好的,我们继续对TS 23.066的深度拆解。
这是系列文章的第五篇,也是我们对这份规范解读的最终章。我们将把目光投向规范中最具技术深度的部分——附录A、B、C,并通过它们来系统性地回顾和总结我们在整个系列中所学到的MNP(移动号码携带)两大核心技术方案的实现细节。
深度解析 3GPP TS 23.066:附录A, B, C MNP两大技术方案的终极对决
本文技术原理深度参考了3GPP TS 23.066 V18.0.0 (2024-03) Release 18规范中,作为规范核心技术实现的规范性附录A, B, C。本文旨在为读者提供一份关于MNP两大技术流派——IN-based(智能网)和MNP-SRF-based(信令中relay)——的终极对比和总结。我们将深入这些附录所定义的信令流程和功能需求,彻底理解这两种方案在处理呼叫和非呼叫信令时的不同“战术”与“火力配置”。
引言:从“作战地图”到“单兵作战手册”
在上一篇中,我们通过解读第五章,掌握了MNP呼叫路由的“最高作战地图”。我们知道了呼叫有“直接路由”和“间接路由”等不同的战略选择。然而,对于需要亲手打造这套“导航系统”的工程师来说,宏观的地图还远远不够,他们需要的是一本详尽的**“单兵作战手册”**。
这本手册,必须回答以下具体问题:
- 如果选择IN方案,GMSC和NPDB之间具体要进行怎样的“对话”?
- 如果选择SRF方案,SRF在收到一条短信(非呼叫)或一个电话(呼叫)信令时,其内部的“决策树”是怎样的?它需要执行哪些具体的动作?
3GPP TS 23.066的附录A, B, C,正是这两本并列的、同样权威的“单兵作战手册”。
- 附录A: IN Call-Related Technical Realisation (IN派呼叫作战手册)
- 附录B: Handling of Non-Call Related Signalling (SRF派非呼叫作战手册)
- 附录C: MNP Signalling Relay Function - Call Related Signalling (SRF派呼叫作战手册)
今天,我们将扮演“特种部队教官”的角色,深入这两大“兵种”的训练手册,看看它们各自是如何完成锁定“已携转用户美美”这一艰巨任务的。
1. 附录A: IN-based方案 - 智能网的“精确打击”
本附录详细描述了如何利用**智能网(IN)**技术来实现对已携转号码的呼叫路由。
A.1 核心思想与架构
A.1.1 Network Options: There are two IN-based solutions for querying the NPDB :- ETSI Core INAP, ANSI IN Query.
- 核心思想: 将MNP查询,模型化为一次标准的智能网业务触发。GMSC在收到一个可能已携转的号码的呼叫时,会像触发一个预付费业务一样,暂停呼叫,并向一个“智能”节点(在MNP中就是NPDB)发起查询。
- 网络选项 (Network Options):
- TQoD (Terminating call Query on Digit Analysis): 在GMSC(网关MSC)层面,分析被叫号码后直接触发IN查询。这是最常见的被叫查询。
- QoHR (Query on HLR Release): 一种更巧妙的“后备”查询。GMSC先按老规矩向号码归属的HLR发送SRI查询。HLR发现这个用户已经不在自己这里了,会返回一个“Unknown Subscriber”的错误。GMSC收到这个特定的错误后,才触发对NPDB的IN查询。
- OQoD (Originating call Query on Digit Analysis): 在**VMSC(拜访MSC,即主叫用户所在的交换机)**层面就发起查询。这是最高效的直接路由方式,但要求所有交换机都具备IN触发能力。
A.2 A.1.3.2 TQoD – Number is ported (号码已携转的场景)
让我们以最典型的TQoD场景为例,看看IN方案的信令流程(Figure A.1.3.2):
- IAM到达: 呼叫到达号码持有网络的GMSCA。
- IN查询: GMSCA的IN触发点(TDP)被激活,它向NPDB发送一个**INAP IDP (Initial DP)**消息,其中包含了美美的号码。
- NPDB响应: NPDB查询后,发现号码已携转,它返回一个包含**路由号码(RN)**的
CONNECT或CONTINUE消息。 - 路由转发: GMSCA收到RN后,将呼叫(IAM)直接转发到由RN指向的签约网络(新潮电信)。
- 后续流程: 呼叫到达新潮电信的GMSCB,GMSCB再按标准流程查询自己的HLR,获取MSRN,最终将呼叫送到美美手机所在的VMSCB。
- 作战手册解读: 附录A不仅提供了这些流程图,更在A.3节和A.4节,详细定义了GMSC、MSC和NPDB需要实现的功能需求(如
Procedure MOBILE_NUMBER_PORTABILITY_IN_TQoD)和消息内容(如INITIAL DP中需要包含哪些参数)。
2. 附录B & C: MNP-SRF-based方案 - 信令中继的“外科手术”
这两个附录共同定义了SRF方案,是现代MNP实现中更为主流和灵活的方式。
B.1 核心思想与架构
B.1.2 Network Architecture: In a PLMN that supports MNP, non-call related signalling messages … are relayed by an MNP-Signalling Relay Function (MNP-SRF). The MNP-SRF provides re-routeing capability for signalling messages addressed using the MSISDN.
