智能网的工作原理1.docx
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智能网的工作原理1
智能网的工作原理
专业：
通信工程姓名：
学号：
摘要：
智能网的核心思想是交换功能和业务控制功能分离。
它在原有通信网的基础上设置了一层叠加网络，是一种快速、方便、经济、灵活、有效生成和实现各种新业务的体系结构。
智能网的出现使得通信向着智能化、宽带化、综合化和个人通信的方向发展。
关键词：
智能网，原理，发展。
智能网的工作原理
引言：
智能网智能网发源于20世纪80年代中期的美国。
从1984年开始，Bellcore提出了一系列技术建议，使智能网的思想逐渐成熟。
1992年，CCITT发布了智能网的第一个建议INCS一1。
近年来，智能网技术在全球范围内迅猛发展。
它为用户带来丰富多彩智能业务的同时，也为众多网络运营商和设备提供商带来巨大的收益。
由于智能网技术将网络的业务呼叫交换功能与业务控制功能彻底分离以及将业务的执行环境独立于具体业务的提供，因而从根本上改变了电信网提供业务的传统方式，无疑是电信网技术发展史上的一次重大变革。
在智能网技术的实际应用中，人们越来越认识到智能网可以提供增值业务（如电话卡业务、被叫集中付费业务等）。
第一节电信新业务与智能网
在社会进步、经济贸易发展的促进下，电信网向用户提供的业务已由传统的电话和电报业务发展到各种各样的电信新业务。
所谓新业务，就是在原有电信网上发展起来的增值业务，如各种新的话音业务（话音邮箱、声讯服务等）、移动通信业务、数据业务、图文业务等等。
新业务的出现，首先是由于用户为迅速得到信息而需要网络向他们提供方便灵活地进行通信、获取信息的手段；其次是电信部门为了更好地占领市场，充分有效地利用现有网络资源，取得较好的经济效益，因而致力于迅速开发适合用户需求的新业务；同时，计算机和通信技术的发展与相互结合，也为网络向用户灵活、有效地提供新业务创造了条件。
有一些新业务要求网络不仅具有传递、交换信息的能力，而且还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。
20世纪80年代美国800号业务（被叫集中付费业务）的产生标志着智能网的最早出现，800号业务主要用于一些大型企业、公司或服务行业的广告宣传。
它们为了招揽生意而向其用户提供免费呼叫，通话费记在被叫用户的账上。
例如，某航空公司申请了一个800号业务号码“800—1234567'，，该号码与该公司各地办事处的号码被记录在一个数据库中。
当某个用户想查询该公司的航班信息时，他可拨打“800—1234567'，系统根据主叫用户所在地点等信息查询数据库，将该电话转到距离该／U／主叫最近的公司办事处电话上，通话费用将统一记在公司的账上。
美国最早的智能业务是由AT&T公司采用集中数据库方式提供的。
有关800号业务的各项数据被储存在集中数据库中，各个地区的交换机通过公共信道局间信令对该数据库进行查询，根据用户所拨的800号号码进行翻译后得到真正被叫号码，再对主叫和真正被叫进行呼叫接续。
这种智能业务提供方式便是智能网系统的雏形。
由于智能业务能促使用户方便、灵活地进行通信，所以在许多经济发达国家都得到了飞速发展。
目前许多国家已投人运行了许多智能业务，如800号业务、记账卡呼叫业务（又称300号业务）、虚拟专用网业务、移动网中的被叫预付费业务等等。
这些业务基本上都属于电话领域内的应用。
预计未来几年内，智能网的应用仍将主要是在电话业务方面，但逐步向非话业务发展是必然的趋势。
在增值业务中，一些业务可以由终端设备或交换设备来提供，例如录音电话应答和缩位拨号。
前者在终端话机中实现，后者在终端话机或交换机中实现。
另一些业务则需要采用智能网设备或其他设备，在考虑整个网络情况的基础上实现，这种业务称为智能业务。
之所以称之为“智能”，是因为在这类业务中，不仅需要对信息进行基本的传输和交换，而且还需对其进行一些“智能化”的处理。
例如：
