关于移动软交换网络IP接入技术的相关分析

2016-01-02广西通信规划设计咨询有限公司

电子制作 2016年22期

梁歆广西通信规划设计咨询有限公司

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由于软交换既能执行基于硬件的传统电话交换机相同的功能，又能同时处理IP通信，轻松整合电路交换和分组交换，一时间成为电信行业中倍受青睐的时髦用语。以Internet为代表的分组交换网络的兴起，立足于分组交换网络上构建下一代网络能够统一向用户提供数据、语音、视频等多媒体综合业务，成为业界的共识。

移动软交换网路；IP接入技术

软交换的概念最早起源于美国。根据国际软交换论坛ISC定义，软交换是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相互分离的设备和系统。交换技术是为了减少线路投资而采用的一种传递信息的方法，主要分为电路交换和分组交换两种模式。

1.移动软交换网络IP接入技术的应用

当前移动互联网已经实现了IP化改造的接口有Mc(MSS-MGW)、Nc(MSS-MSS)、Nb口（MGW-MGW)，相对于原来的TDM承载， IP传输具有减少传输资源、降低网络建设成本等优势。同时， IP化的不可靠性给传统语音交换业务对可靠服务质量的要求带来不确定性。所以，通过对现网的规划配置，引入多种安全保障机制来弥补IP安全性的漏洞。一、 IP化改造的原则。现阶段，我国的移动网络已具备大规模推行IP化的条件，在结合现网设备的实际情况和IP化最新进展的同时，控制IP化改造的实施成本，发挥现有传输资源和IP承载作用。 IP化改造必须坚持现网稳定原则、业务集成原则、分阶段实施原则（先核心后接入、先承载后信令、先局部后全局）、站点接入原则。二、 IP接入的技术要求。 IP改造的技术要求，具体是对设备技术和接口协议两方面的要求。设备技术要求包括：MSC Server要求采用2/3G共核心网的方式组建WCDMA端局，以实现2/3G资源共享。另外，相同MSC Server所覆盖的2/3G无线区域应该相同，以达到网络质量的提高。MGW要求按本地网来设置，以完成传输电路的组织和调度，同时，MGW站点应从传输节点上选择，而MGW与相连的RNC尽量要同机房设置；本地IP承载网内设两支汇聚路由器DCE，以实现与IP承载网的骨干网连接，按照本地网内业务量情况与节点，形成本地业务接入路由器ACE与汇聚路由器DCE；或单独设置两种路由器[1]。此外，各业务节点部位接入路由器应该成对设置，本地汇聚路由器DCE与本地业务接入路由器ACE间呈“口’字型连接。

2.MSS侧接口IP接入机制的应用

在软交换中， MSS用作信令控制的功能实体， IP化改造实则是信令的IP化。从协议栈的结构侧面可以看到， IP化后， MSS的信令接口主要靠SCTP层保护， SCTP层的安全性保护引入了偶联、多归属的概念。在实现SCTP层偶联时， MSS的两块接口处理板绑定为一个IP host（SCTP EPS).所以，一个IP host包含两个物理连接口和两个IP地址，即Multi-homing多归属。

正常情况下， IP host只会使用其中一个激活状态的接口板来承载SCTP/IP层的业务，如果主用接口处理板发生SCTP或IP层的错误，偶联就会失效， SCTP EPS将会迁移到备用板卡上。配对的IP接口处理板的配置是一样的，偶联因此而重新建立。当原来的主用板卡恢复正常时，为了避免偶联中断， SCTP EPS不会再回迁，原主用板将保持被用就绪的状态。

现网中， MSS通常会配置多块处理板，作为IP业务的承载接口板。现网中为SCTP EPS分配的IP地址对应不同的IP地址段，由此把IP承载网接入划分到两个子网，以实现地址段的容灾。所有IP host的主用接口板都与一个承载网入口CE1连接，备用接口板与CE1配对的承载网入口CE2连接[2]。

综上所述，无论是MSS侧还是CE侧的任一层发生故障， MSS信令业务都将自动切换到备用端口，以保持业务传输流畅。

3.MGW侧接口IP接入机制的运用

在软交换网络环境中，MGW上IP承载的业务有Mc口的MPT信令消息、ITU信令消息、Nb口的媒体流。因此，MGW侧接口IP接入机制需区分信令面和媒体面分析。

第一，MGW侧接口信令面的IP接入。MGW的IP接入保护机制与MSS的保护机制类似，网络层都依靠SCTP层协议进行保护。区别在于，现网中的MGW信令处理与物理连接口相分离，即SCTP IP层与Ethernet物理层由不同的处理板实现。若物理接口板主用口发生故障，将自动切换到备用口来保障数据通信；若数据链路层或网络层发生故障，则由信令板中的SCTP/IP层协议保护；若接口物理层发生故障，物理接口板将切换到备用口通信。

第二，MGW媒体面的IP接入。媒体面即用户面，与信令面的协议栈结构有很大的区别。对于媒体流而言，其更加注重数据流的时效和均衡而不是安全，所以，没有引入到网络保护协议的应用中。在媒体面，每个IP物理接口间采取负荷分担的方式进行作业，MGW侧只能实现接口板上主备端口的物理层倒换保护。 IP接口板的主用口平均分配到配对的两个CE上。正常情况下配对的CE平分MGW业务，使业务均衡接入承载网。从安全层面出发，数据流划分于不同子网，实现业务地址段的容灾。在CE侧，引入VRRP协议，即虚拟路由器冗余协议，因为配对的CE不能区分MGW侧的主备端口。VLANS所指向的网关地址与信令面CE接口实体地址不同，它是一个虚拟的网关地址。通过虚拟网关将配对CE附着在不同的CE，以实现业务流的流量均衡。VRRP的引入，使得网关附着的CE出现故障时，网关能自动附着在配对的另一CE上，使业务不受影响。