智能網

智能網（Intelligent Network，簡稱IN）是一個標準的網路架構，定義在 ITU-T Q.1200系列建議中，用於固定和移動電信網絡。它使得運營商能夠在提供諸如PSTN、基於固網的ISDN、基於行動電話或其他行動裝置的GSM業務這樣的標準電信業務的基礎上，通過提供增值業務（Value-Added Services，簡稱VAS）來形成自己的特色。

「智能」是由業務層（service layer）上的網路節點來提供的，它與核心網的交換層截然不同，因此與基於核心網交換機或設備中的智能的解決方案是完全不同的。IN節點通常是屬於電信服務提供商的，例如電信公司或行動電話運營商。（註：基於反壟斷或其他因素，類似核心網這樣的基礎設施和類似智能網這樣的運營設施可能是由不同的公司運營的）

IN是由網路交換中心（即交換機）和屬於網路運營商的其他網路節點之間的七號信令（Signaling System #7，簡稱SS7）協議來支持的。

## 智能網業務舉例

- 電話投票（Televoting）
- 呼叫屏蔽（Call screening）
- 本地號碼攜帶（Local number portability，註：即固網的攜號轉網）
- 免費電話（Toll-free calls/Freephone）
- 預付費呼叫（Prepaid calling）
- 記帳卡呼叫（Account card calling）
- 虛擬專用網（Virtual private networks，註：這裡並非計算機網絡中的VPN，而是類似家庭組呼叫這樣的小型私人網）
- 集中式小交換業務（虛擬PBX（私有小交換機））
- 虛擬號碼計劃（包含剩餘的、未發布在目錄中的號碼）
- 通用個人通信業務（Universal Personal Telecommunications，一種通用的個人電話號碼）
- 大規模呼叫業務
- 國際漫遊免國家碼撥號
- 國際漫遊無縫多媒體簡訊（MMS）接入
- 反向計費（Reverse charging，註：即被叫付費）
- 歸屬區域折扣
- 額外加費呼叫（Premium Rate calls，註：即聲訊台）
- 基於有關該呼叫的多個條件的呼叫轉接（Call distribution）
- 基於位置的路由
- 基於時間的路由
- 按比例的呼叫轉接（例如在兩個或多個呼叫中心（call centers）或呼叫局（call offices）之間）
- 呼叫排隊
- 呼叫移轉（Call transfer）

## 歷史和關鍵概念

IN（智能網）的概念、架構和協議最初是作為ITU-T標準來開發的。ITU-T是國際電信聯盟（International Telecommunication Union）的標準化委員會。在此之前，很多電信提供商都擁有其專屬的對相關業務的實現。IN的主要目的是對由傳統電信網絡所提供的的核心電話業務進行增強。這些核心業務通常包括：發起和接收語音呼叫，有時還有呼叫改向（call divert）。這些核心業務現在就可以作為一個基礎，在此之上，運營商可以構建除了那些在標準的電話交換機上已有的業務之外的其它業務。

智能網的完整描述是在一系列的ITU-T標準中形成的，從 Q.1210 標準一直到 Q.1219 標準，最初為人所知曉的時候被稱為「能力集1」（Capability Set One，簡稱CS-1）。這些標準定義了一個完整的架構，包括架構視圖、狀態機、物理實現，以及協議。這些標準被電信設備供應商和運營商廣泛接受——儘管派生出了很多變種被用於世界各地（詳見下面的「變種」一節）。

伴隨著CS-1的成功，更多的增強改進在隨後以CS-2的形式出現。儘管這個標準很完善，但是它們卻沒有像CS-1那樣被廣泛實現，部分是因為各種其它變種的不斷增強的影響力，但也有一部分原因是為了解決那些問題，它將傳統的電話交換機推向了極限。

發展IN的背後的主要驅動力是人們希望有一種更靈活的方式來向現有的網路中增加各種先進的業務。在IN發展之前，所有的功能或業務都必須直接在核心交換系統中實現。這樣就導致版本發布周期很長，因為必須進行周到和徹底的軟體測試，以避免網路故障。隨著IN的出現，大多數的此類業務（例如免費電話和跨地域號碼攜帶）被從核心交換系統中移除，放入一些獨立運行的節點上，建立了一個模塊化並且更為安全的網路，它允許服務提供商可以自己為它們的網路去開發各種變種業務和增值業務，而不需要向核心交換系統生產商去提交請求，然後等待漫長的開發過程。IN技術的最初使用是用於號碼翻譯業務，例如當向普通的PSTN翻譯免費電話的號碼時。從那以後，許多更為複雜的業務都在IN中被構建起來，例如客戶本地區域信令業務（Custom Local Area Signaling Services，簡稱CLASS）