对信息进行存储和处理。
根据不同的条件（如主叫地点、呼叫时间）选择不同的被叫。
按要求进行多种方式的计费。
采用全程全网的集中数据库。
合理选择利用网络资源。
应当指出，所谓智能业务与非智能业务并没有严格的界限。
有时，同一个业务可以用智能网“智能化”地提供，也可以用交换设备、终端设备或语音平台提供。
但通常第一种方式比较好。
第二节什么是智能网
智能网（IntelligentNetworkIN）是在原有通信网络的基础上，为快速提供新业务而设置的附加网络结构。
新业务的发展促进了网络的发展，使网络由单纯地传递和交换信息，逐步向可存储和处理信息的智能化方向发展。
所谓智能网中的“智能”是相对而言的。
当电话网中采用了程控交换机以后，电话网也就具有了一定的智能。
它除了具有比间接控制的机电式交换机更为完美的公共控制及译码功能以外，还具有诸如缩位拨号、呼叫转移等多种智能功1025能。
但是，单独由程控交换机作为交换节点而构成的电话网还不是智能网。
智能网与现有交换机中拥有智能功能是不同的概念。
智能网依靠先进的No．7信令网和大型集中数据库来支持。
它的最大特点是将网络的交换功能与控制功能相分离，把电话网中原来位于各个端局交换机中的网络智能集中到了新设的功能部件（智能网的业务控制点的若干个大型计算机）上，而让原有的交换机仅完成基本的接续功能。
交换机采用开放式结构和标准接口与业务控制点相连，并听从业务控制点的控制。
由于对网络的控制功能已不再分散于各个交换机上，因此，一旦需要增加或修改新业务，无需修改各个交换中心的交换机，只需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内增加新的业务数据和用户数据即可。
新业务可随时提供，不会对正在运行中的业务产生影响。
未来的智能网可配备完美的业务生成环境，用户可以根据自己的特殊需要定义自己的个人业务。
如果把电信网比喻成公路，把业务比喻成汽车，那么用户以前的位置是乘客，只能按照电信经营者定义好的业务进行通信。
而智能网概念的提出，可以使用户从乘客的位置变成驾驶员，使用自己个人业务，最大限度地利用电信网。
这对电信业务的发展无疑是一次革命。
智能网一般由业务交换点、业务控制点、智能外设、业务管理系统、业务生成环境等几部分组成，如图7—1所示。
业务交换点
业务交换点（ServiceSwitchingPointSSP）实现呼叫处理功能和业务交换功能。
呼叫处理功能具有接受用户呼叫、执行呼叫建立和呼叫保持等基本接续功能。
业务交换功能则能够接收、识别出智能业务呼叫并向业务控制点报告，进而接受业务控制点发来的控制命令。
业务交换点一般以原有的数字程控交换机为基础，再配以必要的软硬件，以及No．7共路信令系统接口。
业务控制点
业务控制点（ServiceControlPointSCP）是智能网的核心功能部件。
它存储用户数据和业务逻辑，其主要功能是接收SSP送来的查询信息并查询数据库，进行各种译码。
同时，它还能根据SSP上报来的呼叫事件启动不同的业务逻辑，根据业务逻辑向相应的SSP发出呼叫控制指令，从而实现各种各样的智能呼叫。
智能网所提供的所有业务的控制功能都集中在SCP中。
SCP与SSP之间按照智能网的标准接口协议进行互通，SCP一般由大、中型计算机和大型实时高速数据库构成。
要求SCP具有高度的可靠性，每年服务的中断时间不能超过3min，因此，它应具有容错功能，且在网络中的配置起码是双备份甚至是三备份。
信令转接点
信令转接点（STP）实质上是No．7信令网的组成部分。
在智能网中，STP
用于沟通SSP与SCP之间信号联络，其功能是转接No．7信令。
智能外设
智能外设（IntelligentPeripheralIP）是协助完成智能业务的专用资源。
通常具有各种语音功能，如语音合成、播放录音通知、接收双音多频拨号、进行语音识别等等。
IP可以是一个独立的物理设备，也可能是SSP的一部分。
它接受SCP的控制，执行SCP业务逻辑所指定的操作。
