摘要 本文介紹了在移動(dòng)軟交換機(jī)下實(shí)現(xiàn)IP承載語音業(yè)務(wù)的組網(wǎng)方案,就該組網(wǎng)方案的各種保護(hù)機(jī)制進(jìn)行了簡要的說明。詳細(xì)介紹了對搭建在中國移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)上的軟交換IP承載語音網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)性能指標(biāo)的測試,充分驗(yàn)證了該實(shí)現(xiàn)方式的高可靠性,完全能夠達(dá)到電信級網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行水平的要求。
隨著市場競爭的加劇,運(yùn)營商也面臨著越來越大的成本效益壓力;谲浗粨Q技術(shù)和IP技術(shù)構(gòu)建的下一代核心網(wǎng)成為全球各大運(yùn)營商的首選。它采用分層開放的體系架構(gòu)。運(yùn)營商可以在業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)下利用這個(gè)開放的體系架構(gòu)靈活實(shí)現(xiàn)自己的網(wǎng)絡(luò)解決方案,并通過業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的不斷融合提高企業(yè)的競爭能力。利用控制和承載相分裂的軟交換技術(shù)可以大大降低網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本和運(yùn)營成本。通過實(shí)際案例分析和計(jì)算,采用移動(dòng)軟交換技術(shù)可以使核心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本降低50%。同時(shí),由于采用IP承載語音技術(shù),與傳統(tǒng)的TDM承載相比,大大的節(jié)省了傳輸帶寬,降低了成本(采用壓縮編解碼格式比G.711編碼格式至少可以節(jié)省50%的帶寬,另外,靜音檢測技術(shù)(VAD,Voice Activity Detection)至少可節(jié)省超過30%帶寬),簡化現(xiàn)有分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。中國移動(dòng)于2004年開始在省際層面建設(shè)了覆蓋全國31個(gè)省的全I(xiàn)P架構(gòu)的軟交換匯接網(wǎng),并且于2006年開始,將接入路由器(AR)向下延伸到省內(nèi)具有業(yè)務(wù)承載需求的地市。從2005年開始,在本地網(wǎng)層面引入TDM承載的軟交換設(shè)備。目前,軟交換在技術(shù)上已經(jīng)成熟,提供業(yè)務(wù)的能力也得到了驗(yàn)證,2G軟交換IP承載話音具備了實(shí)現(xiàn)的條件。是中國移動(dòng)核心網(wǎng)電路域演進(jìn)的必由之路。
1、組網(wǎng)方案
1.1 IP承載網(wǎng)性能指標(biāo)要求
由于不是面向電信業(yè)務(wù)運(yùn)營需求而設(shè)計(jì),傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)存在較大差距,具有網(wǎng)絡(luò)可靠性不高、QoS難以得到保證、網(wǎng)絡(luò)極不安全以及沒有相應(yīng)的管理手段,不利于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、運(yùn)營和維護(hù)等缺點(diǎn)。
IP承載網(wǎng)作為語音、數(shù)據(jù)、多媒體信息的承載平臺,必須具有很高的可用性,能夠長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。除了可靠性要求外,IP承載網(wǎng)還需要滿足軟交換業(yè)務(wù)的QoS及吞吐量要求,一般需要提供POS 155Mbit/s或GE鏈路到接入站點(diǎn)。IP承載網(wǎng)要滿足以下5大原則。
