目前移动核心网规划、建设以软交换技术为核心,将业务与信令控制分开,基于IP承载的面向3G、IMS的软交换核心网,实现既支持2G网络,又能适应未来3G网络的思路已为业界所公认。在移动核心网软交换化以适应未来3G、IMS格局进程中,语音IP化即IP承载网承载语音是非常重要的一环。本文以陕西移动为例就移动核心网软交换化进程中语音IP化阶段的特点,作几点分析。
1 移动核心网发展历程
陕西移动自成立以来,经过11期工程建设,移动核心网已经发展成为拥有大量用户,网络结构不断优化调整的GSM网络,随着用户数及业务量不断增长,在今后依然会保持快速的增长,需要持续的扩容。随着3G的不断临近,如何通过后续的扩容及改造使目前的2G移动核心网更适合今后的发展,做到同时支持2G和未来的3G网络,是今后移动核心网规划、建设首要考虑的问题。基于目前2G移动核心网的现状和今后的网络发展趋势,移动核心网的规划、建设采用软交换技术已是业界公认的必经之路。自2004年中国移动长途汇接四期工程开始,中国移动已经在省际层面建成了覆盖全国31个省的全IP架构的软交换汇接网,并且于2005年开始,在本地网层面推广引入TDM承载的软交换设备。软交换在陕西移动的发展进程已经历了以下3个阶段:
(1)省际长途汇接网;
(2)软交换架构、集中设置的软交换端局;
(3)软交换架构、分离架构、TDM承载语音的软交换端局。
目前,软交换技术上已经成熟,提供业务的能力也得到了验证,并且中国移动已于2006年启动建设“中国移动IP专用承载网省内延伸一期工程”,将接入路由器(AR)向下延伸到省内具有业务承载需求的地市,为2G软交换IP承载话音创造了条件。2G软交换IP承载话音有利于尽量减少TDM资源投入、节省传输带宽,降低成本(采用AMR压缩编解码格式及VAD静音检测技术(Voice Activity Detection)可比G.711编码格式节省约50%以上的带宽)简化现有分层的网络结构,是中国移动核心网电路域演进的必由之路。目前业内公认的移动核心网演进大致分为两个阶段,一是移动软交换,另一是IMS高级阶段。目前业内在大规模启动的就是移动软交换,中国移动已经明确全面压缩TDM投资,全力用软交换来建设将来的交换核心网,目前陕西移动软交换建设已经接近700万线。
2 GSM核心网转型——移动软交换
移动软交换是移动NGN的核心技术。这个概念不仅可以用于3G网络,而且也适用于2G网络,符合目前电信网络向NGN的发展方向,其核心概念是实现控制面与用户面的分离。基于移动软交换技术的全IP承载结构,能实现传输网络、网络控制、业务提供三者的分离,提供一个分层的、开放的、可靠的、扩展性良好的网络体系。
当前陕西移动在移动核心网规划、建设上,侧重移动软交换的推广,IMS由于尚未达到商用阶段,尚处于技术可研阶段。以前陕西移动移动核心网以GSM网络为主,2005年陕西移动软交换端局顺利割接,标志着移动软交换在陕西移动的正式商用。目前陕西移动经过3期的软交换规模已经达到700万线,计划在将来的3期工程内实现陕西移动全网软交换化、结构扁平化、网络设备可演进化、语音信令IP化、管理维护集中化,为全面迎接3G做好充分的准备。
3 移动核心网的语音IP化
语音全网IP化,省内必然需要有独立的IP承载网,业务上通过现网已有的软交换端局的MGW作为转接,将出本地网的TDM话路转换成IP包,通过IP网络传递到被叫所在本地网MGW,由软交换实现汇接局的功能,代替现有TMSC2,从而使得GSM网络初步具备IP组网的雏形。为了实现移动核心网扁平化目标,实现端局语音IP化以适应将来网络的发展,陕西移动进行了端局IP承载语音的试点工作,具体方案如下:
陕西移动IP承载语音端局方案采用分阶段实施的方式建设:
阶段一,实现省内同一厂家软交换设备之间的互通,具备省内单厂家2G软交换语音IP化组网条件,扩容工程中新建的软交换设备MSC Server之间通过BICC信令互通,MGW间通过IP承载话路与现网端局、PSTN等网络间互通,互通方式同原有交换机扩容方式相同,具体组网方案如图1所示:
