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通信知識基礎——智能網(wǎng)

陳軍輝　2002/04/08

（上海貝爾公司研究開(kāi)發(fā)部，上海 201206）

　　摘 要：

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

　　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(jìn)行儲存、處理和靈活控制的能力，這些業(yè)務(wù)被稱(chēng)為智能業(yè)務(wù)。智能網(wǎng)(Intelligent Network)就是在原有通信網(wǎng)絡(luò )基礎上，為快速提供智能業(yè)務(wù)而設置的附加網(wǎng)絡(luò )結構。

　　智能網(wǎng)的基本思想是，依靠No.7信令網(wǎng)（即：信令與話(huà)路完全分開(kāi)）和大型集中數據庫的支持，將網(wǎng)絡(luò )的交換功能和控制功能相分離：簡(jiǎn)化交換機的軟件，使之只完成基本的接續功能；引入業(yè)務(wù)控制點(diǎn)，具體怎樣根據智能業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯完成呼叫的接續步驟，讓業(yè)務(wù)控制點(diǎn)來(lái)決定; 交換機采用開(kāi)放式結構和標準接口與業(yè)務(wù)控制點(diǎn)相連。這樣，需要增加或修改新業(yè)務(wù)的時(shí)候，不必改動(dòng)各交換中心的交換機，只要在業(yè)務(wù)控制點(diǎn)中增加或修改新業(yè)務(wù)邏輯，并在大型集中數據庫中增加新的業(yè)務(wù)數據和用戶(hù)數據即可。

2 智能網(wǎng)的概念模型

　　對于智能網(wǎng)，可以從四個(gè)不同的角度來(lái)觀(guān)察和理解，這四個(gè)不同的角度一起構成了四層平面結構的智能網(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(hù)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(jìn)一步采用全局功能平面(Global Functional Plane)中的“與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的構成塊(Service-Independent Building Block)”來(lái)加以描述和實(shí)現；每個(gè)SIB的功能通過(guò)分布功能平面(Distributed Functional Plane)上不同功能實(shí)體(Functional Entity)之間的協(xié)調工作來(lái)共同完成；具體各功能實(shí)體分別在哪些物理節點(diǎn)中得到實(shí)現（軟件功能在硬件設備上的定位關(guān)系）在物理平面(Physical Plane)中體現出來(lái)。

　　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(hù)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(gè)業(yè)務(wù)由一個(gè)或多個(gè)業(yè)務(wù)屬性組合而成。

　　實(shí)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(huà)記賬卡業(yè)務(wù)(Account Card Calling)：用戶(hù)可以使用任何一部話(huà)機進(jìn)行長(cháng)途呼叫，通話(huà)費用從其賬號上扣除而不是記在他所用的話(huà)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(hù)提供免費呼叫，通話(huà)費用記在被叫方的帳上。

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

　　電話(huà)投票業(yè)務(wù)(Televoting)：主要用于進(jìn)行意見(jiàn)征詢(xún)、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(tīng)眾或觀(guān)眾之間的溝通。

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

　　通用個(gè)人通信業(yè)務(wù)(Universal Personal Telecommunication)：分配給用戶(hù)一個(gè)唯一的“個(gè)人通信號碼”，用戶(hù)可以在任何一部話(huà)機上將該號碼向智能網(wǎng)登記作為來(lái)話(huà)目的地，這樣，所有對此號碼的呼叫，都將接到所登記的話(huà)機上，從而實(shí)現“個(gè)人移動(dòng)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(kāi)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)：根據全網(wǎng)絡(luò )的負載情況動(dòng)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(shí)間選路(Time Dependent Routing)：根據時(shí)間（如：是否高峰時(shí)間，是否節假日）不同，進(jìn)行不同的號碼翻譯和路由選擇。

　　據發(fā)端位置選路(Origin Dependent Routing)：根據主叫號碼所在地區及主叫號碼，自動(dòng)按一定規則選擇目的地和出局路由。

　　由發(fā)端用戶(hù)提示(Originating User Prompter)：允許主叫用戶(hù)參與業(yè)務(wù)的控制，如：指定依賴(lài)于時(shí)間或依賴(lài)于號碼的路由選擇方式，進(jìn)行呼入/呼出權限管理。

　　呼叫轉移(Call Transfer)：有條件或無(wú)條件地將打向A處的電話(huà)轉向到B處，從而實(shí)現“改機不改號”、“電話(huà)跟我走”。

　　2．2 全局功能平面(Global Functional Plane)

