虚拟网在固定电话网络演进中的发展思考1.docx
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虚拟网在固定电话网络演进中的发展思考1
虚拟网在固定电话网络演进中的发展思考
徐民
（江苏电信有限公司南京分公司江苏南京210003）
摘要：
首先对虚拟网的发展及特点进行了回顾，介绍了虚拟网的基本功能及优势所在，随后分析了在当前网络智能化环境下，虚拟网用户的业务提供及管理方面存在的问题，从中找出根本原因，最后提供了三种业务演进方案，并对运营商发展虚拟网用户的策略提出了建议。
关键词：
虚拟网，PABX，业务控制，演进
引言
虚拟网（VPN）广义上是指利用公用网络资源来传输私有信息而形成的逻辑网络，主要特点是内部通话简便而且不计费。
由于虚拟网不需要用户投资和维护设备，因此作为一项电信业务一经推出便受到政企用户的欢迎，但随着固定电话网络智能化的实施，全网用户签约业务属性由端局上移到SHLR统一管理，端局的呼叫控制核心地位逐步由汇接局取代，新业务的控制由智能业务平台完成。
在这种形式下，由端局进行交换控制的虚拟网业务与新业务之间必然存在一些冲突，因此研究新形式下虚拟网业务的演进策略是摆在我们面前亟待解决的课题。
1．虚拟网发展回顾
PSTN上的虚拟网也称为集中用户交换机（CentrexExchange），其实质是将市话端局上部分用户定义为一个基本用户群（BUGbasicusergroup，又称为BCGbusinessconmunicationgroup），该用户群的用户不仅具有普通市话用户的功能，而且还具有小交换机的功能。
电话虚拟网技术是从小交换机（PABX）技术演进而来，在回顾虚拟网发展历史时必然要从小交换机开始。
1.1小交换机简介
在程控电话交换机诞生之后，针对企业内部的通信需要，交换机厂商在局用交换机上进行了改进，开发了用户小交换机（PABX）解决方案。
小交换机又称为集团电话或PABX，它是机关、企业、酒店、宾馆等单位用于内部电话交换的一种专用交换机，它提供内部短号互拨、总机话务转接、网外呼叫、通话计费帐单等功能，并通过公网交换机提供的普通用户线与公网相连。
从公网交换机恻看，小交换机的每一条中继线就是一个普通用户线，除正常给每条线分配一个号码外，公网交换机还会为小交换机分配一个统一对外的引示号（总机号），公网用户拨打这个号码时，公网交换机会根据预设的小交连选方法选一条空闲的连接小交的用户线，接通本次呼叫。
1.2虚拟网的发展及特点
虽然小交换机的出现为集团用户的通信服务提供了一种解决方案，但用户需要自行购买设备、提供机房及配套设施、同时也存在维护费用较高和互联互通的问题，无法适应集团用户日益增长的通信需求。
因而一些交换设备制造厂家审时度势，适时进行技术创新，开发出集中用户交换机（CentrexExchange），它利用公众网络的资源来组成专用网络，为公众网的用户提供虚拟的用户小交换机功能，并形成规模效益。
这样一来，就将市场上百种纷繁复杂、良莠不齐的用户小交换机基本“收编”到公网中来，既满足了行业/企业用户的需求，用户节省了费用并提高了通信质量，而运营商在大幅度提高网络质量的同时，又增加了收入来源。
与小交换机类似，虚拟网起初只针对在同一交换机覆盖范围下的用户推广，但通过引入业务管理平台和交换机功能的完善，已可以实现跨交换机甚至跨本地网组建广域虚拟网（WAC），这样便进一步拓宽了业务市场。
1.2.1虚拟网的基本业务功能
虚拟网的业务功能完全由软件提供，除了话务员座席外，交换机不需要增加硬件设备。
虚拟网用户除享有国标规定的公网用户所具有的一切基本业务、补充业务和特服业务功能外，还可以实现小交换机PABX的所有功能包括话务员服务、呼叫代答、网内呼叫权限、网内短号互拨、群内外区别计费等。
