN、IMS等核心控制，在业务运营、计费营账、信令和媒体接续等方面全面实现商用的解决方案。

2 集团智能通多核心网控制实现方案

本节对选取试点的业务平台——集团智能通，从系统层面、技术架构、承载的业务等方面作一个简要的介绍，以及业务平台过渡方案——实现双网络归属甚至多网络归属技术上的可行性和理论支持，最后论述业务平台如何在呼叫控制、业务运营和计费营账等方面实现多核心网归属的商用。目前山西公司已试验实现同时接入不同厂商的IMS核心网络，本文为了叙述简单，着重论述业务平台同时接入NGN核心网和IMS核心网的双网络归属解决方案。

2.1 集团智能通业务平台简介

山西公司开展NGN固定电话业务的发展过程中，密切关注市场和用户的需求，同时积极探索和开展在NGN这个核心平台上附加高价值的产品和应用，并且在建设系统平台时，考虑新技术IMS和SIP协议的应用，应市场和集团客户的需求，在2009年推出了集团智能通电话业务。

集团智能通业务是基于语音基本业务的语音类增值业务，用VoIP技术、软交换核心控制技术，SIP信令控制协议，代替传统的用户交换机（PBX）窄带电路交换，面向企业、酒店、学校等集团客户的电话业务，业务平台架构在核心网NGN上，采用业务与控制相分离，控制和承载相分离的CM-IMS网络架构，采用SIP信令，由核心网完成信令控制和呼叫接续，集团智能通业务平台实现业务逻辑管理和控制，IP承载网完成媒体连接和用户接入。业务平台网络整体方案如图1所示。

2.1.1 业务功能

集团智能通业务是电信运营商针对中小型集团用户（比如商务酒店、商务公寓，小型写字楼，IT集团）提供的一项集中计费、实时结算的集团电话业务。集团客户可以使用固定直线电话作为集团对外的统一引示号，集团内部分机电话也是运营商的直线电话，通过集团智能通业务，在集团内部实现VPN群组短号互拨和集团总机功能，同时提供集团的自助管理能力和运营商统一托管维护能力。集团智能通业务总体的业务特征如下。

（1）给集团提供总机（话务台）功能，用户拨入集团的总机（统一接入）号码，可以通过集团的欢迎辞并做呼叫转接等工作；

（2）给集团提供本地立即计费功能，集团能下载、处理本集团话单，并即时完成批价，供集团下属成员（比如酒店房客，写字楼内的公司等）结算话费；

图1 集团智能通平台网络结构

（3）给集团提供必要的电话补充功能，比如免打扰、叫醒服务、呼出限制、黑白名单、呼叫转移、一号通等；

（4）给集团提供基于Web的管理界面，管理员可以通过Web界面进行自助管理，比如操作和管理集团话机和业务；

（5）给集团提供与集团信息化系统集成能力（ICT），通过与集团信息化系统的集成，集团用户可以在原有信息化系统中实现集团电话维护管理和话务控制，包括话单批价、计费查询与统计、呼叫权限设置、黑白名单设置、呼叫转移业务设置、来电弹屏等话务控制功能，实现ICT融合业务功能。

2.1.2 平台组成

集团智能通业务平台由如下部分组成。

（1）AS应用服务器：提供集团智能通业务逻辑和呼叫控制，是整个业务平台的核心；

（2）SDP业务数据库：提供AS实时业务相关的数据库；

（3）SMP和管理数据库：提供管理功能和相关的数据库，包括网管接口、本地网管、话单存储和接口等功能；

（4）Web服务器：提供集团自助管理的Web服务器；（5）INES服务器：提供对BOSS的开销户接口；（6）CMS3000：提供集团IVR和业务提示音等放音媒体功能。

2.2 多核心网控制的实现方案

实践证明，推出集团智能通电话业务以后，该项业务易于部署，成本低廉，技术成熟，用户反应较好，有广阔的发展前景。为了业务的延续性和平台适应核心网络的建设和演进，我们必须要解决业务平台能接入IMS核心网络。

本节详细论述业务平台如何在信令层面呼叫接续、计费和营账等方面实现双归属。从网络结构上看，与原来相比只需增加物理路由到IMS核心网方向，如图1所示。不同厂家IMS核心网接入只需增加业务平台到新增核心网的物理路由，业务平台增加相应的账户，业务放号有BOSS来根据号段区分不同的核心网方向。为了简单叙述，本文主要以双核心网实现来论述。