　　從業(yè)務(wù)設計者的角度看，智能網(wǎng)由一些可重用的，與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的構成塊(SIB)組成。每個(gè)SIB完成某種標準的網(wǎng)絡(luò )功能（如：號碼翻譯SIB，登記呼叫記錄SIB），業(yè)務(wù)設計者根據業(yè)務(wù)屬性對業(yè)務(wù)進(jìn)行細分，利用SIB搭建出各種業(yè)務(wù)屬性，進(jìn)而構成各種業(yè)務(wù)。

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

　　實(shí)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(gè)方面的內容：

　　SIB；基本呼叫處理（一個(gè)特殊的SIB，它說(shuō)明一般的呼叫過(guò)程是如何啟動(dòng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)以及如何被智能網(wǎng)控制的，其中啟動(dòng)點(diǎn)(POI)和返回點(diǎn)(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(gè)SIB所需要的數據，以及用于返回BCP的返回點(diǎn)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(gè)給定的整數，可用于大眾呼叫和電話(huà)投票業(yè)務(wù)。

　　鑒權(Authenticate)：提供證實(shí)功能（如：確認用戶(hù)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(jìn)行特殊的計費處理，如：按主叫賬號、按被叫賬號、按被叫話(huà)機進(jìn)行計費等。

　　比較(Compare)：將一任意類(lèi)型的變量同指定的參數值進(jìn)行比較。

　　分配(Distribution)：執行一特定的算法，在用戶(hù)規定的分配參數基礎上，將呼叫分配到SIB的不同邏輯出口。

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

　　排隊(Queue)：當網(wǎng)絡(luò )資源不足時(shí)，讓呼叫進(jìn)行排隊等待，并給排隊用戶(hù)發(fā)出通知音；當資源可用時(shí)，則解除呼叫排隊。

　　篩選(Screen)：將輸入數據與數據庫內容相比較，確定該參數在數據庫中是否存在。

　　業(yè)務(wù)數據管理(Service Data Management)：對數據庫中儲存的信息進(jìn)行修改，例如修改一個(gè)用戶(hù)的呼叫前轉號碼。

　　狀態(tài)通知(Status Notification)：查詢(xún)和監視有關(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(hù)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(hù)的二次撥號。

　　核對(Verify)：將輸入信息與期望的數據格式相比較，進(jìn)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 )設計者的角度描述了智能網(wǎng)的功能結構，它由一組被稱(chēng)為功能實(shí)體(FE)的軟件單元構成，每個(gè)功能實(shí)體完成智能網(wǎng)的一部分特定功能。各功能實(shí)體間的信息傳遞遵循智能網(wǎng)應用協(xié)議(INAP)。

　　每個(gè)功能實(shí)體還可進(jìn)一步劃分成功能實(shí)體動(dòng)作(FEA)，將某些FEA按一定的順序組合在一起，通過(guò)標準信息流(Information Flow)來(lái)協(xié)調它們的執行，就可以構成SIB。也就是說(shuō)，每個(gè)SIB都是由一些分布在各個(gè)功能實(shí)體內的FEA互相協(xié)作、共同實(shí)現的。

　　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(shí)體：

　　呼叫控制代理功能(CCAF)：是用戶(hù)與通信網(wǎng)的接口，它向用戶(hù)提供呼叫接入功能。該功能通常由終端呼叫設備來(lái)實(shí)現。

　　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(lái)處理。該功能通常由程控交換機來(lái)實(shí)現。

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

　　業(yè)務(wù)控制功能(SCF)：實(shí)現對智能網(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(lái)控制執行的。

　　業(yè)務(wù)數據功能(SDF)：與智能網(wǎng)中數據庫相關(guān)的功能。智能網(wǎng)數據庫存放各種用戶(hù)數據、網(wǎng)絡(luò )數據和業(yè)務(wù)數據供SCF查詢(xún)、修改。

　　專(zhuān)用資源功能(SRF)：負責智能業(yè)務(wù)中用到的設備資源，如：語(yǔ)音提示、語(yǔ)音合成等。

　　業(yè)務(wù)管理功能(SMF)：負責業(yè)務(wù)邏輯、業(yè)務(wù)數據、用戶(hù)數據及網(wǎng)絡(luò )等方面的管理。

　　業(yè)務(wù)生成環(huán)境功能(SCEF)：負責智能業(yè)務(wù)的定義，開(kāi)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)系統集成商，它描述了分布功能平面中的功能實(shí)體可以在哪些物理節點(diǎn)中實(shí)現，它指出了軟件功能在硬件設備上的定位關(guān)系。一個(gè)物理節點(diǎn)中可以包括一到多個(gè)功能實(shí)體。但一個(gè)功能實(shí)體只能位于一個(gè)物理節點(diǎn)中。

