基于IMS網(wǎng)絡(luò)的CTD業(yè)務(wù)平臺的設(shè)計

張美璟，李靈慧

(1.福建江夏學院，福建福州350108;2.廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司福州分院，福建福州350003)

Internet技術(shù)的發(fā)展不斷推動IP技術(shù)的應(yīng)用，基于將IP技術(shù)與移動核心網(wǎng)技術(shù)進行結(jié)合以實現(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)，3GPP提出IP多媒體子系統(tǒng)(IP Multimedia Subsystem，IMS)為公眾提供VoIP業(yè)務(wù)［1］;全業(yè)務(wù)運營商主要關(guān)注IMS核心網(wǎng)接入固網(wǎng)和移動用戶。全球已部署100多個IMS運營網(wǎng)，已有60家以上電信運營商建立IMS業(yè)務(wù)平臺［2］。中國移動提出CM－IMS，主要在網(wǎng)絡(luò)端，IMS是一個基于SIP協(xié)議的分布式會話控制系統(tǒng)［3］。IMS在國際上的商用部署主要分3種情況，移動網(wǎng)絡(luò)運營商通過整合現(xiàn)有移動網(wǎng)與IMS網(wǎng)絡(luò)提供豐富多彩的多媒體業(yè)務(wù);固定網(wǎng)絡(luò)運營商針對企業(yè)用戶需求提供IP Centrex，在架構(gòu)和業(yè)務(wù)提供方面作了優(yōu)化。中國移動、中國電信已完成試驗網(wǎng)測試，目前正在建設(shè)商用網(wǎng)絡(luò);中國聯(lián)通在全國多個省市啟動IMS試點。關(guān)于IMS核心網(wǎng)的標準已經(jīng)相對成熟，對于IMS業(yè)務(wù)需求的國際規(guī)范也比較成熟，但國內(nèi)電信運營商對于IMS的業(yè)務(wù)應(yīng)用基本處于空白時期，點擊撥號(Click to Dial，CTD)業(yè)務(wù)作為IMS的業(yè)務(wù)之一，研究它的應(yīng)用不但滿足Internet用戶便捷、廉價的通信費要求，也節(jié)約了電信運營商的成本。點擊撥號這類業(yè)務(wù)在中國移動乃至中國其他電信運營商都是沒有應(yīng)用先例的。點擊撥號業(yè)務(wù)是指由PC側(cè)發(fā)起、以手機或固話終端作為主被叫聽筒的通話業(yè)務(wù)［4］。CTD業(yè)務(wù)的過程:首先用戶點擊客戶端，將主叫信息送到CTD平臺，同時將被叫信息也發(fā)送到CTD平臺，接著CTD平臺先連接主叫再連接被叫，最后主被叫接通，各方用手機或座機應(yīng)答接通后通話建立。

1 CTD業(yè)務(wù)平臺的設(shè)計及實現(xiàn)

根據(jù)用戶簽約業(yè)務(wù)的范圍可以分為全網(wǎng)業(yè)務(wù)和省內(nèi)業(yè)務(wù)。

全網(wǎng)業(yè)務(wù):全網(wǎng)用戶簽約的業(yè)務(wù)，管理是通過一級點擊撥號平臺實現(xiàn)的，點擊撥號主叫所在省二級點擊撥號平臺，主要完成呼叫業(yè)務(wù)邏輯以及計費等功能。

省內(nèi)業(yè)務(wù):只有省用戶可以簽約的業(yè)務(wù)，本省二級點擊撥號平臺對其進行管理，同時也負責呼叫業(yè)務(wù)流程以及計費等。根據(jù)點擊撥號業(yè)務(wù)的使用場景可以分為4類典型的業(yè)務(wù):網(wǎng)上客服、企業(yè)呼叫、個人呼叫以及個人簽名檔。

