信令中繼功能在網(wǎng)間號碼攜帶中的應(yīng)用

摘要　對3GPP提出的解決號碼攜帶的信令中繼功能（SRF）進(jìn)行了簡單的介紹，并結(jié)合我國現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)情況和技術(shù)要求，對在我國采用SRF方案實施網(wǎng)間號碼攜帶時的改造進(jìn)行了說明。

1、引言

號碼攜帶作為消除電信市場競爭壁壘、有效推動新進(jìn)入者參與市場競爭的一項重要手段已經(jīng)在世界各國采用，并已經(jīng)成為國際和國內(nèi)電信業(yè)界關(guān)注的熱點之一。從規(guī)范競爭的角度來看，號碼攜帶政策的實施，能夠增強(qiáng)成熟運(yùn)營商的市場競爭力，有助于搶占更多的市場份額；對于新運(yùn)營商而言，則可以打破用戶轉(zhuǎn)網(wǎng)時的號碼壁壘，形成以服務(wù)帶動發(fā)展的局面。號碼攜帶的實施對提高電信行業(yè)的服務(wù)水平、建立有效競爭的市場環(huán)境有著積極的作用，可以在傳統(tǒng)運(yùn)營商和新運(yùn)營商之間建立有效的競爭環(huán)境，避免技術(shù)壁壘，為新運(yùn)營商進(jìn)入市場創(chuàng)造更好的條件。

其中，移動網(wǎng)的號碼攜帶更是得到了各國政府的關(guān)注，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織也針對移動號碼攜帶開展了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方案的研究。3GPP作為移動技術(shù)的重要標(biāo)準(zhǔn)組織，在其核心網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，對移動號碼攜帶所采用的技術(shù)方案進(jìn)行了規(guī)定。

在3GPP相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，給出了利用傳統(tǒng)的智能網(wǎng)（IN）查詢方式在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)MNP的方案外，還提出了利用信令中繼功能（SRF）實現(xiàn)MNP的技術(shù)方案。由于SRF方案采用非觸發(fā)的查詢方案，可以在不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模擴(kuò)容的大前提下確保網(wǎng)絡(luò)性能，并且還能很好地支持呼叫相關(guān)和呼叫無關(guān)的業(yè)務(wù)流程，從而得到了國際上多數(shù)移動運(yùn)營企業(yè)的認(rèn)可，已經(jīng)成為目前實現(xiàn)移動號碼攜帶（MNP）的主流技術(shù)方案。

2、信令中繼功能的定義

在介紹信令中繼功能（SRF）是如何實現(xiàn)網(wǎng)間號碼攜帶業(yè)務(wù)之前，應(yīng)當(dāng)對SRF的概念有一個全面的了解。

為了便于理解SRF的概念，不妨先從一個與SRF類似的概念入手，即SCCP中繼功能。按照ITU-T的描述，SCCP的中繼功能就是由具有信令中繼功能的節(jié)點，根據(jù)SCCP層設(shè)置的尋址信息，對接收到SCCP消息中的地址進(jìn)行翻譯和轉(zhuǎn)換，并將翻譯后的消息根據(jù)預(yù)設(shè)的路由進(jìn)行選路，這個過程就是通常所說的SCCP中繼功能。

信令中繼功能則是對SCCP中繼功能概念的一個擴(kuò)展和延伸，一方面從消息來源上講，該功能把可以進(jìn)行中繼的消息范圍從傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層擴(kuò)展到了應(yīng)用層，不僅包含了SCCP消息，同時還針對多個高層應(yīng)用及其組合進(jìn)行了細(xì)分；在中繼方式上，SRF不僅實現(xiàn)了對應(yīng)消息的重新選路功能，同時也提供了對符合中繼條件的信令消息終結(jié)及自動響應(yīng)功能。此外，我國的企業(yè)還結(jié)合這種SRF概念，把中繼功能擴(kuò)展到中繼節(jié)點之外，還創(chuàng)新地實現(xiàn)了鏈路層上實現(xiàn)對消息的中繼傳送功能。

SRF作為一個功能實體，從理論上講它可以包含在No.7信令協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層中，但該功能必須同No.7信令的協(xié)議層共同作用，才能最終完成對信令消息的中繼。圖1給出了SRF功能在No.7信令協(xié)議堆棧中的對應(yīng)位置。

