网络IP化中的路由迂回分析及优化研究

黄耀军， 陈清文， 汤娟娟， 张朝飞

（中国移动通信集团广东有限公司深圳分公司，深圳 518048）

网络IP化中的路由迂回分析及优化研究

黄耀军， 陈清文， 汤娟娟， 张朝飞

（中国移动通信集团广东有限公司深圳分公司，深圳 518048）

本文针对通信网络局间及A接口（或IU-CS接口）的IP化现状，分析呼叫过程中存在的流量迂回情况，就其特征、原因进行分析及量化测算，并提出应对措施，降低迂回比例，提升网络质量。

IP化；局间呼叫；A接口；路由迂回

1 网络IP化现状

IP化由于其在带宽共享、网络演进等方面的天然优势，成为网络发展的重点。核心网Nb接口（局间），及A接口（对于3G来讲为IU-CS接口，由于功能类似，以下论述以A接口为例）由于其组网、设备成熟度等特点，成为IP化首先部署的环节。

Nb接口IP化，是指软交换2个端局MGW之间，以IP承载话音数据流；A接口IP化是指BSS到核心网的承载IP化。通过这两方面的IP化部署，核心网由原来的TDM承载演变为IP化承载。

目前各大通信运营商已经或正在部署其IP化网络环境。例如对于中国移动来讲，已经于2008年全网部署完毕Nb接口的IP化，2012年开始逐步部署A接口IP化。

2 迂回路由分析

2.1 承载网现状及路由迂回特征

以中国移动为例，IP化的话音承载于专用的IP承载网上，IP承载网（ChinaMobile_NGN_Media的VPN）的层级如图1所示。

图1 IP承载网的层级

其中：CR层级为骨干核心层，负责省级、国际呼叫流量转发；BR为汇聚层级，负责省内话务的流量转发；AR为接入层级，负责本地话务转发。

按照“下级话务尽量不向上绕行”的通信原则，根据以上网络结构，本地话务如果迂回到BR，则视为流量迂回。然而在实际呼叫中，不仅存在流量迂回到BR，还存在同一次呼叫，经过BR迂回多次的情况。

2.2 迂回原因分析及概率

在实际呼叫中，呼叫分为3个阶段，主叫A接口承载、局间承载、被叫A接口承载。以深圳为例，结合其话务模型，可以分别计算其不同阶段的迂回比率。

深圳目前全网有3对AR，关口局、彩铃均在AR1&2片区；全网63个端局MGW，分散到AR3&4（42个）、AR5&6片区（21个）。本地MSC Server组成7个Pool。本地互联互通话务（含彩铃）比例为25%，网内长途网占30%，网内本地话务占45%。

2.2.1 主叫A接口承载的迂回分析

主叫A接口承载迂回主要是由于同一Pool的BSS和MGW分属不同机房，造成A接口承载跨区，构成迂回。其迂回概率计算如下：按照目前端局分散到AR3&4、AR5&6共2个片区测算。假设某个Pool内共计N个MGW，其中AR3&4片区为X个MGW，另一片区为N-X个MGW，其概率曲线如图2所示。

从以上可以看出，如果2个片区的MGW数量平均，则其跨区比例最高可达50%，按照现网计算（共7个Pool，MGW不均衡分布），全网平均A口跨区比例（记为Pa）为29%。

2.2.2 局间呼叫的迂回分析

局间呼叫发生迂回主要是本地话务跨了AR片区，按照目前网络结构计算，AR34区有42个MGW，AR56区下有21个MGW，其网内本地话务迂回比例＝(42×21+21×42)/(63×63)＝44%。此外，根据话务模型，可以测算局间话务的迂回比例如表1所示。

表1 局间呼叫的迂回比例

表1除了长途话务（30%）为正常迂回（长途需要经过BR疏通到省内外），其它45%的呼叫比例均为异常迂回（记为Pnb）。其中，尤其是互联互通话务，由于其GW局全部落在AR1&2片区，而端局全部在AR3&4、AR5&6片区，因此本地互联互通话务全部为迂回流量。

