【資料名稱】：中國移動GSM核心網(wǎng)ALL IP化探討

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【資料目錄和簡介】：

在多業(yè)務(wù)融合和高帶寬需求的驅(qū)動下，移動網(wǎng)絡(luò)向ALLIP演進(jìn)已經(jīng)成為業(yè)界共識。IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型是中國移動戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，中國移動ALLIP化的成功對其它運(yùn)營商有很好的借鑒意義。
  ALLIP的市場驅(qū)動力
 對成熟市場而言，固網(wǎng)向移動轉(zhuǎn)網(wǎng)的用戶數(shù)增長勢頭仍很強(qiáng)勁，各種不限時的通話套餐也促使網(wǎng)絡(luò)流量不斷增加。因此，運(yùn)營商需要持續(xù)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容量，這種擴(kuò)容需求構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的強(qiáng)大驅(qū)動力。此外，通過3G網(wǎng)絡(luò)提供更豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及使用先進(jìn)設(shè)備降低投資成本，也是不可忽視的驅(qū)動因素。
 對新興市場而言，絕大多數(shù)收入增長來自低ARPU值用戶。因此，運(yùn)營商迫切需要降低成本，并通過高性價比、差異化的業(yè)務(wù)，防止ARPU值因競爭而不斷下滑。
 向ALLIP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型能夠很好地滿足運(yùn)營商的需求。2008年，中國電信業(yè)最流行的一句話就是“ALLIP＋Mobile＝Future”。中國移動總裁王建宙表示：“用現(xiàn)在確保未來，用未來管理現(xiàn)在”，可見ALLIP是實(shí)現(xiàn)“確保未來”的最佳途徑。其實(shí)，向ALL IP方向演進(jìn)也已經(jīng)成為國內(nèi)外主流運(yùn)營商的共識。
 ALLIP有四大的優(yōu)勢：核心網(wǎng)IP化能夠奠定無級網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，承載網(wǎng)IP化能夠?qū)崿F(xiàn)多種承載方式的歸一，接入網(wǎng)IP化能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶的低成本傳輸，業(yè)務(wù)網(wǎng)IP化能夠使業(yè)務(wù)更豐富、更靈活。
 ALLIP也面臨四大的挑戰(zhàn)：設(shè)備要更新，網(wǎng)絡(luò)要演進(jìn)，業(yè)務(wù)要變化，人員要提升。
 GSM網(wǎng)絡(luò)ALLIP化的三步曲
 中國移動確立了GSM網(wǎng)絡(luò)ALLIP化的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，以提升網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力，優(yōu)化整網(wǎng)架構(gòu)，奠定未來向3G、IMS平滑演進(jìn)的基礎(chǔ)。該轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略分三步走：第一步，引入控制和承載分離的軟交換架構(gòu)，核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)IP化；第二步，IP專用承載網(wǎng)向下延伸，實(shí)現(xiàn)承載IP化，用IP統(tǒng)一目前五花八門的承載方式（如圖1所示），將目前使用最多的TDM承載與IP承載對比一下，可以明顯地看出承載IP化的優(yōu)勢（如表1所示）；第三步，實(shí)現(xiàn)無線接入網(wǎng)絡(luò)IP化，中國移動逐步推進(jìn)A接口、Abis接口的IP化，從而邁向ALLIP。


圖1承載方式對照圖
 一般來說，無線網(wǎng)2G基站需要2個E1；R99版本的3G基站需要4個E1；HSPA階段的基站需要20個E1；HSPA＋階段的基站需要40個E1，會占據(jù)一個155Mbps的SDH環(huán)�；�站的數(shù)據(jù)吞吐量成幾何級別增長，IPBSS/RAN自然成為當(dāng)務(wù)之急。

 表1TDM承載和IP承載的比較

 本文重點(diǎn)關(guān)注核心網(wǎng)的ALLIP化，核心網(wǎng)PS域本來就是基于IP的，所以核心網(wǎng)CS域的ALLIP化成為關(guān)注的焦點(diǎn)。
 核心網(wǎng)CS域目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)
 從中國移動核心網(wǎng)CS域目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)圖（如圖2所示）可以看出：CMN（CallMediationNode）和傳統(tǒng)MSCServer的區(qū)別是CMN不控制MGW；核心網(wǎng)承載全部采用全I(xiàn)P組網(wǎng)；各個層面采用POOL，進(jìn)行資源共享和網(wǎng)絡(luò)備份；同時接入2G、3G，實(shí)現(xiàn)2G、3G共同接入。