1 移动核心网发展历程
陕西移动自成立以来,经过11期工程建设,移动核心网已经发展成为拥有大量用户,网络结构不断优化调整的GSM网络,随着用户数及业务量不断增长,在今后依然会保持快速的增长,需要持续的扩容。随着3G的不断临近,如何通过后续的扩容及改造使目前的2G移动核心网更适合今后的发展,做到同时支持2G和未来的3G网络,是今后移动核心网规划、建设首要考虑的问题。基于目前2G移动核心网的现状和今后的网络发展趋势,移动核心网的规划、建设采用软交换技术已是业界公认的必经之路。自2004年中国移动长途汇接四期工程开始,中国移动已经在省际层面建成了覆盖全国31个省的全IP架构的软交换汇接网,并且于2005年开始,在本地网层面推广引入TDM承载的软交换设备。软交换在陕西移动的发展进程已经历了以下3个阶段:
(1)省际长途汇接网;
(2)软交换架构、集中设置的软交换端局;
(3)软交换架构、分离架构、TDM承载语音的软交换端局。
目前,软交换技术上已经成熟,提供业务的能力也得到了验证,并且中国移动已于2006年启动建设“中国移动IP专用承载网省内延伸一期工程”,将接入路由器(AR)向下延伸到省内具有业务承载需求的地市,为2G软交换IP承载话音创造了条件。2G软交换IP承载话音有利于尽量减少TDM资源投入、节省传输带宽,降低成本(采用AMR压缩编解码格式及VAD静音检测技术(Voice Activity Detection)可比G.711编码格式节省约50%以上的带宽)简化现有分层的网络结构,是中国移动核心网电路域演进的必由之路。目前业内公认的移动核心网演进大致分为两个阶段,一是移动软交换,另一是IMS高级阶段。目前业内在大规模启动的就是移动软交换,中国移动已经明确全面压缩TDM投资,全力用软交换来建设将来的交换核心网,目前陕西移动软交换建设已经接近700万线。
2 GSM核心网转型——移动软交换
移动软交换是移动NGN的核心技术。这个概念不仅可以用于3G网络,而且也适用于2G网络,符合目前电信网络向NGN的发展方向,其核心概念是实现控制面与用户面的分离。基于移动软交换技术的全IP承载结构,能实现传输网络、网络控制、业务提供三者的分离,提供一个分层的、开放的、可靠的、扩展性良好的网络体系。
当前陕西移动在移动核心网规划、建设上,侧重移动软交换的推广,IMS由于尚未达到商用阶段,尚处于技术可研阶段。以前陕西移动移动核心网以GSM网络为主,2005年陕西移动软交换端局顺利割接,标志着移动软交换在陕西移动的正式商用。目前陕西移动经过3期的软交换规模已经达到700万线,计划在将来的3期工程内实现陕西移动全网软交换化、结构扁平化、网络设备可演进化、语音信令IP化、管理维护集中化,为全面迎接3G做好充分的准备。
3 移动核心网的语音IP化
语音全网IP化,省内必然需要有独立的IP承载网,业务上通过现网已有的软交换端局的MGW作为转接,将出本地网的TDM话路转换成IP包,通过IP网络传递到被叫所在本地网MGW,由软交换实现汇接局的功能,代替现有TMSC2,从而使得GSM网络初步具备IP组网的雏形。为了实现移动核心网扁平化目标,实现端局语音IP化以适应将来网络的发展,陕西移动进行了端局IP承载语音的试点工作,具体方案如下:
陕西移动IP承载语音端局方案采用分阶段实施的方式建设:
阶段一,实现省内同一厂家软交换设备之间的互通,具备省内单厂家2G软交换语音IP化组网条件,扩容工程中新建的软交换设备MSC Server之间通过BICC信令互通,MGW间通过IP承载话路与现网端局、PSTN等网络间互通,互通方式同原有交换机扩容方式相同,具体组网方案如图1所示:
图1 陕西移动VoIP组网全貌
阶段二:实现省内不同厂家软交换设备之间的互通,具备省内多厂家2G软交换语音IP化组网条件,扩容中新建的软交换设备与现网端局间互通原则同阶段一。阶段三:实现省际间各厂家软交换设备之间的互通,具备全网2G软交换语音IP化组网条件,引入互通局和CMN(呼叫协调节点),路由选择遵循“就近入IP、就远出IP”的原则,充分利用IP传输的优势。
