号码携带技术的应用案例

       国际上一个比较成功的号码携带在应急通信中的应用案例是美国2005年8月29日的卡特里娜飓风。这次灾难是美国近年来最为严重的自然灾难，随飓风而来的洪水几乎完全淹没了美国城市新奥尔良，上千人死亡，数十万人流离失所，造成的经济损失达到创纪录的上千亿美元。在飓风肆虐之前，FCC就成立了特别工作组，采取多项行动与措施，保障灾时的科能融合应急通信，帮助受灾地区尽快恢复业务。FCC（Federal Communication Commision,联邦通信委员会）要求：临时放宽受飓风影响的路易斯安那州、密西西比州、阿拉巴马州3个州的号码政策，临时允许号码跨计费区以及跨LATA（LocalAccessTransportArea）,本地访问和传输区域）携带；临时放宽号码携带的政策，允许为用户提供基于地理位置和服务的号码携带。

        而按照FCC原来的规定，主要是考虑到计费的问题，美国只提供运营商之间的号码携带，而不提供基于地理位置和业务的号码携带；同时只能开放本地范围内同一个计费区之内的号码携带。新政策适用于2005年8月27到11月27日之间90天之内，允许运营商临时将用户号码从受影响区域携带到其他位置，而不需要考虑号码携带不允许跨计费区以及跨LATA的限制。对于NPAC（NumberPortabilityAdministrationCenter,号码携带管理中心）来说，也需要修改原有的控制策略，不能限制跨计费区和跨LATA的号码携带业务的申请。

       飓风过后，在FCC和各运营商的努力下，跨LATA共携带了大约2000个电话号码，另外还有大约300个汇聚号码块（即300000个电话号码）使用号码汇聚的方式移动到其他LATA,除去汇聚号码块中空闲的号码，跨LATA的号码携带和号码汇聚总计使大约25万用户受益。另外，RBOC（RegionalBellOperationCompany,地方贝尔运营公司）也使用智能网方案（详见5.7.4.1节）为大约600个电话号码提供了临时性的通信业务。

       卡特里娜飓风过后，美国FCC采用的号码携带的政策，确实产生了很好的效果，保障了绝大部分用户的基本通信需求。事实证明，号码携带是灾后快速恢复通信服务的一种可行的方法。但是，我们也需要正确认识到，在灾后相关设施遭到破坏的情况下，号码携带也只能为用户提供有限的基本业务。相关运营商需要了解其所能提供的服务，以及这种服务会带来哪些影响；相关用户需要了解其所能享受的通信服务并能够理解服务中可能出现的各种问题。

       下面将介绍美国釆用的号码携带技术方案，并分析这种方案可能产生的影响。

        卡特里娜飓风导致美国3个州超过300万线的电话无法工作，38个911呼叫中心瘫痪,超过1000个移动基站中断，相关无线交换中心也遭到破坏。飓风之后，各运营公司采取了各种恢复措施，例如移动基站等，同时利用油机、发电机夜以继日的工作，尽量恢复受灾地区的物理通信网络。各运营商首先修复传输线路和交换机，以及被破坏的移动基站。可能的情况下，还要尽量修复固定用户的用户线等设施。

       通信网络部分恢复之后，各运营商就可以采用更改地理位置的号码携带技术和号码汇聚（Number Pooling）的分配技术迅速地将用户从受飓风影响而已经瘫痪的交换机下转移到其他地方正常工作的交换机下。由于NPAC按照原来的控制策略，禁止跨LATA的号码携带申请。因此FCC颁布了新的号码携带政策之后，首先需要修改NPAC的控制策略，并为跨LA-TA携带的号码或汇聚号码块（Pooling Block）分配LRN（Location Routing Number,位置路由号码）。

       无论是固定用户还是移动用户，实际上运营商提供的都是基于地理位置的号码携带。号码携带之后，用户的新位置信息都是存储在号码携带数据库中，网络通过查询数据库的方式获得用户所在新位置交换机的LRN并进行选路。如前文所述，査询号码携带数据库的方式可以是智能网方式，也可以是信令方式。

对于移动用户转移到工作的交换机下，只要用户处于基站的服务范围内，都可以在服务允许的范围内接续去话和来话。

        对于固定用户转移到工作的交换机下，由于携入交换机没有此用户对应的用户线，因此只能釆用呼叫前转的方式接续来话，例如将呼叫前转到其他号码或者前转到指定的语音信箱中；对于去话业务，固定用户只能采用新号码发起。