圖2中國移動核心網(wǎng)CS域目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)圖
 中國移動CMN的設(shè)置有四個原則。
 1．根據(jù)集團(tuán)統(tǒng)一安排，長途軟交換匯接網(wǎng)的TMSCServer/TMG升級改造，具備支持CMN功能，并具備轉(zhuǎn)接TDM－IP話務(wù)互通的能力；
 2．省際層面信令流由各省長途軟交換匯接局升級成的CMN節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)接，未建設(shè)TMSCServer的省仍保持原有歸屬關(guān)系；
 3．為充分發(fā)揮全I(xiàn)P帶來的平面組網(wǎng)優(yōu)勢，對于三年規(guī)劃期內(nèi)省內(nèi)的MSCServer數(shù)量不超過30臺的省公司，應(yīng)嚴(yán)格采用省內(nèi)平面組網(wǎng)方式；對于三年規(guī)劃期內(nèi)省內(nèi)的MSCServer數(shù)量將超過30臺的省公司，可結(jié)合本省實(shí)際情況適時組織研究，對確有必要的省公司經(jīng)集團(tuán)核準(zhǔn)后可規(guī)劃引入省內(nèi)CMN功能，以降低省內(nèi)軟交換網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理的難度；
 4．省內(nèi)層面CMN節(jié)點(diǎn)原則上應(yīng)由長途軟交換匯接局升級成的省際CMN節(jié)點(diǎn)兼做，不單獨(dú)設(shè)置。
 核心網(wǎng)ALLIP化的三個信令
 中國移動GSM核心網(wǎng)ALLIP化主要有三個相關(guān)信令：BICC/ISUP信令（如圖3所示）、BSSAP信令（如圖4所示）、MAP/CAP信令（如圖5所示）。
 BICC/ISUP信令


 圖3BICC/ISUP信令圖
 IP軟交換之間通過BICC信令互通，長途通過CMN轉(zhuǎn)接。
 TDM交換機(jī)和IP軟交換之間的BICC/ISUP互通，本地網(wǎng)內(nèi)部通過ISUP信令互通，為避免IP軟交換出TDM端口，啟用MGW內(nèi)置SG功能，通過M3UA轉(zhuǎn)接方式將ISUP/TDM轉(zhuǎn)換成ISUP/IP；省內(nèi)/省際長途通過互通網(wǎng)元（IP關(guān)口局或TMSS）將ISUP/TDM轉(zhuǎn)換成BICC/IP后和IP軟交換互通。
 BSSAP信令


 圖4BSSAP信令圖
 MSCServer通過MGW內(nèi)置的SG功能將BSSAP/IP轉(zhuǎn)換為BSSAP/TDM，完成與BSC進(jìn)行BSSAP信令互通。
 MAP/CAP信令


 圖5MAP/CAP信令圖
 省中心維持現(xiàn)有MAP/CAP信令方式，繼續(xù)采用TDM信令，暫不考慮MAP/CAP信令的SIGTRAN演進(jìn)。
 本地網(wǎng)網(wǎng)元之間MAP/CAP信令直連，本地網(wǎng)之間通過H/LSTP疏通MAP/CAP信令。
 ALLIP化的路由計(jì)劃
 IP與TDM之間的互通話務(wù)疏通方式，應(yīng)優(yōu)先考慮由軟交換IP關(guān)口局疏通IP－TDM互通話務(wù)，否則采用TMG疏通，有效緩解對軟交換匯接網(wǎng)的擴(kuò)容壓力。
 以下路由計(jì)劃圖中，粗線表示有IP關(guān)口局的路由計(jì)劃，細(xì)線表示是無IP關(guān)口局的路由計(jì)劃。
 根據(jù)“就近入IP、就遠(yuǎn)出IP”的總體路由原則，ALLIP化有五個路由計(jì)劃。
 本地網(wǎng)內(nèi)的呼叫
 通過直達(dá)中繼或經(jīng)IW－MSC疏通。
 軟交換IP端局之間的長途呼叫