圖1　SRF功能在No.7信令協(xié)議棧中的位置

在圖1中，SRF功能并不需要同完整的信令協(xié)議棧一起才能正常工作，通常只需要實現(xiàn)對應(yīng)協(xié)議層消息的解碼和封裝功能即可實現(xiàn)信令消息的中繼功能。在號碼攜帶業(yè)務(wù)中，如何對號碼進(jìn)行翻譯和響應(yīng)主要取決于號碼攜帶數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)設(shè)置。

3、3GPP標(biāo)準(zhǔn)中描述的信令中繼功能的實現(xiàn)

按照3GPP技術(shù)規(guī)范的要求，中繼節(jié)點通過對SCCP和MAP消息中的相關(guān)地址的翻譯，即可實現(xiàn)對信令消息的中繼和自動響應(yīng)，保證在網(wǎng)絡(luò)不改變原有業(yè)務(wù)流程以及不增加額外業(yè)務(wù)流量的前提下，較好地實現(xiàn)號碼攜帶業(yè)務(wù)。下面簡單介紹一下3GPP標(biāo)準(zhǔn)中利用SRF實現(xiàn)號碼攜帶業(yè)務(wù)的信令流程。

在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)中，具備SRF功能實體通常會和信令轉(zhuǎn)接點合設(shè)。按照正常的業(yè)務(wù)流程，所有與呼叫業(yè)務(wù)相關(guān)的信令以及與呼叫業(yè)務(wù)無關(guān)的信令都可以透過信令轉(zhuǎn)接點進(jìn)行傳送。當(dāng)信令消息通過信令轉(zhuǎn)接點時，通過SRF與NP數(shù)據(jù)庫之間的協(xié)同和交換，最終確認(rèn)如何中繼該信令消息。其中需要說明的是，在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)中，不同的移動網(wǎng)之間采用了信令網(wǎng)互通，可以保證發(fā)端網(wǎng)絡(luò)中的實體透過信令網(wǎng)訪問HLR和SCP。

3.1　呼叫相關(guān)的業(yè)務(wù)

（1）對未發(fā)生攜帶的情況

當(dāng)呼叫的被叫用戶為未發(fā)生攜帶的號碼時，主叫用戶所在的VMSC將向被叫用戶號碼所在的HLR發(fā)送Send_routing_Info，查詢被叫用戶所在的位置，并根據(jù)HLR反饋的被叫所在VMSC分配的漫游號碼建立呼叫連接。對于未發(fā)生號碼攜帶的被叫用戶，信令消息經(jīng)過SRF后，將按照原來的方式繼續(xù)選路到HLR。信令流程如圖2所示。

圖2　未發(fā)生號碼攜帶時的信令流程示意

MSCA根據(jù)被叫號碼查詢其所在的HLRA，MSC向HLR發(fā)送MAP_SRI消息，消息首先發(fā)送到STP，SCCP中的被叫號碼為用戶的MSISDN（GT）。

●STP的SRF功能分析CdPA中的被叫MSIS-DN，發(fā)現(xiàn)用戶沒有發(fā)生號碼攜帶，則STP根據(jù)GT表進(jìn)行翻譯，翻譯出被叫用戶所在的HLR的DPC，將SRI消息發(fā)送到HLR；

●HLR根據(jù)記錄的被叫用戶的位置，向VMSC請求被叫用戶的漫游號碼；

●VMSC B返回被叫用戶的漫游號碼；

●HLR將SRI_ACK發(fā)送到主叫的MSCA，如果使用了TCAP的地址優(yōu)化功能，則可以利用STP的MTP功能進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，否則仍需STP進(jìn)行GT地址翻譯；

●主叫的MSCA根據(jù)SRI_ACK中的漫游號碼向?qū)��?yīng)的VMSC發(fā)送IAM消息，建立呼叫。

（2）對發(fā)生號碼攜帶的情況

當(dāng)被叫用戶已經(jīng)發(fā)生攜帶時，根據(jù)被叫用戶原簽約網(wǎng)絡(luò)和當(dāng)前簽約網(wǎng)絡(luò)情況，又可以將呼叫分為號碼攜入和號碼攜出兩類。

●號碼攜入的情況

按照3GPP標(biāo)準(zhǔn)的做法，對于移動號碼的呼叫總是執(zhí)行SRI操作。當(dāng)一個被叫號碼移入到該網(wǎng)絡(luò)后，在該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查詢時，SRF將根據(jù)NPDB的數(shù)據(jù)設(shè)置，將SRI消息發(fā)送到移入號碼對應(yīng)到HLR上。信令流程如圖3所示。