1.1 總體系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

1.1.1 CTD 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

點擊撥號具有兩級架構(gòu)，省級為二級，省級平臺與IMS核心網(wǎng)、其他業(yè)務(wù)網(wǎng)、網(wǎng)管網(wǎng)、BOSS等的連接［5］。WIMS是API方式接入CTD業(yè)務(wù)的入口。CTD業(yè)務(wù)平臺以SP的角色與短彩網(wǎng)關(guān)對接，實現(xiàn)短彩信收發(fā)的能力。CTD業(yè)務(wù)平臺通過ISC接口與IMS核心網(wǎng)對接，實現(xiàn)發(fā)起呼叫的能力。點擊撥號業(yè)務(wù)平臺主要完成業(yè)務(wù)請求的接入、API開放管理、用戶管理等。CID平臺網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 CTD平臺的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

一級平臺為全國業(yè)務(wù)平臺，負責全國業(yè)務(wù)的開通、接入以及日常管理，將全網(wǎng)業(yè)務(wù)的點擊撥號請求路由到主叫對應(yīng)的歸屬省份。二級平臺為省平臺，負責省級業(yè)務(wù)的開通、接入以及日常管理，負責路由到本省的全國應(yīng)用的CTD請求的處理。

1.1.2 CTD 的功能架構(gòu)

點擊撥號平臺主要包括短彩信模塊、業(yè)務(wù)接入與邏輯控制模塊、業(yè)務(wù)開通/管理模塊、計費/網(wǎng)管及相關(guān)OAM模塊、呼叫控制模塊與媒體服務(wù)模塊。CTD平臺的功能架構(gòu)見圖2。

圖2 CTD平臺的功能架構(gòu)

1.2 設(shè)備配置計算

本文所討論的平臺設(shè)計業(yè)務(wù)量按照15萬用戶數(shù)進行計算，其他規(guī)模的用戶數(shù)類推。話務(wù)模型的取定:根據(jù)對中國移動A省分公司進行調(diào)研，得出CTD業(yè)務(wù)平臺的各個應(yīng)用場景所取的業(yè)務(wù)參數(shù)，詳見表1和表2。

表1 話務(wù)模型參數(shù)1 %

表2 話務(wù)模型參數(shù)2

根據(jù)工程規(guī)范書中要求，本CTD項目的業(yè)務(wù)模型參數(shù)如表1、表2所示，其中各類消息大小中，呼叫消息平均大小 600 byte、短信 255 byte、彩信 51 200 byte、網(wǎng)管 50 byte。

各業(yè)務(wù)量計算如下:

1)同時在線用戶數(shù)=注冊用戶數(shù)×同時在線比例。

同時在線比例=∑(業(yè)務(wù)注冊用戶占CTD總注冊用戶比例×活躍用戶比例×在線比例)=∑(企業(yè)飛信CTD用戶在線比例+集團辦公網(wǎng)頁CTD用戶在線比例+自有業(yè)務(wù)內(nèi)嵌CTD用戶(139郵箱、PIM、MDA)在線比例+網(wǎng)上客服用戶比例)=59.70% ×50% ×20%+20.90% ×50% ×20%+11.90% ×100% ×20%+7.50% ×100% ×100%=17.94%。

2)CAPS=用戶數(shù)×平均話務(wù)量/平均占用時長=用戶數(shù) × (0.01 ×71.6%+0.3 ×7.5%)/(60/3 600 ×71.6%+120/3 600 ×7.5%)。

企業(yè)飛信/企業(yè)OA內(nèi)嵌業(yè)務(wù)/自有業(yè)務(wù)內(nèi)嵌和網(wǎng)上客服業(yè)務(wù)有產(chǎn)生話務(wù)量，按各種業(yè)務(wù)的比例進行計算。

3)每秒處理短信數(shù)=每呼叫短消息條數(shù)(0.3)×每秒呼叫數(shù)。

每秒處理彩信數(shù) =每呼叫彩消息條數(shù)(0.1)×每秒呼叫數(shù)。

本文注冊用戶取15萬，同時在線用戶數(shù)為2.69萬，對于處理能力的配置要求為每秒呼叫數(shù)為31，每秒處理短信數(shù)為9，每秒處理彩信為3，錄音通知通道數(shù)為540。

