中國電信CDMA核心網(wǎng)建設(shè)及演進思路探討
來源:《移動通信》
呂振華
中國電信股份有限公司廣州研究院
摘要: 2008年6月,中國電信收購聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò),開始了移動網(wǎng)絡(luò)的運營,與此同時,也開始對原有的CDMA網(wǎng)絡(luò)進行大規(guī)模的改造和升級。
電信承接的聯(lián)通的CDMA電路域核心網(wǎng)是一張基于TDM承載的以話音業(yè)務(wù)為主網(wǎng)絡(luò),全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組織主要分為三個層面,分別為:骨干網(wǎng)(集團)層面、省層面和本地網(wǎng)層面;承接之初,為順應(yīng)業(yè)界技術(shù)IP化的趨勢,C網(wǎng)的電路域直接引入了移動軟交換設(shè)備,實現(xiàn)了承載與控制分離,按照大容量、少局所的基本原則,集中控制與維護的建設(shè)目標(biāo),經(jīng)過半年的改造和建設(shè),初步形成了TDM+軟交換網(wǎng)的混合組網(wǎng)架構(gòu)。
Abstract:
Key words :
核心網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀
2008年6月,電信" title="中國電信" target="_blank">中國電信收購聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò),開始了移動網(wǎng)絡(luò)的運營,與此同時,也開始對原有的CDMA網(wǎng)絡(luò)進行大規(guī)模的改造和升級。
電信承接的聯(lián)通的CDMA電路域核心網(wǎng)是一張基于TDM承載的以話音業(yè)務(wù)為主網(wǎng)絡(luò),全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組織主要分為三個層面,分別為:骨干網(wǎng)(集團)層面、省層面和本地網(wǎng)層面;承接之初,為順應(yīng)業(yè)界技術(shù)IP化的趨勢,C網(wǎng)的電路域直接引入了移動軟交換設(shè)備,實現(xiàn)了承載與控制分離,按照大容量、少局所的基本原則,集中控制與維護的建設(shè)目標(biāo),經(jīng)過半年的改造和建設(shè),初步形成了TDM+軟交換網(wǎng)的混合組網(wǎng)架構(gòu)。改造后的CDMA核心網(wǎng)架構(gòu)如下圖所示:
圖 1:CDMA電路域核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
中國電信的CDMA核心網(wǎng)采用移動軟交換(LMSD)與TDM混合組網(wǎng)方式:骨干網(wǎng)層面基于TDM的一級匯接局和基于軟交換技術(shù)的長途軟交換匯接層并存,長途軟交換匯接層利用原有固定網(wǎng)絡(luò)的長途軟交換,實現(xiàn)了固定、移動共用匯接層組網(wǎng);省層面基于TDM的二級匯接局和基于軟交換技術(shù)的匯接局、LMSD并存,本地網(wǎng)層面則根據(jù)需求設(shè)置媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備進行話務(wù)媒體層面的疏通,原有的TDM交換設(shè)備也按照原有方式設(shè)置在各個本地網(wǎng)。
目前,大部分移動TDM端局完成了退網(wǎng)改造,隨著移動TDM設(shè)備逐步退網(wǎng)和固定網(wǎng)絡(luò)話務(wù)量向移動網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移,LMSD網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模逐步擴大;同時,TDM匯接層面的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也逐步縮小,移動話務(wù)逐步轉(zhuǎn)至以軟交換為主體的移動電路域核心網(wǎng)進行承載。
核心網(wǎng)發(fā)展演進關(guān)注的關(guān)鍵問題
網(wǎng)絡(luò)IP化、扁平化調(diào)整及網(wǎng)絡(luò)互通
中國電信擁有龐大的固定電話網(wǎng)絡(luò),因此,在移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和演進的時候,必須充分考慮到原有固網(wǎng)資源的利用、移動網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)的融合以及固定移動網(wǎng)絡(luò)的互通等問題。
