7号信令承载IP化组网方案探讨

孙媛

（中国移动通信集团设计院有限公司 北京 100080）

1 背景

近年来移动网络向“全IP化”发展的趋势越来越清晰。从中国移动网络演进情况来看，目前仍主要处于软交换阶段，近两年正在引入IMS域，但由于CS域的消亡、HLR向HSS的演进都将是一个长期的过程，7号信令和IP信令还将长期处于共存阶段。新引入和即将引入的IP信令均在IP承载网上直接进行疏通，采用扁平化方式组网。传统的7号信令仍在现有的分级组网的信令网中疏通，其承载方式的IP化是本文的研究重点。

2 STP、SP设备支持IP化情况

2.1 STP设备支持IP化情况

中国移动现网老版本的STP设备（华为C&C08 v7/v8版本、贝尔S1240 EC72/B2+版本）均不支持IP化改造。现网新型的STP设备（华为SPS、贝尔5020SG）目前作为TDM STP使用，改造支持IP信令承载时，除了加载相应的软件License以外，还需要进行处理板、接口板等硬件改造。

2.2 SP设备支持IP化情况

SP设备主要包括MSC、HLR、SGSN等核心网网元和SCP、SMSC等种类繁多的业务平台。

由于近年来中国移动对软交换和IP技术的大力应用，信令点可IP化的程度较高。在所有信令点中，以MSC Server设备数量为最多，且MSC Server已有部分信令（BICC、H.248）完成了IP承载的改造；SGSN为分组域设备，对其进行信令承载IP化改造较电路域设备更为容易，因此建议信令点的IP化可以从MSC Server和SGSN入手，逐步过渡到其他信令点设备。

3 信令网IP化承载组网方案

3.1 信令网IP化的阶段性建议

考虑到信令点SP的数量远远多于STP，信令承载IP化的工作将大量集中在信令点IP化上，并将持续较长时间；此外，如果STP先于SP进行IP化改造，IP STP还将不得不配置较多TDM接口，造成投资浪费。因此，本文建议在省内HSTP和LSTP的IP化之前，提前对信令点进行IP化改造，一方面可以在本地小范围内更好的验证IP承载信令的可靠性和安全性；另一方面，提前实施信令点的IP化后，一旦STP设备具备IP承载信令的能力，网内信令点至STP之间的A链路也可以迅速、平滑的进行IP化，便于加快全网信令IP化进程。信令网IP化分阶段工作如下：

第一阶段：引入IP STP设备。初期IP STP设备较少，STP之间尚不能大规模进行IP化组网，且信令点尚不能提供IP方式承载信令，IP STP仍只配置TDM端口和链路。

第二阶段：信令点IP化。新建网元应采用支持IP承载信令的设备，配置一定量的IP接口，在本地的新建网元之间优先使用IP方式承载信令；之后陆续改造现有可支持IP承载信令的网元，将TDM接口改造为IP接口，将本地网原TDM方式下的直联信令改为IP方式承载，在本地网内首先实现信令承载IP化。

第三阶段IP STP设备IP化。在信令点设备IP化逐步推进后，IP STP设备可以适时进行IP化工作，减少TDM接口的配置，增加IP接口的配置。

3.2 本地信令网的IP化及组网

一般地市的本地网内的信令点主要为MSC、GMSC和HLR。省会等大中城市还会集中设置有SGSN、SCP、SMSC等信令点，负责全省业务。

3.2.1 IP化信令点之间的组网

部分SP点设备实现IP化后，本地信令网内已IP化的信令点之间可以开设直联IP信令链路，相关接口信令协议栈如表1所示。

3.2.2 TDM信令点和IP化信令点之间的组网

原来具有直联关系的两个TDM信令点之间，当有一个信令点改造支持IP后，未能实现IP化改造的TDM信令点和IP信令点之间的互通有以下3种方式。

方式一：当省内LSTP仍为TDM STP时，TDM的信令点和IP信令点之间仍可以保持原来的直联信令关系不变，通过TDM信令链路进行互通，此时要求IP信令点兼有SG功能。