ⅡP设备一般造价较高，若在网络中的每个交换节点都配备是很不经济的。
因此，在智能网中将其独立配置。
业务管理系统业务管理系统（ServiceManagementSystem'SMS）也是一种计算机系统。
它一般具有5种功能，即业务逻辑管理、业务数据管理、用户数据管理、业务监测及业务量管理。
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SMS中，SMS再将其装入SCP，就可以在通信网上提供该项新业务。
完备的SMS还可接收远端用户发来的业务控制指令，修改业务数据（如修改虚拟专用网的网内用户个数），从而改变业务逻辑的执行过程。
一个智能网一般仅配置一个SMS。
6．业务生成环境
业务生成环境（ServiceCreationEnviromnentSCE）的功能是根据用户的需求生成新的业务。
SCE为业务设计者提供友好的图形编辑界面，用户利用各种标准图元设计新业务的业务逻辑，并为之定义相应的数据。
业务设计好之后，还需进行严格的验证和模拟，以保证它不会给电信网中已有业务带来损害。
此后，才将此业务逻辑传送给SMS，再由SMS加载到SCP上运行。
智能网的主要目标之一，就是便于新业务的开发，SCE正是为用户提供了按需设计业务的可能性。
从这个角度上说，SCE是智能网的灵魂，真正体现了智能网的特点。
下面，以简化的800号业务为例说明智能网的工作原理，如图7-2所示。
图中的各个步骤说明如下：
①主叫用户拨800号号码；
②SSP向SCP查询800号码；
③SCP查询数据库后向SSP送回译码结果（真正被叫号码）；
④连接主、被叫，振铃。
第三节智能网的概念模型
在智能网的概念中，区分其功能和实现方式是很重要的；区分智能网的结构和智能网的概念模型也同样重要。
上一节已介绍了智能网的基本结构，这种结构必须适应不断增长的业务需要和不断出现的新技术。
而概念模型则必须长期保持一致性，以保证每一发展阶段的新的标准都具有向后兼容性，即在新的阶段原有建议仍然可用，从而使得智能网能平滑地向着长远的目标演进。
智能网概念模型是由国际电联组织（ⅡTU-T）在Q．1200系列建议中提出的。
提出概念模型的目的是为了更好地理解智能网的概念，使全世界能采用一种统一的方式来发展智能网。
由图7-3可以看出，智能网概念模型是一个四层平面模型。
它包括业务平面、局功能平面、分布功能平面、物理平面。
这四个平面使得人们可以从不同的角度来观察、理解智能业务和智能网。
下面分别介绍这四个平面的内容。
业务平面业务平面（ServicePlane——SP）描述了一般用户眼中的业务外观。
它只说明业务具有什么样的性能，而与业务的实现无关。
换句话说，业务平面上的业务既可以采用传统的方法在交换机中实现，也可在智能平台或智能网上实现，不论采用哪种方式实现，对业务使用者而言是没有差别的。
业务属性（ServiceFeatureSF）是业务平面中最小的描述单位。
一个业务是由一个或多个业务属性组合而成的。
在国际电联的ⅡNCS-1（IntelligentNetworkCapabilitySetl）标准中，业务平面上共定义了25种业务和38种业务属性。
例如在业务平面上，被叫集中付费业务可表示为：
被叫集中付费=“公用一个号码”+“反向计费”+“登记呼叫记录”+…式中，等式左侧表示业务；等式右侧表示该业务所具有的业务属性。
国际电联为每种业务定义了必选属性和可选属性。
真正设计业务时采用的属性越多，该业务的功能就越强。
全局功能平面
全局功能平面（GlobalFunctionalPlaneGFP）主要面向业务设计者。
在这个平面上，把智能网看作是一个整体，即对业务交换点、业务控制点、智能外设等等功能部件不加以区分，而是把它们合起来作为一个整体来考虑其功能。
国际电联在这个平面上定义了一些标准的可重用功能块，称为“与业务无关的构成块（ServicelndependentBuildingBlockSIB）”。
每个重用块完成某种标准的网络功能，如有“号码翻译”SIB、有“登记呼叫记录”SIB等等。