CDMA電路域核心網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)之一是逐步將原有的TDM交換機替換為基于軟交換的LMSD網(wǎng)絡(luò),而逐步實現(xiàn)長途業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)IP化和扁平化是中國電信交換網(wǎng)絡(luò)向目標(biāo)架構(gòu)演進的重要步驟。所謂扁平化,就是指未來的交換網(wǎng)絡(luò)將由固定和移動軟交換網(wǎng)形成省際、省內(nèi)兩級結(jié)構(gòu),軟交換網(wǎng)將在固定和移動長途層面融合成統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò),固網(wǎng)省內(nèi)軟交換和移動網(wǎng)省內(nèi)軟交換統(tǒng)一使用DC1軟交換進行SIP信令的轉(zhuǎn)接,而媒體層面將形成一級的扁平結(jié)構(gòu),實現(xiàn)端到端的IP互通。
網(wǎng)絡(luò)扁平化調(diào)整對于中國電信來說是個逐步長期的過程,由于TDM設(shè)備的存在以及異廠家軟交換設(shè)備IP互通還沒有完全解決,因此,目前的電路域核心網(wǎng)僅能夠?qū)崿F(xiàn)省內(nèi)同種機型軟交換設(shè)備的IP互通,扁平化的范圍還很小, 而隨著TDM端局的退網(wǎng)和異廠家軟交換基于SIP信令的網(wǎng)絡(luò)互通的完善,最終將實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的媒體層面的端到端IP互通,實現(xiàn)了IP及網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用。
中國電信的CDMA核心網(wǎng)采用移動軟交換(LMSD)與TDM混合組網(wǎng)方式:骨干網(wǎng)層面基于TDM的一級匯接局和基于軟交換技術(shù)的長途軟交換匯接層并存,長途軟交換匯接層利用原有固定網(wǎng)絡(luò)的長途軟交換,實現(xiàn)了固定、移動共用匯接層組網(wǎng);省層面基于TDM的二級匯接局和基于軟交換技術(shù)的匯接局、LMSD并存,本地網(wǎng)層面則根據(jù)需求設(shè)置媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備進行話務(wù)媒體層面的疏通,原有的TDM交換設(shè)備也按照原有方式設(shè)置在各個本地網(wǎng)。
目前,大部分移動TDM端局完成了退網(wǎng)改造,隨著移動TDM設(shè)備逐步退網(wǎng)和固定網(wǎng)絡(luò)話務(wù)量向移動網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移,LMSD網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模逐步擴大;同時,TDM匯接層面的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也逐步縮小,移動話務(wù)逐步轉(zhuǎn)至以軟交換為主體的移動電路域核心網(wǎng)進行承載。
核心網(wǎng)發(fā)展演進關(guān)注的關(guān)鍵問題
網(wǎng)絡(luò)IP化、扁平化調(diào)整及網(wǎng)絡(luò)互通
中國電信擁有龐大的固定電話網(wǎng)絡(luò),因此,在移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和演進的時候,必須充分考慮到原有固網(wǎng)資源的利用、移動網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)的融合以及固定移動網(wǎng)絡(luò)的互通等問題。
CDMA電路域核心網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)之一是逐步將原有的TDM交換機替換為基于軟交換的LMSD網(wǎng)絡(luò),而逐步實現(xiàn)長途業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)IP化和扁平化是中國電信交換網(wǎng)絡(luò)向目標(biāo)架構(gòu)演進的重要步驟。所謂扁平化,就是指未來的交換網(wǎng)絡(luò)將由固定和移動軟交換網(wǎng)形成省際、省內(nèi)兩級結(jié)構(gòu),軟交換網(wǎng)將在固定和移動長途層面融合成統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò),固網(wǎng)省內(nèi)軟交換和移動網(wǎng)省內(nèi)軟交換統(tǒng)一使用DC1軟交換進行SIP信令的轉(zhuǎn)接,而媒體層面將形成一級的扁平結(jié)構(gòu),實現(xiàn)端到端的IP互通。
網(wǎng)絡(luò)扁平化調(diào)整對于中國電信來說是個逐步長期的過程,由于TDM設(shè)備的存在以及異廠家軟交換設(shè)備IP互通還沒有完全解決,因此,目前的電路域核心網(wǎng)僅能夠?qū)崿F(xiàn)省內(nèi)同種機型軟交換設(shè)備的IP互通,扁平化的范圍還很小, 而隨著TDM端局的退網(wǎng)和異廠家軟交換基于SIP信令的網(wǎng)絡(luò)互通的完善,最終將實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的媒體層面的端到端IP互通,實現(xiàn)了IP及網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用。