       因此对于移动用户来说，将号码携带到其他地方的交换机下，带来的优点比固定用户要大。

       由于携入交换机的位置（同一个计费区内、同一个LATA内不同计费区之间、不同LATA之间）不同，会对用户的通信业务以及网络带来不同程度的影响。尤其是跨LATA的号码携带，可能会为计费和选路带来很多麻烦。

       根据飓风对网络影响程度的不同，携入交换机的位置也有所不同。飓风中实施的号码携带有的是同一个计费区内，有的是同一个LATA内不同计费区之间，有的是不同LATA之间。

       对于在同一个计费区内部的号码携带，同现行的号码携带政策是一样的。无论是呼叫路由还是计费都没有什么影响。但是大规模的号码携带可能会使携入交换机的中继群过负荷而导致呼叫失败。

        对于将号码携带到同一个LATA内但是不同计费区的情况，对来话的计费会有影响。虽然查询NPDB后，获得被叫用户的本地路由码是一样的，呼叫能够被路由到新的交换机下，但是来话的计费会被认为是跨计费区的呼叫。运营商需要筛检话单，不能因为号码携带而影响对用户的计费。同样，大规模的号码携带也有可能因为携入交换机的中继群过负荷而导致呼叫失败。

       以上在同一个计费区内以及同一个LATA内的号码携带业务，NPAC还遇到了一个困难，就是如何区分这次携带是用户正常的号码携带还是由于飓风影响而发起的号码携带。

        对于跨LATA的号码携带，对呼叫路由的选择和用户的计费都有影响。详见5.7.3.4节。

       跨LATA实施号码携带的效果与用户类型有关。总的来说，移动用户受益大于固定用户，但是，无论哪种情况，跨LATA携带号码也都不能恢复用户的全部业务。

1. 移动用户

       美国的移动用户和固定用户的编号方式是一样的，都是采用“区号+局号+本地号码”的结构。除了HLR之后，每个移动用户还有一个归属交换机，对于该移动用户的来话，呼叫首先被接续到归属交换机，由归属交换机査询HLR确定用户的当前位置。因此，用户的来去话能否正常接续，与HLR和归属交换机都有关系。

       如果用户的归属交换机被破坏但是HLR正常工作，那么用户的呼出业务不会受到影响，只要在基站的工作范围内，用户都可以作为一个漫游用户呼出，但是用户的来话由于要经过归属交换机进行路由，因此来话可能无法接续。

       如果用户归属的HLR故障，由于用户无法进行注册，那么呼入和呼出业务都无法完成，但是用户在基站工作的范围内都可以呼叫紧急号码911。

       所以美国FCC采用了新的号码携带政策，让用户号码可以携带到其他位置正常工作的交换机下，就可以使用户完成呼出业务和部分呼入业务。用户可以由新位置的交换机服务，也可以在其他位置作为一个漫游用户注册。对该携带用户的来话都可以通过新的交换机完成路由接续。

       将用户号码跨LATA进行迁移，大多数来话都可以接续完成。但是由于RBOC不能跨LATA承载业务，因此以下两种情况的来话可能会失败：

       1）来自受影响区域的RBOC交换机服务的固定电话的呼叫有可能无法完成。RBOC交换机服务的固定电话呼叫这些携带的号码，看起来是本地呼叫，但是交换机查询数据库之后将返回一个其他LATA的路由码。RBOC的交换机收到这种呼叫通常会将此呼叫释放，或者将呼叫转发到一个IXC（Inter-exchangeCarrier,转接运营商）。

       2）来自未受影响LATA用户的呼叫，也有可能无法完成。如果呼叫通过发起侧运营商或者IXC进行查询，则呼叫能够正确路由到新的交换机下；如果来话默认路由到受影响LATA内的RBOC汇接局，汇接局查询数据库后将返回一个其他LATA的路由码，则本次呼叫也可能会失败或被转发到IXC。