圖3　攜入號碼時SRF方案下的呼叫流程示意

——：MSC A首先根據(jù)查詢HLR A，考慮到：MSC無法根據(jù)號碼判別HLR所在位置，故：MSC將MAP_SRI消息首先發(fā)送到STP，由STP中的SRF通過NPDB進(jìn)行判別；

——STP的SRF功能分析CgPA中的被叫MSIS-DN，SRF通過NPDB查詢發(fā)現(xiàn)用戶為一個攜人號碼，則根據(jù)NPDB返回的HLR地址進(jìn)行GT翻譯，翻譯出被叫用戶所在的HLR的DPC，將SRI消息發(fā)送到HLR；

——HLR根據(jù)記錄的被叫用戶的位置，向VMSC請求被叫用戶的漫游號碼；

——VMSC B返回被叫用戶的漫游號碼；

——HLR將SRI_ACK發(fā)送到主叫的MSCA，如果使用了TCAP的地址優(yōu)化功能，則可以利用STP的MTP功能進(jìn)行發(fā)送，否則仍需STP進(jìn)行GT地址翻譯；

——主叫的MSCA根據(jù)SRI_ACK中的漫游號碼向?qū)��?yīng)的VMSC發(fā)送IAM消息，建立呼叫。

●號碼攜出的情況

當(dāng)一個被叫號碼移出到該網(wǎng)絡(luò)后，呼叫在該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查詢時，SRF將根據(jù)NPDB的數(shù)據(jù)設(shè)置，對SRI消息進(jìn)行終接，并返回一個包含有路由信息的SRI_ACK消息，指示移動交換機(jī)進(jìn)行接續(xù)。其信令流程如圖4所示。

圖4　號碼攜出時SRF方案下的呼叫流程示意

——MSCA仍舊根據(jù)被叫號碼要求訪問HLR A，MSC不判別被叫號碼是否攜出，仍舊根據(jù)被叫號碼的HLR信息去查詢HLR，MSC將MAP_SRI消息首先發(fā)送到STP，由STP中的SRF通過NPDB進(jìn)行判別，其中SCCP中的被叫號碼為用戶的MSISDN（GT）；

——STP的SRF對DB進(jìn)行檢索，發(fā)現(xiàn)被叫號碼的GT是一個攜帶走的號碼，此時SRF終接MAP_SRI消息，并模擬HLR向MSCA發(fā)送SRI_ACK消息，該消息中的漫游號碼字段的內(nèi)容為（路由號碼）+MSIS-DN；該路由號碼可以用于識別出被叫用戶被攜帶至的網(wǎng)絡(luò)；

——MSCA利用路由號碼+MSISDN作為被叫號碼將呼叫接續(xù)至關(guān)口局GMSC B；

——GMSCB將呼叫接續(xù)至被叫用戶攜入的網(wǎng)絡(luò)。

3.2　呼叫無關(guān)的業(yè)務(wù)

在許多國家，不同移動運(yùn)營企業(yè)的短信互通是通過信令網(wǎng)實現(xiàn)的。因此，所有的短信業(yè)務(wù)都是由主叫用戶的短信中心發(fā)起查詢被叫用戶的位置，并直接將短消息發(fā)送到被叫用戶所在的MSC。因此，在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)中，采用SRF方案實現(xiàn)NP業(yè)務(wù)主要是對SRI_SM的處理實現(xiàn)的。

（1）號碼未攜帶的情況

圖5給出了未發(fā)生號碼攜帶時的短信業(yè)務(wù)流程示意。

圖5　未發(fā)生號碼攜帶時的短信業(yè)務(wù)流程示意

●MSCA檢測出主叫用戶發(fā)送短信，向SMC發(fā)送MO_forward_SM；

●當(dāng)短信中心SMC收到該短信后，則根據(jù)被叫號碼發(fā)送Send_Rut_Info_for_SM，要求獲得被叫用戶當(dāng)前所在的VMSC；