2.2.1 总体方案

总体上，支持双核心网归属的方案分为两个主要部分：一部分是对集团智能通业务的升级，使之同时支持NGN和IMS；另一部分是采用NGN和IMS分别触发的方式，不会形成话路迂回。

首先需要将集团智能通业务应用服务器（AS，Application Serve）升级为融合应用服务器（CAS，Convergent Application Server），使 之 同 时 支 持NGN网络和IMS网络。只需新增一个对应于IMS的SIP协议栈，以支持IMS ISC信令的接入，而业务逻辑统一由后台提供，实现IMS终端和NGN终端统一组网集团电话。由于NGN和IMS网络均采用SIP信令，且两者的SIP信令在业务处理能力的支持上是一致的，因此集团智能通业务扩展到IMS后，其业务能力不受影响。

其次NGN和IMS核心网分别设置自己的业务触发点，双方各自维护自己的用户数据和业务触发数据，无需考虑对方的数据。这种方式可以最大的简化对核心网的影响，同时可以避免话路迂回，减少双归属后带来的核心网设备额外的处理负担和网络的传输负担，特别是可能产生的RTP话路迂回，方案整体逻辑如图2所示。

本方案的明显优势如下。

（1）对现网已有设备进行平滑演进和升级，保护已有投资;

（2）业务逻辑、业务数据、业务接口、计费话单、网管都保持现有方式不变；

（3）对现有业务能力不会产生影响，已有的业务功能在IMS都能实现；

（4）统一的用户数据，对用户自助管理界面没有影响，业务平台开销户接口和方式不变，只需新增网络类型和交换设备标记字段；

（5）业务各自触发，最大简化对核心网设备的影响，也不会产生话路迂回。

图2 双核心网控制整体逻辑方案

需要现网的支持如下。

（1）集团智能通业务平台新增IMS SIP协议栈，支持IMS的ISC接口，现网平台需要业务升级；

（2）打通IMS网络与集团智能通业务平台的路由，保障IMS SIP信令和业务平台互通；

（3）BOSS开销户要新增支持IMS HSS的操作，对于IMS下的用户开销户，需要在HSS增加和删除数据，同时需要告诉业务平台用户属于哪个网络哪个交换设备。

2.2.2 路由和呼叫控制方案

对于双核心网归属方案，首先要考虑的是在网络和路由寻址以及呼叫信令方面要解决业务触发能同时到达IMS和NGN。

由于采用的是核心网分别触发的方式，NGN和IMS核心网的处理非常简单，只需要关心自己网络下用户的路由和触发，对核心网没有任何其它额外要求。对于业务平台也没有特殊需求，业务平台继续保持原来的处理方式，当处理完成后将呼叫返回触发业务的交换设备（即从哪里来回哪里去）。

（1）对于NGN下的用户，其用户数据和业务触发数据都保存于SDC中，MGC在收到呼叫请求时，通过查询SDC获知是否需要触发业务，以及触发主叫或者被叫业务；

（2）对于IMS下的用户，其用户数据和业务触发数据保存于HSS中，CSCF在收到呼叫请求时，通过查询HSS获知是否需要触发业务，以及触发主叫或者被叫业务；

（3）NGN和IMS之间用户的短号互拨，首先要求两个核心网互通（这与业务平台无关），然后主叫业务由主叫网络的交换设备触发业务，业务平台处理完主叫流程后将呼叫返回主叫网络的交换设备，由主叫网络的交换设备将呼叫路由到被叫网络，再由被叫网络的交换设备触发被叫业务，业务平台处理被叫业务流程后将呼叫返回，由被叫网络交换设备接续被叫电话；

（4）对于平台主动发起的外呼呼叫（比如叫醒业务和点击拨号业务），需要主动寻址网络和交换设备，因此要求平台能知道用户所属的网络和交换设备，并将呼叫发给其归属网络和交换设备。

下面以信令流程图来说明双归属前后信令和路由的变化。

双归属前流程（NGN用户短号互拨流程为例），如图3所示。

双归属后流程（以NGN用户短号拨打IMS用户流程为例），如图4所示。

还有一种呼叫场景，就是AS主动发起的，比如叫醒服务等点击拨号类外呼业务。在这种业务场景下，AS会根据叫醒号码的交换属性（NGN或IMS）来决定发给哪个核心网在接续过程中，核心网会将路由过程中的用户状态发回给AS。