本項目共分為CTD/短彩應(yīng)用服務(wù)器、媒體資源服務(wù)器、OMC網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫/文件服務(wù)器等4個節(jié)點，各個節(jié)點的實際測算消耗TPMC(每分鐘在線事務(wù)處理能力)結(jié)果如下:

每呼叫消耗1 853TPMC，每短信消耗277TPMC，每彩信消耗1 389TPMC，CTDGW每呼叫消耗1 389TPMC，CTDGW一二級CTD接口每呼叫消耗1 389TPMC，每業(yè)務(wù)開通消耗139TPMC，每計費消耗70TPMC，每網(wǎng)管消耗139TPMC。

各節(jié)點業(yè)務(wù)服務(wù)器計算如表3～表5所示。

表3 CTD AS應(yīng)用服務(wù)器數(shù)量配置

表4 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器數(shù)量配置

表5 網(wǎng)管服務(wù)器數(shù)量配置

根據(jù)以上分析得:

1)MR媒體資源服務(wù)器，DL380G7 E5506×1(單臺支持600線)，采用1+1備份共兩臺可以滿足要求。

2)CTD AS應(yīng)用服務(wù)器數(shù)量(1+1備份)，DL385G7 6128×1 TPCC(20萬)可以滿足要求，共兩臺。

3)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(1+1備份)，DL385G7 6128×1 TPCC(20萬)可以滿足要求，共2臺。

4)網(wǎng)管服務(wù)器，DL385G7 6128×1 TPCC(20萬)可以滿足要求，共1臺。

5)CTD應(yīng)用/短彩服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器均采用HP DL385服務(wù)器可以滿足要求，HP DL385主要有2種類型的TPCC值，分別為20萬、65萬，采用1+1冗余配置。服務(wù)器數(shù)量=用戶規(guī)模TPCC/服務(wù)器TPCC+1。

6)媒體資源服務(wù)器采用HP DL380服務(wù)器可以滿足要求，HPDL380支持600線和800線媒體資源，采用1+1冗余。服務(wù)器數(shù)量=CTD業(yè)務(wù)呼叫通道數(shù)/600(800)+1。

7)OMC網(wǎng)管服務(wù)器采用HPDL385服務(wù)器可以滿足要求，每臺DL385可以支持20萬TPCC，本期配置1臺。

具體存儲計算需求如表6所示。

表6 各存儲計算需求Gbyte

單臺應(yīng)用服務(wù)器能力中，呼叫應(yīng)大于55CAPS+，短信應(yīng)大于15CAPS+，彩信為6CAPS;單服媒體資源服務(wù)器600線;單臺數(shù)據(jù)庫文件服務(wù)器中，呼叫為60CAPS+，短信為15CAPS+，彩信為CAPS。

根據(jù)以上需求得出應(yīng)用服務(wù)器、媒體資源服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器均采用1+1模式，各2臺，網(wǎng)管服務(wù)器1臺。具體配置為CTD/短彩應(yīng)用服務(wù)器，單臺配置1×2.4 GHz CPU;6 Gbyte內(nèi)存;2×146 Gbyte HD;媒體資源服務(wù)器單臺配置1×3.33 GHz CPU;4 Gbyte內(nèi)存;2×146 Gbyte HD;數(shù)據(jù)庫文件服務(wù)器，單臺配置1×2.4 GHz CPU;6 Gbyte內(nèi)存;2×146 Gbyte HD;OMC網(wǎng)管服務(wù)器，單臺配置1×2.4 GHz CPU;6 Gbyte內(nèi)存;2×146 Gbyte HD。

1.3 軟件流程設(shè)計

CTD平臺軟件系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 CTD平臺分層軟件體系架構(gòu)