●STP根據(jù)SCCP地址把該消息轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)的HLR；

●HLR將終結(jié)用戶所在位置通過Send_Rut_Info_for_SM_ACK發(fā)送給STP；

●STP再將該消息轉(zhuǎn)發(fā)給SMC；

●SMC用MT_Forward_SM將短消息發(fā)送至MSCB。

（2）號碼發(fā)生攜帶的情況

●號碼攜入的情況

當(dāng)短信接收方號碼為攜入號碼時，其業(yè)務(wù)流程與未發(fā)生號碼攜帶時的業(yè)務(wù)流程類似（見圖5），STP/SRF在收到Send_Rut_Info_for_SM消息后，發(fā)現(xiàn)該接收方號碼為移入號碼，則根據(jù)NPDB的配置，將當(dāng)前該號碼所歸屬的本網(wǎng)HLR地址提供給STP，由STP最終選路到被叫用戶的HLR。

●號碼攜出的情況

當(dāng)短信接收方號碼為攜出號碼時，其業(yè)務(wù)流程參見圖6。

圖6　號碼攜出時SRF方案下的短信業(yè)務(wù)流程示意

——MSCA檢測出主叫用戶需要發(fā)送短信，于是就向SMC發(fā)送MO_forward_SM；

——短信中心SMC發(fā)送SRI_SM到STP；

——STP的SRF根據(jù)DB進(jìn)行檢索，發(fā)現(xiàn)目的地號碼的MSISDN是一個攜帶走的號碼，則STP根據(jù)NPDB配置的攜入網(wǎng)絡(luò)的HLR地址，將SRI_SM消息發(fā)送至對端網(wǎng)絡(luò)端互通STP；

——互通STP將SRI_SM消息發(fā)送到本網(wǎng)內(nèi)對應(yīng)的HLR；

——HLR在返回的SRI_SM_ACK消息中包含該用戶當(dāng)前所在的VMSC地址；

——與正常的短信業(yè)務(wù)流程類似，SMC在收到STP返回的Send-Rut-Info-for_SM_ACK消息后，根據(jù)其中包含的VMSC B地址，用MT_For-ward_SM將短消息發(fā)送至VMSCB。

4、根據(jù)我國網(wǎng)絡(luò)特點對SRF的完善

我國移動網(wǎng)為了便于互聯(lián)互通，在網(wǎng)間的網(wǎng)絡(luò)組織和路由方案與3GPP標(biāo)準(zhǔn)中定義的方案有所不同，特別是對傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)的呼叫選路和利用網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)短信互通的模式與3GPP的標(biāo)準(zhǔn)出人最大，使得3GPP定義的SRF功能不可能在國內(nèi)照搬。

對于傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)而言，目前的移動網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)互通時，是由主叫網(wǎng)絡(luò)的MSC根據(jù)被叫用戶的網(wǎng)號直接選路到關(guān)口交換局，在發(fā)端網(wǎng)內(nèi)并不需要啟動查詢HLR的過程。

對于短信業(yè)務(wù)而言，當(dāng)SMSC判別到被叫號碼為其它網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)號時，主叫SMSC直接將短消息透過SMPP協(xié)議發(fā)送到短信互通網(wǎng)關(guān)（IWGW），再由IWGW轉(zhuǎn)發(fā)至對端網(wǎng)絡(luò)的IWGW，最終由被叫用戶歸屬的SMSC發(fā)送給用戶。

由于上述兩個差異，使得國內(nèi)在制定SRF方案和研發(fā)SRF產(chǎn)品的過程中，提出來確保在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不進(jìn)行大的改造與擴(kuò)容，對SRF進(jìn)行修改和完善的方案。

4.1　呼叫相關(guān)的業(yè)務(wù)

針對目前的網(wǎng)間呼叫選路路由設(shè)置，為了保證不增加新的業(yè)務(wù)負(fù)荷，也不需要改變現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程，國內(nèi)對SRF方案中提出了對IAM/IAI消息進(jìn)行修改與處理的補(bǔ)充方案。

該方案對于正常呼叫和攜出號碼的情況，網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)使用3GPP規(guī)定的方案實現(xiàn)，但對于從外網(wǎng)攜入的號碼，有SRF實體對呼叫信令（IAM/IAI消息）進(jìn)行處理，并由下一跳交換局進(jìn)行查詢HLR，防止在業(yè)務(wù)上出現(xiàn)“兜圈子”的情況。其業(yè)務(wù)流程如圖7所示。

圖7　改進(jìn)SRF方案后對攜入號碼的呼叫流程示意

●MSCA根據(jù)被叫號碼初步確定出該號碼為一個過網(wǎng)的呼叫，就直接使用用戶撥打的MSISDN號碼向GMSC B發(fā)起呼叫。當(dāng)呼叫消息IAM中的被叫號碼經(jīng)過SRF實體時，經(jīng)過對NP DB的檢索，發(fā)現(xiàn)該號碼為一個攜帶至本網(wǎng)的號碼，SRF實體修改IAM消息中的號碼為本網(wǎng)路由號碼+MSISDN；