IP承载网采用三级网络结构(大区核心、省级汇聚和地市接入),覆盖到全国各地市本地网,直接接入业务。目前已经完成二级网络(大区核心和省级汇聚)建设,正在向地市接入延伸,承载2G端局语音。具体组网方案如图2所示:
图2 中国移动目标网概貌
陕西移动VoIP试点方案具体组网结构见图3: 图3 陕西移动VoIP试点组网方案
MSC Serve1集中放置在西安,其所管理的MGW1放置在渭南、 MGW2放置在咸阳, MSC Server2放置在西安,其所管理的MGW3放置在咸阳,MGW4放置在渭南;采用大本地网组网模式,MSC Server1同时管理渭南和咸阳两个本地网,MSC Server2同时管理咸阳和渭南两个本地网,同时启用虚拟MSC ID技术,即为每个本地网分配一个虚拟MSC ID,在相应的话单体现该MSC ID;同时在西安再设置一台MSC Server3,用于MSC Server1和MSC Server2的备份,备份模式为2+1。话务网组网基本原则(如图4所示):
(1)新建设的MGW之间互通基于IP直达,MGW直接接入承载网络,语音编解码格式为AMR;
(2)新建设软交换与现网传统交换互通遵循现网原则:本地网内部全互连,省内长途通过T2汇接局疏通,省际长途通过T1汇接局互通,全部通过TDM互通;
(3)新建设软交换与外网通过GMSC,以TDM方式互通。
图4 话务网组网图
信令的组网基本原则(如图5所示):(1)试点MSC Server之间建立直达信令链路,基于IP承载,协议栈是BICC/M3UA/SCTP/IP;
(2)试点MSC Server和MGW间采用H.248协议,协议栈为H.248/SCTP/IP;
(3)建议新建设HLR放置在西安,此HLR和MSC Server1之间MAP信令建议直连,和MSC Server2之间MAP信令建议通过LSTP转接;
(4)试点MSC Server与本地放置的HLR之间的MAP信令通过MGW内置的SG转接,与异地HLR之间通过LSTP转接
(5)试点MSC Server和本地放置的MSC Server及MSC之间通过基于TDM的ISUP直连,与其它本地网之间MSC及异地放置的MSC Server之间通过T2汇接局转接;
(6)BSSAP信令通过MGW内置的SG转接,基于M3UA协议。
图5 信令组网图
目前陕西移动已经于2006年12月18日率先打通第一个VoIP电话,并且已经完成系统操作、语音业务质量、计费、站点接入、IP关口局、增值业务、移动性管理、SG功能、拨测等测试项目。在2007年1月13日率先割接现网用户,开启中国移动端局语音IP化的新纪元,为陕西移动实现全网IP化打下了基础。4 IMS与软交换共存
随着用户需求的变化,单纯的话音通信和Internet业务将不能满足用户需求,业界开始提出IMS。IMS终端到终端的业务模型和高度可控制计费对于现有业务模型来说是一个革命性的发展。IMS能够对不同的运营商所提供的业务进行封装,保证不同的运营商业务能够无缝的融合。而且IMS对于推出新类型业务和部署该业务都能很好的支持,能够扩大和繁荣业务提供市场。这两点从技术上确保运营商的业务转型和转型后的效果。
语音IP化则为移动软交换核心网向IMS演进提供了很好的可演进方案。
5 结束语
从目前实际应用情况来看,软交换对原有网络的兼容的时间比较长,对原有的无论是业务的管理、提供,以及支撑系统、终端的管理技术都相对成熟一些。IMS面临的挑战是在整个产业链、价值链以及在标准的完善上还需要做一定的工作,需要专家和业界人士共同探讨。 在这种情况下,移动运营商应该兼顾长远战略和近期目标,结合目前产品技术成熟度,制定出移动网络基于软交换架构并向NGN网络演进的计划。而就目前移动核心网为了保护现网投资和向将来演进而言,语音IP化则是向IMS的演进的最佳可选路由之一。
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