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三汇16E1卡超大容量彩铃解决方案

2004/11/19

第一章行业背景与CRBT业务介绍

　　电信增值业务近年来一直被认为是电信市场未来发展的最具吸引力的领域，巨大的市场吸引了运营商、设备商和SP各方的参与，造就了近年来国内电信增值业务的红火局面。据统计，截止到2004年6月底，我国共发放9000多张增值电信业务经营许可证。但是在繁荣和乐观的背后，值得提出的是，国内电信增值业务领域除了短信获得迅猛发展之外，长时间内缺乏一项与之相比有同等竞争力的"杀手级"服务项目出现，而随着短信市场的逐渐趋于饱和，最终用户的新鲜感开始消失，而运营商新近推出的业务如移动上网、定位服务、JAVA等增值业务获得的市场反应极其有限。一时间出现了令人尴尬的发展瓶颈。在这样的尴尬局面下，彩铃业务在不动声色间成长起来，短短一年多时间，这项业务已经被广大用户接受，体现出了强劲的发展势头。所谓CRBT业务（全称Color Ring Back Tone，商用化的业务称呼在移动称为"彩铃"，联通称为"炫铃"）是一项新兴的电信增值业务，自推出以来，业务发展非常迅猛，受到了广大移动电话用户的热烈追捧。作为一项全新的电信增值业务，它有别于IP电话等传统语音增值业务，并没有对基础语音通话业务造成替代性，而是为运营商带来了全新的收益，同时也为消费者创造了一种全新的体验和感受。目前，彩铃业务已经成为各运营商增强自身竞争能力的重要业务产品。

　　三汇公司以16E1为主线的系列语音卡产品是构建电信增值业务开发平台的理想工具，特别适合彩铃、彩话、电话QQ等新一代增值电信业务应用开发，为帮助集成商能够迅速开发和推广自己的CRBT业务平台，并赢得市场。

市场需求分析
　　目前国内通信产业市场呈现出这样的发展趋势：对于基础的通信需求已经被满足的需方市场，个人用户希望能够得到个性化的、可定制的新业务服务，而商业企业用户则希望业务服务能够成为一种有效的营销推广手段而为企业带来较好的收益。

第一、商业企业层需求分析

　　1. 企业自身越来越注重自身形象，需要电信新业务的推出可以便捷地提升自身形象；
　　2. 产品与服务推向市场，必然要求企业选择一种低成本的通信媒体宣传手段，同时由于开始关注客户服务，也就需要一种更能体现客户关怀功能的通信沟通手段；

　　3. 市场竞争的加剧迫使企业强化成本控制，必然需要电信服务业务在不额外增加负担的前提下帮助其实现目标。

第二、个人用户层分析

　　1. 社会发展进入个性化时代，经济的快速发展加强了人们个性化业务的追求，对新电信业务的需求变的迫切；
　　2. 消费者在追求通信业务满足的同时，也需要电信新业务服务方便人们使用的要求，同时也希望不增加过多的通信费用；

　　针对这两个用户群的特点，个性化回铃音业务提供了丰富的差异化的业务功能，可以满足各类不同的需求。

国内市场发展状况分析

　　在国内开展的众多移动增值业务中，短信业务一直一支独秀，但是其他业务和短信相比规模始终很小，市场渗透率很低。如今，彩铃业务改变了这一切，目前韩国的彩铃业务渗透率已经超过了50％，在中国，自从2003年中国移动引入彩铃业务以后，彩铃业务出现了爆发式的增长，市场渗透率也有希望出现一个较大的突破，将达到20％。于是许多运营商和SP纷纷盯上了这个市场。移动和联通各省公司纷纷推出彩铃业务，电信和网通也打算在小灵通上及时开展这项业务。