各軟件功能模塊分工協(xié)作，完成平臺功能，具體軟件工作流程分3種情況，呼叫、短信及彩信。

呼叫及短信軟件流程如圖4所示，彩信流程與短信流程類似。

1.4 組網(wǎng)設(shè)計

1.4.1 帶寬計算

寬帶計算的方法及其體數(shù)值見表7。

1.4.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計

二級站點方案的組網(wǎng)拓撲以中國移動A省分公司為例，CM－IMS點擊撥號設(shè)備的主備/負載分擔端口分別與對應(yīng)CE相連。IP專網(wǎng)CE與IP專網(wǎng)的PE連接，CMNETCE經(jīng)防火墻后與CMNET PE路由器連接(以移動A省分公司為例，新增一對路由器與現(xiàn)有IMSCE連接實現(xiàn)接入IP承載網(wǎng)，平臺與CMNET、MDCN的連接是經(jīng)防火墻后接入MDC機房網(wǎng)絡(luò)，通過現(xiàn)有MDC網(wǎng)絡(luò)接入相應(yīng)網(wǎng)絡(luò))。CM－IMS點擊撥號設(shè)備的對外接口REST信令和短彩和計費在相應(yīng)VLAN內(nèi)，通過CMNET CE、防火墻接入CMNET。CM－IMS點擊撥號設(shè)備的SIP信令、媒體及F接口在相應(yīng)的VLAN內(nèi)，通過IP專網(wǎng)CE接入IP專網(wǎng)［6］。點擊撥號業(yè)務(wù)平臺配置OAM模塊，通過OAM模塊接入網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)。CE應(yīng)滿足動/靜態(tài)路由、多VRF功能。根據(jù)以上要求提出組網(wǎng)拓撲如圖5所示。

圖4 呼叫與短信軟件流程

表7 帶寬計算

2 結(jié)果分析

2.1 實施情況

2005年11月，中國移動研發(fā)中心進行第一階段IMS實驗室測試［2］，2006年1月對IMS業(yè)務(wù)體驗環(huán)境進行測試，2009年初，中國移動在9個省份啟動了IMS試點［7］，并在2010年逐步規(guī)劃建設(shè)IMS商用網(wǎng);中國電信始于2007年底，在四川啟動了基于IMS技術(shù)的企業(yè)信息與通信技術(shù)(Information Communication Technology，ICT)融合應(yīng)用探索，2009年4月10日，四川電信通過將IMS網(wǎng)絡(luò)與原有CDMA移動互通，實現(xiàn)了中國電信移動終端視頻電話零的突破，也是國內(nèi)基于IMS的移動視頻電話零的突破［8］，到2009年底，中國電信就進行大規(guī)模的IMS試點，2010年就逐步開始推進IMS的商用建設(shè);中國聯(lián)通2009年在華為、中興等廠商的參與下，完成IMS的一階段外場測試，包括會話的接續(xù)、多媒體業(yè)務(wù)控制以及業(yè)務(wù)平臺的互通能力測試［8］，中國聯(lián)通隨后二階段IMS測試對各種業(yè)務(wù)的可行性和業(yè)務(wù)平臺的能力進行充分驗證，截至2010年，中國聯(lián)通已在全國5個省市啟動IMS試點。

目前中國移動已在多個省份進行CM－IMS點擊撥號業(yè)務(wù)的部署。本文提到的CTD業(yè)務(wù)平臺的設(shè)計是以中國移動A省分公司為例的，目前已完成設(shè)備的部署及聯(lián)調(diào)工作，完成初步驗收，得到相關(guān)專家的高度認可，待系統(tǒng)初驗試運行半年后將進行終驗并正式上線使用。

2.2 網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)分析

目前中國移動A省分公司CTD業(yè)務(wù)平臺已進入試運行階段。本CTD平臺的運行除了本系統(tǒng)新建的設(shè)備提供平臺運用處理能力外，還需要涉及到原有IMS網(wǎng)、IP專網(wǎng)、MDCN網(wǎng)以及CMNET網(wǎng)絡(luò)提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

