现代通信网络技术第十章

第十章智能网★10.1智能网及其发展★10.2智能网概念模型★10.3智能网结构及技术★10.4智能网的应用传统的业务提供方式是以交换机为中心，新业务开发周期长，业务的推出需要升级全网交换机的软件甚至硬件，成本高，耗时长，智能网的引入是业务提供方式的重要变革。智能网采用交换与业务控制分离的方式，可以在现有交换与传输网络结构上，快速、方便、经济地提供各种增值业务。智能网增强了电信运营商提供新业务的灵活性，使之更好地面对激烈的市场竞争，提高了企业盈利能力，得到一致的肯定和广泛的应用。智能网业务也给用户带来极大的方便和好处，例如日常生活中常见的被叫集中付费业务，提高了企业形象，方便了消费者。智能网已覆盖传统的固定电话和移动电话网络，正在向宽带网发展，智能网的发展和业务的创新给通信业带来新的活力，通信网络的智能化是一个重要的发展方向。10.1智能网及其发展10.1.1智能网的概念随着现代通信技术的高速发展，电信市场多元化竞争以及用户不断提出的新业务需求，使得运营商之间的竞争焦点越来越集中在提供各种具有吸引力的客户业务上。这就要求在网络中引进更强的智能性，以提高网络对新业务的应变能力，由此智能网(IntelligentNetwork，IN)及其技术应运而生。智能网（IN）是在原有通信网络的基础上设置的一种附加网络，其目的是在多厂商环境下快速引入新业务。在智能网平台上，网络服务提供商可以迅速满足用户对更多新业务的需求。一、智能网与传统业务方式1980年代初，美国AT＆T公司就采用数据库集中方式提供800号业务(被叫付费)和电话记帐卡业务，这就是早期智能网的雏形。1992年ITU-T公布了Q.1200系列建议，即智能网能力集l(INCS-1)，正式命名智能网。智能网是一种附加的业务网络，能在现有通信网络上灵活方便快捷地提供各种增值业务，例如：记帐卡业务、被叫付费业务和虚拟专网业务等。智能网的引入是业务提供方式的重要变革，智能网是在现有交换与传输的基础网络结构上，为快速、方便、经济地提供电信新业务而设置的一种附加网络结构。智能网的主要特点就是将交换与业务控制分离，即交换中心只完成基本的接续功能，而在电信网中另设一些新的业务生成与控制节点，由这些功能节点协同原来的交换中心共同来完成智能业务。在智能业务平台上，由业务生成软件来定制新业务，并能迅速在整个通信网上提供该新业务。因此，智能网与传统业务提供方式的主要区别在于是否有专门的业务生成管理系统，能否实现集中管理和集中服务，二者网络结构区别如图10-1所示。由图可见，传统业务网络业务提供功能分散于各个交换机，而智能网业务提供功能集中于以业务控制点（ServiceControlPoint，SCP）为核心的智能网。交交交交a交交交交交交交交交交交交交SCP交b交交交交交交交交交交交交交交交交图10-1智能网与传统业务网络结构（a）传统网络结构（b）智能网结构二、智能网与现有网络关系智能网是现有公共电话网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）、分组数据交换网（PacketDataNetwork，PDN）、移动通信网(PublicLandMobileNetwork，PLMN)等基础通信网的附加网络，也就是与现有网络是一种叠加关系，在现有通信网上增加一些功能部件(或称为功能实体)，如业务控制点（SCP）、业务交换点（ServiceSwitchingPoint，SSP）等，构成一个附加网络，如图10-2所示。SSP与现有网络相连，并给每个新业务分配一个接入码，就可以实现和现有通信网的接轨。如此，可以有效地利用现有网络资源，开展各种智能网业务。例如，被叫付费业务，你可以向餐厅营业厅电话订餐，而电话费由餐厅支付；又如记帐卡业务，你可以使用你的信用卡或电话卡在任意的话机上打长途电话，费用自动记入相应的帐号等。