(1)大容量、多業(yè)務(wù)線速性能:滿足核心網(wǎng)的大容量、高性能的要求,并全面滿足核心網(wǎng)對可靠性、QoS、IPv6/MPLS/多播、安全等方面的要求;
(2)注重實(shí)效的QoS解決方案:QoS解決方案不單純是設(shè)備QoS技術(shù),需要借鑒傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)、CAC控制機(jī)制,結(jié)合IP/MPLS DiffServ,QoS測量和再部署,實(shí)現(xiàn)可長期經(jīng)營和維護(hù)的QoS解決方案;
(3)出色的可靠性解決方案:核心網(wǎng)采用核心設(shè)備達(dá)到5個(gè)9(99.999%)的可靠性指標(biāo)。全網(wǎng)部署B(yǎng)FD等快速故障檢測技術(shù),啟動(dòng)快速路由收斂,部署不間斷轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)快速故障收斂,提高網(wǎng)絡(luò)可靠性;
(4)全面的安全解決方案:提供完善的設(shè)備級、鏈路級和網(wǎng)絡(luò)級安全解決方案;
(5)可運(yùn)營、可管理的網(wǎng)絡(luò)管理手段:網(wǎng)元管理、VPN/QoS業(yè)務(wù)管理、流量采集和性能監(jiān)測等,豐富的報(bào)表和完善的界面,提高維護(hù)效率,有效降低OPEX(Operating Expense)。
特別的,結(jié)合ITU-TG.114,ITU-TY.1541,3GPPTS22.105V4.3.0,中國移動(dòng)相關(guān)規(guī)范,IP承載網(wǎng)針對語音業(yè)務(wù)和信令業(yè)務(wù),QoS指標(biāo)要滿足表1要求。
表1 QoS指標(biāo)
語音業(yè)務(wù)QoS要求 | 信令業(yè)務(wù)QoS要求 | |
單向端到端傳輸時(shí)延 | <50ms | <100ms |
IP承載網(wǎng)的抖動(dòng) | <10ms | <10ms |
丟包率 | <1% | <0.1% |
1.2 組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)
1.2.1 網(wǎng)絡(luò)組織原則
采用IP方式承載的MGW采用全網(wǎng)扁平化一級組網(wǎng)模式,MGW之間的話務(wù)不再經(jīng)過匯接,直接通過底層IP專用承載網(wǎng)進(jìn)行疏通,采用RTP/RTCP/UDP/IP協(xié)議棧通信。
MSC Server之間通過IP網(wǎng)相連,采用BICC協(xié)議通信。省際層面引入CMN,完成省際號碼分析和信令鏈路匯聚兩部分功能。省內(nèi)不同MSC Server間直接互通。
根據(jù)以上原則,中國移動(dòng)集團(tuán)研究院設(shè)計(jì)了如圖1所示的系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
圖1 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
MSC Server A到MSC Server B在SCTP層為單偶聯(lián),存在兩條通路。正常情況下MSC Server A與MSC Server B的傳送路由為圖中主用(淺灰色)通路(MSC Server A-LAN Switch-CE1-AR1-AR1-CE1-LAN Switch-MSC Server B),當(dāng)主用通路出現(xiàn)故障時(shí),發(fā)生SCTP端口倒換,MSC Server A→MSC Server B的傳送路由切換為備用(深灰色)通路(MSC Server A-LAN Switch-CE2-AR2-AR2-CE2-LAN Switch-MSC Server B)。
