4.4 HLR设备介绍
参照GSM网络和3G网络，软交换呼叫中心网络中存在HLR这样一个网元是非常必要的。HLR设备提出的主要目的在于存储软交换呼叫中心网络中的用户业务属性数据。
软交换呼叫中心网络中的用户类型主要包括SIP用户、IAD用户、PSTN用户。
1）从PSTN的角度看，当软交换呼叫中心下的用户为PSTN用户时，软交换呼叫中心设备处于PSTN中汇接局位置。在当前PSTN中，用户数据存储在端局，汇接局设备中没有存储任何用户业务数据，汇接局也不会向用户提供增值或补充业务。因此，软交换呼叫中心网络中的HLR设备也不会或不能保留PSTN用户的用户数据（除非运营商对当前网络架构有新的定义，将原有PSTN中的用户增值业务数据也保留在HLR设备中）。
2）当HLR设备不存在时，IAD、SIP用户的基本业务、补充业务都由软交换呼叫中心设备提供，因此软交换呼叫中心设备本身会保留该类用户的业务数据。当HLR设备存在时，IAD、SIP用户的属性数据将从软交换呼叫中心设备中独立出来，存储在HLR设备中。
图4-15是网络中存在HCR设备时的示意图。
对任何一个用户，从业务角度可分为基本业务、补充业务、增值业务。
基本业务主要包括点对点的语音呼叫业务，实现基本业务是交换机的基本功能，任何用户只要是网络合法用户，网络就应为用户提供基本业务。
补充业务主要指的是呼叫等待、呼叫保持、三方通话、闹铃等业务，这些业务也是由交换机提供的。只不过实现这些业务时，用户需要向运营商申请，只有申请成功或激活成功后，交换机才根据内部业务数据标示进行相关业务的处理。因此，从理论上，该类业务数据可以统一放置在HLR设备中。
图4-15 存在HLR设备的网络架构图
增值业务包括200智能卡类业务、一号通业务等等，交换机本身不能够提供这类业务，需要依靠增值平台（例如智能网或应用服务器）进行业务实现，但在交换机内部也会存在一个类似于业务标示的字节，表征用户具有哪些增值业务。毫无疑问，当HLR设备存在时，用户的增值业务数据也将从软交换呼叫中心设备中剥离出来，放置在HLR设备中。
从以上分析来看，补充业务、增值业务的业务数据都可放置在HLR设备中，但需要指明对补充业务的特殊处理。
1）有些补充业务是在呼叫建立前就可以进行触发的，例如无条件转移业务、遇忙转移业务等，对这类补充业务，如果业务数据放置在HLR设备中，那么交换机进行初始查询就可以触发相关业务。
2）还有一些补充业务是在呼叫建立过程中触发的，例如三方通话、呼叫保持等业务。交换机需要根据用户的特殊动作，然后才能够触发这类业务。如果这类用户数据也保留在HLR设备中，而本地交换机一开始又没有将所有的补充业务信息下载、存储在本地，这类业务可能就不能够正常实现。
因此，对补充业务，即使补充业务数据存储在HLR设备中，软交换呼叫中心设备也需要下载、缓存该类数据，这就是GSM网络所提到的VLR功能。当软交换呼叫中心设备具备VLR功能时，无论是补充业务数据还是增值业务数据都放置在HLR设备。否则，补充业务的用户数据只能够保留在软交换呼叫中心设备中。
按照目前各厂家软交换呼叫中心设备的实现，当前很少有厂家设备具备VLR功能，鉴于这种情况,在我们以下的技术介绍中，HLR设备中仅仅保留用户的增值业务数据，即假定软交换呼叫中心设备不具备VLR功能。
4.4.1 IAD、SIP用户的数据存储
1.IAD用户的数据存储信息
当IAD设智采用H.248或MGCP时，在HLR设备中保留信息可能会包括：鉴权信息、用户增值业务信息、是否允许漫游、是否具有长权、对每个用户的操作优先级等信息。