利用这些标准的可重用块，可以像搭积木一样搭配出不同的业务属性，进而构成不同的业务。
目前，国际电联针对INCS-1（IntelligentNetworkCapabilitySetl）在GFP平面上共定义了14个SIB，INCS-2又增加了8个SIB。
每个SIB都具有预先定义好的输人、输出信号及接口关系。
例如，对于800号业务，在设计业务逻辑时，必然要用到“号码翻译”SIB。
这时，就需指明该SIB的输人数据是800号号码，而输出结果就是翻译后的真正被叫号码。
又如，对于“发提示音并收号”SIB，在使用它时需要指明要发哪个提示音，欲收几位号码，以什么作结束符（如“#”，“x”号），号码之间的最大允许间隔时间是几秒，等等。
这样，一个SIB可以被重复使用，以定义各种不同的业务和业务属性，不同的SIB组合方法再配以适当的参数就构成了不同的业务。
将SIB组合在一起所形成的SIB链接关系就称为该业务的“全局业务逻辑（GlobalServiceLogic'GSL）”
采用上述原理，业务设计者只需描述出一个业务需要用到哪些SIB，这些SIB之间的先后顺序，每个SIB的输入输出参数等即完成了一个业务的设计。
这就使得业务的设计既标准又快速灵活，为迅速地设计、开发新业务打好了基础。
图7-4给出了一个全局业务逻辑的图例，后面还将进一步详细介绍如何用SIB来定义业务逻辑。
图中的每个框是一个SIB。
POI（启动点）是指从交换机上报智能网业务呼叫事件，从而启动800号业务逻辑。
POR（返回点）则是业务逻辑命令交换机根据译码结果连接主被叫，完成本次智能呼叫。
需指出的是，图中的BCP（基本呼叫处理：
BasicCallProcess）是一个特殊的S1B，每个业务逻辑定义中都必须用到它，它实质上就是交换机中的呼叫处理功能。
由它负责向业务逻辑上报发生的各种智能呼叫事件，之后再接收由业务逻辑发回来的呼叫控制命
令，完成一次呼叫。
分布功能平面在全局功能平面中，智能网被视为一个整体，所定义的每个SIB都完成某种独立的功能，但并不关心这种功能具体是由哪几部分智能网设备来实现的。
分布功能平面（DistributedFunctionalPlaneDFP）则对智能网的各种功能加以划分，从智能网设计者的角度来描述智能网的功能结构。
分布功能平面由一组被称为功能实体的软件单元所组成，每个功能实体完成智能网的一部分特定功能，如呼叫控制功能、业务控制功能等等。
各个功能实体之间采用标准信息流进行联系。
所有这些标准信息流的集合就构成了智能网的应用程序接口协议，这些信息流将采用No。
7信令中的TCAP协议进行传输。
功能实体以及信息流的规范描述都与它们的物理实现方式无关。
它们为智能网开发者提供了一个逻辑上的高层模型，该高层模型只说明一个功能实体需具有什么样的功能，而不关心这些功能将由什么语言或硬件平台来实现。
图7-5以INCS-1为例给出了分布功能平面示意图。
如图7-5所示，分布功能平面上共有以下几种功能实体：
呼叫控制接人功能（CCAF）通常是终端呼叫设备，如话机、PABX等，它是用户与通信网的接口。
呼叫控制功能（CCF）通常就是程控交换机。
它处理所有的呼叫，不管它是基本业务还是智能业务，它能够识别出一个将由智能网来处理的业务。
业务交换功能（SSF）它是CCF与SCF之间的接口，处理CCF与SCF之间的通信，并进行两者之间的消息格式转换。
呼叫控制功能（SCF）这是智能网的核心功能。
它通过给CCF、SSF、SDF、SRF发控制指令来控制呼叫的执行过程，实现对智能业务的控制，业务逻辑程序存放在SCF中。
（5）业务数据功能（SDF）它是智能网中的数据库，存放各种用户和网络
数据以及业务数据等，供SCF实时查询、修改。
专用资源功能（SRF）它实现智能网中智能外设应具有的功能，如发送语音提示、接收用户的二次拨号、进行语音合成等。
业务生成环境功能（SCEF）它能根据用户需求生成新业务的业务逻辑，并对该业务逻辑进行严格的验证和模拟，以保证网络的安全性。