　　中国移动在2003年5月17日电信日当天推出彩铃业务后，用户增长便一发不可收拾，随后中国联通也推出了类似的炫铃业务，首先在其高端用户占主流的CDMA网中开展，商用之后进一步扩大炫铃的用户容量，进一步使联通130/131号段的GSM网用户也可以和CDMA用户一样使用炫铃服务。固网运营商也对彩铃业务表现出了极大兴趣，中国网通上海分公司在其固定电话服务上开通了彩铃业务，成为网通各分公司中第一家在固话上开通彩铃业务的运营商。同样电信和网通会在今年晚些时候先为其网内的小灵通用户开通彩铃业务。固网运营商的加入无形中将彩铃的市场空间扩大了一倍，作为一项全新的话音业务，彩铃不像短信、呼叫转移等业务那样对原有语音业务有替代性，它所带来的，完全是全新的收益。现在彩铃正处于快速发展阶段,到2006年彩铃市场在中国将进入成熟期. 根据预测，国内会有20%的电话用户会成为彩铃用户,整个市场规模将达到50亿人民币。

CRBT业务的服务种类
　　1. 默认彩铃
　　2. 时间区分彩铃
　　3. 区分主叫号码的彩铃
　　4. 彩铃送礼、复制、素要
　　5. 特定号码业务
　　6. 特殊纪念日业务
　　7. 音乐盒业务　　
　　8. 个性化我的声音业务
　　9. 企业宣传业务

第二章 CRBT在不同网络的实现模式

移动网络中CRBT业务解决方案
　　移动网络CRBT解决方案主要由网关移动业务交换中心（GMSC），移动业务交换中心（MSC），归属位置寄存器（HLR），CRBT平台等部分组成，其中需要使用GMSC实现与它网交换机进行互联，网络拓扑图如下：

PSTN公网CRBT业务解决方案

　　PSTN网络中的解决方案由本局交换机和CRBT业务平台构成，它与移动网构建模式不同的是业务的触发是由被叫用户所在交换局进行并完成，具体网络拓扑图如下所示：

iPAS小灵通网络CRBT业务解决方案

　　该构建方式与移动网中相类似，目前iPAS网络中已经具备类似MSC、VLR和HLR的功能设备，具备存储CRBT业务用户签约信息等基本条件，通过引入CRBT平台就可方便地在网络中引入彩铃（炫铃）等业务。由于目前在iPAS网络中尚未建设成完整的智能网，所以CRBT业务的主要实现方式还是有以下两种方式：

A--路由迂回的实现模式

　　以UT斯达康的iPAS网络为例进行说明，被叫端局的iPAS-GW 可根据用户的属性决定用户是否订阅CRBT业务，如果被叫用户订阅了该项业务，则 iPAS-GW 将呼叫转到CRBT平台，由该平台在被叫号码前加拨特殊前缀后继续向iPAS-GW发起新的呼叫，同时根据主叫号码所选择个性化铃声向主叫用户放音，而iPAS-GW则直接接续被叫小灵通用户，当被叫用户摘机后，CRBT平台负责将主、被叫接通，也就是说在通话过程中始终要占用CRBT平台的话路资源和 iPAS-GW 的中继资源。如下图所示：

B--无路由迂回的实现模式

第三章 CRBT业务平台的构成

CRBT业务解决方案平台主要由以下主要功能实体构成：

各功能构件模块主要功能和特性如下：

CRBT Server
　　这是业务平台中主控业务逻辑运行的功能实体，管理和控制平台业务的运行、对业务脚本进行管理并对业务进行监控和统计，是平台的功能核心。它基于中间件中的事务处理服务器模块进行开发，具有分布式和容错式的架构设计，以达到电信级别的运行要求。另外，为了能够降低小规模的业务平台的建设成本，该模块也能够运行在安装Linux的PC服务器或工控机上。

　　为保证系统运行的可靠性，该实体模块可根据硬件平台结构的不同采用HA双机热备或负荷分担的方式运行。

交换/接入节点
　　该模块的主要功能是负责业务用户的话路接入、CRBT的播放以及线路交换，另外根据用户所选用硬件设备的不同，还能够支持分布式电话会议、传真存储收发与转发、FSK通讯、短信/彩信等功能。它遵循中间件中的扩展服务器接口进行开发，可以采用独立的物理实体，也能够和该模块共用物理实体，具有与该模块相同的可用性和可靠性。

