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通信知识基础——智能网

陈军辉　2002/04/08

（上海贝尔公司研究开发部，上海 201206）

　　摘 要：

　　本文主要是总结了有关智能网的一些基础知识。首先给出了智能网的定义；然后结合具体实例，介绍了四层平面结构的智能网概念模型；文章最后是总结。

　　关键词：

　　智能网，概念模型，业务平面，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 定义

　　有一些电信业务，要求网络不仅需要具有传递、交换信息的能力，而且还需要具有对信息进行储存、处理和灵活控制的能力，这些业务被称为智能业务。智能网(Intelligent Network)就是在原有通信网络基础上，为快速提供智能业务而设置的附加网络结构。

　　智能网的基本思想是，依靠No.7信令网（即：信令与话路完全分开）和大型集中数据库的支持，将网络的交换功能和控制功能相分离：简化交换机的软件，使之只完成基本的接续功能；引入业务控制点，具体怎样根据智能业务的业务逻辑完成呼叫的接续步骤，让业务控制点来决定; 交换机采用开放式结构和标准接口与业务控制点相连。这样，需要增加或修改新业务的时候，不必改动各交换中心的交换机，只要在业务控制点中增加或修改新业务逻辑，并在大型集中数据库中增加新的业务数据和用户数据即可。

2 智能网的概念模型

　　对于智能网，可以从四个不同的角度来观察和理解，这四个不同的角度一起构成了四层平面结构的智能网概念模型，如图1所示。

图1 智能网概念模型

　　智能网可以向用户快速提供智能业务。业务平面(Service Plane)由业务(Service)和业务属性(Service Feature)组成；它们可以进一步采用全局功能平面(Global Functional Plane)中的“与业务无关的构成块(Service-Independent Building Block)”来加以描述和实现；每个SIB的功能通过分布功能平面(Distributed Functional Plane)上不同功能实体(Functional Entity)之间的协调工作来共同完成；具体各功能实体分别在哪些物理节点中得到实现（软件功能在硬件设备上的定位关系）在物理平面(Physical Plane)中体现出来。

　　2．1 业务平面(Service Plane)

　　从业务使用者的角度看，智能网可以为用户快速提供智能业务。业务属性是业务平面中最小的描述单位，一个业务由一个或多个业务属性组合而成。

　　实例：被叫集中付费业务（800号业务）及其业务属性

　　　　　被叫集中付费业务=“单一号码”+“反向计费”+“登记呼叫记录”+……

　　在业务平面上，国际电联(ITU-T)为智能网能力集1(IN CS-1)定义了25种业务和38种业务属性。

　　比较有代表性的几种智能业务举例如下：

　　电话记账卡业务(Account Card Calling)：用户可以使用任何一部话机进行长途呼叫，通话费用从其账号上扣除而不是记在他所用的话机账单上。例如：200，300，201业务。

　　被叫集中付费业务(Freephone)：该业务主要用于一些大型企业、公司或服务行业向其客户提供免费呼叫，通话费用记在被叫方的帐上。

　　虚拟专用网业务(Virtual Private Network)：根据业务租用者储存在数据库中的要求，在公用网中建立起非永久性的专用网络以供专用网的用户使用。

　　电话投票业务(Televoting)：主要用于进行意见征询、民意测验等。

　　大众呼叫业务(Mass Callling)：主要用于新闻界、传播媒体等与读者、听众或观众之间的沟通。

　　广域集中用户交换机业务(WAC)：通过公用网把分布在不同交换局的“集中用户交换机”组织成一个虚拟的专用网络，向地理位置分散的业务用户群提供PABX型业务。例如：用户群内部通信的缩位拨号。该业务可视为VPN业务的一个特例。

　　通用个人通信业务(Universal Personal Telecommunication)：分配给用户一个唯一的“个人通信号码”，用户可以在任何一部话机上将该号码向智能网登记作为来话目的地，这样，所有对此号码的呼叫，都将接到所登记的话机上，从而实现“个人移动性”。

　　附加计费业务(Premium Rate)：针对那些既向公众提供信息又收取一定费用的业务提供者开放。附加计费业务的计费，除少部分留作通信公司的服务费外，大部分将由通信公司转给各业务提供者。例如：声讯服务。

　　业务属性举例如下：

　　呼叫分配(Call distribution)：根据全网络的负载情况动态分配业务量，以提高网络利用率，减少拥塞。

　　按时间选路(Time Dependent Routing)：根据时间（如：是否高峰时间，是否节假日）不同，进行不同的号码翻译和路由选择。

　　据发端位置选路(Origin Dependent Routing)：根据主叫号码所在地区及主叫号码，自动按一定规则选择目的地和出局路由。

　　由发端用户提示(Originating User Prompter)：允许主叫用户参与业务的控制，如：指定依赖于时间或依赖于号码的路由选择方式，进行呼入/呼出权限管理。

