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R4核心網(wǎng)電路域組網(wǎng)方式分析

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作者:廣州杰賽通信規(guī)劃設(shè)計院 徐占達 時間:2007-03-28 來源:人民郵電報 收藏
隨著中國牌照發(fā)放的臨近,規(guī)劃設(shè)計已經(jīng)被提到議事日程上來。WCDMA與TD-SCDMA采用相同的架構(gòu),在進行的規(guī)劃設(shè)計時,組網(wǎng)方式問題是規(guī)劃的重心。在電路域引入了軟交換技術(shù),采用承載和控制相分離的結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了MSC Server(移動軟交換服務(wù)器)和MGW(媒體網(wǎng)關(guān))的物理分離,符合NGN的演進趨勢,并且可以減少機房、傳輸資源的使用,新業(yè)務(wù)部署快,使得運營、維護成本大大降低。隨著WCDMA 設(shè)備的成熟,采用組網(wǎng)已經(jīng)成為運營商的首選。WCDMA R4核心網(wǎng)在電路域中,通過引入基于軟交換的分層結(jié)構(gòu),將呼叫控制與承載層分離,同時信令和話音都可基于TDM、ATM或IP方式承載,所以R4核心網(wǎng)的組網(wǎng)方式,與傳統(tǒng)的2G存在較大差異。

承載層組網(wǎng)方式

移動網(wǎng)的最終發(fā)展目標(biāo)是話路和信令全IP承載,因此目前各運營商進行規(guī)劃時基本都是選擇IP網(wǎng)作為R4網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)。承載基于IP組網(wǎng)可以實現(xiàn)承載層MGW的完全扁平化,MGW不需要分層組網(wǎng),即TMSC Server不需要控制MGW,不需要分級語音傳送時直接進行MGW的端到端尋址和數(shù)據(jù)包發(fā)送,同時

可應(yīng)用所謂的免(無)聲碼器操作TrFO (Transcoder Free Operation)技術(shù),減少語音編解碼次數(shù),提高通信質(zhì)量。

控制層面組網(wǎng)方式

(1)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小的情況下采用單平面

R4的主要變化在于將R99的CS中(G)MSC分解成兩個功能實體,即(G) MSC Server與其控制的MGW。其中,(G)MSC Server主要用來完成對信令和呼叫的控制,而MGW則主要進行媒體流的處理。在這一模式中,(G)MSC Server與MGW之間采用H.248協(xié)議,(G)MSC Server之間采用BICC協(xié)議??梢杂赏籑SC Server來控制分布在各本地網(wǎng)的多個小容量MGW,MSC Server相對于R99MSC具有更大容量,交換局少、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小,可通過MSC Server間直連實現(xiàn)扁平化。網(wǎng)絡(luò)MSC Server處于一個平面,采用扁平化的全網(wǎng)狀連接,每一個MSC Server都和其它MSC Server存在直接信令聯(lián)系,只要相關(guān)信令通過MSC Server協(xié)商完成就可以建立端到端承載。采用扁平的話路網(wǎng)結(jié)構(gòu),無須話路匯接,在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小的情況下,MSC Server個數(shù)相對較少,每一個MSC Server配置到其它MSC Server的直接信令數(shù)據(jù)并不復(fù)雜,單平面路由方式可以滿足組網(wǎng)要求;而且不需要設(shè)置TMSC Server,這樣也減少了建網(wǎng)成本、降低了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度。但是單平面路由要求全網(wǎng)MSC Server都必須了解全網(wǎng)的路由結(jié)構(gòu),任一MSC Server的增加和減少,所有的MSC Server都必須作相應(yīng)的路由數(shù)據(jù)的修改。

(2)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大的情況下采用分級路由

從網(wǎng)絡(luò)管理維護角度考慮,隨著MSC Server個數(shù)的增多,在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的情況下,采用單平面路由方式,在一個MSC Server上配置其它MSC Server的數(shù)據(jù)非常復(fù)雜。而且隨著網(wǎng)絡(luò)的擴容,每增加一個MSC Server,就要在其它MSC Server配置相應(yīng)的路由數(shù)據(jù),維護和管理都相當(dāng)復(fù)雜。組大網(wǎng)時,如果大量MSC Server完全扁平化連接還將會浪費大量長途鏈路(TDM承載)和需要建立大量SCTP連接(IP承載),影響網(wǎng)絡(luò)的可擴展性和易維護性。因此采用分級形式,通過引入TMSC Server(或CMN)實現(xiàn)MSC Server間的被叫號碼分析及BICC信令轉(zhuǎn)接。采用分級路由方式、利用分級的TMSC Server進行呼叫信令的匯聚則可以解決上述問題。利用分級TM-SCServer,還能方便管理話務(wù)的流量流向。因此,R4核心網(wǎng)的路由方式選擇主要取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,對于中國的移動通信公眾網(wǎng),采用分級路由比較合理。

