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通信知識基礎(chǔ)——智能網(wǎng)

陳軍輝　2002/04/08

（上海貝爾公司研究開發(fā)部，上海 201206）

　　摘 要：

　　本文主要是總結(jié)了有關(guān)智能網(wǎng)的一些基礎(chǔ)知識。首先給出了智能網(wǎng)的定義；然后結(jié)合具體實例，介紹了四層平面結(jié)構(gòu)的智能網(wǎng)概念模型；文章最后是總結(jié)。

　　關(guān)鍵詞：

　　智能網(wǎng)，概念模型，業(yè)務(wù)平面，全局功能平面，分布功能平面，物理平面

　　Abstract:

　　This paper mainly summarizes some basic knowledge of Intelligent Network. Firstly, it defines what is Intelligent Network. Then using some examples, it introduces the four-planed IN-Conceptual Model. And the summarization comes last.

　　Keyword:

　　Intelligent Network, IN-Conceptual Model, Service Plane, Global Functional Plane, Distributed Functional Plane, Physical Plane

1 定義

　　有一些電信業(yè)務(wù)，要求網(wǎng)絡(luò)不僅需要具有傳遞、交換信息的能力，而且還需要具有對信息進行儲存、處理和靈活控制的能力，這些業(yè)務(wù)被稱為智能業(yè)務(wù)。智能網(wǎng)(Intelligent Network)就是在原有通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，為快速提供智能業(yè)務(wù)而設(shè)置的附加網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　智能網(wǎng)的基本思想是，依靠No.7信令網(wǎng)（即：信令與話路完全分開）和大型集中數(shù)據(jù)庫的支持，將網(wǎng)絡(luò)的交換功能和控制功能相分離：簡化交換機的軟件，使之只完成基本的接續(xù)功能；引入業(yè)務(wù)控制點，具體怎樣根據(jù)智能業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯完成呼叫的接續(xù)步驟，讓業(yè)務(wù)控制點來決定; 交換機采用開放式結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)接口與業(yè)務(wù)控制點相連。這樣，需要增加或修改新業(yè)務(wù)的時候，不必改動各交換中心的交換機，只要在業(yè)務(wù)控制點中增加或修改新業(yè)務(wù)邏輯，并在大型集中數(shù)據(jù)庫中增加新的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)即可。

2 智能網(wǎng)的概念模型

　　對于智能網(wǎng)，可以從四個不同的角度來觀察和理解，這四個不同的角度一起構(gòu)成了四層平面結(jié)構(gòu)的智能網(wǎng)概念模型，如圖1所示。

圖1 智能網(wǎng)概念模型

　　智能網(wǎng)可以向用戶快速提供智能業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)平面(Service Plane)由業(yè)務(wù)(Service)和業(yè)務(wù)屬性(Service Feature)組成；它們可以進一步采用全局功能平面(Global Functional Plane)中的“與業(yè)務(wù)無關(guān)的構(gòu)成塊(Service-Independent Building Block)”來加以描述和實現(xiàn)；每個SIB的功能通過分布功能平面(Distributed Functional Plane)上不同功能實體(Functional Entity)之間的協(xié)調(diào)工作來共同完成；具體各功能實體分別在哪些物理節(jié)點中得到實現(xiàn)（軟件功能在硬件設(shè)備上的定位關(guān)系）在物理平面(Physical Plane)中體現(xiàn)出來。

　　2．1 業(yè)務(wù)平面(Service Plane)

　　從業(yè)務(wù)使用者的角度看，智能網(wǎng)可以為用戶快速提供智能業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)屬性是業(yè)務(wù)平面中最小的描述單位，一個業(yè)務(wù)由一個或多個業(yè)務(wù)屬性組合而成。

　　實例：被叫集中付費業(yè)務(wù)（800號業(yè)務(wù)）及其業(yè)務(wù)屬性

　　　　　被叫集中付費業(yè)務(wù)=“單一號碼”+“反向計費”+“登記呼叫記錄”+……

　　在業(yè)務(wù)平面上，國際電聯(lián)(ITU-T)為智能網(wǎng)能力集1(IN CS-1)定義了25種業(yè)務(wù)和38種業(yè)務(wù)屬性。