　　呼叫转移(Call Transfer)：有条件或无条件地将打向A处的电话转向到B处，从而实现“改机不改号”、“电话跟我走”。

　　2．2 全局功能平面(Global Functional Plane)

　　从业务设计者的角度看，智能网由一些可重用的，与业务无关的构成块(SIB)组成。每个SIB完成某种标准的网络功能（如：号码翻译SIB，登记呼叫记录SIB），业务设计者根据业务属性对业务进行细分，利用SIB搭建出各种业务属性，进而构成各种业务。

　　业务设计者只需描述出一个业务需要用到哪些SIB，这些SIB的先后顺序，每个SIB的输入输出参数等即完成了一个业务的设计。

　　实例：用SIB定义800号业务（这里只包含号码翻译功能）的业务逻辑，如图2所示。

图2 800号业务的业务逻辑

　　可以看出，全局功能平面包括三个方面的内容：

　　SIB；基本呼叫处理（一个特殊的SIB，它说明一般的呼叫过程是如何启动智能网业务以及如何被智能网控制的，其中启动点(POI)和返回点(POR)提供了交换机与业务逻辑之间交互的接口）；全局业务逻辑（描述SIB之间的链接顺序，各个SIB所需要的数据，以及用于返回BCP的返回点等）。

　　在全局功能平面上，国际电联(ITU)为智能网能力集1(IN CS-1)定义了14种SIB。

　　算法(Algorithm)：对被指定的整型变量增加或减少一个给定的整数，可用于大众呼叫和电话投票业务。

　　鉴权(Authenticate)：提供证实功能（如：确认用户是否合法），该SIB在所有的业务中都可能用到。

　　计费(Charge)：对呼叫进行特殊的计费处理，如：按主叫账号、按被叫账号、按被叫话机进行计费等。

　　比较(Compare)：将一任意类型的变量同指定的参数值进行比较。

　　分配(Distribution)：执行一特定的算法，在用户规定的分配参数基础上，将呼叫分配到SIB的不同逻辑出口。

　　呼叫记录信息(Log Call Information)：把每次呼叫的详细信息记录到文件中去。

　　排队(Queue)：当网络资源不足时，让呼叫进行排队等待，并给排队用户发出通知音；当资源可用时，则解除呼叫排队。

　　筛选(Screen)：将输入数据与数据库内容相比较，确定该参数在数据库中是否存在。

　　业务数据管理(Service Data Management)：对数据库中储存的信息进行修改，例如修改一个用户的呼叫前转号码。

　　状态通知(Status Notification)：查询和监视有关网络资源状态及其变化。

　　翻译(Translate)：例如缩位拨号的翻译。

　　用户交互作用(User Interaction)：在网络和主叫或被叫之间交流信息。例如：发送通知音，接收用户的二次拨号。

　　核对(Verify)：将输入信息与期望的数据格式相比较，进行格式的核对。

　　基本呼叫处理(Basic Call Processing)。

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

　　分布功能平面从网络设计者的角度描述了智能网的功能结构，它由一组被称为功能实体(FE)的软件单元构成，每个功能实体完成智能网的一部分特定功能。各功能实体间的信息传递遵循智能网应用协议(INAP)。

　　每个功能实体还可进一步划分成功能实体动作(FEA)，将某些FEA按一定的顺序组合在一起，通过标准信息流(Information Flow)来协调它们的执行，就可以构成SIB。也就是说，每个SIB都是由一些分布在各个功能实体内的FEA互相协作、共同实现的。

　　图3是ITU-T智能网能力集1(IN CS-1)中分布功能平面示意图。

图3 IN CS-1分布功能平面示意图

　　如图所示，分布功能平面上主要有以下几种功能实体：

　　呼叫控制代理功能(CCAF)：是用户与通信网的接口，它向用户提供呼叫接入功能。该功能通常由终端呼叫设备来实现。

　　呼叫控制功能(CCF)：识别出智能业务并将其提交给智能网来处理。该功能通常由程控交换机来实现。

　　业务交换功能(SSF)：处理CCF与SCF间的通信，并进行两者间的消息格式转换。

　　业务控制功能(SCF)：实现对智能网业务的控制。它是智能网的核心功能，比如：业务逻辑程序就是由SCF来控制执行的。

　　业务数据功能(SDF)：与智能网中数据库相关的功能。智能网数据库存放各种用户数据、网络数据和业务数据供SCF查询、修改。

　　专用资源功能(SRF)：负责智能业务中用到的设备资源，如：语音提示、语音合成等。

　　业务管理功能(SMF)：负责业务逻辑、业务数据、用户数据及网络等方面的管理。

　　业务生成环境功能(SCEF)：负责智能业务的定义，开发，测试及向SMF的传送。

　　业务管理代理功能(SMAF)：为SMF提供人机操作界面。

　　2．4 物理平面(Physical Plane)

