移動軟交換部署實現(xiàn)探討

摘要　文章簡單介紹了軟交換的功能特點，對軟交換網(wǎng)絡的實現(xiàn)方案和演進過程進行了探討，特別是愛立信MSC池的地位和作用。此外還就安徽移動10.2期軟交換的實施和維護進行了分析。

1、軟交換及移動軟交換解決方案

1.1　軟交換概述

軟交換是實現(xiàn)電信交換網(wǎng)絡承載與控制分離的一種技術(shù)。通過分離，可以在核心網(wǎng)上更加靈活地提供業(yè)務。軟交換網(wǎng)絡的主要特點有：

◆呼叫控制與媒體層和業(yè)務層分離；

◆提供話音、視頻、數(shù)據(jù)等多媒體綜合業(yè)務；

◆采用開放式體系架構(gòu)和標準接口。

傳統(tǒng)的GSM核心網(wǎng)中，網(wǎng)絡擴容和業(yè)務發(fā)展存在很大的局限，比如建設(shè)維護成本高，業(yè)務實現(xiàn)復雜；網(wǎng)絡利用率與網(wǎng)絡安全低；工程實施難度大、周期長等。采用軟交換技術(shù)，可以彌補這些局限，還可以增強網(wǎng)絡演進能力，實現(xiàn)向3G平滑過渡，保護運營商投資。

1.2　從MSC到MSC Server+MGW

在傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡中引入軟交換，從網(wǎng)元拓撲構(gòu)成出發(fā)，最簡單、最直接的方式是將傳統(tǒng)的交換機MSC按照承載與控制相分離的原則，分解為兩個獨立的物理實體：移動媒體網(wǎng)關(guān)（MGW，Media Gate Way）和MSC服務器（MSC Server），如圖1所示。

圖1　移動軟交換解決方案

在圖1中，軟交換網(wǎng)絡明顯分為兩層：連接層和控制層。連接層主要的構(gòu)成網(wǎng)元是MGW，其網(wǎng)絡拓撲圖與傳統(tǒng)的GSM核心網(wǎng)拓撲圖類似，為網(wǎng)狀平面結(jié)構(gòu)；控制層在連接層面之上，網(wǎng)元為MSC Server，一個MSC Server可以與一個或者多個MGW相連。軟交換網(wǎng)絡與傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡相比，主要增加了以下接口和協(xié)議（見表1）。

表1　軟交換新增接口和協(xié)議

注：RTP—實時傳輸協(xié)議，RTCP—實時檢測傳輸控制協(xié)議

1.3　愛立信軟交換方案和MSC池

在移動軟交換解決方案中，愛立信引入了MSC池的網(wǎng)絡容災方案，如圖2所示。

圖2　愛立信移動軟交換解決方案

MSC池指的是與多個BSC進行連接的一組MSC，這組MSC構(gòu)成一個大的MSC池業(yè)務區(qū)。MSC池可以應用于GSM和WCDMA，支持分層和不分層結(jié)構(gòu)。通過運用MSC池技術(shù)，可以給運營商帶來很多優(yōu)勢：

◆網(wǎng)絡級冗余保障機制：如果一個MSC不可用，MSC池中的其他MSC可以接替其工作。

◆靈活網(wǎng)絡擴容、簡化工程實施：可以根據(jù)負荷的增長來擴充池中MSC數(shù)量而不會影響現(xiàn)網(wǎng)，無需進行業(yè)務區(qū)的重新劃分或者無線接入的重新配置。

◆簡化網(wǎng)絡規(guī)劃和配置：MSC池可以根據(jù)給定的算法把負荷分擔給池中的不同MSC，降低忙時或者突發(fā)話務高峰時的核心網(wǎng)擁塞風險。

◆降低核心網(wǎng)負荷：業(yè)務區(qū)越大，則跨業(yè)務區(qū)的切換越少，位置更新和用戶登記的次數(shù)也隨之減少（＜10%）。

◆降低運維成本：同一個池中的MSC配置數(shù)據(jù)相同，給網(wǎng)絡維護工作帶來便利。

◆核心/無線規(guī)劃相互獨立：BSS/RAN和CN相互獨立，CN中的規(guī)劃、維護和變更對BSS／RAN的影響更小。

◆快速簡便向WCDMA過渡：MSC池外的一個MSC若被升級成WCDMA，對整個池的覆蓋和負荷承載影響很小。

2、軟交換部署及后續(xù)演進

2.1　軟交換部署

安徽移動10.2期網(wǎng)絡擴容已開始大規(guī)模啟動軟交換局：新建19個軟交換端局、4個軟交換關(guān)口局和3個備份MSC Server，供應商涉及愛立信、阿爾卡特和華為。本期工程新建軟交換局的MGW與本地網(wǎng)其他端局、關(guān)口局、全省匯接局以及彩鈴AIP之間都設(shè)置直達中繼電路。

本期工程新建愛立信軟交換局的信令網(wǎng)絡組織如下：

（1）每個軟交換局采用的是1+1式組網(wǎng)，即一個MSC Server只與一個MGW相連，而且兩設(shè)備位于同一機房或同一大樓的不同機房。

（2）軟交換局與本地BSC間的BSSAP信令：與愛立信BSC采用M3UA轉(zhuǎn)接，利用MGW的SG模塊連接；與西門子BSC相連上，由于西門子BSC不支持兩個信令點，對于既有話務時隙又有信令時隙的2M線路而言，需要通過MGW提取并匯聚其中的信令時隙，再將信令鏈路物理連接到MSC Server。