　　比較有代表性的幾種智能業(yè)務(wù)舉例如下：

　　電話記賬卡業(yè)務(wù)(Account Card Calling)：用戶可以使用任何一部話機進行長途呼叫，通話費用從其賬號上扣除而不是記在他所用的話機賬單上。例如：200，300，201業(yè)務(wù)。

　　被叫集中付費業(yè)務(wù)(Freephone)：該業(yè)務(wù)主要用于一些大型企業(yè)、公司或服務(wù)行業(yè)向其客戶提供免費呼叫，通話費用記在被叫方的帳上。

　　虛擬專用網(wǎng)業(yè)務(wù)(Virtual Private Network)：根據(jù)業(yè)務(wù)租用者儲存在數(shù)據(jù)庫中的要求，在公用網(wǎng)中建立起非永久性的專用網(wǎng)絡(luò)以供專用網(wǎng)的用戶使用。

　　電話投票業(yè)務(wù)(Televoting)：主要用于進行意見征詢、民意測驗等。

　　大眾呼叫業(yè)務(wù)(Mass Callling)：主要用于新聞界、傳播媒體等與讀者、聽眾或觀眾之間的溝通。

　　廣域集中用戶交換機業(yè)務(wù)(WAC)：通過公用網(wǎng)把分布在不同交換局的“集中用戶交換機”組織成一個虛擬的專用網(wǎng)絡(luò)，向地理位置分散的業(yè)務(wù)用戶群提供PABX型業(yè)務(wù)。例如：用戶群內(nèi)部通信的縮位撥號。該業(yè)務(wù)可視為VPN業(yè)務(wù)的一個特例。

　　通用個人通信業(yè)務(wù)(Universal Personal Telecommunication)：分配給用戶一個唯一的“個人通信號碼”，用戶可以在任何一部話機上將該號碼向智能網(wǎng)登記作為來話目的地，這樣，所有對此號碼的呼叫，都將接到所登記的話機上，從而實現(xiàn)“個人移動性”。

　　附加計費業(yè)務(wù)(Premium Rate)：針對那些既向公眾提供信息又收取一定費用的業(yè)務(wù)提供者開放。附加計費業(yè)務(wù)的計費，除少部分留作通信公司的服務(wù)費外，大部分將由通信公司轉(zhuǎn)給各業(yè)務(wù)提供者。例如：聲訊服務(wù)。

　　業(yè)務(wù)屬性舉例如下：

　　呼叫分配(Call distribution)：根據(jù)全網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情況動態(tài)分配業(yè)務(wù)量，以提高網(wǎng)絡(luò)利用率，減少擁塞。

　　按時間選路(Time Dependent Routing)：根據(jù)時間（如：是否高峰時間，是否節(jié)假日）不同，進行不同的號碼翻譯和路由選擇。

　　據(jù)發(fā)端位置選路(Origin Dependent Routing)：根據(jù)主叫號碼所在地區(qū)及主叫號碼，自動按一定規(guī)則選擇目的地和出局路由。

　　由發(fā)端用戶提示(Originating User Prompter)：允許主叫用戶參與業(yè)務(wù)的控制，如：指定依賴于時間或依賴于號碼的路由選擇方式，進行呼入/呼出權(quán)限管理。

　　呼叫轉(zhuǎn)移(Call Transfer)：有條件或無條件地將打向A處的電話轉(zhuǎn)向到B處，從而實現(xiàn)“改機不改號”、“電話跟我走”。

　　2．2 全局功能平面(Global Functional Plane)