方式二：当省内LSTP已经为IP STP时，原具有直联关系的TDM信令点和IP信令点改为通过LSTP准直联转接，LSTP需要配置TDM和IP两种信令接口，并具有SG功能。

表1 信令点各相关接口信令协议栈

方式三：当省内LSTP已经为IP STP时，TDM信令点和IP信令点之间仍可以保持原来的直联信令关系，通过TDM信令链路进行互通，此时IP信令点需要配置TDM和IP两种信令接口，并具有SG功能。

3.3 省内长途信令网的IP化及组网

3.3.1 省内长途信令网A链路组网方案

省内长途信令网IP化需要本省引入新型的IP STP设备，当IP STP设备做省内LSTP使用时，有如下几种情况：场景一：省内原无LSTP设备，直接新建1对IP LSTP设备；场景二：省内已有TDM平台的LSTP设备，在此基础上又引入了1对IP LSTP设备；场景三：省内已有TDM平台的LSTP设备，采用1对新建的IP LSTP设备对原有LSTP进行替换。

上述3种场景中，由于各省的LSTP设备均为近年陆续建设，暂时无退网需求，基于设备利用率和投资效率考虑，省内无特殊原因一般不会采用新型IP STP替换老设备（即场景三），因此以下仅对场景一、二的组网方案进行讨论。

（1）场景一：省内新建1对IP LSTP，在纯TDM配置情况下，其组网原则同现网TDM的STP组网原则一致，可以选择采用二级、三级和二三级混合组网结构。以下对新建IP LSTP的各种可能情况进行分析。

*情况一：IP LSTP引入后，采用TDM配置、二级组网结构，当后续IP LSTP和省内部分信令点开始IP化后，此种情况下存在两种组网方式，如图1所示。

方式一：TDM信令点和IP化的信令点均仍采用二级组网结构不变，只将IP化信令点至IP LSTP的A链路改为IP方式承载，局数据均不用修改，但是需要IP化的信令点仍配置有TDM接口资源，对于新建的IP化信令点来说不合理。

方式二：TDM信令点仍采用二级组网结构不变，IP化信令点改为纯三级组网结构IP化的信令点无需再保留TDM接口资源，但需要IP LSTP与HSTP之间开设D链路，且IP LSTP需要根据信令点类型修改信令路由表，数据制作较方案一复杂。但随着TDM信令点的逐步减少，信令点将逐步改由IP LSTP接入，最终实现纯三级结构，网络较为清晰。因此从网络发展角度考虑，选择方式二较好。

*情况二：IP LSTP引入后，采用TDM配置、三级组网结构。

当省内信令点逐步开始IP化后，纯三级的组网结构仍不变，不对TDM信令点和IP信令点进行区分，只将IP化后信令点至IP LSTP的A链路改为IP方式承载。

*情况三：IP LSTP引入时，即主要采用IP配置（混合配置有少量TDM接口），此时建议选择二、三级组网结构。

此种场景为已经开始规模应用IP链路的情况，应尽量避免或减少IP LSTP的TDM接口配置。省内所有信令点原本全部接入原有的1对H/LSTP设备，当新建的1对IP LSTP设备入网时，只需将IP化后的信令点接入IP LSTP设备，原有的TDM信令点组网结构保持不变，此时IP LSTP可以最大限度的减少TDM接口配置，仅需要配置D链路所必须的TDM接口即可，需要进行数据修改的信令点也仅限于IP化的信令点。缺点在于，每个信令点IP化时，不仅需要修改自身数据，LSTP也需要进行数据修改，后续持续性的工作量较大。随着TDM信令点的逐步减少，信令点将逐步改由IP LSTP接入，最终实现纯三级结构，网络较为清晰。

图1 省内长途信令网引入IP LSTP后A链路组网场景一

由于场景一中的情况二、情况三组网结构比较简单，此处不再进行图示。

（2）场景二：省内已有TDM平台的LSTP设备，在此基础上又引入了1对IP LSTP设备。

方案一：重新划分省内信令汇接区，新建IP LSTP设备与现有TDM平台的LSTP设备采用分区汇接方式，分别负责省内不同本地网信令业务，属于不同信令汇接区的信令点需要通过两对LSTP之间的B链路进行互通,如图2所示。