媒體流工作在主備方式,一對IP接口板工作在主備,每塊IP接口板出1個(gè)GE接口。媒體流存在兩條路徑,主用路徑(淺灰色)(MGW A-LAN Switch-CE1-AR1-AR1-CE1-LAN Switch-MGW B),備用路徑(深灰色)(MGW A-LAN Switch-CE2-AR2-AR2-LAN Switch-CE2-MGW B)。正常情況下媒體流運(yùn)行在主用路徑上,異常情況下媒體流運(yùn)行在備用路徑上。
1.2.1.1 主要設(shè)備技術(shù)要求
(1)MSC Server:通過接入A接口的控制面實(shí)現(xiàn)對2G BSS的接入控制,通過Mc接口控制MGW,并提供呼叫控制和移動(dòng)性管理功能。對于BICC承載建立方式,在不啟用TrFO和啟用TrFO的情況下都應(yīng)按“前向延遲不通知方式”建立承載。為了保證軟交換系統(tǒng)的正確接入,要求軟交換機(jī)MSC Server/VLR支持SCTP多歸屬機(jī)制;
(2)MGW:MGW支持在軟交換機(jī)的控制下完成分組語音編解碼之間的轉(zhuǎn)換和互通,包括AMR編碼語音與G.711編碼語音之間的轉(zhuǎn)換。為了保證軟交換系統(tǒng)的正確接入,要求與軟交換機(jī)MSC Server/VLR之間的信令鏈路支持SCTP多歸屬機(jī)制;
(3)MGW內(nèi)置SG:用于轉(zhuǎn)接BSSAP及互通ISUP信令。MGW內(nèi)置SG可以采用M3UA代理方式轉(zhuǎn)接BSSAP信令。考慮到將來網(wǎng)絡(luò)引入A-Flex功能的需求,MGW內(nèi)置SG也可以采用M3UA轉(zhuǎn)接點(diǎn)方式轉(zhuǎn)接BSSAP信令。在這種情況下,要求接入到該MGW的所有BSC均支持多信令點(diǎn)功能。要求MGW內(nèi)置SG,轉(zhuǎn)接ISUP信令時(shí)工作在M3UA轉(zhuǎn)接點(diǎn)方式;
(4)GMSC Server和GMGW:即關(guān)口局軟交換機(jī)和關(guān)口局媒體網(wǎng)關(guān)。主要負(fù)責(zé)疏通端局與他網(wǎng)的互連互通話務(wù)和本地網(wǎng)內(nèi)IP承載的軟交換端局和TDM端局間的互通話務(wù)。(當(dāng)本地網(wǎng)內(nèi)IP承載的軟交換端局和TDM端局間不具備直達(dá)電路設(shè)置條件時(shí),端局間的話務(wù)由IP關(guān)口局轉(zhuǎn)接疏通)。GMGW具備內(nèi)置信令網(wǎng)關(guān)SG,支持其它TDM網(wǎng)元與該GMGW所歸屬的GMSC Server互通時(shí)SS7信令基于SIGTRAN方式的轉(zhuǎn)接;
(5)CMN:即呼叫協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)全網(wǎng)被叫號碼分析及省際軟交換機(jī)之間信令鏈路的匯聚。CMN不需支持Mc接口、不需控制MGW。以省或大區(qū)為中心設(shè)置。
1.2.1.2 主要接口協(xié)議要求
(1)Nc接口:MSC Server之間、GMSC Server與MSC Server之間、CMN與(G)MSC Server之間、以及CMN之間通過Nc接口連接。該接口基于IP承載,接口協(xié)議棧為BICC/M3UA/SCTP/IP。對于BICC承載建立方式,在不啟用TrFO和啟用TrFO的情況下都應(yīng)按“前向延遲不通知方式”建立承載。Nc接口支持SCTP多歸屬機(jī)制;
(2)Mc接口:MSC Server與MGW之間、GMSC Server與GMGW之間通過Mc接口連接。該接口基于IP承載和H.248協(xié)議。Mc接口支持SCTP多歸屬機(jī)制;
(3)Nb接口:Nb接口是MGW之間、MGW與GMGW之間的接口。該接口基于IP承載,語音編解碼采用AMR2 12.2kbit/s,接口承載協(xié)議棧為RTP/UDP/IP。對于IP承載語音的軟交換網(wǎng),其承載層采用全網(wǎng)扁平化組網(wǎng)模式,任意兩個(gè)MGW之間的媒體流直接通過IP專用承載網(wǎng)進(jìn)行疏通,不再經(jīng)過其它媒體網(wǎng)關(guān)進(jìn)行中間轉(zhuǎn)接;