從技術(shù)角度看:在BICC信令不通過IPSTP轉(zhuǎn)發(fā)而是直接在MSC Server之間傳送的情況下,由于BICC信令承載在SCTP協(xié)議之上,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、MSC Server數(shù)量較多時,如果采用平面路由,MSC Server需要建立到其它目的MSC Server的SCTP偶聯(lián)鏈路,這在實際設(shè)備上很難做到。因此必須按照分級路由的方式采用匯接TMSC Server來減少局數(shù)據(jù)配置、收斂SCTP連接數(shù)。在MSC Server局間匯接采用BICC協(xié)議的情況下,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時引入TMSC Server也是必需的。PP協(xié)議在23.205中GMSC Server的流程描述中提到,作為可能的選擇,TMSC Server可以不控制承載。

(3)信令網(wǎng)是否分級

除BICC信令外,移動網(wǎng)的MAP/CAP等與移動性相關(guān)的信令,需要在MSC Server、HLR、SMSC、SCP等核心網(wǎng)設(shè)備間進行交互,數(shù)量大、方向多。信令網(wǎng)基于TDM或IP承載時,跨省的MAP/CAP信令交互需要引入 STP設(shè)備實現(xiàn)分級化組網(wǎng),省內(nèi)根據(jù)信令點設(shè)備的數(shù)量和分布情況決定是否引入STP。

TMSC Server的設(shè)置

MSC服務(wù)器與MSC服務(wù)器的局間采用BICC信令互通,局間尋址基于本局對被叫號碼及路由的分析結(jié)果。在大規(guī)模組網(wǎng)的情況下,不論采用TDM方式還是IP方式承載,任意端局之間網(wǎng)狀網(wǎng)互聯(lián)是不現(xiàn)實的做法,因此需要專門的匯接局 TMSC Server來進行BICC呼叫的匯接處理,TM-SCServer僅需負責(zé)被叫號碼的分析及BICC信令的轉(zhuǎn)接,將BICC呼叫控制消息轉(zhuǎn)接到本地 MSC Server。各區(qū)域的本地MSC Server將處理區(qū)域內(nèi)所有的本地呼叫。當(dāng)區(qū)域之間需要建立呼叫時,TMSC Server將在本地MSC服務(wù)器之間轉(zhuǎn)接呼叫控制信令,用于匯接不同大區(qū)或省際的BICC信令,實現(xiàn)呼叫路由快速建立。不需要負責(zé)任何承載面媒體網(wǎng)關(guān)的資源控制。

參考G/C網(wǎng)的建設(shè)經(jīng)驗,建網(wǎng)初期TMSC Server應(yīng)該以大區(qū)為中心設(shè)置,全國可以按照7~8個大區(qū)設(shè)置,每個大區(qū)設(shè)置一對,TMSC Server間網(wǎng)狀互連,采用兩級結(jié)構(gòu)可滿足網(wǎng)絡(luò)需求;后期隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大,省內(nèi)MSC服務(wù)器網(wǎng)元之間的局數(shù)據(jù)制作和維護難度越來越大,單個省內(nèi)MSC Server超過一定數(shù)量時,需要考慮以省為單位設(shè)置TMSC Server,采用三級匯接結(jié)構(gòu)。TMSC Server網(wǎng)元的引入,有利于組成全國性的大網(wǎng),滿足電信級運營的需求。

TMSC Server起MSC-S的匯聚和轉(zhuǎn)接作用,負責(zé)BICC分析和轉(zhuǎn)發(fā);無須控制MGW,即TMSC Server不需支持GCP協(xié)議;R4軟交換模式下,R4長途信令匯接網(wǎng)初期可以采用省內(nèi)和省際合一設(shè)置模式;媒體面通過IP承載網(wǎng)構(gòu)成扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 MGW不需要分層組網(wǎng),即MSC Server按分層設(shè)置,在本地網(wǎng)內(nèi)MSC Server采用網(wǎng)狀互連。



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