　　從業(yè)務(wù)設(shè)計者的角度看，智能網(wǎng)由一些可重用的，與業(yè)務(wù)無關(guān)的構(gòu)成塊(SIB)組成。每個SIB完成某種標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)功能（如：號碼翻譯SIB，登記呼叫記錄SIB），業(yè)務(wù)設(shè)計者根據(jù)業(yè)務(wù)屬性對業(yè)務(wù)進行細(xì)分，利用SIB搭建出各種業(yè)務(wù)屬性，進而構(gòu)成各種業(yè)務(wù)。

　　業(yè)務(wù)設(shè)計者只需描述出一個業(yè)務(wù)需要用到哪些SIB，這些SIB的先后順序，每個SIB的輸入輸出參數(shù)等即完成了一個業(yè)務(wù)的設(shè)計。

　　實例：用SIB定義800號業(yè)務(wù)（這里只包含號碼翻譯功能）的業(yè)務(wù)邏輯，如圖2所示。

圖2 800號業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯

　　可以看出，全局功能平面包括三個方面的內(nèi)容：

　　SIB；基本呼叫處理（一個特殊的SIB，它說明一般的呼叫過程是如何啟動智能網(wǎng)業(yè)務(wù)以及如何被智能網(wǎng)控制的，其中啟動點(POI)和返回點(POR)提供了交換機與業(yè)務(wù)邏輯之間交互的接口）；全局業(yè)務(wù)邏輯（描述SIB之間的鏈接順序，各個SIB所需要的數(shù)據(jù)，以及用于返回BCP的返回點等）。

　　在全局功能平面上，國際電聯(lián)(ITU)為智能網(wǎng)能力集1(IN CS-1)定義了14種SIB。

　　算法(Algorithm)：對被指定的整型變量增加或減少一個給定的整數(shù)，可用于大眾呼叫和電話投票業(yè)務(wù)。

　　鑒權(quán)(Authenticate)：提供證實功能（如：確認(rèn)用戶是否合法），該SIB在所有的業(yè)務(wù)中都可能用到。

　　計費(Charge)：對呼叫進行特殊的計費處理，如：按主叫賬號、按被叫賬號、按被叫話機進行計費等。

　　比較(Compare)：將一任意類型的變量同指定的參數(shù)值進行比較。

　　分配(Distribution)：執(zhí)行一特定的算法，在用戶規(guī)定的分配參數(shù)基礎(chǔ)上，將呼叫分配到SIB的不同邏輯出口。

　　呼叫記錄信息(Log Call Information)：把每次呼叫的詳細(xì)信息記錄到文件中去。

　　排隊(Queue)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源不足時，讓呼叫進行排隊等待，并給排隊用戶發(fā)出通知音；當(dāng)資源可用時，則解除呼叫排隊。

　　篩選(Screen)：將輸入數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫內(nèi)容相比較，確定該參數(shù)在數(shù)據(jù)庫中是否存在。

　　業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理(Service Data Management)：對數(shù)據(jù)庫中儲存的信息進行修改，例如修改一個用戶的呼叫前轉(zhuǎn)號碼。

　　狀態(tài)通知(Status Notification)：查詢和監(jiān)視有關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)及其變化。

　　翻譯(Translate)：例如縮位撥號的翻譯。

　　用戶交互作用(User Interaction)：在網(wǎng)絡(luò)和主叫或被叫之間交流信息。例如：發(fā)送通知音，接收用戶的二次撥號。

　　核對(Verify)：將輸入信息與期望的數(shù)據(jù)格式相比較，進行格式的核對。

　　基本呼叫處理(Basic Call Processing)。

　　2．3 分布功能平面(Distributed Functional Plane)

　　分布功能平面從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者的角度描述了智能網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)，它由一組被稱為功能實體(FE)的軟件單元構(gòu)成，每個功能實體完成智能網(wǎng)的一部分特定功能。各功能實體間的信息傳遞遵循智能網(wǎng)應(yīng)用協(xié)議(INAP)。

　　每個功能實體還可進一步劃分成功能實體動作(FEA)，將某些FEA按一定的順序組合在一起，通過標(biāo)準(zhǔn)信息流(Information Flow)來協(xié)調(diào)它們的執(zhí)行，就可以構(gòu)成SIB。也就是說，每個SIB都是由一些分布在各個功能實體內(nèi)的FEA互相協(xié)作、共同實現(xiàn)的。

