移动核心网电路域的VoIP演进

李书军 杨金环

摘 要：运营商传统电路交换网络发展遇到瓶颈，IP承载网技术发展更加成熟，移动核心网电路域的VoIP演进正逐步推进。文章对核心网VoIP演进带来的变化及承载网、核心设备如何保障语音业务质量、安全等进行了探讨。

关键词：BICC；CMN；QoS；VoIP；SCTP

1 引言

传统的移动核心网电路域是基于TDM承载，采用SS7信令组织。网络以电路交换为特征，在语音通信上颇具优势，但在庞大、增张迅速、不开预测的多媒体通信业务量面前心有余而力不足。网络的发展目前遇到了不能满足越来越多的智能业务需求、网络扩展困难且成本高等发展瓶颈。如何解决电信业面临的既要发展新业务提高ARPU值，又要保护现有投资，实现网络平滑演进，降低运营成本的挑战，引入网络承载IP化，所有问题将迎刃而解。

2 核心网IP化演进

IP组网结构简单清晰，维护便利， 网络实现分布式架构，以IP承载网为核心，SERVER等核心网设备可以集中放置、集中维护，节约维护人力成本。IP化实现了资源集中共享，极大提高了资源利用率，节约传输成本。如图1所示。

引入IP和软交换架构以后，网络更加扁平化，原长途四级架构进一步简化，省内各地市核心局话路媒体流通过IP网直接互通，不再通过长途局转接；省外通话仅需经过省公司长途局转接疏通，减少话务转接层次。长途汇接局转变为CMN（呼叫仲裁节点），仅完成信令转接功能。呼叫信令传递通过SERVER间BICC（承载无关呼叫控制）消息互通，不再使用ISUP信令，而话路建立是根据SERVER控制直接在两个MGW之间建立IP通道，真正实现控制与承载分离，如图2所示：

3 IP网QoS保障

IP承载网性能指标参数主要有带宽、时延、抖动、丢包率等。目前承载网设计带宽上都有预留，日常流量不超过物理带宽的30%，主要是其他因素决定网络质量等级，如表1所示：

VoIP改造要求网络具备运营商所需的稳定性，在较长时间内保证网络的可用性。因此承载网质量要求必须在良好等级。我们采用的保证技术如下：

⑴核心层：主要采用区分服务与带宽规划的方式，按等级分配。

⑵边缘接入层：划分业务优先级，确保语音优于数据业务。

⑶在汇聚层、接入层采用MSTP等技术划分业务VLAN。

4 核心设备技术保障

核心网电路域IP化改造以后，使用了大量的IP技术，随之而来的一个问题就是IP相关的可靠性问题。跟传统的TDM传输类似，IP承载也有自身的可靠性保护，与此同时，核心网设备也会有一些基于IP的可靠性方案，如SCTP多归属、路由备份等。

SCTP多归属方案用于信令传递的场景。内容就是在一条偶联中支持多个IP地址，为上层协议用户提供端到端多路径更可靠的传输机制。当某条通路阻断时，SCTP多归属可以使信令快速倒换到正常通路传递。如图3所示，两个设备端点（IP1，IP2，2310）、（IP3，IP4，3310），两者间建立一条多归属偶联，提供了4条通路。

当前路径有用户数据传送时，利用数据消息监测路径状态；当路径空载时，利用心跳消息监测路径状态。在每条路径设有一个错误计数器，当数值超过了门限，本端自动将该路径状态置为‘不可用，选择其他路径传递。信号恢复后，在自动置为‘可用，提高了IP承载传递的可靠性。

路由备份方案用于媒体流多IP地址分担传递场景。实现当一个IP地址所在的接口故障或者网关故障时，已该IP为源的报文通过备份IP所在的接口发送。路由备份对报文内容不做任何修改，仅改变发送报文的物理接口和下一跳端口MAC地址。

核心设备MGW通过两条路径分别连接两个网段的路由器，在GE0、GE1地址设置路由互相备份关系，假设路径1故障发生故障中断，设备将使用备份路由路径2接口收发报文。

5 IP演进意义

语音IP化的演进将进一步推动移动网电路域、分组域的网络融合，更为未来移动、固话网络的最终融合统一奠定基础。一个资源高效利用、业务丰富多样、技术先进的通信网络将呈现在我们面前。

[参考文献]

[1]信息产业部发布通信行业标准.YD/T 1071-2006 IP电话网关设备技术要求.

[2]吴时霖，周正康，吴永辉，译.数据通信与网络（第4版）.机械工业出版社.2007.7.