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硬核科普!攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)的技術(shù)原理分析

鮮棗課堂 2019/11/19 18:05:40 責(zé)編:孤城

這幾天,關(guān)于“攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)”的新聞反復(fù)刷屏,相信大家都看到了。

小棗君今天也來湊個熱鬧,和大家聊聊“攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)”。

不過,我要說的不是“攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)”的業(yè)務(wù)辦理,而是更深層次的內(nèi)容——“攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)”的技術(shù)原理。

我想通過這篇文章,幫助大家了解這項特殊業(yè)務(wù)背后的具體實現(xiàn)方式。更重要的是,趁機(jī)介紹一下關(guān)于移動通信用戶號碼和呼叫流程方面的知識。

好啦,廢話不多說,我們趕緊開始!

首先,我先解釋一下,到底什么是“攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)”。

“攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)”,顧名思義,就是帶著號碼換網(wǎng)絡(luò)。

舉個例子:你現(xiàn)在是139開頭的中國移動號碼,辦理“攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)”之后,號碼保持不變,但運營商歸屬關(guān)系變了——變成了電信或聯(lián)通的了。你使用的網(wǎng)絡(luò)和套餐,也變成電信或聯(lián)通的。這種電信業(yè)務(wù),就是“攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)”。

行業(yè)術(shù)語里,“攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)”的真正名字應(yīng)該叫做“號碼攜帶”,或者“號碼可攜帶”。

這個業(yè)務(wù)從表面上看并不復(fù)雜,就是換個運營商,然后號碼帶著走。

但是實際上,對于移動通信系統(tǒng)來說,實現(xiàn)起來并不容易。

我們的手機(jī)號,實際上有兩個,分別是IMSI和MDN。

IMSI的全名是International Mobile Subscriber Identity,國際移動用戶識別碼。它是一種“永久用戶標(biāo)識”,每一個手機(jī)SIM卡,對應(yīng)一個IMSI號碼。

IMSI號碼由三部分組成,分別是:

  • MCC (Mobile Country Code)移動國家碼

  • MNC (Mobile Network Code)移動網(wǎng)絡(luò)碼

  • MSIN (Mobile Subscriber Identity)移動用戶識別碼

MCC是3位數(shù)字(中國是460),MNC是2-3位數(shù)字,MSIN是10-11位數(shù)字。加起來的IMSI,一般不超過15位,通常就是15位(例如我們國家)。

大家在手機(jī)撥號界面,輸入 *#*#4636#*#* ,就可以看到自己的IMSI號碼。

大家注意,除了IMSI號碼之外,還有一個IMEI號碼,兩者不要搞混了。

IMEI是International Mobile Equipment Identity,國際移動設(shè)備識別碼(大約15-17位數(shù)字)。也就是常說的手機(jī)序列號(手機(jī)串號),是每個手機(jī)硬件的“身份證”(2個卡槽就有2個IMEI號碼)。

那我們平時使用的139、153、189開頭的號碼,又是什么呢?

這些號碼,真正的學(xué)名叫MDN,Mobile Directory Number(移動用戶號碼簿號碼)。

MDN由國家碼(CC)、移動接入號(MAC)、HLR識別碼、移動用戶號共同組成。

介紹了這個碼那個碼,大家沒有暈掉吧?

沒暈的話,我們繼續(xù)!

說到這里,大家其實應(yīng)該也明白了。所謂“號碼攜帶”,不變的是MDN號碼,變化的是IMSI號碼。而IMSI,才是你的“真正”號碼。

說完了號碼,我們再來說說網(wǎng)絡(luò)側(cè)這邊的處理。

目前我們使用的移動通信業(yè)務(wù),其實主要就是通話、短信、上網(wǎng)。

大家都知道,上網(wǎng)是單個用戶的事情。某用戶手機(jī)發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請求,獲得IP等資源,然后連入運營商網(wǎng)絡(luò),訪問互聯(lián)網(wǎng)。

只要你的IMSI合法,業(yè)務(wù)正常開通,沒有欠費,就可以上網(wǎng)。

但是通話和短信就不一樣了,這是兩個用戶之間的業(yè)務(wù),存在“主叫”和“被叫”。

主叫用戶沒什么大問題,反正自己的號碼就是一個編號而已。但是被叫那邊,麻煩就來了——號碼就像門牌,別人通過門牌找你,你搬家把門牌都帶走了,這咋整?