## 七號信令架構

圍繞在IN業務或架構周圍的主要概念（從功能視角來看）是與七號信令架構相關的：

- 業務交換功能（Service Switching Function簡稱SSF）或業務交換點（Service Switching Point，簡稱SSP）與電話交換機（telephone exchange）合設，並且扮演一個觸發點的角色，用於在呼叫過程中進行進一步的業務調用。SSP實現「基本呼叫狀態機」（Basic Call State Machine簡稱BCSM），這是一個有限狀態機（Finite State Machine，簡稱FSM），它反映了一個呼叫從開始到結束的一個抽象視角（摘機（off hook）、撥號（dialing）、應答（answer）、無應答（no answer）、正忙（busy）、掛斷（hang up）等）。在這些狀態被經過時，交換機（exchange）會遇到檢測點（Detection Points，簡稱DPs），在這些點上，SSP就會調用一個向SCP的查詢，以等待進一步的關於下一步該如何操作指示。這個查詢通常被稱為一個「觸發」（trigger）。觸發條件是由運營商dying的，並且可能還包含簽約使用者的主叫號碼和他/她所撥叫的號碼。SSF負責控制那些需要提供增值業務的呼叫。
- 業務控制功能（Service Control Function，簡稱SCF）或業務控制點（Service Control Point，簡稱SCP）是一個獨立的平台集合，它接收來自SSP的查詢。SCP包含業務邏輯，實現了運營商所需要的行為，也就是業務。在業務邏輯處理過程中，為了處理該呼叫而必須獲取的額外數據可能會被從SDF那裡獲取。SCP上的邏輯是使用SCE來創建的。
- 業務數據功能（Service Data Function，簡稱SDF）或業務數據點（Service Data Point，簡稱SDP）是一個資料庫，它包含額外的簽約使用者數據，或其他的處理一個呼叫所需要的數據。例如，簽約使用者的剩餘預付費信用度就可能被存儲在SDF中，並且可以在呼叫過程中被實時查詢。SDF可以是一個獨立的平台，也可以和SCP合設。
- 業務管理功能（Service Management Function，簡稱SMF）或業務管理點（Service Management Point，簡稱SMP）是一個平台或平台的集群，運營商使用它來監視和管理IN業務。它包含管理資料庫，存儲業務的配置，採集統計數據和告警，並存儲呼叫數據報告（Call Data Reports）和事件數據報告（Event Data Reports）
- 業務創建環境（Service Creation Environment，簡稱SCE）是一個開發環境，用於創建SCP上的業務。儘管標準本身允許任何類型的環境，但實際上很少會使用像C語言這樣的底層程式語言，而是使用專有的圖形化界面，讓電信工程師們可以直接創建業務。程式語言通常是第四代程式語言類型，工程師可以使用一個圖形化界面來構建或更改一個業務。
- 特殊資源功能（Specialized Resource Function，簡稱SRF）或智能外設（Intelligent Peripheral，IP）是一個可以同時連接到SCP和SSP的節點，它可以向一個呼叫投送特殊資源，在大多數情況下，是涉及到語音通信，例如播放語言通知，或者從使用者那裡採集雙音多頻（DTMF）的音訊。

## 通信協議

上面所提到的這幾個核心網元，使用標準的協議相互通信。使用標準協議使得製造商們可以專注於該架構中的不同部分，並且確信它們可以通過任意的組合，來在一起正常工作。

SSP和SCP之間的接口，是基於SS7的，並且與TCP/IP類似。SS7協議實現了OSI七層模型中的很多，這意味著IN標準只需要定義應用層，這被稱為智能網應用部分（Intelligent Networks Application Part，簡稱INAP）。INAP消息使用ASN.1來編碼。

SCP與SCP之間的接口在標準中被定義為一個X.500目錄訪問協議（Directory Access Protocol，簡稱DAP）。網際網路工程任務組（IETF）提供了一個更為輕量級的接口，被稱為LDAP，它實現起來比DAP要簡單得多，因此許多SCP都轉而實現了LDAP。