1.2.2虚拟网的优势
与小交换机相比，虚拟网具备以下优点：
1）用户不需购买小交换机设备，不用在机房和电源设备上投资即可享有PABX的全部功能。
2）虚拟网用户可以不局限在一个交换机下，可以通过智能网方式或交换机方式实现跨局组网的广域虚拟网（WAC）。
3）PABX用户出入局呼叫受用户中继线数量限制，而虚拟网用户出入局呼叫与普通用户相同，在资源上只受局间中继限制。
4）直接呼入，不需要转接或二次拨号。
5）虚拟网用户及设备由电信运营商统一维护，PABX的维护管理需要用户投入。
2．虚拟网实现方式与网络演进的冲突分析
由于固定电话网络用户数据分散存放在各端局管理，而端局交换机机型较多，部分设备功能落后，导致网络整体业务支撑能力较弱。
在这样的背景下，固定电话运营商为适应市场竞争的需要，实施了固定电话网络智能化战略，各本地网建设了以TDM独立汇接局或软交换汇接局为核心控制，以SHLR为用户签约属性集中管理数据库，以智能平台为业务应用层的层次清晰的网络结构（图2.1），屏蔽了端局层面的功能差异，弱化端局功能，逐步实现端局模块化。
同时通过端局内部呼叫上汇接局，实现了计费、选路、话务统计和控制功能上移汇接局，通过SHLR对用户码号和业务签约属性的管理，实现了移机不改号、彩铃、一号双机、公话和停复话业务的集中控制，大幅提高了网络对业务的支撑能力和维护管理效率。
图2.1
然而虚拟网实现和管理方式的缺陷随着网络演进逐渐显现。
首先是虚拟网业务分散在各端局交换机管理，且数据复杂，维护成本较高；其次端局模块化的策略需要减少端局对业务的控制，但是一些程控新业务和Centrex、PABX目前仍由端局处理，不经过汇接局和SHLR，这样便会带来以下问题：
1）无法为群内呼叫提供SHLR签约的智能增值业务，如彩铃、一号双机等；
2）对虚拟网用户的停复机无法在SHLR上集中管理，造成业务管理的数据点分散，降低了维护效率；
3）难以获得虚拟网用户内部呼叫准确的话务量；
4）话务台计费帐单中主叫号码为短号和物理号码、群内呼叫时被叫也是短号和物理号码，当物理号码与对外公布的业务号码不一致时，易造成话务台用户的投诉。
目前是通过在用户侧计费系统配置业务号码与短号码对应关系的方式暂时归避。
因此在不改变用户使用习惯的前提下，为解决上述问题必然要考虑虚拟网群内呼叫也上汇接局和SHLR处理，在网络智能化汇接局模式下，目前可以考虑的方案是：
用户拨短号，端局在短号前加插前缀上汇接局和SHLR。
按这种方案，群内短号互拨的实现方式与智能网方式的广域虚拟网（WAC）群内垮局短号呼叫相似，各种机型的交换机实现的复杂程度有所不同，但总体来说对现网会产生较大影响，具体体现在以下方面：
1）本地网需要有一定容量的广域虚拟网智能控制平台能够支撑需要改造的虚拟网业务；
2）BSS支撑系统需要支持网内呼叫出局和不出局两种模式的用户业务开放；
3）没有彻底摆脱端局虚拟网端局实现模式，运营维护成本依然较高；
4）如果现有虚拟网改变群内呼叫处理方式，会带来一定的割接工作量，会增加模块局至端局、端局至汇接局的话务量，可能涉及中继资源的调整；
5）群内呼叫上汇接局处理后，群内代答、群内外来话区别振铃、秘书业务、话务台遇忙重入和无应答重入等虚拟网和话务台特色增值业务将会失效，原来群外呼入来电显示加出群号功能也要取消；
从以上分析看，虽然群内呼叫出局可以满足向用户提供网络演进所带来的一些特色增值业务，但改造和后续维护成本较大，并且还会丢失现有虚拟网的一些特色业务，尤其对话务台用户影响更大，因此可能得不偿失。
NGN是固定电话网络演进的方向，业务与控制分离、控制与接入分离已成为未来网络发展所遵循的基本原则，因为它可以实现业务的快速提供和降低投资维护成本。
