ＧＳＭ網絡Ａ接口ＩＰ化實現

黃　玲　鄭屹峰

【摘要】AoIP是實現BSS-IP進程的一個重要階段，文章在分析AoIP的標準和協議進展情況、技術實現方式的基礎上，通過對現網引入AoIP驅動力的分析，提出了GSM網絡AoIP的引入策略和建議。

【關鍵詞】GSM AoIP IP承載網

1引言

隨著無線技術的進步，我們已經逐步突破了空中接口的帶寬瓶頸，主要的技術途徑包括對有限的空中接口資源的利用方式（從TDMA到CDMA再到OFDMA）和利用效率（從低效但可靠的GMSK到高效的64QAM）的同時拓展。寬帶化的需求在無線領域的發展脈絡中變得越來越清晰，從2G到3G再到LTE，空中接口的帶寬被一步步提高，甚至達到100M。上層的接口帶寬需求也隨之擴大，而IP化正可更好地適應這種帶寬需求。在實現寬帶化和IP化的無線網絡中，移動網絡所能承載的業務也更加多樣化，語音、各種高速數據應用及視頻應用逐一出現，其對移動網絡IP化也提出了需求。目前，除了移動網絡IP化的驅動力外，我們還關注如何從現有的移動網絡基礎著手，逐步實現全網的IP化。

全網IP化首先是核心網IP化，其次是無線網絡IP化。核心網側的IP化工作無論是從標準的制定，還是從主流設備廠商的支持力度來看，都是移動網絡邁向IP化的第一步，也是目前為止得到大規模商用的一步。在中國移動的2G網絡中，IP化的核心網已經體現在端局、匯接局和關口局等各個層面。AoIP是實現BSS-IP進程中的一個重要階段。

2AoIP實現方式

對于A接口IP化的技術方案，根據TC設備在網絡中所處的不同位置，目前有兩種方案：

（1）在BSS中保留TRAU

Abis接口傳送的是時空口的語音編碼，即：FR/EFR/HR/AMR；A接口采用基于IP承載的G.711或其他編碼。Nb接口傳送的是AMR壓縮語音編碼，一次呼叫需要插入2次TC，涉及2次語音編碼的轉化。若在A接口側也采用和核心網一樣的AMR/Nb-UP/RTP/UDP/IP編碼，那么可以減少一次編解碼，提高效率。

（2）上移TRAU至核心網絡MGW

Abis接口傳送的是時空口的語音編碼，即：FR/EFR/HR/AMR；A接口傳送的語音編碼與Abis接口相同，BSC需要完成的工作主要是IP封裝處理。Nb接口傳送的是壓縮語音編碼，理論上一次呼叫最多插入一次TC，采用TrFO時MGW不需要插入TC。

從網絡發展趨勢來看，TC上移更符合這一趨勢，是未來演進的目標方案；從AoIP技術實現的復雜程度來看，TC上移技術方案較為簡單；從對現網改造的難易程度來看，TC不上移方式則比較簡單。

3AoIP引入分析

3.1 技術及網絡的準備程度

AoIP引入的時機需要考慮3GPP標準的進展、IP承載網絡的建設以及設備廠家現網支持能力。這些是引入AoIP的基礎，以保證不同廠商AoIP的產品和實施方案能夠在同一個標準框架內互聯互通。

（1）AoIP標準化進展情況

? 用戶面標準進展情況

3GPP目前已完成了AoIP的SI（Study Item）工作，預計今年底會完成WI（Working Item）工作。中國移動通信集團也正在研究AoIP的標準。從3GPP組織的進展來看，A口IP標準化已在2008年底結束，各廠家根據標準研發和進行IOT測試則需要一年左右的時間。

? 控制面（信令面）標準進展情況

目前基于M3UA/SIGTRAN的協議標準已比較成熟。M3UA是3GPP在R4中規定的信令傳輸協議；SIGTRAN（Signaling Transport Protocol）協議簇是IETF的SIGTRAN工作組制定的PSTN信令與IP互通規范，該協議簇支持通過IP網絡傳輸傳統電路交換網SCN（Switched Circuit Network）信令。SIGTRAN協議棧支持SCN信令協議分層模型定義的層間標準原語接口，從而保證已有的SCN信令應用可以未經修改地使用，同時利用標準的IP傳輸協議作為傳輸底層，通過增加自身的功能來滿足SCN信令的特殊傳輸要求。

