R4核心网电路域组网方式分析

2007-03-28 14:13:21来源: 人民邮电报
随着中国3G牌照发放的临近,3G网络规划设计已经被提到议事日程上来。WCDMA与TD-SCDMA采用相同的核心网架构,在进行核心网的规划设计时,组网方式问题是规划的重心。R4核心网在电路域引入了软交换技术,采用承载和控制相分离的网络结构,实现了MSC Server(移动软交换服务器)和MGW(媒体网关)的物理分离,符合NGN的演进趋势,并且可以减少机房、传输资源的使用,新业务部署快,使得运营、维护成本大大降低。随着WCDMA R4设备的成熟,采用R4组网已经成为运营商的首选。WCDMA R4核心网在电路域中,通过引入基于软交换的分层结构,将呼叫控制与承载层分离,同时信令和话音都可基于TDM、ATM或IP方式承载,所以R4核心网的组网方式,与传统的2G网络存在较大差异。

承载层组网方式

移动网的最终发展目标是话路和信令全IP承载,因此目前各运营商进行规划时基本都是选择IP网作为R4网络的承载网。承载基于IP组网可以实现承载层MGW的完全扁平化,MGW不需要分层组网,即TMSC Server不需要控制MGW,不需要分级语音传送时直接进行MGW的端到端寻址和数据包发送,同时

可应用所谓的免(无)声码器操作TrFO (Transcoder Free Operation)技术,减少语音编解码次数,提高通信质量。

控制层面组网方式

(1)网络规模小的情况下采用单平面

R4的主要变化在于将R99的CS中(G)MSC分解成两个功能实体,即(G) MSC Server与其控制的MGW。其中,(G)MSC Server主要用来完成对信令和呼叫的控制,而MGW则主要进行媒体流的处理。在这一模式中,(G)MSC Server与MGW之间采用H.248协议,(G)MSC Server之间采用BICC协议。可以由同一MSC Server来控制分布在各本地网的多个小容量MGW,MSC Server相对于R99MSC具有更大容量,交换局少、网络规模小,可通过MSC Server间直连实现扁平化。网络MSC Server处于一个平面,采用扁平化的全网状连接,每一个MSC Server都和其它MSC Server存在直接信令联系,只要相关信令通过MSC Server协商完成就可以建立端到端承载。采用扁平的话路网结构,无须话路汇接,在网络规模较小的情况下,MSC Server个数相对较少,每一个MSC Server配置到其它MSC Server的直接信令数据并不复杂,单平面路由方式可以满足组网要求;而且不需要设置TMSC Server,这样也减少了建网成本、降低了网络复杂度。但是单平面路由要求全网MSC Server都必须了解全网的路由结构,任一MSC Server的增加和减少,所有的MSC Server都必须作相应的路由数据的修改。

(2)网络规模大的情况下采用分级路由

从网络管理维护角度考虑,随着MSC Server个数的增多,在网络规模较大的情况下,采用单平面路由方式,在一个MSC Server上配置其它MSC Server的数据非常复杂。而且随着网络的扩容,每增加一个MSC Server,就要在其它MSC Server配置相应的路由数据,维护和管理都相当复杂。组大网时,如果大量MSC Server完全扁平化连接还将会浪费大量长途链路(TDM承载)和需要建立大量SCTP连接(IP承载),影响网络的可扩展性和易维护性。因此采用分级形式,通过引入TMSC Server(或CMN)实现MSC Server间的被叫号码分析及BICC信令转接。采用分级路由方式、利用分级的TMSC Server进行呼叫信令的汇聚则可以解决上述问题。利用分级TM-SCServer,还能方便管理话务的流量流向。因此,R4核心网的路由方式选择主要取决于网络规模,对于中国的移动通信公众网,采用分级路由比较合理。

从技术角度看:在BICC信令不通过IPSTP转发而是直接在MSC Server之间传送的情况下,由于BICC信令承载在SCTP协议之上,当网络规模大、MSC Server数量较多时,如果采用平面路由,MSC Server需要建立到其它目的MSC Server的SCTP偶联链路,这在实际设备上很难做到。因此必须按照分级路由的方式采用汇接TMSC Server来减少局数据配置、收敛SCTP连接数。在MSC Server局间汇接采用BICC协议的情况下,网络规模较大时引入TMSC Server也是必需的。3GPP协议在23.205中GMSC Server的流程描述中提到,作为可能的选择,TMSC Server可以不控制承载。

(3)信令网是否分级

除BICC信令外,移动网的MAP/CAP等与移动性相关的信令,需要在MSC Server、HLR、SMSC、SCP等核心网设备间进行交互,数量大、方向多。信令网基于TDM或IP承载时,跨省的MAP/CAP信令交互需要引入 STP设备实现分级化组网,省内根据信令点设备的数量和分布情况决定是否引入STP。

TMSC Server的设置

MSC服务器与MSC服务器的局间采用BICC信令互通,局间寻址基于本局对被叫号码及路由的分析结果。在大规模组网的情况下,不论采用TDM方式还是IP方式承载,任意端局之间网状网互联是不现实的做法,因此需要专门的汇接局 TMSC Server来进行BICC呼叫的汇接处理,TM-SCServer仅需负责被叫号码的分析及BICC信令的转接,将BICC呼叫控制消息转接到本地 MSC Server。各区域的本地MSC Server将处理区域内所有的本地呼叫。当区域之间需要建立呼叫时,TMSC Server将在本地MSC服务器之间转接呼叫控制信令,用于汇接不同大区或省际的BICC信令,实现呼叫路由快速建立。不需要负责任何承载面媒体网关的资源控制。

参考G/C网的建设经验,建网初期TMSC Server应该以大区为中心设置,全国可以按照7~8个大区设置,每个大区设置一对,TMSC Server间网状互连,采用两级结构可满足网络需求;后期随着业务的发展,网络规模扩大,省内MSC服务器网元之间的局数据制作和维护难度越来越大,单个省内MSC Server超过一定数量时,需要考虑以省为单位设置TMSC Server,采用三级汇接结构。TMSC Server网元的引入,有利于组成全国性的大网,满足电信级运营的需求。

TMSC Server起MSC-S的汇聚和转接作用,负责BICC分析和转发;无须控制MGW,即TMSC Server不需支持GCP协议;R4软交换模式下,R4长途信令汇接网初期可以采用省内和省际合一设置模式;媒体面通过IP承载网构成扁平的网络结构。 MGW不需要分层组网,即MSC Server按分层设置,在本地网内MSC Server采用网状互连。

关键字:控制  服务器  端到端

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