攜號轉網終於要來瞭！隨著11月11日工信部《攜號轉網服務管理規定》的發佈，從12月1日開始，“攜號轉網”業務將在全國范圍內正式推出。

隨之而來的，是網上的各種熱議。有討論轉網流程的，有分析各運營商應該怎麼留住用戶的，還有探討攜號轉網對三大運營商的影響的。

作為一個在技術上浸淫日久的通信工程師，蜉蝣君在竊喜終於可以脫離移動的魔爪之後，自然而然考慮起瞭一個問題，那就是：攜號轉網背後的技術原理是什麼？

一、什麼是攜號轉網？

下面是百度百科裡的一段定義：

攜號轉網，也稱作號碼攜帶、移機不改號，也就是說一傢電信運營商的用戶，無需改變自己的手機號碼，就能轉而成為另一傢電信運營商的用戶，並享受其提供的各種服務。

△ 什麼是攜號轉網這個解釋雖然符合大眾的對此事的直觀理解，卻不夠精確，攜號轉網的內涵其實也不止於此。國際上對攜號轉網更多地稱為“號碼攜帶”，可包含三類：1、運營商之間的號碼攜帶，比如移動轉聯通；2、服務類型之間的號碼攜帶，比如固話轉移動；3、地理位置上的號碼攜帶，比如從廣州移動轉到西安移動。工信部其實在關於《攜號轉網服務管理規定》的解讀中早已明確瞭攜號轉網的具體范圍：“攜號轉網”服務是指在同一本地網范圍內，蜂窩移動電話用戶變更簽約的基礎電信業務經營者而用戶號碼保持不變的一項服務。

△ 什麼是攜號的范圍

也就是說，隻支持本地網內的移動電話用戶的攜號轉網。舉例來說，從西安移動轉到西安電信是可以的，但不支持西安移動轉到廣州聯通。跨運營商可以，但跨地域不行。

既然是轉網，那必定是個零和遊戲，用戶從這個運營商轉出，必定會轉入另一個運營商。最終，運營商和號段之間的關系就會趨於弱化。下圖是常用的一些概念。

△ 攜號轉網中的一些基本概念

有瞭攜號轉網，手機號將完全和運營商解除綁定，促進瞭運營商之間的競爭，用戶有瞭更多的自主權和議價權，對於國內目前的移動互聯網生態的發展非常有利。在這個移動互聯網的時代，手機上各大APP註冊，登錄都需要用手機號。蜉蝣君的手機上安裝瞭近百個APP，大多數都需要註冊，要註冊就隻能乖乖地把手機號奉上，沒的選。

雖然蜉蝣君早已經對移動的服務累覺不愛瞭，但是要因此投奔電信或者聯通的話，不但要給通信錄裡的所有聯系人通知新的號碼，還要把所有APP的註冊號碼修改瞭，不然收不到驗證碼就啥都別想幹瞭，麻煩，真麻煩，太麻煩瞭。因此轉網的想法也隻能作罷。隨著“攜號轉網”的實行，這一切都煩惱都可拋到九霄雲外。攜號轉網之後，電話號碼可以保持不變，因此原號碼之前綁定的所有業務都不受影響。工信部把攜號轉網定位為“一項惠民服務舉措”，確實此言不虛。

二、攜帶的號碼到底是什麼？

這個問題看似很簡單，不就是手機號嘛。實際上，對於手機號的處理正是攜號轉網的關鍵，這11位數字的背後隱藏著諸多玄機。

手機號的學名叫“MSISDN”，其名稱來源眾說紛紜，英文一般解釋為“Mobile Station International Subscriber Directory Number”，翻譯過來就是“移動臺全球用戶識別碼”。得瞭，就是個手機號，名稱還搞得這麼復雜。這裡說的手機號最多包含15位數字，由CC，NDC，SN這三部分組成，寫成一個等式就是：MSISDN = CC + NDC + SN。

其中CC是Country Code的縮寫，也就是國傢碼的意思，一般占1到3位數字，比如，中國的國傢碼就是84。

NDC是National Destination Code的縮寫，也就是國傢地址碼的意思，一般占2到3位數字，用來區分運營商，這也就是我們熟悉的“號段”。因此，攜號轉網之前，隻要一看手機號前三位，就知道是哪傢的號。比如，159開頭的號是移動的，131開頭的號必然是聯通的，180開頭的號碼鐵定是電信的。