標準的進展情況決定了不同廠商AoIP的產品和實施方案能否在同一個標準框架內解決互聯互通的問題。從目前來看，預計這一問題將在2009年底左右得到解決。

（2）承載網的規劃

目前各運營商建立的IP專網主要針對核心網IP化的承載，還不具備A接口IP化的承載能力。因此在規劃A接口IP化的同時，需要重點考慮承載網的規劃。移動語音和數據等業務對網絡的可靠性、QoS和安全等方面有較高的要求，對傳統的以太網技術提出了挑戰。另外由于A接口IP化涉及的網元數量較多，預計將采用分布實施的方式，在考慮承載網規劃的同時需要充分考慮網絡的前瞻性和可擴展性；同時也需要考慮今后Abis以及Gb IP化后的整體組網方案。IP承載網是引入AoIP的基礎，從技術選擇、經濟性分析、評估、測試、設備采購到網絡建設，預計需要一年的準備時間。

（3）設備的支持能力

AoIP涉及現網BSC、MGW以及MSC Server三類網元的配合。

根據對設備廠家的調研，MSC Server/MGW設備只需要做軟、硬件升級即可基本支持AoIP，而現網BSC要支持AoIP則需要進行較大的改造，部分老型號的BSC設備則無法支持。

由表2可見，從現網設備的支持能力來看，目前只有少數廠家支持AoIP，大部分廠家要在2009年底左右才能支持。

綜上，AoIP在網絡中進行商用部署的時間預計在2009年下半年以后。

3.2 現階段AoIP引入的驅動力

（1）提升效率

A接口上承載的為純語音業務，相比IP傳輸承載，TDM的傳輸效率更高。

以Ater口為例，1E1可以傳輸124個壓縮語音，傳輸效率為97%；如采用IP承載，理論上只能傳54個話路，傳輸效率只有43.7%。

從端到端性能（語音質量/時延）角度看，目前TDM承載是最好方式。IP化會降低網絡性能，IP路徑越多，性能降低越多。

（2）節省配套資源

傳統BSC存在大量窄帶E1電路，配置/割接耗時費力，同時耗費大量DDF資源；且現階段TDM電路不能共享，傳輸資源利用率低。采用AoIP的方式，可以節省配套設備資源，提高傳輸資源利用率。

（3）應對點對多點的需求

Multi-point A的引入，出現了點對多點的需求，使基于TDM的傳輸電路組織/維護變得復雜。采用AoIP可簡化Multi-point A引入后的網絡結構和A接口資源配置方式，有助于提升Multi-point A的組網效果。

根據以上分析，AoIP的引入對現網最大的作用在于可滿足網絡點對多點的網絡需求。但由于目前A接口點到多點的需求并不急切，AoIP引入的優勢不能得到充分體現，其引入并不緊迫。且現網廠家設備的支持力度和承載網的支持力度也不大，因此AoIP的引入應根據標準和設備的成熟情況逐步開展，建議在2010年左右開始在現網中部署。

4AoIP引入策略

AoIP順應全業務/端到端網絡面向IP網絡的演進，是未來網絡發展的目標。對于現有GSM網絡而言，AoIP的引入應根據技術、設備成熟度以及網絡的準備程度循序漸進地開展：

（1）從AoIP標準和設備的成熟度來看，AoIP預計可在2009年底以后大規模試點。從技術的先進性來看，AoIP組網應選擇TC上移方式。

（2）近期在新建設備中推廣TC上移到MGW，為后續AoIP的實施做準備。

（3）AoIP的改造應優先選擇新建設備。對于原有設備，根據傳輸、設備改造的復雜度等，有選擇地進行AoIP的改造。

（4）承載網的建設應現行，并重點關注承載網的可管理、可運營能力。

（5）AoIP和Iu-cs o IP共同推進。★

【作者簡介】

黃玲：工程師，本科畢業于浙江工業大學，現任職于華信郵電咨詢設計研究院有限公司，長期從事GSM/GPRS核心網規劃設計，曾在《移動通信》發表文章《IMS給移動運營商帶來的機遇與挑戰》。

鄭屹峰：高級工程師，碩士畢業于南京郵電學院，現就職于中國移動浙江公司，長期從事GSM/GPRS主網絡規劃與計劃管理，曾在《郵電設計技術》、《通信世界》等發表文章，獲2002年“中國移動通信集團一級技術人才”稱號。

收稿日期：2009年2月5日