业务管理功能（SMF）完成对智能网设备、业务、数据等的全部管理功能。
业务管理接人功能（SMAF）对SMS进行操作的人——机界面。
它是为业务管理系统操作员和业务管理系统的用户设置的。
图7-5还表明了功能实体之间的协调关系。
例如，图中只有一个SMF，因为一个网络只能属于一个网络运营商。
它可能控制若干个SCF和很多个SSF，但是，将来必须考虑SMF之间的合作。
因为随着智能网的发展需考虑不同网络之间的互通（如与移动通信网、因特网的互通等）。
由图7-3可见，分布功能平面中的每个功能实体（FE）还可进一步划分成一些更小的单元。
这些单元称为“功能实体动作（FEA）”。
它们类似于一些小型的标准予程序，将某些功能实体动作按一定顺序组合在一起，通过标准信息流来协调它们的执行，就可以构成“与业务无关的构成块（SIB）”。
例如，“发提示音并收号”SIB实际上是由SRF、SCF功能实体等共同协调工作来实现其功能的。
SCF向SRF发出“发提示音并收号”信息流，SRF接收到该命令后调用一些“功能实体动作”来执行相应的发提示音及收号动作，之后再向SCl*报告收号结果，这样才完成了一个完整的SIB功能。
换句话说，每个SIB都是由一些分布在各个功能实体之上的“功能实体动作”互相协作、共同实现的。
国际电联在Q．1214，Q．1224建议中详细规定了每个SIB需要用到哪些“功能实体动作”，它们之间的先后顺序以及它们之间的信息流等。
真正进行设计、开发SIB软件时，必须严格按照上述规定进行。
物理平面
物理平面（PhysicalPlanePP）表明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。
一个物理节点中可以包括一到多个功能实体。
但是，ITU-T规定，一个功能实体只能位于一个物理节点中，而不能分散在两个V2_t：
物理节点中，这里的物理节点即是指前面所述的智能网功能部件（或称智能网节点）SSP、X：
1）、IP等等。
以上已分别介绍了智能网概念模型中四个平面的内容。
现在概括这四个平面之间的关系（见图7-3）。
业务平面（SP）由业务和业务属性组成，它们可以进一步采用全局功能平面中的“与业务无关的构成块（SIB）”来加以描述和实现。
全局功能平面JJU（GFP）将智能网视为一个整体，其中的每个可重用块（即SIB）都完成某种标准的网络功能。
每个S1B的功能又是通过分布功能平面（DFP）上不同功能实体之间协调工作来共同完成的。
不同功能实体之间的协调是通过标准的智能网接口（信息流）来实现的。
以上三个平面之间在逻辑上从上到下逐层细化。
但第三层和第四层之间的关系则说明了各个功能实体是在哪些物理节点中得到实现的，是软件功能在硬件设备上的定位关系。
智能网能有效地使用网络资源，使网络功能模块化，且灵活地分配在不同的物理实体中；可通过独立于业务的接口，实现标准通信；快速提供丰富的个性化的智能业务；提高了呼叫量和设备使用率，使运营商得到丰厚的经济效益，同时给设备制造商提供了高技术的应用领域和新的商机，产生了新的价值链。
因此说，智能网从根本上改变了电信网上提供业务的传统方式，是电信网发展史上的一次重大变革。
图1．22所示为智能网与其它业务网的关系。
通过图1．22可以看出，智能网与PSTN、GSM、CDMA、IP和宽带ISDN等网络均有连接。
第四节智能网的国际标准
在20世纪80年代末90年代初，国际上逐渐形成了智能网的标准规范，并出现了研究开发的热潮。
关于智能网的国际标准或地区性标准主要有两个系列：
一个是由Bellcore提出，目前为北美国家所遵循的先进智能网标准（AIN标准）；一个是由国际电联（1TU-T，原CCITT）所建议的智能网能力集1系列标准（1NCS-1）。
在后来的发展中，AIN标准逐步向IN标准靠拢，全世界致力于采用统一的智能网标准。