(4)ISUP協(xié)議接口:R4軟交換機(jī)與TDM交換機(jī)(2G MSC/GMSC)互通的ISUP信令,由MGW內(nèi)置的SG進(jìn)行轉(zhuǎn)接。TDM交換機(jī)與SG之間仍采用TDM方式承載,其協(xié)議棧為ISUP/MTP(E1);MGW內(nèi)置SG與軟交換機(jī)之間采用IP承載,其協(xié)議棧為ISUP/M3UA/SCTP/IP,其中的SCTP協(xié)議應(yīng)支持多歸屬機(jī)制。
1.2.2 軟交換設(shè)備主要接口保護(hù)機(jī)制
軟交換設(shè)備接口的保護(hù)可以在承載層面和軟交換業(yè)務(wù)層面實(shí)現(xiàn)多層保護(hù)。
軟交換設(shè)備間主要接口包括Mc口(Server與MGW間)、Nc口(Server間)、Nb口(MGW間)。Mc/Nc采用SCTP多歸屬進(jìn)行保護(hù)。軟交換上處理Nb口流量業(yè)務(wù)的單板一般都是主備工作,可以進(jìn)行主備保護(hù)。
1.2.2.1 SCTP多歸屬保護(hù)
每個(gè)SCTP偶聯(lián)的端點(diǎn)有多個(gè)IP地址,例如圖2中的R4 MSC1和R4 MSC2之間,使用SCTP偶聯(lián)連接,R4 MSC1上使用IP地址IP1和IP2,R4 MSC2上使用IP地址IP3和IP4。
圖2 SCTP多歸屬保護(hù)
當(dāng)默認(rèn)的首選地址出現(xiàn)通信故障時(shí)自動(dòng)倒換到備用的IP通路上。假定IP1和IP3分別是兩個(gè)MSC的首選IP地址,正常情況下,包含信令消息的IP包是從IP1發(fā)給IP3或者是從IP3發(fā)給IP1,在IP2和IP4之間使用SCTP的HeartBeat消息進(jìn)行IP通信狀態(tài)的監(jiān)測。
當(dāng)信令消息從IP1發(fā)給IP3時(shí),在發(fā)送端會使用定時(shí)器等待對方的接收確認(rèn),如果收到對端的確認(rèn)表示數(shù)據(jù)已經(jīng)完成傳輸,如果是發(fā)生定時(shí)器超時(shí),則意味著消息丟失或者發(fā)生了較大的擁塞延時(shí)。發(fā)送端則在備用的IP地址上重傳這個(gè)數(shù)據(jù)消息,以保證對端能夠及時(shí)的接收到這個(gè)數(shù)據(jù)消息。當(dāng)某個(gè)IP通路上連續(xù)發(fā)生了多次傳遞消息失敗,達(dá)到了設(shè)定的Path.Max.Retrans次數(shù),則這個(gè)IP通路被標(biāo)記為不可用,所有的數(shù)據(jù)消息都被倒換到其余的IP通路上傳遞。
倒換時(shí)間和設(shè)置的HeartBeat間隔及RTO設(shè)置有關(guān)。
1.2.2.2 MGW上Nb口保護(hù)
MGW檢測Nb口單板的工作狀態(tài),當(dāng)SCTP主用通路故障之后,SCTP備用通路所在的單板立即接管控制權(quán),切換在1s內(nèi)完成;處理Nb口業(yè)務(wù)的單板均支持標(biāo)準(zhǔn)BFD功能,可以快速檢測鏈路中斷異常,具備網(wǎng)關(guān)間自動(dòng)切換功能,可與網(wǎng)關(guān)配合完成BFD功能。如圖3中所示兩處站點(diǎn)異常會導(dǎo)致主備單板切換,倒換成功后MGW信令面和用戶面新的路由如箭頭所示。
圖3 Nb口保護(hù)
1.2.3 LAN Switch的引入
配置兩臺LAN Switch,兩臺LAN Switch之間用多條FE或GE鏈路連接,LAN Switch配置LACP協(xié)議,將LAN Switch之間的多條物理鏈路捆綁為一條邏輯鏈路,保證LAN Switch之間連接的可靠性。
在LAN Switch上對應(yīng)Nc口業(yè)務(wù)、Mc口業(yè)務(wù)、Nb口業(yè)務(wù)、網(wǎng)管、計(jì)費(fèi)等不同的業(yè)務(wù)劃分多個(gè)VLAN,每個(gè)VLAN只處理一種業(yè)務(wù),隔離媒體、信令、網(wǎng)管、計(jì)費(fèi)等數(shù)據(jù)流。實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)之間的隔離。