- 核心思想: SRF像一个SCCP层的代理服务器。所有发往可能已携转号码的信令,都先被“劫持”到SRF。SRF负责查询NPDB,并对信令消息的SCCP地址部分进行“外科手术”式的修改,然后将修改后的信令重新注入信令网。
B.2 附录B:非呼叫信令处理 - 短信的“寻路之旅”
B.2.1 Non-call Related Signalling Message for a Non-ported Number – Indirect Routeing
让我们以一个典型的间接路由场景为例,看看SRF如何处理一条发给未携转用户的短信(Figure B.2.1):
- SRI-for-SM到达: 一个查询短信路由的信令,从始发网络(INE)发往号码持有网络。SCCP GTT将其路由到MNP-SRFB。
- SRF查询: SRF收到信令,提取出MSISDN,查询NPDB。
- NPDB响应: NPDB返回:“此号码未携转”。
- SRF地址修改: SRF知道,对于未携转号码,其签约数据就在本网的HLR中。于是,它将信令的SCCP Called Party Address(CdPA)从原来的MSISDN,修改为本网HLRB的地址。
- 中继到HLR: SRF将修改后的信令,转发给HLRB。后续流程就跟没有MNP时完全一样了。
-
对于已携转号码(Figure B.2.3),SRF查询NPDB后会得到一个指向签约网络的路由号码(RN)。SRF会将CdPA修改为这个RN(或RN+MSISDN),然后将信令转发到签约网络。
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作战手册解读: B.3节
Procedure MNP_SRF_Non_Call_Related(及其流程图B.3.1)是这本手册的核心。它用一个复杂的决策树,详细定义了SRF在收到一条非呼叫信令后,需要根据号码的不同状态(本网已携出、本网未携出、外网已携入、外网未知等),分别执行哪种地址修改和中继操作。
B.3 附录C:呼叫信令处理 - SRF的“全能”形态
C.1 Handling of Call Related Signalling: The MAP messages affected by MNP are the MAP_SEND_ROUTING_INFORMATION (SRI) message…
附录C将SRF的能力,从非呼叫领域,扩展到了呼叫领域。
- 核心思想: 在SRF方案中,GMSC本身不再需要具备MNP查询的智能。当GMSC需要为呼叫获取路由信息时,它就像往常一样,向号码归属的HLR发送一条标准的
MAP SRI信令。 - SRF的“拦截”与“代理”:
- SRI被劫持: GMSC发出的这条SRI信令,同样会被SCCP GTT“劫持”,并路由到MNP-SRF。
- SRF扮演“假HLR”: SRF收到SRI后,它不会将其直接转发。而是自己去查询NPDB。
- 如果号码未携转: SRF将SRI中继给真正的HLR。HLR返回MSRN后,SRF再将这个MSRN中继回GMSC。
- 如果号码已携转: SRF查询NPDB得到路由号码(RN)。此时,根据路由策略的不同,SRF可以: a) 直接响应: 扮演一个“号码可携带位置寄存器(NPLR)”的角色,自己生成一个包含RN的路由信息,直接回复给GMSC(Direct Routeing场景)。 b) 中继到签约网络: 将SRI请求中继到签约网络的SRF,由对方的SRF/HLR返回最终的路由信息(Indirect Routeing with reference场景)。
- 作战手册解读: C.2节定义了SRF处理呼叫信令所需的各种内部流程,如
Procedure MNP_SRF_MATF_Call_Related,Process SRI_NPLR等。这些流程图,构成了SRF处理呼叫信令的完整“作战预案”。
终极对决:IN-based vs. MNP-SRF-based
| 特性 | IN-based 方案 | MNP-SRF-based 方案 |
|---|---|---|
| 核心思想 | 业务触发 | 信令中继 |
| 处理节点 | GMSC (呼叫) | MNP-SRF (呼叫与非呼叫) |