        飓风过后，由于RBOC的这个问题，引发了许多用户投诉。RBOC以及其他跨LATA携带的运营商都遭到了投诉。

       这种方案还有一些其他的影响，需要引起注意：

       1）即使RBOC查询数据库后获得其他LATA的路由号码，将呼叫路由到IXC使通话能够被接续，但是原本应该按照本地通话进行计费，由于经过IXC转接，也可能引起计费混乱以及结算混乱的情况。

       2）RBOC的交换机查询数据库后，获得其他LATA的LRN,可能会将此呼叫释放。按照RBOC的交换机设计，这种情况的呼叫释放认为属于交换机的错误并且交换机会记录这类失败，当这类失败的数量超过交换机的极限时，交换机可能会认为系统内部出现故障而停止某些模块的服务。

       3）各交换机之间的中继线路都是按照预计的负载量进行设置的，由于携入大量电话号码，而导致中继群无法处理突发的大负荷，因此很多用户在呼叫时都会收到“所有线路忙”的指示。

       4）跨LATA进行移动号码携带后，虽然用户呼叫紧急号码911没有问题。然而，由于RBOC不支持跨LATA接续呼叫，因此紧急呼叫无法实现回呼。

2. 固定用户

       跨LATA携带固定电话号码并没有移动电话号码那么多的优势。因为即使将号码移动到正常的交换机下，由于没有用户线等相关设施，用户的来去话也都无法进行。然而，当这个号码移动到正常交换机下，至少可以使用呼叫前转方式将呼叫转发到其他一个没有受灾的用户号码，或前转到语音信箱系统中，接续部分来话。但是去话只能使用其他号码来完成。
       同移动用户一样，固定电话跨LATA号码携带，即使采用呼叫前转方式接续来话，但由于RBOC不能跨LATA承载业务，因此以下两种情况的来话也可能会失败：

       1）来自受影响LATA的RBOC客户的呼叫；

       2）来自未受影响LATA的用户的呼叫，但是默认路由到受影响区域的RBOC。同移动用户一样，跨LATA携带大量的号码，也有如下问题：

       1）RBOC查询数据库后获得其他LATA的路由号码，如果将呼叫路由到IXC使通话能够被接续，可能引起计费混乱以及结算混乱的情况。

       2）携入网络中继群可能负荷过重，使许多用户的呼叫得到“所有线路忙”的指示。

       3）RBOC拒绝跨LATA的呼叫，交换机可能会指示内部错误，导致超过门限值后，一些交换机会使部分模块退出服务。

       通过这次飓风中的经验，FCC和运营商认真总结了相关经验和教训，用于指导将来可能发生的应急通信的情况。FCC要求相关运营商必须了解以下内容并在实施时使相关方了解可能产生的后果。

       1）本次飓风的科能融合应急通信经验证明，将受灾的号码携带到正常工作的交换机下，即使跨LATA携带号码，也是一个快速恢复服务的可行的方法。然而，相关运营商应该了解这种方案所带来的相关后果，由于无法为用户恢复全部的服务，应提前使用户了解这一情况。

       2）由于美国电信运营体制调整的要求，例如RBOC不支持跨LATA的呼叫，相关交换机的设计也必须符合这些限制的要求，因此来自受影响区域RBOC用户的呼叫将会失败或被路由到IXC。

       3）如果呼叫路由到IXC,将产生收取长途费的本地电话，这会引起账单混乱和结算纠纷。

       4）由于来自RBOC的呼叫不能完成，可能会引起大量的客户投诉。

       5）迁移大量的电话号码到另一个位置，携入网络的中继会出现大量负荷的情况。中继容量不足，会导致呼损。

       6）必须准确地保存相关迁移记录。受灾地区的通信网络恢复之后，临时转出的号码必须按记录移回原LATA和原计费中心的交换机下。因为不在原LATA的用户号码，如前文所分析，对用户会有不同程度的服务降质。只有恢复到原LATA,才可为用户恢复全部服务。

       7） NPAC放宽“禁止跨LATA携带”的限制之后，潜在的可能存在一种问题：与应急通信没有关系的号码，也有可能被携带到其他LATAO

       以上这些经验和总结，也可以作为我国将来实施科能融合应急通信时的参考。虽然我国不存在RBOC的问题，但是关于计费方面可能带来的混乱、为固定用户所提供的降质服务、可能引发的用户投诉、携入网络中继的负荷等方面，都对我国有着很好的参考意义。