SN的全稱是Subscriber Number，就完全是某個運營商內部用來區分用戶的。實際上，國內對這8位數字也進行瞭定義。一般前4位叫做地區識別碼，表示該號碼歸屬的服務地區，後四位是隨機的，用來標記用戶。因此，通過手機號碼的中間4位，可以定位該號碼的歸屬地。

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△ 手機號的構成綜上，如果不進行攜號轉網的話，通過一個11位的手機號碼，可以明確地知道其運營商和歸屬地，比如西安聯通，上海電信，廣州移動等等。

事實上，在無線網絡內部，核心網正是基於這樣的規則來進行號碼分析的。舉個例子，西安移動的用戶撥打瞭一個號碼，核心網經過分析，有這麼幾種情況：

1、被叫也是西安移動的，本地網內通話流程走起！

2、這是一個外地的移動號碼，長途流程走起（雖然長途費取消瞭，但信令流程還是要走的）！

3、這是聯通的號碼，交給聯通處理吧，網間通話流程走起！

如此一來，在手機號編碼規則的指引下，核心網分析處理起來幹凈利落，井井有條，一切是如此地和諧美滿。

三、攜號轉網的實現有哪些考慮？

攜號轉網一來，原有的和諧美滿就都亂瞭套。手機號完全成為瞭一串號碼，就相當於把手機號碼資源從某個運營商的資產變成瞭大傢共享的資源，號碼的管理，分析和查詢就理所當然地成瞭攜號轉網的重中之重。

由於以前定義清晰的號段已經失效，原有的識別運營商的功能也就不存在瞭，核心網僅僅憑號段是沒有辦法確定這到底是哪傢運營商的號碼，路由功能也就沒法用瞭，那麼網絡該怎麼找到被叫打通電話呢？

如果建立這樣一個數據庫，專門用來存放和管理轉網用戶的信息，標識清楚擁有這個號碼的用戶是從哪個運營商轉入哪個運營商的，打電話的時候一查數據庫，一切就都全明白瞭，通話的路由也就可以據此打通。

這就引出瞭攜號轉網需要解決兩個問題：

1、號碼攜帶數據庫系統

一般情況下，號碼攜帶數據庫有三種管理方案：集中式管理，分佈式管理，混合式管理。

所謂集中式管理，就是大傢一起，或者由政府主導，建立一個公用的數據庫，專門用來存放攜號轉網用戶的信息（主要就是號碼和對應的運營商）。這個數據庫可以隻是被動地存儲和接收查詢，也可以集成存儲，分發，驗證等功能。

△ 號碼攜帶數據庫集中式管理

此架構一經建立，後續要打電話時，如果被叫是攜號轉網用戶，理論上核心網隻需在這個數據庫一查，就知道瞭這個號碼實際歸屬的運營商，然後根據結果路由處理就可以瞭。

分佈式管理，就是各個運營商自己維護自己的號碼攜帶數據庫，大傢的數據庫彼此相通，一起處理攜號轉網用戶的查詢工作。

△ 號碼攜帶數據庫分佈式管理

混合式管理是集中式管理和分佈式管理之間的組合，既有集中式數據庫，也有各個運營商自己的本地數據庫。本地數據庫會持續地從集中式數據庫同步數據，確保兩者存儲的信息的一致的。

△ 號碼攜帶數據庫混合式管理

混合式管理解決瞭集中式數據庫作為中心節點流量過高的問題，避免瞭單點故障的影響，同時還縮短瞭查詢的路徑，也就提升瞭效率，因此得到瞭較多的應用。

2、呼叫路由方案

有瞭號碼攜帶數據庫系統，就可以支撐各個運營商對攜號轉網用戶的呼叫路由瞭。國際上攜號轉網的路由方式分為兩類：直接路由和間接路由。

△ 呼叫路由方案

直接路由也被稱為“發端查詢”。也就是電話發起的主叫網絡針對被叫號碼進行攜轉數據庫的查詢，確定被叫所在的網絡之後，直接將呼叫路由到被叫當前的網絡，不需要經過該號碼的攜出網絡。

如下圖所示，直接路由采用的路由方案叫“所有呼叫查詢”。簡而言之，就是所有呼叫都會查詢集中式號碼攜帶數據庫，得到被叫當前的服務運營商之後，直接把電話轉過去就可以瞭。

ef7c8bdc0b6364cfc2dbdead9d156abb△ 所有呼叫查詢（All Call Query）

間接路由也被稱為“收端查詢”。也就是電話發起的主叫網絡不管三七二十一，還是按照原來的號段來判斷被叫所在的網絡，把呼叫路由到號段的歸屬網絡。歸屬網絡一查數據庫，發現這個用戶早都叛逃瞭，再通過其他流程把呼叫轉到正確的網絡上。