交交交SSPSSP交交交交交交PLMNPSTNISDNPDNSS7交交交交SMSSCPSDP交交交交交交图10-2智能网的叠加形式三、智能网的主要特点★1）方便快捷地提供新业务，适应多业务发展的需要。传统PSTN、ISDN业务提供由各网络节点（交换机）软／硬件支持，无法实现数据库和业务控制的集中；而采用智能网技术，增值业务与呼叫业务分开，能方便地在原有通信平台上迅速提供新业务。★2）具有专门业务开发系统，可以方便地生成新业务。智能网体系中配有业务生成环境（ServiceCreationEnvironment，SCE）可以方便快速地开发生成新业务。由于只要做一个业务点的开发工作，就可以为全网提供这些业务，开发周期短。★（3）集中管理和集中服务方式，可以降低提供新业务的成本。利用现有高级智能网资源，只须在业务生成平台上更改软件或少许硬件，即可迅速在全网提供新业务。智能业务主要由位于交换网络之外的独立业务生成和管理点来完成，业务的创建和交换系统提供商无关。10.1.2智能网的发展背景早期的通信网只是提供电话等基本业务，随着电子及通信技术的发展，特别是程控数字交换机问世，使交换机具有灵活的多功能特性，可提供许多新的补充业务，成为早期以交换机为中心提供新业务的技术基础。社会经济和科学技术的发展，促进了智能网慨念的形成与发展。首先，现代社会与经济的发展，人们生产生活方式的变化，提出了新业务的需求，而新业务的要求既给电信运营商带来挑战，同时也带来新机会，有利于提高市场竞争力，所有这些成为推动智能网发展的源动力。其次，科学技术发展与创新为智能网奠定了技术基础，例如，数字通信网、七号信令系统、计算机、数据库等技术的发展有力支持了业务的处理与交换机分离的实现。1984年美国贝尔系统公司的垄断被打破，出现了长途通信公司AT＆T和七家地区控股公司及其所属的贝尔通信研究所(Bellcore)，由此展开了激烈的市场竞争。为寻找电信发展的新途经，1984年4月七家地区控股公司和贝尔通信研究所提出了建立智能网的建议，标志着电信行业一个新领域的开始。首先提出的是IN-1，并直接应用于号码翻译业务，代表了迈向智能网的第一步。地区控股公司将数据库集中设置在几个点（称为业务控制点SCP）,由SCP控制交换机，交换局与SCP之间的通信采用七号信令协议，SCP是简单的翻译器，把形式号码翻译成实际号码。为了提供更多的业务，1986年贝尔通信研究所提出了IN-2，主要思想是引入新业务时只需修改SCP。以后，由贝尔通信研究公司发起组织一个多厂商协调会，目的是广泛征集最佳思想以便定义一种智能网的结构，来满足业务的长期需求。1990年3月，多厂商协调会有关的技术文件公开发表，并由此发展为高级智能网（AdvancedIntelligentNetwork，AIN）标准。l991年颁布第一个AIN标准。1990年代初，法国、英国、瑞典、德国、意大利等欧州各国以及日本等亚州国家积极投入对智能网的开发，并开办智能业务。国际电联ITU-T第11研究组专门设立了一个工作组(SG11WP4)研究智能网的标准，并1992年发布了智能网Q.121x系列建议，称为智能网能力集l（IntelligentNetworkCapabilitySet1，INCS-l）。这是智能网的第一个国际标准，对智能网的标准化和未来技术发展的框架起到指导作用。随后，陆续颁布了一系列智能网能力集INCS-2、INCS-3和INCS-4。10.1.3智能网的技术基础智能网是以快速提供新业务为目标的全新网络结构，改变了原有电信网络的布局，增加了一些功能部件实现业务集中控制。智能网是一种集最新的通信技术与计算机技术为一体的网络产品，综合运用了相关领域的各种新技术。一、数字程控交换技术程控交换技术是智能网实现的重要技术平台，也就是说，智能网是以现存数字电话交换网为基础建设的。智能网的实现需要程控交换机的改造，例如，添加业务交换点（SSP）、增加了识别智能呼叫的功能以及相关协议等等，完成SSP与业务控制点（SCP）通信，报告智能呼叫，并接受SCP命令，完成呼叫接续的功能以及进行智能网呼叫计费的功能。