技术文章—你知道携号转网的原理吗？

admin · 发表于 2019-11-20 16:39

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11月11日，工信部发布《携号转网服务管理规定》，标志着国内三大运营商的“携号转网”业务正式进入试运行阶段。
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根据规划，从12月1日开始，“携号转网”业务将在全国范围内正式推出。这几天，关于“携号转网”的新闻反复刷屏，相信大家都看到了。
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今天也来凑个热闹，和大家聊聊“携号转网”。
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不过，我要说的不是“携号转网”的业务办理，而是更深层次的内容——“携号转网”的技术原理。
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我想通过这篇文章，帮助大家了解这项特殊业务背后的具体实现方式。更重要的是，趁机介绍一下关于移动通信用户号码和呼叫流程方面的知识。
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好啦，废话不多说，我们赶紧开始！
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首先，我先解释一下，到底什么是“携号转网”。
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“携号转网”，顾名思义，就是带着号码换网络。
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举个例子：你现在是139开头的中国移动号码，办理“携号转网”之后，号码保持不变，但运营商归属关系变了——变成了电信或联通的了。你使用的网络和套餐，也变成电信或联通的。这种电信业务，就是“携号转网”。
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行业术语里，“携号转网”的真正名字应该叫做“号码携带”，或者“号码可携带”。
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这个业务从表面上看并不复杂，就是换个运营商，然后号码带着走。
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但是实际上，对于移动通信系统来说，实现起来并不容易。
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我们的手机号，实际上有两个，分别是IMSI和MDN。
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IMSI的全名是International Mobile Subscriber Identity，国际移动用户识别码。它是一种“永久用户标识”，每一个手机SIM卡，对应一个IMSI号码。
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IMSI号码由三部分组成，分别是：
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??????????????????MCC (Mobile Country Code) 移动国家码
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??????????????????MNC (Mobile Network Code) 移动网络码
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??????????????????MSIN (Mobile Subscriber Identity) 移动用户识别码
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MCC是3位数字（中国是460），MNC是2-3位数字，MSIN是10-11位数字。加起来的IMSI，一般不超过15位，通常就是15位（例如我们国家）。
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大家在手机拨号界面，输入?*#*#4636#*#*?，就可以看到自己的IMSI号码。
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大家注意，除了IMSI号码之外，还有一个IMEI号码，两者不要搞混了。
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IMEI是International Mobile Equipment Identity，国际移动设备识别码（大约15-17位数字）。也就是常说的手机序列号（手机串号），是每个手机硬件的“身份证”（2个卡槽就有2个IMEI号码）。
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那我们平时使用的139、153、189开头的号码，又是什么呢？
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这些号码，真正的学名叫MDN，Mobile Directory Number（移动用户号码簿号码）。
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MDN由国家码（CC）、移动接入号（MAC）、HLR识别码、移动用户号共同组成。
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介绍了这个码那个码，大家没有晕掉吧？
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没晕的话，我们继续！
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说到这里，大家其实应该也明白了。所谓“号码携带”，不变的是MDN号码，变化的是IMSI号码。而IMSI，才是你的“真正”号码。
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说完了号码，我们再来说说网络侧这边的处理。
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目前我们使用的移动通信业务，其实主要就是通话、短信、上网。
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大家都知道，上网是单个用户的事情。某用户手机发起数据业务请求，获得IP等资源，然后连入运营商网络，访问互联网。
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只要你的IMSI合法，业务正常开通，没有欠费，就可以上网。
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但是通话和短信就不一样了，这是两个用户之间的业务，存在“主叫”和“被叫”。
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主叫用户没什么大问题，反正自己的号码就是一个编号而已。但是被叫那边，麻烦就来了——号码就像门牌，别人通过门牌找你，你搬家把门牌都带走了，这咋整？
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我们先看看，以前没有号码携带业务的时候，一次正常通话的过程是怎样的：（注：为了便于理解，呼叫流程描述有所简略。）
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假设主叫用户A是中国移动139开头的号码。
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当他拨打被叫号码的时候，它所在的本地局核心网设备（MSC，移动交换中心），会根据设计好的规则，对被叫号码进行“号码分析”。
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号码分析是电话接续的重要依据，不同的分析结果，意味着不同的处理流程：
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按照之前的设计，如果拨打的是138开头的号码，那MSC就会分析为中国移动的号码，按运营商内部呼叫的流程处理。（具体来说，MSC会去中国移动自己的HLR，问被叫的位置，然后一路找过去。HLR是归属位置寄存器，存储着中国移动用户的数据和信息。）
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如果被叫是“自家人”如果拨打的是185开头的联通号码，本地局设备则会分析为“它网号码”，会路由到运营商之间的关口局，然后送到联通那边，查找被叫，一路最终完成电话接续。
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如果被叫是“别人家的”
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现在，要搞号码携带了，麻烦来了。
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还是举例，139开头的A，拨打138开头的B。B是办理了号码携带的用户，号码虽然是138开头，但不能按中国移动内部呼叫的流程处理，否则就会送错了目的地。
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中国移动的MSC，必须把B号码当作特例，单独处理。
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如果只有一个特例，那还好说，问题是，这个业务面向全国用户开放，会有成千上万个特例。这样的话，号码分析就会变得非常庞大，对系统容量造成负担。
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所以，在我们国家现在的网络里，采取的方案是这样的：?
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如果某个被叫号码办理了号码携带业务（例如，从移动跳到了联通）。
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那么，移动的HLR会对已携出的号码加一个特殊前缀数字，返回给主叫MSC，告诉它这个号码已经不是我们的了。
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主叫这边的中国移动MSC会对前缀号码进行特殊处理，直接按其它运营商号码处理。
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如果是这个号码是联通跳到移动的：
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运营商会先新增一个NP-HLR，也就是号码携带HLR，把所有携入号码都放在这个HLR里。主叫MSC会针对“所有其它运营商号段的被叫号码”，都先查一遍NP-HLR。
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如果是携入号码，则按自己的号码处理，去查自家的HLR。
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如果是非携入号码（也就是别人正常的号码），则再去查一遍别人家的HLR。
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总而言之，相当于查两遍HLR。
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上面的解决方案，虽然流程复杂了一些，但是速度很快，用户感知不受任何影响。
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这就是我们国家现在使用的号码携带实施方案。大家看懂了没？
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最后再做个总结。
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携号转网业务，对于普通用户来说，毫无疑问是件好事，毕竟增加了议价权，也增加了自主选择权。
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但是，站在通信工程师的角度来说，这个业务增加了一些小困难和小麻烦——我们在处理故障时，无法再像之前一样，通过号段来迅速判断投诉者的用户属性。而不同的用户属性，意味着完全不同的故障处理流程和思路。
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也就是说，号码携带业务的普及，将会“略微”增加通信工程师处理故障的难度，以及故障恢复的时间。
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好啦，以上就是对携号转网业务的技术分析，欢迎大家在留言区拍砖讨论。
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看到大家都发短信去尝试申请“号码携带”换运营商，我也发了一条短信，结果——
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