主用Switch異常,將導(dǎo)致軟交換設(shè)備相關(guān)主備單板檢測到主板的網(wǎng)口異常,切換到備板。同時(shí)由于CE間啟用VRRP協(xié)議,當(dāng)主用Switch故障時(shí),也立即產(chǎn)生VRRP切換,保證業(yè)務(wù)的正常進(jìn)行,VRRP可以設(shè)置fast-interval至100ms,中斷的時(shí)間在300ms左右,如不調(diào)整VRRP定時(shí)器值,缺省情況1s左右完成切換,推薦使用VRRP缺省配置。切換成功后新的路由如圖4中箭頭所示。
圖4 引入LAN Switch
1.2.4 CE的引入
配置兩臺CE,CE之間用一條FE或GE直連,CE啟用VRRP協(xié)議,VRRP虛地址作為MSC Server和MGW的網(wǎng)關(guān)。CE和LAN Switch采用口字型連接方式。CE與IP Backbone之間采用GE鏈路連接。CE對外接口和骨干網(wǎng)的AR啟用動(dòng)態(tài)路由協(xié)議IS-IS,如圖5所示。當(dāng)主用鏈路中斷之后,通過動(dòng)態(tài)路由匯聚到備用鏈路上。在不啟用快速動(dòng)態(tài)路由時(shí)的收斂時(shí)間在1~2s左右,啟用快速動(dòng)態(tài)路由fast OSPF,收斂時(shí)間在1s以內(nèi)。
圖5 引入CE
同樣的需要在CE上劃分VPN,邏輯上隔離不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用。CE需要支持多VRF以分離各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流,通過LAN Switch的VLAN ID映射到路由器的不同VRF上(由于各種業(yè)務(wù)分別在不同VLAN,因此映射到不同VRF),通過此方式在交換機(jī)和路由器上隔離信令、媒體、網(wǎng)管、計(jì)費(fèi)等數(shù)據(jù)流。CE與AR之間運(yùn)行兩個(gè)OSPF進(jìn)程,分別用于信令流VRF和媒體流VRF。
由于CE啟用VRRP協(xié)議,當(dāng)CE故障,也立即產(chǎn)生VRRP切換,保證業(yè)務(wù)的正常進(jìn)行。VRRP可以設(shè)置fast-interval至100ms,中斷的時(shí)間在300ms左右,如不調(diào)整VRRP定時(shí)器值,缺省情況1s左右完成切換,推薦使用VRRP缺省配置。
2、網(wǎng)絡(luò)性能測試評估
按照上述組網(wǎng)方法,我們在湖南的吉首和懷化兩地搭建了相應(yīng)的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)。MSC Server和MGW采用中興公司的ZXWN系統(tǒng),CE采用Juniper公司的M10i路由器,AR選用阿爾卡特公司SR 7750路由器,LAN Switch用的是中興公司的ZXR10 3928。使用Autoload(大話務(wù)發(fā)生器)、Cloud(IP損傷發(fā)生器)、Ethereal(Nc、Nb和Mc接口抓包和解碼)、HRping(測試路由收斂時(shí)間)、GL-VQT(測試客觀語音質(zhì)量)等工具對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了全面的測試以驗(yàn)證其性能。
測試組網(wǎng)圖如圖6所示。
圖6 測試組網(wǎng)圖
呼叫模擬器模擬A接口,發(fā)起的呼叫,話務(wù)量為10CAPS局間呼叫和4CAPS局內(nèi)呼叫,呼叫時(shí)長統(tǒng)一為60s。用HRping測量故障收斂時(shí)間。
測試分5大部分:(1)故障對業(yè)務(wù)的影響;(2)IP接口網(wǎng)絡(luò)損傷測試;(3)語音質(zhì)量測試;(4)系統(tǒng)功能測試;(5)系統(tǒng)兼容性測試。