以点击拨号接续NGN主叫和IMS被叫流程为例来说明，如图5所示。

（1）业务平台首先向MGC发起主叫呼叫，业务平台预先处理了主叫的流程，并在消息中标记此信息，MGC收到后直接接续主叫用户；

（2）主叫接续后，业务平台接续被叫，依旧通过主叫归属的网络和交换设备（MGC）来接续；

（3）MGC检查被叫用户是IMS用户，将呼叫转发给MGCF路由到IMS网络的CSCF处理；

（4）CSCF检查HSS触发被叫业务，CSCF处理完被叫业务流程后，将呼叫返回CSCF落地，接续被叫号码，完成点击拨号呼叫。

叫醒服务的流程更为简单，只需接续一方，即采用上述点击拨号的主叫流程即可完成整个呼叫。因此，叫醒服务直接将呼叫发送到接续用户号码的归属网络，点击拨号将主被叫用户的呼叫都发送到主叫用户号码的归属网络。这种方式的好处是，AS不参与网络路由，相关功能由网络交换设备完成，职责明确，无需修改业务平台、核心网设备，对计费也没有影响。

图3 单NGN核心网控制呼叫流程示例

2.2.3 计费和开销户方案

由于采用统一平台方式，业务平台实现双网络归属控制后，对于计费的影响非常少，而营账方案也只需要根据网络情况调整事务处理和消息字段，话单还由业务平台出，原有的营账开销户机制不变。

对于计费，只需新增几个字段来说明用户和话单的属性即可，原有的计费传送、保存等方案都不需要改变：业务平台将实时的话单数据保存到文件中，由计费中心按照一定的时间间隔到业务平台取话单数据，进行批价结算后做进一步的处理。平台扩展到双网络后，需要在话单中新增一个字段以标记话单用户所归属的网络（NGN或IMS），以便于计费中心识别用户和区别计费。

对于营账的开销户，需要修改BOSS的事务处理和新增字段BOSS到业务平台开户接口的字段以便开销户命令发送到相应的核心网。事务方面，BOSS需要将分别面向NGN和IMS核心网的数据操作统一到一个事务中处理，即一个开销话流程BOSS要求能同时操作NGN、IMS、业务平台和计费中心的数据。相比原来单网络的NGN开户流程中，BOSS只需要处理一个核心网的数据。接口方面，BOSS需新增字段说明用户的网络属性和交换设备属性。

图4 双核心网控制NGN短号拨打IMS普通用户呼叫流程

图5 AS发起的点击拨号呼叫流程

（1）集团开销户（维持不变）：需对业务平台、计费中心发送指令；

（2）集团NGN分机用户开销户：需对业务平台、计费中心、NGN SDC发送指令；

（3）集团IMS分机用户开销户：需对业务平台、计费中心、IMS HSS发送指令；

（4）BOSS对分机用户的开销户（需要新增网络类型nettype和交换设备标记softSwitchGroupId）两个字段，用以说明用户属性，同时界面需要新增相应用户属性选项。

2.2.4 业务运营方案

由于方案采用统一的用户数据和业务逻辑，因此集团用户的业务属性和用户属性都没有变化，数据库结构也没有任何变化，原有的Web界面完全可保持不变，用户感觉不到任何的区别。

另外，在界面上新增一个用户类型标记（IMS或NGN），可以为集团管理提供更加便利和清晰的界面。

3 业务域层面演进建议

在通信行业全业务运营的背景下，市场环境竞争格局加剧，原来单一经营固定通信或移动通信的运营商加快了探索和实践固定移动融合，从通信运营的技术路线来看，固定移动融合可以在用户终端、接入层面、业务层面和核心控制4个层面展开工作，其中业务层面应该先行。

那么业务层面融合演进中需要注意和解决哪些课题呢，作者认为必须要考虑以下几个方面。

（1）在引进和建设业务系统时，要注意可扩展性，在电气特性，物理接口，以及应用和通信协议接口方面要遵循国际、国内以及集团公司的标准和规范，以及较强的对其它系统的协议支持能力；比如说支持SIP、CAP、IP、ISUP、ISC、Diameter等协议；

（2）业务系统融合和演进，需要在业务开销户运营、营账计费、寻址信令控制等方面提供全面的解决方案，原则就是融合和演进是一个可以商用化的产品，是可以面向市场和用户推出的业务，简单的来说就是融合和演进必须要实现“可管理、可计费、可运营”；

（3）在整合和提升现有业务平台时，需要注意与其它业务和业务平台的关系，在向用户提供业务和服务时，应针对行业客户和集团客户，从单一产品向提供集成的综合的信息化解决方案转变。