　　该模块采用工控机与三汇高密度板卡配合的运行方式时，单节点中继容量可以达到4E1到64E1，单点数字信号处理能力大于2.6GIPS，同时支持SS1、SS7（ISUP or TUP）、ISDN信令。同时该模块可独立工作也可通过数据网络互联，在该模块的控制下进行协同工作，理论上可进行无最大数量限制的扩容。

　　目前该模块支持的主要硬件采用Intel X86处理器的CPCI总线服务器（安装Windows 2003 Server）＋三汇SHD系列数字中继卡（1E1-16E1）

DB Server
　　该模块主要运行通用数据库，目前采用Oracle 8.1.7或以上版本，运行与UNIX或Linux操作系统上，主要的特点和性能指标可参见有关厂家的技术资料。

　　如果用户需要平台采用第三方数据库中的数据，可以根据平台提供的数据库访问协议进行互联。

第四章大规模及超大规模CRBT平台的构建

　　在彩铃用户数量可能超过10万（按照目前统计数据显示的用户比例，至少应当具有100万以上人口的基础用户）的地市，对系统的可靠性、今后业务发展的灵活性要求很高，在这种情况下可以采用全分布式系统结构来构建大规模和超大规模的CRBT业务平台。
如下图所示：

功能构架说明如下：

　　1、系统中的多台CRBT Server主机采用高性能的UNIX服务器，负荷分担的运行方式，多机间协同工作，互为备份。

　　2、 DB Server主机采用高性能的UNIX服务器，安装Oracle8.1.7数据库，并采用Raid5镜像的磁盘阵列和原厂商Cluster软件进行双机热备。

　　3、交换节点采用多台分布式结构，其主机采用X86架构的CPCI总线工业控制机，双电源、SCSI硬盘做RAID1镜像，配置1G以上内存，安装Windows 2003 Server操作系统，采用三汇SDH系列数字中继卡。

　　4、系统中还增加了独立的信令网关来连接交换网络中的七号信令链路，以达到更高的信令链路可靠性，硬件采用三汇SHGW系列信令网关。

　　基于以上配置的平台于我公司平台软件相结合，能够采用平滑的扩容能力提供100个E1之上的中继处理，可支持10万（采用路由迂回的实现方式）～30万（采用无路由迂回的实现方式）以上数量CRBT用户的使用

第五章彩铃平台的网络安全性

　　对于经营CRBT业务的SP或ICP来说，拥有更大的访问量和更多用户是最终目标，但同时，又会带来系统安全方面的隐患，尤其是这种安全隐患可能影响到基础电信业务的提供。因此，好的网络设计方案不但可以给他们带来网络的安全，而且可以不对网络造成任何影响，最好还可以提高服务器的响应速度。

　　网络安全的含义应当包含两层含义：保证数据网络不受外部攻击以及业务的可靠运行。

　　一套完整的CRBT平台从功能上分析可以由两部分构成：面向电信网络提供通话服务的交换平台部分和面向Internet网络用户的业务管理部分，两部分之间主要依靠数据库来进行逻辑上的连接，如下图所示：

　　要保证整个CRBT业务平台的安全性，应当从两个方面入手：一是保证Web服务器的安全，二是在Web服务器一旦被攻击后能够防止黑客对数据库和交换平台进行破坏。

1、对数据网络的保护
　　采用防火墙对数据网络进行保护

　　对整个系统网络的保护首先要从保护内部网络避免受到Internet网上的攻击为主，可以采用高可靠性的防火墙作为主要手段，网络拓扑图如下图所示：

　　采用防火墙后，可将整个网络划分成物理上独立的两个网段，即公共网段（Public Network）和私有网段（Private Network）。其中公共网段提供面向Internet的广域网连接和接受互联网用户访问的支持；私有网段安放Web服务器、数据库服务器和交换平台，提供CRBT业务功能及管理服务。