2.1 故障對業(yè)務(wù)的影響(如表2所示)
表2 測試情況
從測試結(jié)果來看,由于采用了多種保護(hù)機(jī)制,不論系統(tǒng)發(fā)生何種故障均沒有發(fā)生呼叫業(yè)務(wù)中斷的情況。說明該網(wǎng)絡(luò)擁有非常高的可靠性。
中興軟交換設(shè)備信令流Mc、Nc接口開啟SCTP多歸屬保護(hù),對每個(gè)SCTP偶聯(lián)的端點(diǎn)有兩個(gè)IP地址,兩個(gè)地址配置在負(fù)荷分擔(dān)的SIGIPI接口板上,共有兩個(gè)物理通路。主用通路為接口板1-LAN Switch1-CE1-AR1,備用通路為接口板2-LAN Switch2-CE2-AR2。
當(dāng)主用接口板到LAN Switch 1間鏈路故障時(shí),SCTP多歸屬起作用,數(shù)據(jù)經(jīng)備用板、備用通路重傳,主用通路的重傳達(dá)到5次,發(fā)生SCTP多歸屬倒換,鏈路故障消失后,數(shù)據(jù)會倒回到主用通路上。在這個(gè)過程中,可以看到SCTP的倒回。
當(dāng)主用通路LAN Switch1和CE1間鏈路故障時(shí),發(fā)生VRRP收斂,在VRRP收斂過程中,主用通路的數(shù)據(jù)在備用通路上重傳,VRRP收斂完成后,數(shù)據(jù)倒回主用通路。在這個(gè)過程中,可以看到SCTP的跳變。
當(dāng)主用通路上的CE1、AR1故障時(shí),發(fā)生承載網(wǎng)動(dòng)態(tài)路由的收斂,在收斂過程中,主用通路的數(shù)據(jù)在備用通路上重傳,路由收斂完成后,數(shù)據(jù)倒回主用通路。在這個(gè)過程中,可以看到SCTP的跳變。
備用接口板故障,只會產(chǎn)生偶聯(lián)備用通路斷鏈,對主用通路上的信令流不會產(chǎn)生影響。
在備用通路上的LAN Switch故障、CE2故障不會對主用通路上的信令流產(chǎn)生影響。
中興軟交換設(shè)備Nb口媒體流采用兩塊IPI接口板,配置為主備方式,支持負(fù)荷分擔(dān),當(dāng)主用單板接入鏈路故障時(shí),立即發(fā)生倒換,未發(fā)現(xiàn)對局間呼叫業(yè)務(wù)有影響。
CE1和CE2配置了VRRP,VRRP虛地址作為MSC Server信令流和MGW的網(wǎng)關(guān)。媒體流在CE1上主用,當(dāng)CE1故障(或LAN Switch故障或VRRP心跳通路故障時(shí)),CE2轉(zhuǎn)為主用,對呼叫業(yè)務(wù)不會產(chǎn)生影響。
當(dāng)承載網(wǎng)內(nèi)的路由器間故障時(shí),發(fā)生路由收斂,路由收斂過程中產(chǎn)生的丟包未發(fā)現(xiàn)呼損。
LAN Switch故障測試,使得系統(tǒng)配合VRRP進(jìn)行使用。隔離了CE和站點(diǎn)軟交換之間的關(guān)聯(lián),不論VRRP如何浮動(dòng),與站點(diǎn)相關(guān)性都會比較小,使得CE真正的獨(dú)立進(jìn)行備份。
2.2 IP接口網(wǎng)絡(luò)損傷測試(如表3所示)
表3 IP接口網(wǎng)絡(luò)損傷測試
接口 | 參數(shù) | 呼損 | 備注 |
Mc接口 | AF41,時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率分別為(40ms,5ms,0.5%) | 0 | |
60ms、10ms、0.5% | 0 | ||
80ms、10ms、0.5% | 0 | ||
100ms、10ms、1% | 0 | ||
Nc接口 | 40ms、5ms、0.5% | 0 | |
60ms、10ms、0.5% | 0 | ||
80ms、10ms、0.5% | 0 | ||
100ms、10ms、1% | 0 | ||
Nb接口 | 40ms、5ms、0.5% | 0 | |
60ms、10ms、0.5% | 0 | ||
80ms、10ms、0.5% | 0 | ||