　　物理平面面向智能网系统集成商，它描述了分布功能平面中的功能实体可以在哪些物理节点中实现，它指出了软件功能在硬件设备上的定位关系。一个物理节点中可以包括一到多个功能实体。但一个功能实体只能位于一个物理节点中。

　　IN CS-1推荐了网络接入点(NAP)，业务交换点(SSP)，业务控制点(SCP) ，业务交换控制点(SSCP) ，业务数据点(SDP)，业务节点(SN)，附加设备(AD)，智能外设(IP)等几种可能的物理实体。

　　功能实体与物理节点之间可能的映射关系如图4所示。

图4 功能实体与物理节点间可能的映射关系

　　图5是由各功能实体组成的一个典型的智能网物理结构。

图5 典型的智能网物理结构

　　该智能网主要由业务交换点(SSP)、智能外设(IP)、业务控制点(SCP)、业务管理点(SMP)、业务生成环境(SCE)等几个部分构成。

　　业务交换点(SSP)实现呼叫控制功能(CCF)和业务交换功能(SSF)。业务交换点一般以原有数字程控交换机为基础，再配以必要的软硬件以及No.7公共信道信令系统接口。

　　业务控制点(SCP)是智能网的核心功能部件，它存储用户数据和业务逻辑，实现业务控制功能(SCF)和业务数据功能(SDF)。SCP一般由大、中型计算机和大型实时高速数据库构成。SCP与SSP之间按照智能网的标准接口协议(INAP)进行互通。

　　智能外设(IP)实现专用资源功能(SRF)，进行语音合成、播放录音通知、接收双音多频拨号、进行语音识别等。IP接受SCP的控制，执行SCP业务逻辑所指定的操作。

　　业务管理点(SMP)一般具有5种功能，即业务逻辑管理、业务数据管理、用户数据管理、业务监测以及业务量管理。一个智能网一般仅配置一个SMP。

　　业务生成环境(SCE)的功能主要是根据用户的需求生成新的业务逻辑。在业务生成环境上创建的新业务逻辑由业务提供者输入到SMP中，再由SMP加载到SCP上，就可在通信网上提供该业务。

　　实例：简化的800号智能网业务各物理实体的工作过程如图6所示。

图6 800号业务示意图

　　该图示业务工作过程如下：（1）主叫用户拨800号号码，（2）SSP向SCP查询800号号码，（3）SCP查询数据库后向SSP送回译码结果（真正被叫号码），（4）SSP连接主、被叫，振铃。

3 总结

　　智能网提供一种面向业务的网络体系结构。ITU-T的智能网概念模型将智能网体系结构自上而下划分为业务、全局功能、分布功能、物理共四个平面。业务平面面向用户，提供业务描述平台：使用一系列标准的业务属性(SF)来描述业务；全局功能平面面向业务设计者，提供业务生成平台：通过有序地组合若干SIB（其中包含一个特殊的基本呼叫处理SIB）构成全局业务逻辑来实现各业务属性；分布功能平台面向网络设计者，提供智能网分布功能平台：全局功能平面中的SIB在分布功能平台中被分解为功能实体中的客户机/服务器关系；物理平台面向网络建设者，提供物理网络的组建平台：网络由SSP、SCP、SDP、SMP、SCE等物理实体构成，一个物理实体包含一个或多个分布功能平台的功能实体。

　　智能网概念模型提供了一个层次化的、分布式的、实体间协同工作的、自顶向下任务逐级分解的电信业务生成体系结构。该体系结构使智能网独立于基础通信网络，成为基础通信网络之上的附加网络层，使智能网独立于业务，业务设计者通过对SIB的调用和组合，便可以生成各种各样的新业务逻辑程序。

　　本文内容主要基于ITU-T智能网能力集1(IN CS-1)。ITU-T对智能网能力的演进采用了阶段性标准化的方法，IN CS-1主要研究可以在固定电话网上向用户提供的智能业务，INCS-2及其后续能力集则主要致力于移动性及智能网与其它种类网络（如：移动通信网、B-ISDN、Internet）的互连。

4 参考资料

　　[1] 王柏. 智能网教程. 北京邮电大学出版社. 2000.7

　　[2] 中国邮电电信总局. 电信新技术新业务丛书/智能网. 人民邮电出版社. 1996.2

　　[3] 郭军. 智能信息技术. 北京邮电大学出版社. 1999.11

　　[4] CCITT. I.312/Q.1201: Principles of Intelligent Network Architecture. 1992.10

　　[5] ITU-T. Q.1211: Introduction to Intelligent Network Capability Set 1. 1993.3

　　[6] ITU-T. Q.1213: Global Functional Plane for Intelligent Network CS-1. 1995.10

　　[7] ITU-T. Q.1214: Distributed Functional Plane for Intelligent Network CS-1. 1995.10

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