二、信令与接口协议智能网中各功能实体之间，智能网与PSTN之间的通信采用标准信令接口和通信协议包括：★1）七号信令协议。利用七号信令系统中的信令连接控制部分（SCCP）和事务处理应用部分（TCAP），可以快速有效地在物理实体之间建立逻辑连接、传送与电路无关的多种消息和大量与电路无关的数据，比如新业务的登记、撤消等事务处理信息。根据ITU-TQ.1200建议，智能网中在业务控制点SCP和业务交换点SSP之间使用七号信令连接控制部分（SCCP）和事务处理应用部分（TCAP）来传送和处理智能网应用部分（IntelligentNetworkApplicationPart,INAP）消息。在SSP与独立智能网外设(IntelligentPeripheral，IP)之间，应采用七号信令中的ISDN用户部分（ISUP）来完成话路的承载连接。★（2）x.500协议。ITU-T于1994年修改了SCF-SDF的接口标准，建议采用x.500协议用于业务控制点（SCP）与业务数据点（SDP）的接口。x.500是针对在开放系统互连OSI网络中，存在着大量的信息数据，对它们的查询操作比修改操作多得多的特点而提出的，比如开放系统的网络地址、用户电子邮件地址等，电信业务中对数据的访问也符合这种性质。x.500建议中提出的号码簿系统(DirectorySystem)提供了管理这类信息的手段。★（3）x.25接口及协议。x.25协议完成网络物理层、链路层和分组层的功能，是分组交换网的技术基础。智能网在SCP与业务管理系统SMS之间存在许多管理消息需要传送。由于SCP与SMS的物理配置很可能在异地，因此要采用分组数据网的x.25接口进行通信。三、大型实时数据库技术智能网为达到集中的业务控制能力，必须有大型实时数据库做支持。业务数据功能（ServiceDataFunction，SDF）就是这样的一个数据库，即SDF中存有业务控制数据、用户数据和网络数据，在业务执行期间要接受SCP和SMS的访问，获取或者下载相关数据，完成控制动作。因此SDF应具有快速响应速度，要对数据进行安全可靠的管理，具有方便的软件工具支持用户对数据库的应用开发。目前市场上商用化的大型关系数据库系统均满足上述要求，例如Informix，Oracle，Sybase等。四、软件设计与开发技术智能网是计算机软件密集型的通信产品，先进的软件设计开发方法可以保证软件产品的可靠性、可维护性、易扩充和移植性。为保证智能问产品的高质量，要使用软件工程方法，在软件开发的全过程，使用了最新的软件技术，诸如面向对象技术、软件测试技术等等。五、规范描述技术智能网中存在大量的业务规范和协议规范描述的问题。首先是智能网业务需要按规范的业务流程描述出来，以便于对它们进行生成和校验。其次，智能网应用协议（IntelligentNetworkApplicationProtocol，INAP）的描述包括语法描述和语义描述，Q.1218建议中对语法描述采用ASN.1方法来定义INAP的应用上下文、应用服务单元、操作错误和它们的参数。在智能网软件设计中使用到的规范描述技术有：规范描述语言(SpecificationandDescriptionLanguage，SDL)、消息顺序图(MessageSequenceChart、MSC)和抽象文法记法(AbstractSyntaxNotationOne，ASN.1)。10.1.4智能网的基本特征一、业务控制与交换功能分离按照传统业务提供方法，每一次基本呼叫控制和对新业务的特殊控制全部由网络上的交换机承但，控制和交换不可能分开，由此带来新业务生成周期长等问题。而智能网把对业务的控制从交换机中分离出来，由附加的智能网络层完成对业务的集中控制。当然交换机除了负责基本的呼叫接续控制，还要支持与业务控制点(SCP)交互所需要的必要规程，具有这些能力的交换机成为业务交换点(SSP)。在业务控制点中，保存有控制业务执行的软件称为业务逻辑，并且设置有专用数据库，存放各种业务数据和用户数据