 圖6軟交換IP端局之間長途呼叫路由示意圖
 軟交換IP端局間MGW通過IP承載網(wǎng)直達(dá)；MSCServer與所轄MGW之間通過IP承載網(wǎng)星狀連接；MSCServer間，省內(nèi)層面網(wǎng)狀互聯(lián)，省際層面通過CMN轉(zhuǎn)接；當(dāng)省內(nèi)MSCServer數(shù)量達(dá)到30個時，為簡化數(shù)據(jù)配置及工程調(diào)整的復(fù)雜度，引入省內(nèi)CMN，信令通過省內(nèi)CMN轉(zhuǎn)接（如圖6所示）。
 軟交換IP端局發(fā)起、TDM終結(jié)的長途呼叫


 圖7軟交換IP端局發(fā)起、TDM終結(jié)長途呼叫路由示意圖
 長途段必須利用IP傳輸；若收端側(cè)本地網(wǎng)設(shè)有IP關(guān)口局，由IP關(guān)口局疏通至目的局；若收端側(cè)本地網(wǎng)沒有IP關(guān)口局，由收端TSS/TMG疏通至目的局（如圖7所示）。
 TDM發(fā)起、軟交換IP端局終結(jié)的長途呼叫


 圖8TDM發(fā)起、軟交換IP端局終結(jié)長途呼叫路由示意圖
 長途段必須利用IP傳輸；若發(fā)端側(cè)本地網(wǎng)設(shè)有IP關(guān)口局，由IP關(guān)口局疏通至目的局；若發(fā)端側(cè)本地網(wǎng)沒有IP關(guān)口局，由發(fā)端TSS/TMG疏通至目的局；發(fā)起端TDM端局通過新漫游號碼段861344判斷落地局是否為IP端局（如圖8所示）。
 網(wǎng)間的長途呼叫（如呼叫電信PSTN）


 圖9網(wǎng)間長途呼叫（如呼叫電信PSTN）路由示意圖
 網(wǎng)間呼叫長途段必須利用IP傳輸；對于IP端局發(fā)起的呼叫，通過IP直達(dá)落地方IP關(guān)口局后落地到PSTN；對于TDM端局發(fā)起的呼叫，先經(jīng)發(fā)起方IP關(guān)口局轉(zhuǎn)換成IP后直達(dá)落地方IP關(guān)口局后落地到PSTN（如圖9所示）。
 IP信令網(wǎng)
 R99版本的3G核心網(wǎng)與GSM核心網(wǎng)相比從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)到信令基本沒有什么變化，沿用了傳統(tǒng)的No.7信令及信令網(wǎng)。
 R4版本的3G核心網(wǎng)引入了分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時信令也從傳統(tǒng)的基于TDM的承載方式開始向IP承載演進(jìn)，而高層使用的仍是No.7信令應(yīng)用部分。
 R5版本在R4的基礎(chǔ)上引入了IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）域，IMS域?qū)⒉捎萌�新的基于SIP的會話方式，信令尋址采用全新的DNS＋ENUM方式，而CS域與PS域本身沒有過多變化。
 R6版本在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上沒有變化，只是更加深入的定義了IMS域的業(yè)務(wù)。


 圖10IP信令網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)圖
 IP信令網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)（如圖10所示）主要有兩個特點(diǎn)。
 1.移動全I(xiàn)P信令網(wǎng)應(yīng)采用分層結(jié)構(gòu)建設(shè)，引入IPSTP完成GTT和信令轉(zhuǎn)接功能，使IP信令網(wǎng)具有良好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性；MSCServer、IPHLR、IP SCP等IP SP采用M3UA接入IP信令網(wǎng)，滿足3GPP標(biāo)準(zhǔn)的要求；IP STP間使用MTP3/M2PA/SCTP/IP協(xié)議棧，在IP信令網(wǎng)中保留MTP3功能可以繼承原有的信令網(wǎng)管理和維護(hù)體制，同時又利用了基于IP的信令傳送，降低了信令消息的傳送成本。
 2.IPSTP的建設(shè)方案可參考傳統(tǒng)No.7信令網(wǎng)骨干層面的建設(shè)方案，IPSTP成對設(shè)置以保證安全性；初期在全國分大區(qū)設(shè)置IPSTP對，所有IP STP之間網(wǎng)狀相連（不同于No.7信令網(wǎng)中分平面網(wǎng)狀相連），各IP SP與成對IP STP均相連。