移动软交换部署实现探讨

admin

1、软交换及移动软交换解决方案
　　1.1　软交换概述
　　软交换是实现电信交换网络承载与控制分离的一种技术。通过分离，可以在核心网上更加灵活地提供业务。软交换网络的主要特点有：
　　◆呼叫控制与媒体层和业务层分离；
　　◆提供话音、视频、数据等多媒体综合业务；
　　◆采用开放式体系架构和标准接口。
　　传统的GSM核心网中，网络扩容和业务发展存在很大的局限，比如建设维护成本高，业务实现复杂；网络利用率与网络安全低；工程实施难度大、周期长等。采用软交换技术，可以弥补这些局限，还可以增强网络演进能力，实现向3G平滑过渡，保护运营商投资。
　　1.2　从MSC到MSC Server+MGW
　　在传统的GSM网络中引入软交换，从网元拓扑构成出发，最简单、最直接的方式是将传统的交换机MSC按照承载与控制相分离的原则，分解为两个独立的物理实体：移动媒体网关（MGW，Media Gate Way）和MSC服务器（MSC Server），如图1所示。

图1　移动软交换解决方案

　　在图1中，软交换网络明显分为两层：连接层和控制层。连接层主要的构成网元是MGW，其网络拓扑图与传统的GSM核心网拓扑图类似，为网状平面结构；控制层在连接层面之上，网元为MSC Server，一个MSC Server可以与一个或者多个MGW相连。软交换网络与传统GSM网络相比，主要增加了以下接口和协议（见表1）。

表1　软交换新增接口和协议

　　注：RTP—实时传输协议，RTCP—实时检测传输控制协议
　　1.3　爱立信软交换方案和MSC池
　　在移动软交换解决方案中，爱立信引入了MSC池的网络容灾方案，如图2所示。

图2　爱立信移动软交换解决方案

　　MSC池指的是与多个BSC进行连接的一组MSC，这组MSC构成一个大的MSC池业务区。MSC池可以应用于GSM和WCDMA，支持分层和不分层结构。通过运用MSC池技术，可以给运营商带来很多优势：
　　◆网络级冗余保障机制：如果一个MSC不可用，MSC池中的其他MSC可以接替其工作。
　　◆灵活网络扩容、简化工程实施：可以根据负荷的增长来扩充池中MSC数量而不会影响现网，无需进行业务区的重新划分或者无线接入的重新配置。
　　◆简化网络规划和配置：MSC池可以根据给定的算法把负荷分担给池中的不同MSC，降低忙时或者突发话务高峰时的核心网拥塞风险。
　　◆降低核心网负荷：业务区越大，则跨业务区的切换越少，位置更新和用户登记的次数也随之减少（＜10%）。
　　◆降低运维成本：同一个池中的MSC配置数据相同，给网络维护工作带来便利。
　　◆核心/无线规划相互独立：BSS/RAN和CN相互独立，CN中的规划、维护和变更对BSS／RAN的影响更小。
　　◆快速简便向WCDMA过渡：MSC池外的一个MSC若被升级成WCDMA，对整个池的覆盖和负荷承载影响很小。
2、软交换部署及后续演进
　　2.1　软交换部署
　　安徽移动10.2期网络扩容已开始大规模启动软交换局：新建19个软交换端局、4个软交换关口局和3个备份MSC Server，供应商涉及爱立信、阿尔卡特和华为。本期工程新建软交换局的MGW与本地网其他端局、关口局、全省汇接局以及彩铃AIP之间都设置直达中继电路。
　　本期工程新建爱立信软交换局的信令网络组织如下：
　　（1）每个软交换局采用的是1+1式组网，即一个MSC Server只与一个MGW相连，而且两设备位于同一机房或同一大楼的不同机房。
　　（2）软交换局与本地BSC间的BSSAP信令：与爱立信BSC采用M3UA转接，利用MGW的SG模块连接；与西门子BSC相连上，由于西门子BSC不支持两个信令点，对于既有话务时隙又有信令时隙的2M线路而言，需要通过MGW提取并汇聚其中的信令时隙，再将信令链路物理连接到MSC Server。
　　（3）主MSC Server、备份MSC Server与MGW之间采用H.248协议。
　　（4）软交换局与传统MSC之间的ISUP和MAP信令：MGW（SG）与传统MSC之间设置直达信令，转接ISUP和MAP信令，采用TDM承载。
　　（5）软交换局与STP、HLR之间的MAP、CAP信令：MSC Server与STP、HLR之间设置直达信令，采用TDM承载。
　　（6）软交换局与汇接局之间的信令：软交换局与TMSC1/2、TMG1/2（SG）之间的信令通过STP转接。
　　图3和图4分别为本次软交换工程的话务网连接图和信令网连接图。