        除了美国卡特里娜飓风中号码携带的实施经验之外，还可以有其他方式可以用于灾后的科能融合应急通信。虽然每种方案都有优缺点，但是同卡特里娜飓风中采用的方案一样，如果需要跨本地网进行号码携带，不可避免地都会出现计费和结算方面的问题，需要政府和运营商共同解决。另外，如果大规模的实施号码携带，携入地区或携入网络的业务会急剧上升，因此现有中继和交换机的能力可能无法承受骤增的负荷而导致呼叫失败。因此下面的各种方案就不再分析这两方面问题，只是从技术角度和实施难度两方面进行考虑。

       智能网方案是指对于用户的来话，利用智能网功能触发查询SCP后，将来话呼叫重定向到其他号码。与美国卡特里娜飓风灾难中釆用的方案不同的是，这种方案不需要将用户迁移到其他交换机下。

       值得注意的是，这种方案同采用智能网方式查询号码携带数据库不同，它类似于采用无条件前转方式实现移机留号的号码携带的情况，区别在于无条件前转方式利用交换机的呼叫前转功能进行选路，而本方案利用网络中的原有的智能网功能进行选路。呼叫前转方案和本方案都不依赖于号码携带数据库进行选路。

本方案的具体实施方法如下：

        对于受影响用户的来话，可在具有SSF的交换机中预置触发机制，同时在SCP中设置该用户的重定向业务逻辑，可以将来话重定向到一个其他的位置。当交换机收到来话，SSP访问SCP后，获取路由和计费指示之后再继续处理该呼叫。利用智能网功能可以将来话呼叫重定向到任意一个其他的位置或其他的用户号码。

美国在“9・11”恐怖袭击期间，就是采用智能网的这种方案，将受影响的曼哈顿地区用户的来话，全部重定向到其他未被影响的地区。

       智能网方案的一个好处就是在SCP中可以预先设置好业务逻辑，在交换机中也设置好触发查询的机制。当科能融合应急通信时，立即激活该用户的重定向业务逻辑；平常，该业务逻辑并不被激活。用户和运营商都可以对该业务逻辑进行管理。这种方案实施起来非常方便，但是这种方案的前提是交换机需要具备SSF。

       下面举例说明一个最简单的应用智能网方案的场景：

       如果某交换机仍然正常运行且该交换机具备SSF,该交换机服务的部分用户的业务受到影响。在这种情况下，只需要在该交换机设置一个触发查询SCP的机制。对于受影响用户的来话，查询SCP后，返回的路由指示会将呼叫重定向到其他号码，新号码可以是该交换机服务的号码，也可以是其他位置的交换机下的号码，甚至还可以是其他本地网的电话号码。这种情况下，对于主叫用户的计费不会受到影响，但是同呼叫前转一样，呼叫重定向后的位置如果是跨本地网的号码，原被叫号码将被收取长途费。

        另外一个稍为复杂的应用智能网方案的场景，更适用于卡特里娜飓风灾区的情况。例如某交换机遭到破坏无法运行，在这种情况下，运营商可以在始发网络的端局交换机或者受损交换机所在地的汇接局设置智能网触发，对于该受损交换机下的所有用户的来话，都触发查询SCP并进行重定向。同前一种情况类似，呼叫可以被重定向到其他交换机的号码，也可以被重定向到其他本地网的号码。同前一个例子不同的是，查询SCP以及执行呼叫重定向的交换机可以由发端网络的端局或汇接局负责完成，而不依赖于原交换机是否正常运行。

       对于受影响地区之外的来话，应该在受影响地区的汇接局负责完成智能网触发然后进行呼叫重定向。

       如果用户的客户端设备遭到破坏，例如基站遭到破坏、用户线遭到破坏，但是该用户的交换机仍然工作，则可以采用呼叫前转的方式将来话接续到其他位置的一个号码或到一个移动电话号码。

        如果服务用户的原交换机（或HLR）瘫痪，但是在该本地网有另外一个正常运行的交换机（或HLR）,那么该号码可以被携带到其他正常运行的交换机（或HLR）下并由此交换机（或HLR）完成呼叫前转。这种方案实际上就是美国卡特里娜飓风中对于固定用户采用的方案。实际上移动用户也可以采用这种方案。