間接路由共有三種實現方式：釋放時查詢 (Query on Release)，呼叫返回 (Call Drop Back)，以及接力路由 (Onward Routing)。

如下圖所示，釋放時查詢就是主叫運營商1先不查數據庫，直接把呼叫路由到號段的歸屬運營商2，運營商2發現號碼早都轉網瞭，直接把路由釋放並告知主叫運營商1，這時運營商1才去查詢集中式號碼攜帶數據庫，找到目標運營商3並把電話轉接過去。

△ 釋放時查詢（Query on Release）

下圖展示瞭呼叫返回這種方式的處理流程。主叫運營商1先不查數據庫，直接把呼叫路由到號段的歸屬運營商2，運營商2查詢自己的號碼攜帶數據庫，發現被叫已經轉網到瞭運營商3並告知運營商1，運營商1找到目標運營商3並把電話轉接過去。

△ 呼叫返回（Call Drop Back）

下圖展示瞭接力路由這種方式的處理流程。主叫運營商1先不查數據庫，直接把呼叫路由到號段的歸屬運營商2，運營商2查詢自己的號碼攜帶數據庫，發現被叫已經轉網到瞭運營商3，然後直接把呼叫轉接到運營商3。

△ 接力路由（Onward Routing）

從上面的間接路由的幾個方案可以看出，所有的呼叫都需要經過被叫號段的原歸屬運營商（圖中的運營商2），導致瞭話路的迂回。如果轉網的用戶較少，這樣的處理方式還可以接受，如果網絡中存在大量的轉網用戶，路徑的迂回就導致瞭大量的運營商網間信令，服務質量不可控。

因此，大多數提供攜號轉網服務的國傢都使用瞭使用集中式或者混合式數據庫的直接路由方式。但是這樣的方式也有自身的缺點。

由於直接路由這種方式需要改變現有網絡結構，所有用戶的業務流程都需要查詢數據庫，且工程實施難度較大，尤其是無論用戶是否號碼攜帶，其查詢信令均經過號碼攜帶數據庫，增加瞭該網元的負擔，使其容易成為未來業務開展的瓶頸和故障點。

四、國內的攜號轉網是怎麼實現的？

針對直接路由的缺點，國內對此方案進行瞭改進，采用瞭基於位置更新的號碼攜帶方案，主要由兩個新建的網元：NPHLR和NPMSC來實現轉網用戶的路由。下面將詳細介紹其網絡架構和呼叫流程。

為瞭實現攜號轉網，工信部需要和各大運營商需要共同建設下面這兩個網元：

CSMS：Central Service Management System（集中業務管理系統）；

CNPDB：Centralized Number Portalility Database（集中號碼攜帶數據庫）。

各大運營商需要在自身的網絡增加下面的這幾個網元：

LSMS：Local Service Management System（本地業務管理系統）；

LNPDB：Local Number Portability Database（本地號碼攜帶數據庫）；

SOA：Service Order Administration（號碼攜帶業務服務請求管理）；

NPHLR：Number Portability Home Location Register（號碼攜帶歸屬位置寄存器）；

NPMSC：Number Portability Mobile Switching Center（號碼攜帶移動交換中心）。

這些新建網元的組網如下圖所示：

△ 攜號轉網新建網元及網絡架構

CSMS是全國號碼攜帶業務的管理中心，負責整個攜號轉網流程的審核和管理，並作為集中號碼攜帶數據庫CNPDB對外的接口。

SOA作為運營商內部號碼攜帶業務的受理中心，完成攜入業務的受理，發起攜入申請請求、生效請求、業務取消申請、攜出欠費停機/復機申請等等功能。

LSMS是運營商內部的號碼攜帶業務的管理中心，作為本地號碼攜帶數據庫LNPDB對外的接口，負責數據的上下同步。當有上層的集中數據庫數據生效時，接收CSMS的通知，把數據同步到LNPDB，並下傳到本網內的網元設備NPHLR。

NPHLR作為轉網用戶的專用HLR（歸屬位置寄存器，用於存儲用戶信息），通過LSMS/LNPDB系統獲得並存儲攜號轉網用戶信息。可處理用戶攜入，第三方攜轉，以及外網用戶未攜轉的相關功能。