## 變種

其他的標準機構吸收和擴展了核心的CS-1規範。歐洲版本由歐洲通信標準學會（ETSI）開發，而美國版本則是由美國國家標準學會（ANSI）開發的，另外還有日本版。在各個不同的地區產生不同變種的主要原因是為了保證在本地生產和部署的設備能夠具備互操作性（例如，在各個不同的區域，存在不同的底層SS7協議版本）。

新的功能也被加入到規範中，這意味著各種不同的版本相互之間、以及與主體的ITU-T標準之間出現了偏離。最大的一個變種被稱為「行動網路增強邏輯的定製化應用」，簡稱CAMEL。這個規範允許為在行動電話環境下創建擴展業務，並且允許行動電話運營商在它們的簽約使用者漫遊到其它網路時，也能向他們提供和歸屬地網路能夠享受到的相同的智能網業務（IN services）。

CAMEL本身已經成為一個主流的標準，並且現在由3GPP來進行維護。最新的CAMEL標準的發行版是CAMEL階段4。這也是目前唯一的仍在被活躍地維護的智能網（IN）標準。

貝爾核心（Bellcore，隨後成為了泰爾科達技術公司——Telcordia Technologies）開發了先進智能網（Advanced Intelligent Network，簡稱AIN），成為了北美的智能網的一個變種。該公司也為主要的美國運營商進行AIN的標準化工作。AIN最初的目標是完成AIN 1.0，它在20世紀90年代早期被作為規範發布（AIN發行版1，貝爾核心SR-NWT-002247，1993）。AIN 1.0最終被證明在技術上要實現它的話，不切實際，因此導致了更為簡單的AIN 0.1和AIN 0.2規範被定義出來。在北美，泰爾科達SR-2511（最初被稱為TA-1129+）和GR-1129-CORE協議被用於將交換機與智能網系統——例如業務控制點（Service Control Points，簡稱SCPs）或業務節點（Service Nodes）——連結起來。SR-3511詳細規範了一個基於TCP/IP的協議，它直接連結SCP和業務節點。GR-1129-CORE為一個基於ISDN的協議提供了通用的需求，它將SCP與業務節點經由SSP連結起來。

## 未來

儘管近年來IN標準的發展日漸衰退，全世界仍部署有大量的使用該技術的系統。該架構被證明不僅穩定，而且一直是那些由新增加的業務所帶來的持續的收入來源。製造商一直在持續支持這樣的設備，並不存在「過時」的問題。

儘管如此，新的技術和架構也在不斷出現，尤其是在VoIP和SIP領域。人們將更多的專注點放在使用API（應用程式接口）而不是像INAP這樣的協議，而新的標準也以向JAIN和Parlay這樣的形式出現。從技術角度來看，SCE正開始脫離原先的專有的圖形化軟體，而轉向Java應用伺服器環境。

「智能網」的含義也隨著時間而轉變，這主要是受到了計算能力和算法的突破。最初是指那些被更靈活的演算法和更先進的協議而增強了的網路，慢慢變成了使用數據驅動的模型所設計的網路，最後又變成啟用了AI（人工智慧）的網路。

## 參考文獻

- 《智能網：大西洋貝爾、IBM和西門子的聯合研究》。編者：W·D·安布洛施（Ambrosch），A·馬赫爾（Maher），B·薩瑟爾（Sasscer）。出版：施普林格－維拉格（Springer-Verlag）。年份：1989。書號：3-540-50897-X，0-387-50897-X。因其封面顏色，也被稱為「綠皮書」。
- 《智能網標準：從它們的應用到服務》。作者：I·費恩伯格（Faynberg），L·R·加布茨達（Gabuzda），M·P·卡普蘭（Kaplan），N·J·沙阿（Shah）。出版：麥克格勞－希爾（McGraw-Hill）。年份：1997。
- 《智能網：基本技術、標準和演進》。作者：T·麥格丹茲（Magedanz）和R·珀派蘇－澤勒廷（Popescu-Zeletin）。出版：湯普生電腦出版社（Thompson Computer Press）。年份：1996。
- 《智能網》。作者：約翰·R·安德森（John R. Anderson），電器工程學會（Institution of Electrical Engineers）。年份：2002。書號：,。

## 外部連結

- 《智能網教程》（2011年7月24日獲取）