　　圖3是ITU-T智能網(wǎng)能力集1(IN CS-1)中分布功能平面示意圖。

圖3 IN CS-1分布功能平面示意圖

　　如圖所示，分布功能平面上主要有以下幾種功能實體：

　　呼叫控制代理功能(CCAF)：是用戶與通信網(wǎng)的接口，它向用戶提供呼叫接入功能。該功能通常由終端呼叫設(shè)備來實現(xiàn)。

　　呼叫控制功能(CCF)：識別出智能業(yè)務(wù)并將其提交給智能網(wǎng)來處理。該功能通常由程控交換機來實現(xiàn)。

　　業(yè)務(wù)交換功能(SSF)：處理CCF與SCF間的通信，并進行兩者間的消息格式轉(zhuǎn)換。

　　業(yè)務(wù)控制功能(SCF)：實現(xiàn)對智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的控制。它是智能網(wǎng)的核心功能，比如：業(yè)務(wù)邏輯程序就是由SCF來控制執(zhí)行的。

　　業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)功能(SDF)：與智能網(wǎng)中數(shù)據(jù)庫相關(guān)的功能。智能網(wǎng)數(shù)據(jù)庫存放各種用戶數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)供SCF查詢、修改。

　　專用資源功能(SRF)：負(fù)責(zé)智能業(yè)務(wù)中用到的設(shè)備資源，如：語音提示、語音合成等。

　　業(yè)務(wù)管理功能(SMF)：負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)等方面的管理。

　　業(yè)務(wù)生成環(huán)境功能(SCEF)：負(fù)責(zé)智能業(yè)務(wù)的定義，開發(fā)，測試及向SMF的傳送。

　　業(yè)務(wù)管理代理功能(SMAF)：為SMF提供人機操作界面。

　　2．4 物理平面(Physical Plane)

　　物理平面面向智能網(wǎng)系統(tǒng)集成商，它描述了分布功能平面中的功能實體可以在哪些物理節(jié)點中實現(xiàn)，它指出了軟件功能在硬件設(shè)備上的定位關(guān)系。一個物理節(jié)點中可以包括一到多個功能實體。但一個功能實體只能位于一個物理節(jié)點中。

　　IN CS-1推薦了網(wǎng)絡(luò)接入點(NAP)，業(yè)務(wù)交換點(SSP)，業(yè)務(wù)控制點(SCP) ，業(yè)務(wù)交換控制點(SSCP) ，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)點(SDP)，業(yè)務(wù)節(jié)點(SN)，附加設(shè)備(AD)，智能外設(shè)(IP)等幾種可能的物理實體。

　　功能實體與物理節(jié)點之間可能的映射關(guān)系如圖4所示。

圖4 功能實體與物理節(jié)點間可能的映射關(guān)系

　　圖5是由各功能實體組成的一個典型的智能網(wǎng)物理結(jié)構(gòu)。

圖5 典型的智能網(wǎng)物理結(jié)構(gòu)

　　該智能網(wǎng)主要由業(yè)務(wù)交換點(SSP)、智能外設(shè)(IP)、業(yè)務(wù)控制點(SCP)、業(yè)務(wù)管理點(SMP)、業(yè)務(wù)生成環(huán)境(SCE)等幾個部分構(gòu)成。

　　業(yè)務(wù)交換點(SSP)實現(xiàn)呼叫控制功能(CCF)和業(yè)務(wù)交換功能(SSF)。業(yè)務(wù)交換點一般以原有數(shù)字程控交換機為基礎(chǔ)，再配以必要的軟硬件以及No.7公共信道信令系統(tǒng)接口。

　　業(yè)務(wù)控制點(SCP)是智能網(wǎng)的核心功能部件，它存儲用戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯，實現(xiàn)業(yè)務(wù)控制功能(SCF)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)功能(SDF)。SCP一般由大、中型計算機和大型實時高速數(shù)據(jù)庫構(gòu)成。SCP與SSP之間按照智能網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議(INAP)進行互通。