對於外網攜入用戶，將NPHLR作為專門存儲攜入用戶的HLR設備，和現網的HLR在網絡中處於同等地位。對這些用戶的呼叫流程和非轉網用戶一致，降低瞭對現有網絡架構的影響。本網用戶呼叫外網移動用戶時，查詢NPHLR，也可獲得被叫歸屬的運營商信息。

NPMSC具備VLR和短消息中心功能，用於存儲本網攜出用戶信息，負責完成對攜出用戶的語音呼叫和短信尋址及轉發功能。

對於本網攜出用戶，借鑒現網位置更新流程，由NPMSC根據用戶攜轉信息模擬MSC/VLR對其原歸屬HLR進行位置更新，以保證該用戶在做被叫時，相關網元能夠在不改變現有信令流程的情況下，實現對攜出用戶的正確路由。

因此，新引入的NPMSC和NPHLR這兩個網元不會改變現有的網絡架構，對現網改動小，不增加現有用戶的處理消耗。對於沒有申請號碼攜帶業務的用戶，能夠沿用之前的處理流程。

五、轉網後的呼叫流程是怎麼樣的？

呼叫流程紛繁復雜，場景非常多，看起來也非常的繁瑣，不過好在耗時不長，對用戶的感知影響不大。舉兩個例子來說明下各個網元在呼叫信令中的作用。

1、被叫為呼叫發起網絡的網內用戶或者攜出用戶

以中國聯通為例，假設被叫是聯通的號段，按攜號轉網之前的流程，直接按網內呼叫流程處理就行瞭。但是現在就必須判斷這個號碼是否轉網之後才能進行後續的流程。

經過查詢，如果該用戶已經轉到瞭中國移動，則將呼叫路由到中國移動的關口局；類似的，如果查詢到該用戶轉到瞭中國電信，就將呼叫路由到中國電信的關口局去處理。

△ 聯通用戶呼叫聯通本網用戶或者攜出用戶

詳細的處理流程如下圖所示。

338b884359e18ccb3ea3ee899f3b2455△ 聯通用戶呼叫聯通本網用戶或者攜出用戶細節圖

如果主叫打的是被叫a，且被叫a的號段和運營商A的號段一致，顯然這是一個沒有攜號轉網的普通網內用戶。流程上隻需要在HLR上查到路由信息，就可以去接通瞭，需要經過上圖的1，4，5a這三個步驟。

如果主叫打的是被叫b，且主叫b的號段和運營商A的號段一致，顯然這是一個從運營商A攜出到運營商B的外網用戶，此時的流程就比較復雜瞭。

步驟1：先向HLR查詢，HLR發現此用戶已轉網；

步驟2b：HLR向NPMSC查詢該用戶的目標網絡和路由信息；

步驟3b，4：NPMSC向HLR返回該用戶到運營商B網絡的路由信息，並由HLR告知MSC該用戶的路由信息；

步驟5b，6b：MSC把該用戶路由到運營商B的關口局；

步驟7b：運營商B發現此用戶和自己的號段不一致，向自己的NPHLR查詢是否是轉網用戶；

步驟8b：NPHLR確認是轉網用戶，並反饋查詢到的網內路由信息；

步驟9b：呼叫路由到被叫b，發送尋呼，等待接通！

2、被叫為呼叫發起網絡的網外用戶或者攜入用戶

下面再來看看不同號段用戶的呼叫流程。依舊以中國聯通為例，假設被叫不是聯通的號段，需要在NPHLR上進行查詢，如果是攜入用戶，直接按網內呼叫流程處理就行瞭。如果是外網用戶，則按之前的流程把呼叫路由到正確的關口局。

△ 聯通用戶呼叫聯通外網用戶或者攜入用戶詳細的處理流程

如下圖所示，其中被叫a為攜入用戶，被叫b為外網用戶，總體上都是一個查詢，判斷，路由的過程，大體流程和前面描述的差別不大。

△ 聯通用戶呼叫聯通外網用戶或者攜入用戶細節圖

另外需要註意的是，上述的細節信令流程都是基於電路域的，其核心網網元隻適用於2G和3G。到瞭4G，VoLTE的呼叫處理在IMS域，具體流程上有所不同，但總體思路都是類似的。

好瞭，攜號轉網原理的介紹就到這裡，希望對大傢有所幫助。非常感謝能堅持到最後看到這裡的朋友，既然來都來瞭，不點個“贊”再走？

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