对于移动用户，这种方案适合于用户所在区域没有基站的服务，则只能釆用呼叫前转方案，将到该用户的所有来话接续到其他电话号码或者语音信箱中。

       本节的呼叫前转方案同5.7.4.1节的智能网方案实施效果类似，所不同的是如果为用户服务的交换机故障，智能网方案不需要将原用户迁移到其他交换机下，而本方案需要首先将用户号码携带到新的交换机下才能触发呼叫前转业务。

       对于固定用户来说，如果某局号所在交换机的全部服务都瘫痪了，恢复工作可能会持续很长时间。釆用更改地理位置的号码携带方式，可以将整个局号迁移到其他交换机下工作。对于美国的移动用户，由于也是采用局号的编号方式，也可以采用这种更改地理位置的号码携带方式。

       临时性的更改地理位置，例如灾后还要恢复原来位置，为实施方便起见，可以直接采用两个电话号码的方案（见5.7.2.1节）。

       永久性地更改地理位置，而且必须是变更整个交换机局号下的所有用户号码，则需要通知所有相关运营商网络，将整个局号迁移到附近的交换机并且不占用新交换机下原有的局号。变更地理位置之后，所有来自其他交换机的呼叫路由都要随之变化。这种情况下除了需要调整相关的中继、端子之外，还需要恢复相关的用户线设施。实施难度很大，所以通常不建议采用这种方式。

       号码携带在美国的应急通信中发挥了重要作用，主要是集中数据库能够迅速地把用户号码携带后的路由数据下发到其他运营商网络中，使来话可以快速的接续。

       美国采用的是LRN结构。美国为每个交换机都分配了一个惟一的10位数的LRN,其中LRN的前6位数用于确定这一交换机的位置。每个用户的电话号码在数据库中都和一个LRN相对应。因此，在应急通信时，如果出现大规模搬迁用户号码到其他交换机下的情况，采用号码携带的集中数据库，可以迅速地完成网间路由配置。如果没有集中数据库的情况下，用户号码搬迁之后，其他运营商的所有网络都需要重新配置该号码的路由，使呼叫能够被接续到新交换机下。采用集中数据库之后，用户号码搬迁之后，只需要在集中数据库中重新配置该用户号码与LRN的对应关系，就可以采用集中数据库的广播功能使新的路由数据迅速加载到各运营商的网络当中，在灾后迅速恢复通信的方面，起到了至关重要的作用。

       但是由于我国电信网的编号与美国不同，其中固定网采用区号+局号的方式，而移动网采用网号的方式，而我国的各运营商都可以同时经营本地业务和长途业务，考虑到结算后的利益最大化，各运营商之间都采用了远端入网话路接通方式，因此在我国实现号码携带，并不需要将用户号码与交换机对应，只需要将用户号码与运营商网络对应。所以对于用户搬迁到其他交换机的这种情况，只要不涉及网间的搬迁，集中数据库的迅速加载路由数据的作用是无法显现的。但是我国固定网的编号以及选路方式与美国类似，因此对于固定运营商，如果运营商网内可以开展更改地理位置的号码携带业务，也可以参考美国的这种方案，将用户号码搬迁到本网内其他交换机下，并且利用网内的号码携带数据库进行选路。运营商网内建设的号码携带数据库，可以关联用户的新旧号码之间的关系，号码携带后，只需要变更运营商网内数据库中的对应关系，便可以快速地恢复通信。

       综上所述，根据灾难对通信网络造成的影响以及科能融合应急通信期望恢复的业务，号码携带在我国科能融合应急通信中可以有以下几种应用。

1. 固定用户网内更改地理位置的号码携带

      如果固定用户的用户侧设备（例如用户线）遭到破坏，但是用户端局没有受到影响，可以在端局中利用呼叫前转的方法在其他位置的电话号码或移动号码上接听来话，但是对于去话，只能采用其他号码发起呼叫。这种方案通常只是科能融合应急通信的一个临时阶段，通信网络及相关设施恢复之后，用户就可以取消呼叫前转，实施起来非常方便。但是采用这种方案同卡塔里娜飓风的情况类似，如果需要跨本地网实施呼叫前转，需要解决用户的计费问题。