随着网络智能化的推广，多数增值业务已由应用平台管理，端局的交换控制核心地位已被功能强大的汇接局所取代。
而目前虚拟网的群内短号互拨、群外呼叫拨出群号和话务台转接等特色业务却是在端局交换机实现的，业务控制在网络接入层设备，从而造成网络上业务控制点多元化、多层次化，这就是即使虚拟网群内呼叫出局，也不能实现自身特色业务和应用平台所提供的新增值业务并存的根本原因。
3．虚拟网的演进方案
通过上述分析不难看出，技术上只有将用户属性和业务控制从接入层上移，通过业务应用平台、核心控制设备和SHLR数据库配合，才能根本解决用户多业务并存的问题。
然而固定电话虚拟网的一些特色业务是利用交换机本身功能实现的，如果将业务控制和用户业务属性从端局交换机剥离，在端汇两层组网模式下，由于端局不具备SSP功能且没有与SHLR互通，因此在虚拟网业务实现方式改造过程中，必然会引起一些特色业务的丢失，也可能导致用户业务使用习惯的改变。
为向虚拟网用户提供更为丰富多彩的业务，并且考虑到投资和维护成本，这里提出三套方案逐步取代交换虚拟网供参考，其中前两种方案在汇接局模式的固网智能化环境下可以应用。
3.1方案一：
集团总机方案
集团总机业务解决方案是电信运营商整合各种通信资源为集团客户构建的一个全新的集团通信门户。
该方案的特点是以集团业务统一架构为基础，以集团通信录为核心，提供多种接入手段（语音、WEB、短信），整合各种通信能力为集团提供一体化通信的解决方案。
集团总机业务为集团客户增加一个总机号码，为个人用户分配分机号码，分机短号对应的长号既可以是固定电话号码，也可以是小灵通或手机号码，业务实现了“活动的分机，号随人走“，并且其整合了集团通讯录、VPN、集团彩铃、语音信箱、电话转接和人工秘书等多项服务。
用户拨打集团总机号码后，通过语音导航，可直接拨打分机号进行电话转接，也可通过话务员进行转接电话转接、业务咨询、号码查询等。
话务员即可以由电信运营商提供，也可将人工座席出租给集团客户。
用户登录集团Portal后，通过界面导航，可以进行通信录维护包括修改分机长短号、集团用户话单查询、业务体验和使用。
组网方式可以采取全省统一建设业务管理平台和AIP设备，拓展了集团客户业务组网范围，并且可以与118114企业通信录管理平台互通，实现了话务员人工转接和客户通过118114平台Portal的自助管理。
如图3.1.1。
图3.1.1
总机转接的呼叫信令流程如下：
图3.1.2
1）用户拨打集团总机号码，MS/SSP查询SHLR，SHLR返回总机接入码（总机号码签约被叫智能业务）；
2）MS/SSP根据总机接入码，触发集团总机业务的被叫流程到SCP；
3）SCP下发RRBE；
4）SCP下发ETC（建立临时连接）信令，指示MS/SSP建立到AIP的连接；
5）AIP与用户进行交互，收集用户要接续到的分机短码，并将其上报给SCP；
6）SCP下发DFC（拆除前向连接）信令，指示MS/SSP拆除到AIP的连接；
7）SCP下发RRBE、AC；
8）SCP下发CONNECT操作，指示MS/SSP接续到最终被叫用户；
如果是接续分机，此时SCP下发INAP的Connect信令给MS/SSP，此时目的号码为分机长号码，MS根据此号码接通分机；如果用户选择转人工服务，则在第5）步时AIP上报118114被叫号码给SCO，第8）步SCP下发被叫为总机所在地的118114。
群内短号互拨的实现方式有两种。
方式一：
可以为群内所有用户在SHLR签约主叫智能业务，端局将本地网字冠分析位长调整为不等位，用户群内呼叫直接上汇接局触发SHLR上主叫业务，在被叫号码前插业务接入码触发集团总机SCP，由SCP根据业务接入码后的被叫号码判断本次呼叫是否为群内呼叫，若不是群内呼叫则直接下发被叫号码送汇接局接续，否则将短号码翻译为分机长号接续。
