ＧＳＭ网络Ａ接口ＩＰ化实现

黄　玲　郑屹峰

【摘要】AoIP是实现BSS-IP进程的一个重要阶段，文章在分析AoIP的标准和协议进展情况、技术实现方式的基础上，通过对现网引入AoIP驱动力的分析，提出了GSM网络AoIP的引入策略和建议。

【关键词】GSM AoIP IP承载网

1引言

随着无线技术的进步，我们已经逐步突破了空中接口的带宽瓶颈，主要的技术途径包括对有限的空中接口资源的利用方式（从TDMA到CDMA再到OFDMA）和利用效率（从低效但可靠的GMSK到高效的64QAM）的同时拓展。宽带化的需求在无线领域的发展脉络中变得越来越清晰，从2G到3G再到LTE，空中接口的带宽被一步步提高，甚至达到100M。上层的接口带宽需求也随之扩大，而IP化正可更好地适应这种带宽需求。在实现宽带化和IP化的无线网络中，移动网络所能承载的业务也更加多样化，语音、各种高速数据应用及视频应用逐一出现，其对移动网络IP化也提出了需求。目前，除了移动网络IP化的驱动力外，我们还关注如何从现有的移动网络基础着手，逐步实现全网的IP化。

全网IP化首先是核心网IP化，其次是无线网络IP化。核心网侧的IP化工作无论是从标准的制定，还是从主流设备厂商的支持力度来看，都是移动网络迈向IP化的第一步，也是目前为止得到大规模商用的一步。在中国移动的2G网络中，IP化的核心网已经体现在端局、汇接局和关口局等各个层面。AoIP是实现BSS-IP进程中的一个重要阶段。

2AoIP实现方式

对于A接口IP化的技术方案，根据TC设备在网络中所处的不同位置，目前有两种方案：

（1）在BSS中保留TRAU

Abis接口传送的是时空口的语音编码，即：FR/EFR/HR/AMR；A接口采用基于IP承载的G.711或其他编码。Nb接口传送的是AMR压缩语音编码，一次呼叫需要插入2次TC，涉及2次语音编码的转化。若在A接口侧也采用和核心网一样的AMR/Nb-UP/RTP/UDP/IP编码，那么可以减少一次编解码，提高效率。

（2）上移TRAU至核心网络MGW

Abis接口传送的是时空口的语音编码，即：FR/EFR/HR/AMR；A接口传送的语音编码与Abis接口相同，BSC需要完成的工作主要是IP封装处理。Nb接口传送的是压缩语音编码，理论上一次呼叫最多插入一次TC，采用TrFO时MGW不需要插入TC。

从网络发展趋势来看，TC上移更符合这一趋势，是未来演进的目标方案；从AoIP技术实现的复杂程度来看，TC上移技术方案较为简单；从对现网改造的难易程度来看，TC不上移方式则比较简单。

3AoIP引入分析

3.1 技术及网络的准备程度

AoIP引入的时机需要考虑3GPP标准的进展、IP承载网络的建设以及设备厂家现网支持能力。这些是引入AoIP的基础，以保证不同厂商AoIP的产品和实施方案能够在同一个标准框架内互联互通。

（1）AoIP标准化进展情况

 用户面标准进展情况

3GPP目前已完成了AoIP的SI（Study Item）工作，预计今年底会完成WI（Working Item）工作。中国移动通信集团也正在研究AoIP的标准。从3GPP组织的进展来看，A口IP标准化已在2008年底结束，各厂家根据标准研发和进行IOT测试则需要一年左右的时间。

 控制面（信令面）标准进展情况

目前基于M3UA/SIGTRAN的协议标准已比较成熟。M3UA是3GPP在R4中规定的信令传输协议；SIGTRAN（Signaling Transport Protocol）协议簇是IETF的SIGTRAN工作组制定的PSTN信令与IP互通规范，该协议簇支持通过IP网络传输传统电路交换网SCN（Switched Circuit Network）信令。SIGTRAN协议栈支持SCN信令协议分层模型定义的层间标准原语接口，从而保证已有的SCN信令应用可以未经修改地使用，同时利用标准的IP传输协议作为传输底层，通过增加自身的功能来满足SCN信令的特殊传输要求。