| 改造重点 | GMSC需支持INAP协议栈和MNP业务逻辑 | 核心网需部署MNP-SRF节点,并改造SCCP GTT路由策略 |
| 对现有网元影响 | 对GMSC影响大,对信令网无影响 | 对GMSC/HLR影响小,对信令网STP改造大 |
| 灵活性 | 主要针对呼叫,非呼叫需额外方案 | 极高。可统一处理所有基于MSISDN寻址的信令 |
| 标准化程度 | 依赖于INAP的标准化版本 | 核心是SCCP路由,功能逻辑集中在SRF,更易于标准化和互通 |
| 演进趋势 | 在早期部署较多 | 现代网络(特别是IMS/VoLTE时代)的主流选择,因为其“透明中继”的思想,能更好地适应日益复杂的信令类型 |
FAQ环节
Q1:附录A, B, C都是“normative”(规范性),这意味着运营商必须同时实现IN和SRF两种方案吗? A1:不是的。规范性附录的含义是,如果你选择实现其中一种方案,那么你必须严格遵循该附录中定义的功能和流程。运营商在一个携号转网域内,通常会协商确定一种主要的互通方案(例如,所有运营商都实现SRF方案处理非呼叫信令),但在各自网络内部,可以有不同的选择。
Q2:在SRF方案中,MNP-SRF和HLR是什么关系? A2:它们是**“前置代理”和“最终服务器”**的关系。对于来自外部的、地址不确定的信令,MNP-SRF是第一道关卡,负责“地址解析”和“路由分发”。
- 如果查询结果表明号码就在本网(未携转或已携入),SRF就会把信令转发给本网的“最终服务器”——HLR。
- 如果查询结果表明号码已经转出到外网,SRF就会把信令转发给外网的“下一跳”(可能是对方的SRF或签约网络)。 HLR只处理已经被SRF确认是“发往自己”的信令。
Q3:附录C中提到了一个叫MATF(MAP Application Terminating Function)和NPLR(Number Portability Location Register)的概念,它们是什么? A3:它们是MNP-SRF内部的逻辑子功能,用于处理呼叫相关的MAP信令。
- MATF (MAP应用终结功能): 当SRF需要终结一个MAP信令交互(而不是中继它)并自己构造响应时,这个功能就会被激活。例如,在直接路由场景中,SRF查询NPDB后,直接生成
SRI ack返回给GMSC,这个过程就是由MATF完成的。 - NPLR (号码可携带位置寄存器): 是MATF内部的一个“虚拟HLR”。它逻辑上扮演了已携转号码的HLR角色,负责生成含有正确路由号码的响应消息。可以认为,SRF内部有一个轻量级的、专门用于MNP的HLR功能模块。
Q4:为什么短信(SMS)等非呼叫信令的处理,在规范中占有如此重要的篇幅(独立的附录B)? A4:因为短信是移动通信中最基础、最广泛的应用之一,并且其信令路由的特殊性,使得它成为MNP实现中的一个典型“痛点”。
- 高业务量: 全球每天有数百亿条短信被发送。
- 依赖MSISDN路由: 短信的寻址完全依赖手机号码。
- Store-and-Forward机制: 短信中心(SMSC)需要先查询到用户所在的HLR和MSC,才能下发短信。如果这个查询(
SRI_for_SM)路由错了,短信就会丢失或延迟。 因此,为非呼叫信令(以SMS为代表)提供一个健壮、高效的MNP解决方案,是保证用户携号转网后基础通信体验完整的关键。
Q5:学完了这些附录,我对MNP的技术实现有了深入了解。在5G时代,MNP的实现会有什么变化吗? A5:在5G时代,MNP的核心思想依然延续,但实现的技术载体发生了变化。
- 数据库: NPDB的角色可能会被**NRF(网络存储库功能)**或与其他数据库融合。
- 信令中继: MNP-SRF的功能,可能会被一个基于服务化架构的、名为**“号码可携带服务(Number Portability Service)”**的全新网络功能(NF)所替代。
- 接口: 传统的基于SS7的SCCP/MAP/INAP信令,将被基于HTTP/2的RESTful API所取代。例如,一个GMSC(或等效功能)可能会通过一次
Nnp_Resolve_Number的服务调用,来获取一个已携转号码的路由信息。 尽管技术焕然一新,但TS 23.066中定义的这些“查询-响应”、“拦截-修改-中继”的核心逻辑和信息模型,仍将是未来5G MNP解决方案的重要设计基础。