　　防火墙的主要功能是过滤非法访问，同时也可以使用防火墙的日志功能对访问进行记录，从而更有效地追踪入侵者，另外防火墙的存在可以有效地防止来自网络的拒绝服务攻击。

Web服务器自身安全性的考虑

　　从网络连接的角度考虑，在私有网段中，Web服务器安装两块网卡，一块网卡通过防火墙连接Internet网，另一块通过内部交换机连接数据库服务器，来进一步杜绝可能通过Web服务器对内网进行的攻击。

　　从软件安全性的角度考虑，WEB服务器应该是建立在操作系统上的，其安全性与两个要素相关：一个是WEB服务器软件，另一个是操作系统本身。

　　目前，包括Linux、Win2003等在内的网络操作系统大都提供了较完备的审计与日志功能。启用操作系统的审计与日志功能，给相关的访问者适当的权限，并使用IDS等软件对系统进行审计与授权，即可以有效地提升系统的安全等级。

2、对电信网络的安全性和可靠性保障
　　该平台主要通过7号信令网络和话路中继与电信网络进行连接，平台本身难以受到外部的攻击，因此对电信网络的安全性保障主要体现在平台内部设备部分失效时是否能够继续保证基础通话业务的正常运行，主要的手段如下：

系统软硬件的容错
　　该平台的系统和软件设计上充分考虑了对可能出现的软、硬件故障的监控可处理，主要具有以下特征：

　　1、全系统以及子系统内部均采用模块化设计，内部修改及功能追加不影响当前的外部接口特性，具有整体高可靠性和运行稳定性；
　　2、网络数据、业务逻辑和用户数据间相互独立，以保证数据访问的一致性和可靠性；
　　3、软件采用分布式结构，具有良好的容错能力，一般故障不会影响系统的正常运转；
　　4、软件设计有错误防护能力，严重故障的不良影响也被限定在最小范围内；
　　5、软件具有故障监视能力，对发生的故障能进行监测、记录与告警，必要时可提示用户进行系统的手工恢复。

话务量监控和流量控制

　　该平台的软件设计上还充分考虑了对瞬时高话务量的抗符合能力，在系统运行期间可实时监控系统的瞬时话务量和系统负荷，并能在业务层面或信令层面自行启动流量控制以保证平台的正常运行。

系统结构设计

　　为避免单点故障对业务产生的影响，系统中所有的组件都为N+1配置。软件的分布式体系结构允许解决方案具有很高的灵活性；关闭一个CRBT Server不会对系统运行造成不良影响。数据盘和系统盘都是热拔插并进行冗余备份的，所以当系统正在运行时，更换一个故障盘也不会使业务关闭。此外，系统还可采用双磁盘控制器访问数据盘，双磁盘总线和RAID 5级技术提供磁盘镜像保护。同时，各子系统的电源也采用多路配置。

　　在网络连接上，CRBT平台采用ISUP信令链路连接PHS交换机，每一对信令点间均开放两条信令链路以达到备份目的。

3、严重故障的解决
　　该业务平台可能出现的最严重的故障主要有两种：数据库服务器停机或交换节点停机，这两种故障的出现都会造成CRBT业务的失效，但我们可采用以下措施保证用户基本通话功能不受影响：

A-数据库服务器停机的情况
　　数据库服务器停机后，业务平台将无法正确获得注册用户设置的彩铃信息，这时CRBT平台的交换节点依然按照正常流程对用户进行接续，同时向主叫方播放普通的回铃音，以保证用户的基本通话功能。

B-交换节点停机的情况
　　如果交换节点停机，意味着PHS交换机无法将呼叫正常送到业务平台上，此时的处理需要PHS交换机与CRBT平台配合处理。以我们与UT斯达康公司的iPAS系统测试为例，当交换节点停机时，ISUP信令链路将失效，此时iPAS到平台的电路状态均为不可用，iPAS系统中的交换机将不再把CRBT业务用户的呼叫转发到平台，而是直接进行接续，使用iPAS内部的IVR设备播放普通回铃音，以保证用户的基本通话功能。

杭州三汇公司供稿 CTI论坛编辑

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