标准的进展情况决定了不同厂商AoIP的产品和实施方案能否在同一个标准框架内解决互联互通的问题。从目前来看，预计这一问题将在2009年底左右得到解决。

（2）承载网的规划

目前各运营商建立的IP专网主要针对核心网IP化的承载，还不具备A接口IP化的承载能力。因此在规划A接口IP化的同时，需要重点考虑承载网的规划。移动语音和数据等业务对网络的可靠性、QoS和安全等方面有较高的要求，对传统的以太网技术提出了挑战。另外由于A接口IP化涉及的网元数量较多，预计将采用分布实施的方式，在考虑承载网规划的同时需要充分考虑网络的前瞻性和可扩展性；同时也需要考虑今后Abis以及Gb IP化后的整体组网方案。IP承载网是引入AoIP的基础，从技术选择、经济性分析、评估、测试、设备采购到网络建设，预计需要一年的准备时间。

（3）设备的支持能力

AoIP涉及现网BSC、MGW以及MSC Server三类网元的配合。

根据对设备厂家的调研，MSC Server/MGW设备只需要做软、硬件升级即可基本支持AoIP，而现网BSC要支持AoIP则需要进行较大的改造，部分老型号的BSC设备则无法支持。

由表2可见，从现网设备的支持能力来看，目前只有少数厂家支持AoIP，大部分厂家要在2009年底左右才能支持。

综上，AoIP在网络中进行商用部署的时间预计在2009年下半年以后。

3.2 现阶段AoIP引入的驱动力

（1）提升效率

A接口上承载的为纯语音业务，相比IP传输承载，TDM的传输效率更高。

以Ater口为例，1E1可以传输124个压缩语音，传输效率为97%；如采用IP承载，理论上只能传54个话路，传输效率只有43.7%。

从端到端性能（语音质量/时延）角度看，目前TDM承载是最好方式。IP化会降低网络性能，IP路径越多，性能降低越多。

（2）节省配套资源

传统BSC存在大量窄带E1电路，配置/割接耗时费力，同时耗费大量DDF资源；且现阶段TDM电路不能共享，传输资源利用率低。采用AoIP的方式，可以节省配套设备资源，提高传输资源利用率。

（3）应对点对多点的需求

Multi-point A的引入，出现了点对多点的需求，使基于TDM的传输电路组织/维护变得复杂。采用AoIP可简化Multi-point A引入后的网络结构和A接口资源配置方式，有助于提升Multi-point A的组网效果。

根据以上分析，AoIP的引入对现网最大的作用在于可满足网络点对多点的网络需求。但由于目前A接口点到多点的需求并不急切，AoIP引入的优势不能得到充分体现，其引入并不紧迫。且现网厂家设备的支持力度和承载网的支持力度也不大，因此AoIP的引入应根据标准和设备的成熟情况逐步开展，建议在2010年左右开始在现网中部署。

4AoIP引入策略

AoIP顺应全业务/端到端网络面向IP网络的演进，是未来网络发展的目标。对于现有GSM网络而言，AoIP的引入应根据技术、设备成熟度以及网络的准备程度循序渐进地开展：

（1）从AoIP标准和设备的成熟度来看，AoIP预计可在2009年底以后大规模试点。从技术的先进性来看，AoIP组网应选择TC上移方式。

（2）近期在新建设备中推广TC上移到MGW，为后续AoIP的实施做准备。

（3）AoIP的改造应优先选择新建设备。对于原有设备，根据传输、设备改造的复杂度等，有选择地进行AoIP的改造。

（4）承载网的建设应现行，并重点关注承载网的可管理、可运营能力。

（5）AoIP和Iu-cs o IP共同推进。★

【作者简介】

黄玲：工程师，本科毕业于浙江工业大学，现任职于华信邮电咨询设计研究院有限公司，长期从事GSM/GPRS核心网规划设计，曾在《移动通信》发表文章《IMS给移动运营商带来的机遇与挑战》。

郑屹峰：高级工程师，硕士毕业于南京邮电学院，现就职于中国移动浙江公司，长期从事GSM/GPRS主网络规划与计划管理，曾在《邮电设计技术》、《通信世界》等发表文章，获2002年“中国移动通信集团一级技术人才”称号。

收稿日期：2009年2月5日