IAD设备初始上电时，将会发生注册行为，为了网绮安全，软交换呼叫中心会对IAD设备进行鉴权，因此在HLR设备中对IAD设备的鉴权应当属于对物理设备的鉴权信息。
2.SIP用户的数据存储信息
对SIP用户，HLR设备中可能会包含以下信息：
1）鉴权信息：SIP用户的鉴权信息属于用户级的鉴权信息，而IAD用户的鉴权信息则是设备级的鉴权信息，这是两者的区别；
2）增值业务信息；
3）是否具有长权；
4）是否允许漫游；
5）地址信息：SIP用户的一个最大特点是漫游特性，当用户漫游到某地时，用户将发起注册信息，在注册信息时携带的位置信息，便于网络寻址。
4.4.2访问协议选择
在3G网络中，CS域交换机与HLR之间通过MAP进行交互；IMS域与HLR之间通过Diameter迸行交互。究竟采用何种协议访问HLR设备在于运营商的选择。本章不再进行描述。
4.4.3实现流程
在软交换呼叫中心设备如何访问HLR设备这个问题上，每个运营商可能都会有不同的理解或实现。我们从技术角度，描述可能出现的两种方案。
4.4.3.1方案一：软交换设备可访问网络中的任何一个HLR
GSM网络中，由于移动用户存在漫游特性，为被叫用户服务的交换机可能随时发生变化。为了便于主叫侧移动交换机顺利寻找被叫用户，主叫侧移动交换机将会查询被叫所属的HLR设备，通过HLR设备与用户当前所属的移动交换机（VLR）设备的交互，得到一个临时漫游号码，主叫侧移动交换机根据此漫游号码将呼叫发送到当前为被叫用户服务的MSC交换机，完成呼叫接续。
因此，在GSM网络中，任何一个交换机都能够或有权限访问网络中的每个HLR设备，主叫侧MSC通过访问被叫用户的HLR设备，除了得到漫游号码外，还可以得到被叫用户的签约属性。
方案一就是受到了GSM网络的启发。
主叫侧软交换呼叫中心除了触发主叫用户的业务外，还负责触发被叫用户的智能业务。该方案适合实现一些主叫、被叫业务特性相结合的业务。
区别于移动网络，固网用户一般不具有移动特性，因此为固网用户服务的交换机一般是固定的，除非固网运营商在未来也开展一些带有移动特性的业务；而且即使软交换呼叫中心网络中的SIP用户也具有漫游特征，但参照3G中IMS域的实现，每个用户漫游后都会定位到归属地的交换机设备，用户所有的业务都会受归属软交换呼叫中心的控制。因此，在方案一中，即使主叫侧软交换呼叫中心能够访问被叫用户所属的HLR设备，当前得到的也只是被叫用户的智能业务属性，不会再存在漫游号码的概念。
方案仍然有一些关键技术需要考虑：
1)主叫侧软交换呼叫中心如何寻址被叫侧HLR的问题。如果通过路由服务器进行寻址，那么对同一个呼叫，主叫侧软交换可能至少需要两次访问路由服务器：第匚次寻找被叫HLR,第二次寻找被叫软交换设备。
2)软交换呼叫中心与HLR之间的协议可能影响寻找HLR设备的过程。例如，MAP是通过GT翻译方式进行寻址；Diameter则完全通过IP进行寻址。
这只是我们笼统提到的一个方案，运营商在具体实现时，可以有许多灵活的解决方案。比方说只有在同一个本地网内，我们才采用方案一；当主被用户分属于不同本地网时，可采用4.43.2部分方案二的原则。
4.4.3.2方案二：主叫侧软交换访问主叫侧HLR,被叫侧软交换呼叫中心访问被叫侧HLR
提出这个方案是是受到3G网络IMS域实现方式的影响。
IMS域对用户的实现流程是这样描述的：无论用户漫游到何地，都需要注册到用户归属的CSCF,用户的基本呼叫过程都需要受归属S-CSCF(ServiceCallSessionControlFuntion)的控制。