100ms、10ms、1% | 0 |
參數(shù)均為時(shí)延、抖動(dòng)和丟包進(jìn)行羅列。
表4 語音在IP承載上的理論帶寬參考
啟用VAD(激活因子參考0.6) | 不啟用VAD | |
AMR 12.2kbit/s | 29.5kbit/s | 45.5kbit/s |
G.711,5ms | 120.8kbit/s | 195.6kbit/s |
G.711,10ms | 81.5kbit/s | 130kbit/s |
G.711,20ms | 64.8kbit/s | 97.2kbit/s |
參數(shù)均為時(shí)延、抖動(dòng)和丟包進(jìn)行羅列。
表4 語音在IP承載上的理論帶寬參考
測試項(xiàng)目 |
次數(shù) | 測試項(xiàng)目 | 備注 |
IP承載的軟交換端局局間(語音編解碼采用AMR2 12.2kbit/s,開啟VAD) | 1 | 優(yōu) | |
2 | 優(yōu) | ||
3 | 優(yōu) | ||
IP承載的軟交換端局局間(語音編解碼采用AMR2 12.2kbit/s,關(guān)閉VAD) | 1 | 優(yōu) | |
2 | 優(yōu) | ||
3 | 優(yōu) | ||
IP承載的軟交換端局局內(nèi)(語音編解碼采用G.711,開啟VAD) | 1 | 優(yōu) | |
2 | 優(yōu) | ||
3 | 優(yōu) | ||
IP承載的軟交換端局局內(nèi)(語音編解碼采用G.711,關(guān)閉VAD) | 1 | 優(yōu) | |
2 | 優(yōu) | ||
3 | 優(yōu) | ||
IP承載的軟交換端局局間(語音編解碼采用G.711,開啟VAD) | 1 | 優(yōu) | |
2 | 優(yōu) | ||
3 | 優(yōu) | ||
IP承載的軟交換端局局間(語音編解碼采用G.711,關(guān)閉VAD) | 1 | 優(yōu) | |
2 | 優(yōu) | ||
3 | 優(yōu) | ||
IP端局到TDM端局的呼叫 | 1 | 優(yōu) | |
2 | 優(yōu) | ||
3 | 優(yōu) | ||
IP端局到TDM端局的切換 | 1 | 優(yōu) | |
移動(dòng)用戶呼叫PSTN | 1 | 優(yōu) | |
2 | 優(yōu) |
參數(shù)均為時(shí)延、抖動(dòng)和丟包進(jìn)行羅列。
在Nc、Nb和Mc接口分別增加模擬損傷儀表,時(shí)延、抖動(dòng)和丟包達(dá)到最大的100ms、10ms、1%,沒有呼損產(chǎn)生。中興軟交換設(shè)備在Nc、Nb和Mc接口的抗干擾滿足要求。在啟用SCTP多歸屬的情況下,為業(yè)務(wù)的正常進(jìn)行提供了更多的保障。
2.3 語音質(zhì)量測試
2.3.1 主觀語音質(zhì)量測試(如表5所示)
表5 主觀語音質(zhì)量測試
測試項(xiàng)目 | 語音質(zhì)量(20組的平均值) | 備注 |
IP承載的軟交換端局局內(nèi)(語音編解碼采用G.711,關(guān)閉VAD) | 3.2 | |
IP承載的軟交換端局局內(nèi)(語音編解碼采用G.711,開啟VAD) | 3.12 | |
IP承載的軟交換端局局間(語音編解碼采用AMR2 12.2kbit/s,關(guān)閉VAD) | 3.05 | |
IP承載的軟交換端局局間(語音編解碼采用AMR2 12.2kbit/s,開啟VAD) | 3.03 | |
IP承載的軟交換端局局間(語音編解碼采用G.711,關(guān)閉VAD) | 3.1 | |
IP承載的軟交換端局局間(語音編解碼采用G.711,開啟VAD) | 3.09 | |
TDM端局局間呼叫語音質(zhì)量 | 3.11 | 傳統(tǒng)TDM交換網(wǎng)的語音質(zhì)量 |
測試表明關(guān)閉VAD和打開VAD的差異很;建議在以后的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中使用VAD的方式。通過使用靜音監(jiān)測來減少了網(wǎng)絡(luò)的流量。