要求用户分机短号禁止使用0、1、9开头的特服短号。
方式二：
要求用户群内短号互拨时加拨业务接入码，端局收到后送汇接局触发业务。
两种方式相比较，方式一维护成本较高，但方便用户，方式二用户使用习惯发生改变，维护成本很低。
该方案继承了传统虚拟网的群内短号互拨、话务台转接、帐单查询和通信录维护等特色业务，但也丢失了出群呼叫加拨出群号、组内代答、话务台对群内用户业务管理等一些功能。
实现了业务控制与接入分离，用户属性集中管理，降低了运营成本。
3.2方案二：
综合虚拟网方案
随着运营商计费支撑系统的功能完善，以往利用网元设备实现的各种资费优惠业务逐步调整为由计费帐务系统完成，而虚拟网业务最吸引客户的亮点之一便是群内呼叫免费。
该方案正是针对大多数对资费比较敏感的商业客户开发的。
具体实现方式为：
客户申请虚拟网业务时，BSS支撑区别于传统虚拟网的资费计划，流程中在程控岗位将业务用户全部定义为普通用户，但BSS中需要为用户分配虚拟网组号标识，发计费接口为虚拟网资费计划，计费系统将根据用户组号将组内号码互拨话单作免费设置。
计费系统还可以结合群内、群外业务实现更多、更灵活的套餐资费策略。
上述方案实施后，原来虚拟网用户使用较为普遍的呼叫转接业务仍然可以使用，因为交换机中普通用户也可以开通呼叫转接功能，只不过必须用长号码进行拍叉转接。
对于只用于总机人工转接的话务台用户，可以通过在端局交换机上设置常规PABX连选数据、增加拍插转接功能解决。
只不过话务员必须用长号码进行拍叉转接。
至于群内呼叫无法实现短号互拨，这是使用习惯的问题，可以逐步适应。
该方案摆脱了虚拟网传统实现模式，简化了交换端局数据设置，克服了传统虚拟网开通存在的资源瓶颈，提高了产品开通效率。
如今已有批量企业客户使用了综合虚拟网，但对于有话务台管理需求的客户如酒店、宾馆等不适用，当然虚拟网的一些特色业务如呼叫代答等也会丢失。
3.3方案三：
软交换+SHLR方案
以上两种方案主要是PSTN网络对虚拟网业务的解决方案，在端局、汇接局多层次传统网络中，不可能通过业务控制与接入分离的方式完全继承传统虚拟网的所有业务特性。
随着软交换网络的商用，其网络扁平化、业务覆盖广的优点日益显现。
相对于PSTN虚拟网，软交换虚拟网除具有软交换所特有的建设成本低、接入方式便捷的特点外，还在继承PSTN虚拟网所有功能的基础上，支持同一SS下的软交换用户跨接入设备、垮地区组建虚拟网，这一点与PSTN的同局点才能实现虚拟网的方式（非广域虚拟网）不同，而这正是利用其覆盖范围广的特点。
端局软交换虚拟网用户的群内呼叫在SS上实现，正常情况下SS将被叫短号转长号（物理号码）在内部处理，呼叫不上SHLR查询、这又造成与PSTN虚拟网相同的问题，即SHLR签约的主被叫增值业务和停复话集中管理难以实现。
因此为避免这些问题，虚拟网群内呼叫必须上SHLR查询。
由于软交换网络扁平化的特点，SS与SHLR间能够通过NO.7信令互通，同时SHLR上也要管理软交换虚拟网业务属性和长短号对应关系，软交换上仍然保留虚拟网各种业务数据，用户短号禁止使用0、1、9开头的号码，避免与特服短号冲突。
此外对现有SHLR和SS的互通MAP+协议需要改进，增加虚拟网群号标识位。
群内短号呼叫时，SS上SHLR查询，主叫为物理长码，被叫为短号，SHLR判断用户为虚拟网后，首先触发主叫签约业务，然后根据群号查询相应分析表，根据短号查询得到其对应被叫业务号码，先触发被叫签约业务，再将业务号码转换为物理号码返送SS接续。
群外呼叫SS判别出群字冠后，按用户所拨长号上SHLR，进行业务查询、触发，其接续过程同普通用户呼叫。