網(wǎng)絡(luò)安全備份和容災(zāi)
原有的TDM設(shè)備,由于設(shè)備容量較小,網(wǎng)絡(luò)主要靠多路由的選擇來保證業(yè)務(wù)的可靠性,軟交換設(shè)備引入后,由于軟交換設(shè)備門限(100萬~200萬用戶)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原有的TDM設(shè)備,因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全備份和網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)顯得尤為重要。
在移動軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期,MSCe 和HLR以省為單位設(shè)置,各省的軟交換設(shè)備基本上集中在省會城市和主要的大城市;為保證安全性,同一城市的多個MSCe和HLR設(shè)備基本設(shè)置在不同機房,單MSCe 用戶數(shù)規(guī)模達到20 萬設(shè)備容量以上時則根據(jù)廠家設(shè)備的不同選用1+1或N+1備份以保證安全性;HLR設(shè)備也按照1+1方式進行備份。
隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大和應(yīng)用技術(shù)的逐步成熟,MSCe POOL技術(shù)逐步走入了我們的視野,MSC Pool技術(shù)打破了傳統(tǒng)CDMA網(wǎng)絡(luò)中一個BSC只能連接到一個服務(wù)MSCe的限制。在該組網(wǎng)中,一個BSC可以連接到多個服務(wù)MSCe上,由這多個服務(wù)MSCe共同組成一個資源池,為所連接的BSC提供服務(wù),所有的接入網(wǎng)覆蓋的無線區(qū)域組成“池區(qū)”,當(dāng)用戶在“池區(qū)”內(nèi)漫游時不改變歸屬的MSCe。MSCe POOL技術(shù)不僅可以解決因用戶移動性造成的資源分布不均問題以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),還提供了一個應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)的較為有效的解決方案。采用MSCPool的方式組網(wǎng),則在一個“池區(qū)”中所有的MSCe之間都是互為備份的。當(dāng)MSCPool池中某個MSCe故障時,故障MSCe登記的用戶發(fā)起業(yè)務(wù)時,BSC或MGW根據(jù)調(diào)整后的分發(fā)算法,將該用戶重新分發(fā)到MSCPool池中其他正常工作的MSCe上,從而實現(xiàn)MSC Pool池內(nèi)MSCe自動容災(zāi)機制。
CDMA網(wǎng)絡(luò)的MSC Pool技術(shù)在國內(nèi)外未形成統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),直至今年2月初,在中國電信的積極參與和推動,通過與廠家合作,目前在3GPP2,MSCPool規(guī)范A.S0018-0 v0.7 – Interoperability Specification (IOS) for MSC PoolNetwork已經(jīng)進入最后的V&V階段。而相關(guān)實驗室測試和驗證也正在進行中。
網(wǎng)絡(luò)能力增強及網(wǎng)絡(luò)演進軟交換網(wǎng)絡(luò)能夠滿足移動網(wǎng)絡(luò)基本的語音業(yè)務(wù)提供,實現(xiàn)業(yè)務(wù)的IP化承載,但其對固移融合業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)支持能力相對來講還比較薄弱。而IMS網(wǎng)絡(luò)集成了互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)的優(yōu)點,核心網(wǎng)更關(guān)注邏輯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能以及控制層面的統(tǒng)一架構(gòu),其終端和業(yè)務(wù)層則作為網(wǎng)絡(luò)的兩大智能中心和核心網(wǎng)共同完成寬帶多媒體業(yè)務(wù)的提供和多業(yè)務(wù)觸發(fā)等功能,比現(xiàn)有的移動軟交換設(shè)備在能力上有了增強。因此,在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中,IMS網(wǎng)絡(luò)的適時合理引入以及和移動軟交換網(wǎng)絡(luò)的長期并存是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)中必須考慮的重要問題。