（3）主MSC Server、備份MSC Server與MGW之間采用H.248協(xié)議。

（4）軟交換局與傳統(tǒng)MSC之間的ISUP和MAP信令：MGW（SG）與傳統(tǒng)MSC之間設(shè)置直達信令，轉(zhuǎn)接ISUP和MAP信令，采用TDM承載。

（5）軟交換局與STP、HLR之間的MAP、CAP信令：MSC Server與STP、HLR之間設(shè)置直達信令，采用TDM承載。

（6）軟交換局與匯接局之間的信令：軟交換局與TMSC1/2、TMG1/2（SG）之間的信令通過STP轉(zhuǎn)接。

圖3和圖4分別為本次軟交換工程的話務網(wǎng)連接圖和信令網(wǎng)連接圖。

圖3　軟交換組網(wǎng)架構(gòu)——話務網(wǎng)連接網(wǎng)

圖4　軟交換組網(wǎng)架構(gòu)——信令網(wǎng)連接圖

2.2　軟交換網(wǎng)絡演進

圖5　軟交換網(wǎng)絡演進

從傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡向目標軟交換網(wǎng)絡過渡，如圖5所示，通常經(jīng)過以下五個段：

（1）在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡中局部引入GSM軟交換，采用TDM承載；

（2）組建IP承載網(wǎng)，引入M-PBN（移動分組骨干網(wǎng)），采用寬帶傳輸傳送信令、話務；

（3）通過GSM軟交換進行網(wǎng)絡擴容；

（4）引入WCDMA，2G GSM與軟交換網(wǎng)絡并存（TDM、IP并存）；

（5）2G GSM全部升級為軟交換（全IP解決方案）。

就以上5個階段而言，目前我省進行的軟交換項目隨著設(shè)備割接入網(wǎng)和正常運行，基本完成第一階段的工作，開始進入第三階段。應該說，這五個階段的工作不完全是相互分段進行，特別是前四個階段的工作在開展時間上存在著交叉。

2.3　愛立信軟交換網(wǎng)絡維護

愛立信軟交換設(shè)備的邏輯框圖和主要參數(shù)分別如圖6和表2所示：

表2　愛立信軟交換設(shè)備參數(shù)

網(wǎng)元名稱硬件版本軟件版本中繼（E1）信令（64K）信令（2M）VLR容量（萬）A 口話務量（Erl）

MSC ServerAXE810

(APZ 212 40)R10631484150/

MGWBC205R3.1331256//2993

圖6　MSC Server和MGW邏輯框圖

對于圖6中每個邏輯單元的具體功能這里不再闡述。

在日常的系統(tǒng)維護中，我們在維護終端就可以使用人機命令EXRPP和DPWSP分別查看RP和CP的工作狀態(tài)，通過愛立信提供的幫助系統(tǒng)ALEX，獲得故障告警的功能模塊、原因以及建議的處理方法。

MGW設(shè)備告警信息與傳統(tǒng)GSM很相似，比如傳輸接口板硬件故障、系統(tǒng)時鐘不同步、模塊工作狀態(tài)不正常、MGW系統(tǒng)容量異常下降、通信鏈路故障等等；MSC Server中出現(xiàn)故障的告警與MGW有很大差異，比如文件傳送功能不正常、ICMP包（ping）監(jiān)視MGW無響應、心跳信號無響應、系統(tǒng)處理進程異常、虛內(nèi)存空間不足等，這些都是在維護計算機設(shè)備和網(wǎng)絡中經(jīng)常遇見的問題，所以維護軟交換設(shè)備，既要有傳統(tǒng)GSM設(shè)備維護的經(jīng)驗，也要對計算機網(wǎng)絡知識很了解，否則，在定位問題和查找原因上不能“得心應手”。

軟交換局的局數(shù)據(jù)制作原則類似目前的制作做法，比如同一局向的信令和話路數(shù)據(jù)要分布到不同的傳輸鏈路和不同的物理處理模塊上。愛立信設(shè)備對局數(shù)據(jù)的管理上分操作區(qū)和非操作區(qū)，平時都在非操作區(qū)進行局數(shù)據(jù)的制作，非操作區(qū)和操作區(qū)可以相互倒換，以使局數(shù)據(jù)生效。愛立信交換機某些局數(shù)據(jù)之間存在引用關(guān)系，如果有引用關(guān)系的數(shù)據(jù)需要修改或刪除，則先對所有被引用的數(shù)據(jù)實施同樣的操作。

3、結(jié)束語

從傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡向3G網(wǎng)絡過渡期間，核心網(wǎng)的軟交換改造已是各大運營商的大勢所趨。當技術(shù)逐漸趨向成熟后，軟交換在傳統(tǒng)網(wǎng)絡上的工程實施以及軟交換局的維護工作逐漸轉(zhuǎn)為過渡期間的關(guān)注問題，這方面的經(jīng)驗需要設(shè)備商、規(guī)劃設(shè)計單位、運營商工程和維護人員在實際項目中逐漸積累和分享。