按照这个理论，在3G的IMS域中，只需要按照正常路由规则对用户进行寻址，找到S-CSCF设备就相当于找到了用户，看起来有点像固定网络的思路，这是IMS网络与GSM网络处理规则的不同。
按照IMS域中CSCF对基本呼叫的处理原则，我们假定了第二个方案：主叫侧软交换呼叫中心访问主叫HLR,被叫软交换呼叫中心访问被叫侧HLRo即主叫侧软交换呼叫中心只能够触发主叫业务属性，被叫用户的业务属性由被叫侧软交换呼叫中心设备进行触发。
当采用这个原则后，无论是寻址行为，还是原则确立都十分简单。
实际上，由于存储了用户业务属性数据，HLR设备或多或少的都与业务实现沾上了一点关系，这是一个界限问题，关键在于运营商如何定义。不同的理解，都可能导致整个实现流程的变化，甚至对路由服务器的存储内容以及整个寻址规则都会有非常大的影响。
因此，本文只能够简单提一下思路。在固定网络中，本地网的概念比较强，所以，可能出现同一本地网内原则与不同本地网原则不同的情况，关键看运营商的需求。
4.5 网络的可靠性解决方案
提出N+1方案实现网络容灾主要基于以下几个原因：
√ 从资源占用率的角度讲，在双归属方案中，正常情况下每个软交换呼叫中心的资源利用率实际上只有50%,跟双机备份情况下软交换呼叫中心资源利用率的情况相同。
√ 另外一个，软交换呼叫中心设备宕机是在极端情况下才发生的事情，而多个软交换呼叫中心设备同时宕机的几率更是非常小。正因为如此，我们没有必要对网络中的资源进行1+1冗余备份，只需在网络中建设一个统一的容灾中心，容灾中心的容量和处理能力没有必要与正常处理业务的软交换呼叫中心设备的容量和处理能力一一对应。
如图4-16所示我们假定采用4+1方案，正常处理业务的软交换呼叫中心设备的处理能力为200万BHCA，根据分析，作为备份的软交换呼叫中心设备完全可以采用具备300万或400万BHCA能力的软交换呼叫中心设备。只不过，备份软交换呼叫中心需要同时具备软交换呼叫中心IV的所有用户数据。
图4-16N+1容灾方案
当所有正常运行的软交换都宕机时，备份软交换呼叫中心将采用拥塞控制机制造成一定限度的呼损，以避免备份软交换呼叫中心由于负载而带来的隐患。
实际上，在PSTN和现有智能网的建设中，运营商也曾经考虑过容灾方案，但由于现有PSTN中ISUP信令与电路相关，如果建立统一容灾中心将会耗费大量电路资源空置，因此才将容灾需求搁置。而在软交换呼叫中心网络中，由于采用IP寻址，不会存在资源浪费的问题，完全可以采用N+1方案。
N+1方案的主要特点如下：
1）每个正常运作的N个软交换呼叫中心设备，都将容灾中心的软交换呼叫中心设备看作是备份软交换。
2）备份软交换具备N个软交换设备的所有用户数据，随时准备接手发生故障的软交换设备下用户的切换。
3）备份软交换需要划分多个数据区域，做到与N个软交换呼叫中心间的独立关联性。
4）备份软交换设备需要同时具备处理N个软交换呼叫中心所在信令点的话务。
N+1方案独立于双归属方案，任何双归属方案只要实现合理，都可适用到N+1方案中，只不过，对于备份软交换的要求将远远超过对原有双归属方案中软交换呼叫中心设备的要求。
软交换呼叫中心在本质上属于应用层面的技术，理想情况下，上层应用应当独立于底层承载。但在实际应用中，整个解决方案实施时又不得不考虑底层承载的能力保证或现有状况。
无论是双归属还是N+1方案，网关设备切换行为都是由应用层的心跳行为而决定是否触发。任何网络都存在瞬断情况，如果每次瞬断时间都在网关心跳检测的范围内，那么网关设备就不会出现频繁切换情况。但当前在评价承载网络可靠性时，量化标准都是一个时间段（比方说一年中网络不可用的时间），因此瞬断时间只能够凭经验值进行确定。比方说，如果认为网络最大瞬断时间为2min,就意味着网关与软交换呼叫中心间的心跳事务间隔应当大于2min,2min内的网络瞬断不会导致网关设备发生切换行为。