2.2.3 被叫A接口承载的迂回分析

由于接口双方均为BSS和MGW，被叫A接口，和主叫A接口迂回的原因、概率相同，也记为Pa。

2.3 端到端呼叫迂回测算

在实际呼叫中，将呼叫过程分解为主叫、局间、被叫等3个阶段，从端到端的角度出发，以迂回3次为例分析：如图1所示，当BSC1下的用户呼叫BSC2下的用户，且局间为跨Pool时，主叫A接口为BSC1-MGW2，被叫A接口为MGW1-BSC2，局间为MGW1-MGW2。根据概率测算如下：

* P3（三次迂回）=Pa×Pnb×Pa = 29%×45%× 29% = 3.8%。（这种情况将出现3次迂回，即同一个呼叫，话务流量将经过BR绕行3次）

* P2（两次迂回）=Pa×Pnb×（1-Pa）+（1-Pa）×Pnb×Pa + Pa×（1-Pnb）×Pa= 23.2%

图2 A接口承载迂回曲线及比例

* P1（一次迂回）=Pa×（1-Pnb）×（1-Pa）+（1-Pa）×Pnb×（1-Pa）+（1-Pa）×（1-Pnb）×Pa＝45.3%

* P（零次迂回）=（1-Pa）×（1-Pnb）×（1-Pa）=27.7%

根据以上分析，其端到端话务迂回比例汇总如表2所示。

表2 端到端呼叫的迂回比例

根据以上结果，仅27.7%的话务不产生迂回，其它72.3%的话务都至少发生1次迂回。此外根据加权平均计算，全网平均迂回次数为1.03次。

2.4 迂回对呼叫的影响

本地话务向上迂回，一方面造成通话延时增加。根据实际测算情况，每经过BR绕行1次，其平均延时将增加5～10ms，将对通话质量产生一定影响。

另一方面，全网呼叫平均迂回次数为1.03次，意味着全网IP化话务量在承载网上增生至少1倍，而这些增生的话务量是不产生任务收益。迂回将对承载网设备、带宽都构成极大浪费，不利于网络吸收高话务。

3 优化措施

根据以上分析，需要充分抑制这些非正常迂回话务，其主要措施如下。

3.1 关口局组网调整为分片区部署

根据以上分析，互联互通话务迂回比例为100%，其原因主要是因为关口局部署在AR1&2片区，而端局部署在其它AR片区，这样造成互联互通话务全部为迂回话务。

因此，建议关口局（也包括彩铃等全互联平台）分散部署到不同的AR片区，各个AR片区的互联互通话务主送该片区关口局，备选其它片区。这样一来，互联互通话务全部不经过BR迂回。

3.2 Pool区域和AR区域尽量一致

当一个Pool越是被平均分配到不同的AR片区，其迂回比例越高。在实际网络规划中，Pool区域一般由核心网专业规划，AR区域一般为传送网专业规划，因此存在规划脱节的问题。因此建议同一Pool的部署，尽可能在同一AR片区，所有本地话务尽可能在AR终结，而不向上迂回。

3.3 A接口优选本区MGW

在实际情况中，考虑到建设周期、投资等因素，Pool区域和AR区域一致的难度较大。在不能一致的情况下，建议MSC Server启用A接口优选功能，即BSS发出的呼叫（含主、被叫），优选同一AR片区的MGW，进而降低A接口的迂回比例。

Optimizing research of route circuity in IP network

HUANG Yao-jun, CHEN Qing-wen, TANG Juan-juan, ZHANG Chao-fei
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Shenzhen Branch, Shenzhen 518048, China)

This paper analyzes the route circuity in telecommunication network. The reason and scale are analysed too. Finally the methods are proposed to reduce circuity and increase voice quality.

IP; exchange call; A interface; route circuity

TN929.5

A

1008-5599（2013）08-0055-03

2013-06-08