国际电联从1989年起开始制定智能网的国际标准，考虑到网络的不断发展，智能网作为一个新的体系概念应从现有的网络开始引入；同时，考虑到智能网在实际运行中的经验；新技术的出现、市场的发展以及智能网的长期发展目标，国际电联关于智能网的建议采用阶段性标准化的方法，将智能网可以提供的功能划分为逐步增强的能力集（CS-X，X=l，2，…）。
关于智能网的建议被定义为Q．12XY系列建议。
其中，X代表是哪一个阶段（能力集）的智能网标准，Y表示该标准的具体方面。
具体而言：
Y二0INCS-X标准的构成
Y=1引人原则
Y=2业务平面
Y=3全局功能平面
Y=4分布功能平面
Y=5物理平面
Y=6备用
Y=7备用
Y=8接口协议
Y=9使用指南
根据以上约定，Q．1223应是INCS-2的全局功能平面，Q．1214是INCS-1的分布功能平面，等等。
国际电联于1992年3月完成并第一次发布了智能网能力集1的标准草案。
JJl1NCS-1主要限于A类智能业务（有个别例外），所谓A类业务具有如下特点：
单用户由一个用户启动并仅影响一个用户。
单端不需要端到端间传递控制消息。
单控制点不存在业务控制逻辑之间的相互作用。
单承载能力只有一种媒体（如仅包含语音）。
目前电话网中提供的智能业务均属于A类业务（有个别例外，如三方通话）。
非A类的业务均称为B类业务。
对B类业务的研究是后继标准的研究课题。
IN的一般原理及INCS-1标准如下：
智能网能力集1中的业务主要局限于电话网中的业务，而后续能力集的业务主要致力于移动性以及智能网与其他种类网络（如移动通信网、B-ISDN、因特网等）的互连上。
1997年国际电联推出了ⅡNCS-2标准，该标准主要研究智能网的网间互连以及网间业务，可实现智能业务的漫游，如：
全球虚拟专用网（GVPN）、网间被叫集中付费（1FPH）、网间电话投票（1VOT）、网间大众呼叫（1MAS）等业务。
目前国际电联正在进一步制定业务更多、能力更强的“能力集3”、“能力集4”等标准。
1997年1月ITU-T的11研究组（智能网研究组）召开了会议，明确了INCS-3的研究内容和实现目标。
当时对INCS-3的研究分为INCS-3．1期目标（1997—1998年）和ⅡNCS-3．2中长期目标（1999—2000年）两个阶段。
1998年5月，在ITU-T11组召开的会议上，与会代表一致要求尽快推出INCS-3标准，以满足市场的需要。
因此，ITU-T决定将INCS-3．1定义为INCS-3，于1999年初推出了INCS-3标准，并将INCS-3．2定义为INCS-4。
INCS-3基本上沿用INCS-2的体系结构，对INCS-2的体系结构和呼叫处理模型不做大的改动。
INCS-3的研究内容主要包括：
对INCS-2能力的加强、IN与因特网的综合、ⅡN支持移动的第一期目标等。
INCL4的主要研究内容包括：
IN与B-1Sr）N的结合、IN支持移动的第二期目标等。
智能网与B—ISC，N综合是智能网在21世纪发展的重点，它的宗旨是要用智能网的控制方法在B-ⅡSDN宽带网上提供各种宽带多媒体业务，如宽带视频会议、视频点播（Ⅵ）D）、远程教育、远程医疗、多媒体信息业务等。
我国于1996年起相继制定出了一系列中国的智能网的应用接口标准、设备规范、业务规范及测试规范等，这是在相关的国际标准基础上结合我国具体情况制定的地区性标准。
第五节智能网的发展
综合智能网实现了智能网与PSTN网、GSM网和CDMA网的结合，综合了三种智能网的特点，能够满足三种网络所有智能业务的需求，同时还可以支持具有综合特点的各类智能业务，是智能网的发展方向。
综合智能网是基于PSTN、GSM拜,IICDMA三网之上的智能网络，需要同时遵循ITU_T提出的INAP标准、ETSI提出的CAMEL标准和TIA／EIA提出的WIN标准。
综合智能网是在原有智能网的基础上引入综合业务控制点（ISCP）和综合业务交换点（ISSP）发展起来的。
综合智能网至少要满足以下主要特点：
支持多协议，支持GSM的CAP、CDMA的WIN—MAP、固定网的INAP和SI
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