当TDM LSTP负责的信令汇接区（图中汇接区A）中某个本地网的所有信令点均支持IP承载信令时，可以对这些信令点进行改造，并将该本地网从信令汇接区A调整到信令汇接区B，使这些网元至IP LSTP的A链路改为IP链路。通过这种方法逐步减轻原有TDM LSTP上的业务量，直至其最终退网，完成省内长途信令汇接网的承载IP化。

方案二：新引入1对IP LSTP，不改变省内现有LSTP的分区汇接情况，新建IP LSTP采用“全覆盖”方式组网。即：若省内原有1对TDM LSTP覆盖全省，新建IP LSTP后不进行分区，同样覆盖全省，TDM的信令点接入原有TDM LSTP，IP化的信令点通过IP链路接入IP LSTP。TDM信令点和IP化信令点之间的信令消息通过TDM LSTP和IP LSTP之间的B链路互通,如图3所示。

图2 省内长途信令网引入IP LSTP后A链路组网场景二

若省内原有多对TDM LSTP，已采用分区汇接方式对省内信令业务进行转接，新建IP LSTP后不破坏原有分区，只将全省IP化的信令点改为接入IP LSTP。省内TDM和IP化的信令点之间的信令要通过TDM LSTP和IP LSTP的两次转接进行疏通,如图4所示。

随着省内IP化信令点的逐步增多，接入TDM LSTP设备的信令点减少，接入IP LSTP设备的信令点增加，省内有可能建有多对IP LSTP，此时可以考虑对IP LSTP设备负责的本地网进行分区，建议尽量能与原TDM LSTP的分区情况一致，以减轻数据制作的复杂度、延续维护习惯。此时，同一信令汇接区内可能存在2对LSTP（1对TDM LSTP和1对IP LSTP），各信令点需要按是否支持IP化选择接入哪对LSTP。负责不同汇接区IP LSTP设备之间的B链路可以使用IP链路，协议栈使用M2PA/SCTP/IP。

图3 省内长途信令网引入IP LSTP后A链路组网场景二（方案二，全覆盖）

图4 省内长途信令网引入IP LSTP后A链路组网场景二（方案二，分区汇接）

随着TDM信令点的进一步减少，IP LSTP设备将在各汇接区中占主导地位，可以考虑部分TDM LSTP的退网，仅保留1对TDM LSTP设备采用全省全覆盖的方式负责TDM信令点的接入，并通过IP LSTP与IP信令点进行互通。

3.3.2 省内长途信令网D链路组网方案

对于二级组网结构，不存在D链路。

对于三级组网的情况下，省内LSTP和HSTP的之间的D链路有如下几种场景：

（1） 场景一：LSTP和 HSTP 全部为 IP STP。在LSTP和HSTP均支持IP信令接口的情况下，D链路可以采用IP链路，其组网方式同现网一致。

（2）场景二：成对LSTP为IP STP设备；HSTP一个为IP STP，一个为TDM STP。

省内在建设LSTP时均为成对建设，在设备选型时，1对LSTP均选用同一厂家的IP STP设备。而省际层面HSTP采用替换方式引入IP STP，根据各省具体情况，可能不会成对进行替换，则会出现该种情况。在这种情况下，又有以下两种可能的链路配置方式。

方式一：在IP化的LSTP和HSTP之间的D链路使用了IP链路，在TDM和IPSTP之间使用TDM链路。这种方式下，对于入省信令，同一个HSTP在同一种类型的链路上做负荷分担（如HSTP1在2个TDM链路组上做负荷分担，HSTP2在2个IP链路组上做负荷分担）；而对于出省信令，同一个LSTP却需要在不同类型的2个链路组上做负荷分担（如LSTP1和LSTP2均需要在TDM和IP两种链路上做负荷分担），理论上设备可以支持基于SCCP的静态负荷分担和基于SLS的动态负荷分担机制。由于同一信令流程中的来去信令可能会选择不同路由，在这种组网方式下，可能出现出入省信令一个走TDM链路一个走IP链路的情况，由于目前并不清楚在大业务量时，TDM和IP不同承载情况下的时延和QoS对信令流程有何程度的影响，因此建议该种组网方案在应用前应先进行试验。