但从业务快速切换的角度讲，在发生故障的情况下，网关越快，切换对网络或业务的影响就会越小，从这个层面，网关与软交换呼叫中心间的心跳事务间隔越小越好。
运营商应当意识到这个矛盾的存在，根据现有网络情况确定网关与软交换呼叫中心之间的心跳间隔。
4.6 QoS解决方案
由于目前的IP网络技术还不能彻底地解决QoS问题，在现有的公共IP网络上还不能为软交换呼叫中心网络提供大规模的有QoS保障的承载服务。这里，我们探讨未来网络架构中可能的软交换业务服务质量保障方式，讨论数据网和软交换呼叫中心网络配合提供业务服务质量保障的可能。
在近期，要求数据网为所有软交换呼叫中心用户提供端到端的服务质量保障还难以实现，一种可行的方案是区分软交换业务应用，分用户类型提供不同的QoS解决方案。
从应用上看，软交换一种用法是网络设备层面替换原有PSIN,比如使用用AG提供基本呼叫业务、长途中继替代等应用方式，这时使用PSTN还是软交换呼叫中心对用户来看是没有区别的，用户接入仍是双绞线，用户设备仍是普通话机，用户体验到的业务质量应该是同样的。在考虑QoS提供时，由于这类应用涉及的设备少、容量大，因此，在数据网能提供服务质量区分之前可以考虑使用与互联网区分的数据网承载，通过合理规划这张数据网的流量、启用服务等级区分的策略等方式可以尽力保障软交换呼叫中心服务质量。对于一些放置相对分散的设备(如AG),可以采用专线形式接入这张与互联网区分的数据承载网。
软交换呼叫中心还可以直接通过数据网向用户提供服务,如使用IAD提供多路用户通话，使用SIP软终端等宽带终端提供宽带语音和视频服务等等。这类软交换业务由于从用户开始就需要使用数据网承载，提供QoS需要用户接入网、城域网、数据骨干网的全程配合，在现阶段难以全程提供的情况下，可以采取利用边缘接入控制设备将业务引入与互联网区分的数据承载网的方式。用户到边缘接入服务器之间的承载仍使用公共互联网接入，当数据网设备可以提供区分服务时，边缘接入服务器的地址可作为数据网设备识别软交换业务消息包的依据，尽力保障软交换业务服务质量。边缘接入服务器到软交换呼叫中心和AG、TG等大型网关之间使用与互联网区分的数据承载网，边缘接入服务器可以实现两个网络之间业务优先级标记的转换。
综合考虑上面的两种软交换应用方式，同时配合软交换呼叫中心安全分区的组网，近期可以考虑的一种组网方式是软交换呼叫中心、AG、TG、边缘接入控制设备等内网区设备连接使用与互联网区分的数据承载网，这张承载网提供软交换业务服务质量保障需要的指标参数。软终端、IAD通过现有的互联网接入方式接入，通过互联网承载连接到边缘接入控制设备，由边缘接入控制设备将软交换呼叫中心业务流量转入与互联网区分的数据承载网中。这样，AG用户间、AG用户和PSTN用户间以及替代长途中继时业务的服务质量可以得到保障，而IAD和软终端用户虽然不能提供端到端质量保障，但是至少可以部分改善，服务质量的瓶颈仅限于接入部分了。
从长远来看，保障软交换业务质量还是需要承载网实现全程的质量保证。一种思路是引入资源管理设备，统一协调应用层需求和网络层能力。在这种架构下，软交换在呼叫接续时将需要的网络资源通知资源服务器，由资源服务器协调数据网络设备建立可保证服务质量的通道，一旦呼叫建立，服务质量将可以得到保证，而如果资源服务发现无法提供满足条件的资源时将通知软交换，软交换可以根据情况采取拒绝呼叫、改变编码协商等等措施。