图3　软交换组网架构——话务网连接网

图4　软交换组网架构——信令网连接图

　　2.2　软交换网络演进

图5　软交换网络演进

　　从传统GSM网络向目标软交换网络过渡，如图5所示，通常经过以下五个段：
　　（1）在现有GSM网络中局部引入GSM软交换，采用TDM承载；
　　（2）组建IP承载网，引入M-PBN（移动分组骨干网），采用宽带传输传送信令、话务；
　　（3）通过GSM软交换进行网络扩容；
　　（4）引入WCDMA，2G GSM与软交换网络并存（TDM、IP并存）；
　　（5）2G GSM全部升级为软交换（全IP解决方案）。
　　就以上5个阶段而言，目前我省进行的软交换项目随着设备割接入网和正常运行，基本完成第一阶段的工作，开始进入第三阶段。应该说，这五个阶段的工作不完全是相互分段进行，特别是前四个阶段的工作在开展时间上存在着交叉。
　　2.3　爱立信软交换网络维护
　　爱立信软交换设备的逻辑框图和主要参数分别如图6和表2所示：
    表2　爱立信软交换设备参数
    网元名称硬件版本软件版本中继（E1）信令（64K）信令（2M）VLR容量（万）A 口话务量（Erl）
    MSC ServerAXE810
    (APZ 212 40)R10631484150/
    MGWBC205R3.1331256//2993

图6　MSC Server和MGW逻辑框图

　　对于图6中每个逻辑单元的具体功能这里不再阐述。
　　在日常的系统维护中，我们在维护终端就可以使用人机命令EXRPP和DPWSP分别查看RP和CP的工作状态，通过爱立信提供的帮助系统ALEX，获得故障告警的功能模块、原因以及建议的处理方法。
　　MGW设备告警信息与传统GSM很相似，比如传输接口板硬件故障、系统时钟不同步、模块工作状态不正常、MGW系统容量异常下降、通信链路故障等等；MSC Server中出现故障的告警与MGW有很大差异，比如文件传送功能不正常、ICMP包（ping）监视MGW无响应、心跳信号无响应、系统处理进程异常、虚内存空间不足等，这些都是在维护计算机设备和网络中经常遇见的问题，所以维护软交换设备，既要有传统GSM设备维护的经验，也要对计算机网络知识很了解，否则，在定位问题和查找原因上不能“得心应手”。
　　软交换局的局数据制作原则类似目前的制作做法，比如同一局向的信令和话路数据要分布到不同的传输链路和不同的物理处理模块上。爱立信设备对局数据的管理上分操作区和非操作区，平时都在非操作区进行局数据的制作，非操作区和操作区可以相互倒换，以使局数据生效。爱立信交换机某些局数据之间存在引用关系，如果有引用关系的数据需要修改或删除，则先对所有被引用的数据实施同样的操作。
3、结束语
　　从传统GSM网络向3G网络过渡期间，核心网的软交换改造已是各大运营商的大势所趋。当技术逐渐趋向成熟后，软交换在传统网络上的工程实施以及软交换局的维护工作逐渐转为过渡期间的关注问题，这方面的经验需要设备商、规划设计单位、运营商工程和维护人员在实际项目中逐渐积累和分享。