測試表明使用G.711和使用AMR2 12.2kbit/s,主觀感覺上差異很小;建議在以后的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中使用AMR2 12.2kbit/s的方式,從而減少網(wǎng)絡(luò)的流量。
2.3.2 客觀語音質(zhì)量測試(如表6所示)
表6 客觀語音質(zhì)量測試
打開和關(guān)閉VAD對語音質(zhì)量的影響比較小,但是對于網(wǎng)絡(luò)流量的傳輸會比較大;打開VAD,等于為語音增加了一個(gè)激活因子,如果以激活因子0.6來計(jì)算,則會減少約30%的帶寬,因此建議開啟VAD功能。
利用儀器直接測試現(xiàn)網(wǎng),數(shù)值為3.11;因?yàn)楸敬螠y試使用的是室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室功率很小的基站,如果忽略這個(gè)因素對語音質(zhì)量的影響,則移動(dòng)軟交換端局和移動(dòng)TDM端局基本一致,從客觀語音評測的角度來看,移動(dòng)軟交換端局的IP承載,并不會降低原有TDM的語音質(zhì)量。
2.3.3 語音質(zhì)量測試結(jié)果
采用中興軟交換架構(gòu)的核心網(wǎng),對于局內(nèi)軟交換語音質(zhì)量沒有影響,基本與現(xiàn)網(wǎng)一致或略高。
對于局內(nèi),打開和關(guān)閉VAD,對客觀話音質(zhì)量評價(jià)的結(jié)果影響較小。
對于局間采用AMR2和G.711,打開和關(guān)閉VAD,對話音影響也是很小;考慮IP承載后的網(wǎng)絡(luò)間話音流量,建議采用AMR2,并打開VAD。
2.4 系統(tǒng)功能測試
系統(tǒng)功能測試就是在軟交換IP承載網(wǎng)上測試所有中國移動(dòng)現(xiàn)在已經(jīng)開展的各種業(yè)務(wù)。通過對所有業(yè)務(wù)類別進(jìn)行測試(在此不一一列出)之后驗(yàn)證了軟交換IP承載網(wǎng)完全能夠支持所有業(yè)務(wù)的承載,而且能夠達(dá)到或超過傳統(tǒng)TDM網(wǎng)的性能水平。
2.5 設(shè)備兼容性測試
在上述測試的基礎(chǔ)上,我們還在中國移動(dòng)統(tǒng)一組織下實(shí)施了第二階段測試:同一省內(nèi)不同的軟交換設(shè)備廠家之間的IP承載語音的測試,驗(yàn)證了不同軟交換設(shè)備之間完全能夠在IP承載網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的互通;在此之后進(jìn)行了第三階段測試:跨省測試。通過在省際層面引入CMN(呼叫協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)),來完成全網(wǎng)被叫號碼分析及省際軟交換機(jī)之間信令鏈路的匯聚,驗(yàn)證了全國軟交換之間及全國軟交換和TDM局之間在IP承載網(wǎng)上業(yè)務(wù)互通的能力。以上所有的測試都得到了優(yōu)良的測試結(jié)果。
3、結(jié)束語
通過3個(gè)階段的現(xiàn)網(wǎng)測試,充分驗(yàn)證了中國移動(dòng)軟交換IP承載網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性及承載業(yè)務(wù)的能力。按照該方案建設(shè)的核心網(wǎng)完全能夠達(dá)到電信級網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行要求。而且,中國移動(dòng)也將從今年開始在全國推廣該方案,以完成傳統(tǒng)TDM網(wǎng)到下一代網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn),為將來用戶多樣化、個(gè)性化的業(yè)務(wù)需求提高強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支撐能力。