●GMSC B收到本網(wǎng)路由號碼+MSISDN后，根據(jù)本網(wǎng)路由號碼+MSISDN對應(yīng)出的歸屬信息向STP發(fā)送SRI消息；

●STP檢測到該號碼已經(jīng)攜帶至本網(wǎng)，并通過本網(wǎng)RN+MSISDN與HLR的映射，把SRI消息發(fā)送到歸屬的HLR；

●其后的呼叫流程與未攜帶時的呼叫流程一致。

采用這個方案后，交換網(wǎng)絡(luò)原則上不需要進(jìn)行任何改造。但該方案當(dāng)GMSC支持MSC功能時，對于由用戶直接從GMSC發(fā)起的呼叫，在處理過程上需要進(jìn)行一個修改，確保用戶發(fā)起的呼叫信令可以通過外部的SRF，然后進(jìn)行最終的呼叫選路。

4.2　呼叫無關(guān)的業(yè)務(wù)

針對與呼叫無關(guān)的短信等業(yè)務(wù)，由于目前移動企業(yè)間的信令網(wǎng)并不直接互聯(lián)，因此3GPP規(guī)定的使用SRI_SM消息的方案在國內(nèi)根本無法使用，加之針對外網(wǎng)的號碼，目前移動企業(yè)的短信中心也不會發(fā)送SRI_SM消息查詢HLR，也就無法保證SRI_SM消息通過SRF實體。

鑒于此，國內(nèi)在研究利用SRF方案解決呼叫無關(guān)的短信等業(yè)務(wù)時，也提出了國內(nèi)自己的見解，認(rèn)為SRF可以通過對MO_forward_SM的處理來解決呼叫無關(guān)的業(yè)務(wù)。該方案對于正常呼叫和號碼攜出和攜入的情況均適用，并且可以保證在網(wǎng)間不出現(xiàn)短信業(yè)務(wù)的迂回。其業(yè)務(wù)流程如圖8所示。

圖8　改進(jìn)的SRF方案實現(xiàn)號碼攜帶后的呼叫無關(guān)業(yè)務(wù)

主叫用戶所在的MSCA檢測出主叫用戶需要發(fā)送短信，就向SMC發(fā)送MO_forward_SM，保證該消息可以通過SRF實體，SRF功能通過對NP DB的檢索，檢出該號碼已經(jīng)攜帶至本網(wǎng)絡(luò)或其它網(wǎng)絡(luò)；SRF實體的終接功能將消息中的接收方號碼改為（本網(wǎng)或他網(wǎng)）路由號碼+MSISDN并轉(zhuǎn)發(fā)給SMC A；隨后MSC短信發(fā)送程序為正常的MT的短信程序一致，發(fā)送方根據(jù)路由號碼發(fā)送短消息，當(dāng)路由號碼指示為本網(wǎng)時，則SMSC發(fā)送帶有本網(wǎng)路由號碼+MSISDN的Send_Rut_Info_for_SM至本網(wǎng)的STP，后續(xù)的程序則和正常的網(wǎng)內(nèi)短信流程相同。對MO_forward_SM中包含的路由號碼指示為外網(wǎng)，則短信發(fā)送就按照目前的網(wǎng)間短信的業(yè)務(wù)流程。

5、結(jié)束語

國外發(fā)達(dá)國家在號碼攜帶過程中，已經(jīng)在政策、管理和技術(shù)等方面取得了比較豐富的經(jīng)驗。由于號碼攜帶的實施，既涉及到政策層面的因素，也涉及到與網(wǎng)絡(luò)改造/升級等相關(guān)技術(shù)問題，因此我國政府管理部門也已開展在固定電話網(wǎng)和移動電話網(wǎng)實施號碼攜帶方面的研究。

隨著研究的深入，目前國內(nèi)在號碼攜帶方案的研究中主要是針對我國的網(wǎng)絡(luò)情況，在技術(shù)方案、設(shè)備實現(xiàn)等方面進(jìn)行試驗驗證。本文第4章提出的對SRF的完善就是結(jié)合我國網(wǎng)絡(luò)特點由企業(yè)提出的對SRF的改進(jìn)方案，并認(rèn)為是可以在國內(nèi)實施的可行方案之一。