通過監(jiān)控顯示軟件模塊均正常運行，可以根據(jù)應(yīng)用類型和站點號來查找模塊，平臺告警信息如圖6所示。

圖6 平臺告警信息(截圖)

告警平臺設(shè)置有告警過濾功能，可以實時監(jiān)控到平臺告警信息，可以監(jiān)控到每臺服務(wù)器CPU使用率、內(nèi)存使用率以及告警數(shù)，點擊告警數(shù)可以列出詳細告警信息。從圖6顯示所有設(shè)備均處在正常工作狀態(tài)，沒有告警信息。接口性能跟蹤如圖7所示。

設(shè)置跟蹤條件為SIP(13809511232)，啟動接口跟蹤，發(fā)起呼叫。從圖7跟蹤顯示可以正常跟蹤且能夠跟蹤到正確的接口信令消息(SIP信令)，可以點擊詳細查看消息的原始內(nèi)容，說明接口正常工作。

圖7 平臺接口性能情況(截圖)

通過安裝在服務(wù)器上的監(jiān)控平臺，全程監(jiān)控一個呼叫的全部信息，其中包括呼叫產(chǎn)生、設(shè)備申請、連接請求與建立、流程啟動、流程的執(zhí)行直到呼叫完成的拆線、連接斷開完成過程。此處的跟蹤包含IVR跟蹤。測試輸入一個號碼，點擊跟蹤，結(jié)果如圖8所示。

圖8 呼叫全程跟蹤情況(截圖)

測試結(jié)果:系統(tǒng)運行正常。呼叫成功率達到100%。其他測試包括短信、彩信、處理時延以及過負荷控制均達到目標要求。

3 結(jié)論

CTD業(yè)務(wù)平臺可以以Internet用戶為目標，通過免費分鐘數(shù)試用促使用戶主動體驗，利用海量用戶群帶動IMS快速發(fā)展;也可以實現(xiàn)電信業(yè)務(wù)嵌入企業(yè)應(yīng)用(OA，CRM等)。對于企業(yè)來說CTD業(yè)務(wù)平臺可將通信方便地集成到企業(yè)信息系統(tǒng)，節(jié)省通信資費;對于客戶來說不用手工撥號，只需點擊網(wǎng)頁即可接通電話，方便、簡單;對于電信運營商來說，把IMS能力暴露給互聯(lián)網(wǎng)，可借助互聯(lián)網(wǎng)海量用戶迅速發(fā)展IMS，大大簡化企業(yè)信息系統(tǒng)集成，贏得更多企業(yè)客戶。

本文設(shè)計的CTD業(yè)務(wù)平臺已得到移運運營商的應(yīng)用，現(xiàn)網(wǎng)測試表明呼叫成功率達到100%。短信、彩信成功率達到100%，平臺接收到消息請求并回復(fù)消息的時間等于 0.3 s，小于要求的 0.5 s。

［1］文毅.淺析IMS的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.沿海企業(yè)與科技，2010(5):38－39.

［2］劉彥杰.IMS的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用綜述［J］.中國新通信，2008(19):82－85.

［3］ 3GPP.TS23.228 v8.7.0，IP multimedia subsystem(IMS)stage 2［S］.2008.

［4］管曉培，王亞晨，俞承志，等.CM－IMS點擊撥號技術(shù)研究［J］.電信工程技術(shù)與標準化，2010(8):6－10.

［5］李靈慧.基于IMS網(wǎng)絡(luò)的CTD業(yè)務(wù)平臺的研究與設(shè)計［D］.福州:福州大學，2013.

［6］張曉奕.IMS網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)融合探討［J］.電信工程技術(shù)與標準化，2010，23(1):86－90.

［7］彭進.基于Symbian平臺的IMS終端IPTV應(yīng)用的研究與實現(xiàn)［D］.重慶:重慶郵電大學，2010.

［8］中興通訊股份有限公司.IMS助中國電信深度提升綜合信息服務(wù)［J］.通信世界，2009(35):2.