       如果用户端局受到影响，并且该运营商网内支持更改地理位置的号码携带，则首先需要利用号码携带技术，将用户号码迁移到一个甲以正常工作的交换机下。在号码携带数据库中需要增加该用户号码与新位置号码的对应关素，到用户新位置的来话路由可以快速地下发到整个网络中。如果新位置的用户侧设施正常并且用户愿意搬到新位置，.就可以在新位置继续使用原号码。如果新位置也没有相应的用户面设施，或者用户不愿意搬到新位置，那么只能釆用呼叫前转的方式使用其他移动电话号码接听来话，并且使用其他电话号码发起去话。这里使用的号码携带技术，可以是智能网方式也可以是信令方式。

       如果用户端局受到影响，并且该运营商网内不支持更改地理位置的号码携带，那么只能将用户号码（整个局号）迁移到一个可以正常工作的交换机下，并且在本网内相关交换局重新配置该局号的路由数据，这种方式的工作量很大，因此通常作为永久性恢复业务的一个手段，而不是科能融合应急通信时采用的临时性方案。

2. 固定用户网间更改地理位置的号码携带

       如果用户端局受到影响，并且运营商网内不支持更改地理位置的号码携带但是网间支持固定网的号码携带，我们可以通过网间固定网号码携带的技术，将用户号码迁移到一个正常工作的交换机下。号码携带集中数据库中需要增加该用户号码与新运营商网络或新位置号码的对应关系，利用号码携带的集中数据库，可以迅速地完成网间的路由配置。

3. 移动运营商网内的号码扱迁

       对于移动用户，呼叫不依赖于归属交换机，因此只需要保证用户归属的HLR正常运行即可。如果HLR遭到破坏，需要将用户号码搬迁到其他HLR中，但是同时需要在本网内相关设备中配置该用户的HLR数据，而且需要考虑新HLR中用户容量的限制。这种变更HLR的情况，并不属于号码携带的范畴。

4. 移动运营商网间的号码携带

       如果灾难只对个别运营商的通信网络的无线侧造成影响，例如基站遭到破坏，并且短期内无法恢复，但是其他运营商的基站还可以正常运行。这种情况下，可以将受影响的用户全部携带到其他运营商网络中。毫无疑问，这种情况下采用号码携带恢复业务是最迅速的一种手段而且也是号码携带在科能融合应急通信中所能发挥的最重要的作用◎但是灾难发生时，通常是区域性的，因此不会只影响到个别运营商，所以这种情况还是比较少见的。

5. 采用发端网络查询的方式实现不同运营商网间的号码携带

       发端网络查询，除了减少路由迂回和兜圈子之外，在科能融合应急通信方面也比被叫号码拥有网络查询有一定的优势。例如，发端网络的NPDB或者访问NPDB的线路故障，可以允许发端网络将呼叫接续到被叫号码拥有网络，或者将呼叫接续到第三方转接网络，由号码拥有网络或第三方转接网络负责查询数据库。

6. 智能网方式将来话重定向

       如果网络具备智能网功能，并且用户侧设备（用户线、基站等）不能正常运行，则还可以采用5.7.4节所介绍的智能网方案，利用智能网触发查询SCP的功能，将来话重定向到其他一个可用的号码。

无论釆取哪种方案，我国在科能融合应急通信中采用号码携带手段时，需要注意会存在以下几方面问题：

       1）对于固定用户的号码携带，号码携带数据库只能解决网络侧路由数据的配置。如果用户线等设施遭到破坏，对于该用户的来话业务只能采用呼叫前转的方式或者智能网进行呼叫重定向；但是对于该用户的去话业务，不能使用原号码。

       2）如果涉及到跨本地网的号码携带，运营商都需要解决计费和结算的问题，号码携带区域限制的管理政策也应随之变化。

       3）无论哪种技术方案，都要注意到随着大量用户号码的搬迁，需要考虑携入网络的负荷能力。用户可能会遇到“线路忙”的情况，应提前通知用户，以免引起大量的用户投诉。

       根据分析我们发现，号码携带技术可以作为快速恢复业务的一种科能融合应急通信手段，但是在实际应用过程中我们应吸取美国相关的经验和教训。我国在具体实施的时候，应根据网络受影响的情况，根据期望达到的效果，选取不同的方案。但是无论釆用哪种方案，所有可能产生的使服务降质的后果，都应该提前通知用户，使用户理解可能发生的后果。