　　IN CS-1推薦了網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)(NAP)，業(yè)務(wù)交換點(diǎn)(SSP)，業(yè)務(wù)控制點(diǎn)(SCP) ，業(yè)務(wù)交換控制點(diǎn)(SSCP) ，業(yè)務(wù)數據點(diǎn)(SDP)，業(yè)務(wù)節點(diǎn)(SN)，附加設備(AD)，智能外設(IP)等幾種可能的物理實(shí)體。

　　功能實(shí)體與物理節點(diǎn)之間可能的映射關(guān)系如圖4所示。

圖4 功能實(shí)體與物理節點(diǎn)間可能的映射關(guān)系

　　圖5是由各功能實(shí)體組成的一個(gè)典型的智能網(wǎng)物理結構。

圖5 典型的智能網(wǎng)物理結構

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

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

　　業(yè)務(wù)控制點(diǎn)(SCP)是智能網(wǎng)的核心功能部件，它存儲用戶(hù)數據和業(yè)務(wù)邏輯，實(shí)現業(yè)務(wù)控制功能(SCF)和業(yè)務(wù)數據功能(SDF)。SCP一般由大、中型計算機和大型實(shí)時(shí)高速數據庫構成。SCP與SSP之間按照智能網(wǎng)的標準接口協(xié)議(INAP)進(jìn)行互通。

　　智能外設(IP)實(shí)現專(zhuān)用資源功能(SRF)，進(jìn)行語(yǔ)音合成、播放錄音通知、接收雙音多頻撥號、進(jìn)行語(yǔ)音識別等。IP接受SCP的控制，執行SCP業(yè)務(wù)邏輯所指定的操作。

　　業(yè)務(wù)管理點(diǎn)(SMP)一般具有5種功能，即業(yè)務(wù)邏輯管理、業(yè)務(wù)數據管理、用戶(hù)數據管理、業(yè)務(wù)監測以及業(yè)務(wù)量管理。一個(gè)智能網(wǎng)一般僅配置一個(gè)SMP。

　　業(yè)務(wù)生成環(huán)境(SCE)的功能主要是根據用戶(hù)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(shí)例：簡(jiǎn)化的800號智能網(wǎng)業(yè)務(wù)各物理實(shí)體的工作過(guò)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(guò)程如下：（1）主叫用戶(hù)撥800號號碼，（2）SSP向SCP查詢(xún)800號號碼，（3）SCP查詢(xún)數據庫后向SSP送回譯碼結果（真正被叫號碼），（4）SSP連接主、被叫，振鈴。

3 總結

　　智能網(wǎng)提供一種面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )體系結構。ITU-T的智能網(wǎng)概念模型將智能網(wǎng)體系結構自上而下劃分為業(yè)務(wù)、全局功能、分布功能、物理共四個(gè)平面。業(yè)務(wù)平面面向用戶(hù)，提供業(yè)務(wù)描述平臺：使用一系列標準的業(yè)務(wù)屬性(SF)來(lái)描述業(yè)務(wù)；全局功能平面面向業(yè)務(wù)設計者，提供業(yè)務(wù)生成平臺：通過(guò)有序地組合若干SIB（其中包含一個(gè)特殊的基本呼叫處理SIB）構成全局業(yè)務(wù)邏輯來(lái)實(shí)現各業(yè)務(wù)屬性；分布功能平臺面向網(wǎng)絡(luò )設計者，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(shí)體中的客戶(hù)機/服務(wù)器關(guān)系；物理平臺面向網(wǎng)絡(luò )建設者，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(shí)體構成，一個(gè)物理實(shí)體包含一個(gè)或多個(gè)分布功能平臺的功能實(shí)體。

　　智能網(wǎng)概念模型提供了一個(gè)層次化的、分布式的、實(shí)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)生成體系結構。該體系結構使智能網(wǎng)獨立于基礎通信網(wǎng)絡(luò )，成為基礎通信網(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)設計者通過(guò)對SIB的調用和組合，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(jìn)采用了階段性標準化的方法，IN CS-1主要研究可以在固定電話(huà)網(wǎng)上向用戶(hù)提供的智能業(yè)務(wù)，INCS-2及其后續能力集則主要致力于移動(dòng)性及智能網(wǎng)與其它種類(lèi)網(wǎng)絡(luò )（如：移動(dòng)通信網(wǎng)、B-ISDN、Internet）的互連。

4 參考資料

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