方式二：在所有D链路上均使用TDM链路，组网同现网一致。

（3）场景三：成对LSTP（或HSTP）为IP STP设备，成对HSTP（或LSTP）为TDM STP设备。

各省的信令网发展过程中，省内LSTP和省际HSTP设备的演进速度可能不一致，则会产生此种情况，此时D链路只能选择TDM链路。

3.3.3 省内长途信令网的B链路和C链路

当省内存在2对或2对以上LSTP时，省内长途信令网存在B链路。目前现网上典型的大省（如广东、江苏、浙江等）省内多对LSTP的组网参照省际HSTP的组网原则，采用分平面的方式组网，即LSTP1、3、5……为一个平面，LSTP2、4、6……为一个平面，同一平面内网状组网，两个平面间通过成对的LSTP的C链路互通。

由于省内建设LSTP时均为成对建设，因此成对的LSTP只有全部为IP STP和全部为TDM LSTP两种，以图5中某省有A、B、C三个汇接区为例。

两对IP STP之间（如图中A、C汇接区LSTP）B链路SCCP层仍遵循TDM的分平面组网原则，MTP层路由可以采用网状组网结构（直达路由为主用，通过目的LSTP对之间C链路转接的为备用路由）。

两个汇接区为一对TDM LSTP和一对IP LSTP时（如图6中A、B汇接区），它们之间的B链路不能开设IP链路，仍使用TDM方式组网，组网原则同现网不变。

C链路使用何种类型主要取决于A链路、B链路和D链路的类型，当成对LSTP均为IP STP且A、B、D链路类型不同时，C链路可以使用IP链路；若A、B、D链路均为TDM链路时（即IP LSTP仍配置为TDM LSTP使用），此时C链路也没有必要使用IP链路。

3.4 省际长途信令网的IP化及组网

目前中国移动省际长途7号信令网由31各省各1对HSTP组成，B链路采用分A、B平面的组网方式。由于近期工程已经陆续采用替换方式在现网部分省份引入了支持IP的新型HSTP设备，因此当HSTP设备层面开始承载IP化时，B链路将呈现为TDM、IP混合组网方式。

3.4.1 场景一：两省成对的HSTP均为IP HSTP设备

如图6所示，A、C两省成对HSTP均被替换为IP STP。如果两省IP HSTP之间采用IP链路组网，根据中国移动研究院《IP信令网体制（V1.0.0）》,在整网TDM、IP HSTP混合组网的情况下，具有成对IP HSTP的两省之间B链路SCCP层仍遵循TDM的分平面组网原则，MTP层路由采用网状组网结构（直达路由为主用，通过目的省C链路转接的为备用路由）。

3.4.2 另一个平面有TDM HSTP和IP HSTP两种设备（或另一个平面均为TDM HSTP设备）

如图6所示，A省为1对IP HSTP，B省只有B平面设备为IP STP（如浙江）。如果两省IP HSTP之间采用IP链路组网，两省间只有HSTP1间的B链路可以使用IP链路，HSTP2之间B链路仍使用TDM链路，组网原则遵循现网原则。

3.4.3 场景三：一省为IP HSTP，另一省仍为TDM HSTP

如图6所示，在该种情况下，A、D两省之间的B链路不能开设IP链路，仍使用TDM方式组网，组网原则同现网不变。

图5 省内长途信令网引入IP LSTP后B链路、C链路组网示意图

图6 省际长途信令网IP化组网示意图

C链路使用何种类型主要取决于A链路、B链路和D链路的类型，当成对HSTP均为IP STP且A、B、D链路类型不同时，C链路可以使用IP链路；当成对HSTP一个为IP STP一个为TDM STP时，C链路使用TDM链路。