移動核心網電路域的VoIP演進

李書軍 楊金環

摘 要：運營商傳統電路交換網絡發展遇到瓶頸，IP承載網技術發展更加成熟，移動核心網電路域的VoIP演進正逐步推進。文章對核心網VoIP演進帶來的變化及承載網、核心設備如何保障語音業務質量、安全等進行了探討。

關鍵詞：BICC；CMN；QoS；VoIP；SCTP

1 引言

傳統的移動核心網電路域是基于TDM承載，采用SS7信令組織。網絡以電路交換為特征，在語音通信上頗具優勢，但在龐大、增張迅速、不開預測的多媒體通信業務量面前心有余而力不足。網絡的發展目前遇到了不能滿足越來越多的智能業務需求、網絡擴展困難且成本高等發展瓶頸。如何解決電信業面臨的既要發展新業務提高ARPU值，又要保護現有投資，實現網絡平滑演進，降低運營成本的挑戰，引入網絡承載IP化，所有問題將迎刃而解。

2 核心網IP化演進

IP組網結構簡單清晰，維護便利， 網絡實現分布式架構，以IP承載網為核心，SERVER等核心網設備可以集中放置、集中維護，節約維護人力成本。IP化實現了資源集中共享，極大提高了資源利用率，節約傳輸成本。如圖1所示。

引入IP和軟交換架構以后，網絡更加扁平化，原長途四級架構進一步簡化，省內各地市核心局話路媒體流通過IP網直接互通，不再通過長途局轉接；省外通話僅需經過省公司長途局轉接疏通，減少話務轉接層次。長途匯接局轉變為CMN（呼叫仲裁節點），僅完成信令轉接功能。呼叫信令傳遞通過SERVER間BICC（承載無關呼叫控制）消息互通，不再使用ISUP信令，而話路建立是根據SERVER控制直接在兩個MGW之間建立IP通道，真正實現控制與承載分離，如圖2所示：

3 IP網QoS保障

IP承載網性能指標參數主要有帶寬、時延、抖動、丟包率等。目前承載網設計帶寬上都有預留，日常流量不超過物理帶寬的30%，主要是其他因素決定網絡質量等級，如表1所示：

VoIP改造要求網絡具備運營商所需的穩定性，在較長時間內保證網絡的可用性。因此承載網質量要求必須在良好等級。我們采用的保證技術如下：

⑴核心層：主要采用區分服務與帶寬規劃的方式，按等級分配。

⑵邊緣接入層：劃分業務優先級，確保語音優于數據業務。

⑶在匯聚層、接入層采用MSTP等技術劃分業務VLAN。

4 核心設備技術保障

核心網電路域IP化改造以后，使用了大量的IP技術，隨之而來的一個問題就是IP相關的可靠性問題。跟傳統的TDM傳輸類似，IP承載也有自身的可靠性保護，與此同時，核心網設備也會有一些基于IP的可靠性方案，如SCTP多歸屬、路由備份等。

SCTP多歸屬方案用于信令傳遞的場景。內容就是在一條偶聯中支持多個IP地址，為上層協議用戶提供端到端多路徑更可靠的傳輸機制。當某條通路阻斷時，SCTP多歸屬可以使信令快速倒換到正常通路傳遞。如圖3所示，兩個設備端點（IP1，IP2，2310）、（IP3，IP4，3310），兩者間建立一條多歸屬偶聯，提供了4條通路。

當前路徑有用戶數據傳送時，利用數據消息監測路徑狀態；當路徑空載時，利用心跳消息監測路徑狀態。在每條路徑設有一個錯誤計數器，當數值超過了門限，本端自動將該路徑狀態置為‘不可用，選擇其他路徑傳遞。信號恢復后，在自動置為‘可用，提高了IP承載傳遞的可靠性。

路由備份方案用于媒體流多IP地址分擔傳遞場景。實現當一個IP地址所在的接口故障或者網關故障時，已該IP為源的報文通過備份IP所在的接口發送。路由備份對報文內容不做任何修改，僅改變發送報文的物理接口和下一跳端口MAC地址。

核心設備MGW通過兩條路徑分別連接兩個網段的路由器，在GE0、GE1地址設置路由互相備份關系，假設路徑1故障發生故障中斷，設備將使用備份路由路徑2接口收發報文。

5 IP演進意義

語音IP化的演進將進一步推動移動網電路域、分組域的網絡融合，更為未來移動、固話網絡的最終融合統一奠定基礎。一個資源高效利用、業務豐富多樣、技術先進的通信網絡將呈現在我們面前。

[參考文獻]

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