我們先看看,以前沒有號碼攜帶業(yè)務(wù)的時候,一次正常通話的過程是怎樣的:(注:為了便于理解,呼叫流程描述有所簡略。)

假設(shè)主叫用戶A是中國移動139開頭的號碼。

當(dāng)他撥打被叫號碼的時候,它所在的本地局核心網(wǎng)設(shè)備(MSC,移動交換中心),會根據(jù)設(shè)計好的規(guī)則,對被叫號碼進(jìn)行“號碼分析”。

號碼分析是電話接續(xù)的重要依據(jù),不同的分析結(jié)果,意味著不同的處理流程:

按照之前的設(shè)計,如果撥打的是138開頭的號碼,那MSC就會分析為中國移動的號碼,按運營商內(nèi)部呼叫的流程處理。(具體來說,MSC會去中國移動自己的HLR,問被叫的位置,然后一路找過去。HLR是歸屬位置寄存器,存儲著中國移動用戶的數(shù)據(jù)和信息。)

如果被叫是“自家人”如果撥打的是185開頭的聯(lián)通號碼,本地局設(shè)備則會分析為“它網(wǎng)號碼”,會路由到運營商之間的關(guān)口局,然后送到聯(lián)通那邊,查找被叫,一路最終完成電話接續(xù)。

如果被叫是“別人家的”

現(xiàn)在,要搞號碼攜帶了,麻煩來了。

還是舉例,139開頭的A,撥打138開頭的B。B是辦理了號碼攜帶的用戶,號碼雖然是138開頭,但不能按中國移動內(nèi)部呼叫的流程處理,否則就會送錯了目的地。

中國移動的MSC,必須把B號碼當(dāng)作特例,單獨處理。

如果只有一個特例,那還好說,問題是,這個業(yè)務(wù)面向全國用戶開放,會有成千上萬個特例。這樣的話,號碼分析就會變得非常龐大,對系統(tǒng)容量造成負(fù)擔(dān)。

所以,在我們國家現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)里,采取的方案是這樣的:

如果某個被叫號碼辦理了號碼攜帶業(yè)務(wù)(例如,從移動跳到了聯(lián)通)。

那么,移動的HLR會對已攜出的號碼加一個特殊前綴數(shù)字,返回給主叫MSC,告訴它這個號碼已經(jīng)不是我們的了。

主叫這邊的中國移動MSC會對前綴號碼進(jìn)行特殊處理,直接按其它運營商號碼處理。

如果是這個號碼是聯(lián)通跳到移動的:

運營商會先新增一個NP-HLR,也就是號碼攜帶HLR,把所有攜入號碼都放在這個HLR里。主叫MSC會針對“所有其它運營商號段的被叫號碼”,都先查一遍NP-HLR。

如果是攜入號碼,則按自己的號碼處理,去查自家的HLR。

如果是非攜入號碼(也就是別人正常的號碼),則再去查一遍別人家的HLR。

總而言之,相當(dāng)于查兩遍HLR。

上面的解決方案,雖然流程復(fù)雜了一些,但是速度很快,用戶感知不受任何影響。

這就是我們國家現(xiàn)在使用的號碼攜帶實施方案。大家看懂了沒?

哈哈,能堅持看下來的,都是猛士,小棗君免費推薦核心網(wǎng)工程師offer!

最后再做個總結(jié)。

攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)業(yè)務(wù),對于普通用戶來說,毫無疑問是件好事,畢竟增加了議價權(quán),也增加了自主選擇權(quán)。

但是,站在通信工程師的角度來說,這個業(yè)務(wù)增加了一些小困難和小麻煩——我們在處理故障時,無法再像之前一樣,通過號段來迅速判斷投訴者的用戶屬性。而不同的用戶屬性,意味著完全不同的故障處理流程和思路。

也就是說,號碼攜帶業(yè)務(wù)的普及,將會“略微”增加通信工程師處理故障的難度,以及故障恢復(fù)的時間。

好啦,以上就是小棗君對攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的技術(shù)分析,歡迎大家在留言區(qū)拍磚討論。

看到大家都發(fā)短信去嘗試申請“號碼攜帶”換運營商,小棗君也迫不及待地發(fā)了一條短信,結(jié)果——

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