　　智能外設(shè)(IP)實現(xiàn)專用資源功能(SRF)，進行語音合成、播放錄音通知、接收雙音多頻撥號、進行語音識別等。IP接受SCP的控制，執(zhí)行SCP業(yè)務(wù)邏輯所指定的操作。

　　業(yè)務(wù)管理點(SMP)一般具有5種功能，即業(yè)務(wù)邏輯管理、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理、用戶數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)監(jiān)測以及業(yè)務(wù)量管理。一個智能網(wǎng)一般僅配置一個SMP。

　　業(yè)務(wù)生成環(huán)境(SCE)的功能主要是根據(jù)用戶的需求生成新的業(yè)務(wù)邏輯。在業(yè)務(wù)生成環(huán)境上創(chuàng)建的新業(yè)務(wù)邏輯由業(yè)務(wù)提供者輸入到SMP中，再由SMP加載到SCP上，就可在通信網(wǎng)上提供該業(yè)務(wù)。

　　實例：簡化的800號智能網(wǎng)業(yè)務(wù)各物理實體的工作過程如圖6所示。

圖6 800號業(yè)務(wù)示意圖

　　該圖示業(yè)務(wù)工作過程如下：（1）主叫用戶撥800號號碼，（2）SSP向SCP查詢800號號碼，（3）SCP查詢數(shù)據(jù)庫后向SSP送回譯碼結(jié)果（真正被叫號碼），（4）SSP連接主、被叫，振鈴。

3 總結(jié)

　　智能網(wǎng)提供一種面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。ITU-T的智能網(wǎng)概念模型將智能網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)自上而下劃分為業(yè)務(wù)、全局功能、分布功能、物理共四個平面。業(yè)務(wù)平面面向用戶，提供業(yè)務(wù)描述平臺：使用一系列標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)屬性(SF)來描述業(yè)務(wù)；全局功能平面面向業(yè)務(wù)設(shè)計者，提供業(yè)務(wù)生成平臺：通過有序地組合若干SIB（其中包含一個特殊的基本呼叫處理SIB）構(gòu)成全局業(yè)務(wù)邏輯來實現(xiàn)各業(yè)務(wù)屬性；分布功能平臺面向網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者，提供智能網(wǎng)分布功能平臺：全局功能平面中的SIB在分布功能平臺中被分解為功能實體中的客戶機/服務(wù)器關(guān)系；物理平臺面向網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者，提供物理網(wǎng)絡(luò)的組建平臺：網(wǎng)絡(luò)由SSP、SCP、SDP、SMP、SCE等物理實體構(gòu)成，一個物理實體包含一個或多個分布功能平臺的功能實體。

　　智能網(wǎng)概念模型提供了一個層次化的、分布式的、實體間協(xié)同工作的、自頂向下任務(wù)逐級分解的電信業(yè)務(wù)生成體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)使智能網(wǎng)獨立于基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)，成為基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)之上的附加網(wǎng)絡(luò)層，使智能網(wǎng)獨立于業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)設(shè)計者通過對SIB的調(diào)用和組合，便可以生成各種各樣的新業(yè)務(wù)邏輯程序。

　　本文內(nèi)容主要基于ITU-T智能網(wǎng)能力集1(IN CS-1)。ITU-T對智能網(wǎng)能力的演進采用了階段性標(biāo)準(zhǔn)化的方法，IN CS-1主要研究可以在固定電話網(wǎng)上向用戶提供的智能業(yè)務(wù)，INCS-2及其后續(xù)能力集則主要致力于移動性及智能網(wǎng)與其它種類網(wǎng)絡(luò)（如：移動通信網(wǎng)、B-ISDN、Internet）的互連。

4 參考資料

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　　[8] ITU-T. Q.1215: Physical Plane for Intelligent Network CS-1. 1995.10