该方案可以完全继承现有虚拟网的几乎所有功能，但向用户推广依赖与软交换网络建设进度和设备功能的完善。
4．虚拟网用户发展策略
分析使用虚拟网的用户特征，发现客户可以分为三类：
一类为资费敏感型客户，他们看中的是内部通话不收费或优惠；另一类为功能敏感型客户，他们熟悉各项PABX功能，且坚持要求使用；还有一类为话务台客户酒店、宾馆，特点是一定要有业务功能齐全的话务台。
对客户来说，虚拟网的吸引力主要体现在群内通话免费、群内拨号方式简洁和具备呼叫转接、群内代答等特色功能，当然如果设置话务台，虚拟网还具备了群内用户和计费管理、总机转接等业务功能。
然而用户使用虚拟网主要特色业务的实际情况就近怎样？
我们对五家不同规模、不同性质的政企、商业客户进行了群内呼叫和新业务使用情况的话务统计，结果如下：
用户名称
用户数
群内呼叫次数
业务类型
业务使用次数
南京XX股份有限公司
1500
1023
PIG（同组代答）
6
CF（呼叫转接）
6
秘书业务
0
南京XX酒店（有话务台）
800
419
PIG（同组代答）
10
CF（呼叫转接）
23
秘书业务
0
南京市XX人才服务中心
300
64
PIG（同组代答）
0
CF（呼叫转接）
0
秘书业务
0
南京XX科技有限公司
200
42
PIG（同组代答）
3
CF（呼叫转接）
0
秘书业务
0
南京XX贸易有限公司
30
27
PIG（同组代答）
1
CF（呼叫转接）
1
秘书业务
0
表4.1
由于交换机统计功能缺陷，表中呼叫转接不包括话务台转接次数，选取了话务忙时数据。
从数据分析，即使是较大的用户使用虚拟网特色业务如代答的频次也很低，呼叫代答业务目前只有方案三能够满足，而呼叫转接功能只是在业务层面对虚拟网开放，交换机对普通用户也可以开放。
通过分析可以进一步明确运营商发展虚拟网用户的策略，就是应遵循“差异化服务”的理念，细分客户群，对不同的客户采取不同的业务实现方式，既要满足客户基本需求，又要降低运营成本。
具体可以采取以下措施：
1）对集团客户的新建虚拟网需求（原有虚拟网扩容除外）应停止推广传统交换模式，而应视客户具体需求采取不同的方案；对现有虚拟网用户应根据用户的实际业务使用需求，采取不同的方案逐步实现其组网模式的改造。
2）针对多数中小商业、企业客户，由于其对资费比较敏感而对虚拟网特色业务功能要求较低，因此可以采取方案二即综合虚拟网模式。
3）对于大中型企业、商业客户和政府机关，当其确有群内短号互拨、话务台转接、帐单查询等特色业务需求时，可以采用方案一即集团总机模式。
4）而对于酒店、宾馆等有话务台转接群内用户和计费管理需求的客户，可以采取方案三即软交换方案，但前提是软交换网络部署到位。
5）为促进现有虚拟网用户的组网模式转变，可以采取灵活的资费优惠措施，资费优惠型客户要简化网络实现，功能敏感型客户要适当收取功能费，当然也可以采取降低原有优惠幅度的方式。
另一方面从市场角度分析，长期以来运营商将虚拟网一直作为业务品牌向客户推广，而实际上虚拟网是专业技术术语，不适合作为面向客户的业务品牌。
由于虚拟网主要推广对象是行业/企业客户，因此可以将它作为一种客户品牌进行包装命名，再向客户推广。
5．结束语
从为用户提供更为丰富多彩的业务和不断降低运营成本的角度出发，虚拟网业务发展的技术模式应顺应网络演进的趋势，即实现业务与控制分离、控制与接入分离，用户业务属性集中管理，端局数据简单化。
因此逐步改变现有虚拟网用户的实现方式是运营商适应业务和服务转型、网络和技术转型的必然选择。
（已在电信技术发表）
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