軟交換和IMS 是電路交換網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)演進的兩個不同階段。軟交換網(wǎng)絡(luò)更側(cè)重于對原有語音業(yè)務(wù)的繼承,定位于TDM網(wǎng)絡(luò)的改造;而IMS主要為固定和移動用戶提供統(tǒng)一的基于SIP的會話型多媒體業(yè)務(wù)??梢哉J(rèn)為,軟交換是NGN的初級階段,IMS是目標(biāo)架構(gòu),兩者將以互通方式長期共存。從長遠(yuǎn)來看,IMS將可能最終融合軟交換,成為統(tǒng)一的融合平臺。
核心網(wǎng)演進思路和步驟
如上文所述,電路域核心網(wǎng)的演進是長期逐步的過程,由于網(wǎng)絡(luò)演進和業(yè)務(wù)發(fā)展雙方面的需求,近期內(nèi)會逐步引入IMS網(wǎng)絡(luò),開展基于業(yè)務(wù)開放、網(wǎng)絡(luò)融合方面的試點,但由于用戶的主要需求還是以話音為主,部分省份的TDM設(shè)備還能夠滿足移動語音接入和業(yè)務(wù)的需求,TDM和新建的軟交換網(wǎng)絡(luò)還作為移動核心網(wǎng)的主體存在,與IMS網(wǎng)絡(luò)一起形成2+1的網(wǎng)絡(luò)模式;隨著網(wǎng)絡(luò)改造的逐步深入,TDM設(shè)備會在3-5年內(nèi)逐步退網(wǎng),整個網(wǎng)絡(luò)形成1+1的網(wǎng)絡(luò)模式;后續(xù),隨著IMS網(wǎng)絡(luò)的成熟和業(yè)務(wù)技術(shù)的不斷發(fā)展,IMS網(wǎng)絡(luò)最終作為統(tǒng)一的融合網(wǎng)絡(luò)提供固定、移動的多種方式接入。網(wǎng)絡(luò)演進的步驟和方式如下圖所示:
原有的TDM設(shè)備,由于設(shè)備容量較小,網(wǎng)絡(luò)主要靠多路由的選擇來保證業(yè)務(wù)的可靠性,軟交換設(shè)備引入后,由于軟交換設(shè)備門限(100萬~200萬用戶)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原有的TDM設(shè)備,因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全備份和網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)顯得尤為重要。
在移動軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期,MSCe 和HLR以省為單位設(shè)置,各省的軟交換設(shè)備基本上集中在省會城市和主要的大城市;為保證安全性,同一城市的多個MSCe和HLR設(shè)備基本設(shè)置在不同機房,單MSCe 用戶數(shù)規(guī)模達到20 萬設(shè)備容量以上時則根據(jù)廠家設(shè)備的不同選用1+1或N+1備份以保證安全性;HLR設(shè)備也按照1+1方式進行備份。
隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大和應(yīng)用技術(shù)的逐步成熟,MSCe POOL技術(shù)逐步走入了我們的視野,MSC Pool技術(shù)打破了傳統(tǒng)CDMA網(wǎng)絡(luò)中一個BSC只能連接到一個服務(wù)MSCe的限制。在該組網(wǎng)中,一個BSC可以連接到多個服務(wù)MSCe上,由這多個服務(wù)MSCe共同組成一個資源池,為所連接的BSC提供服務(wù),所有的接入網(wǎng)覆蓋的無線區(qū)域組成“池區(qū)”,當(dāng)用戶在“池區(qū)”內(nèi)漫游時不改變歸屬的MSCe。MSCe POOL技術(shù)不僅可以解決因用戶移動性造成的資源分布不均問題以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),還提供了一個應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)的較為有效的解決方案。采用MSCPool的方式組網(wǎng),則在一個“池區(qū)”中所有的MSCe之間都是互為備份的。當(dāng)MSCPool池中某個MSCe故障時,故障MSCe登記的用戶發(fā)起業(yè)務(wù)時,BSC或MGW根據(jù)調(diào)整后的分發(fā)算法,將該用戶重新分發(fā)到MSCPool池中其他正常工作的MSCe上,從而實現(xiàn)MSC Pool池內(nèi)MSCe自動容災(zāi)機制。
CDMA網(wǎng)絡(luò)的MSC Pool技術(shù)在國內(nèi)外未形成統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),直至今年2月初,在中國電信的積極參與和推動,通過與廠家合作,目前在3GPP2,MSCPool規(guī)范A.S0018-0 v0.7 – Interoperability Specification (IOS) for MSC PoolNetwork已經(jīng)進入最后的V&V階段。而相關(guān)實驗室測試和驗證也正在進行中。
網(wǎng)絡(luò)能力增強及網(wǎng)絡(luò)演進軟交換網(wǎng)絡(luò)能夠滿足移動網(wǎng)絡(luò)基本的語音業(yè)務(wù)提供,實現(xiàn)業(yè)務(wù)的IP化承載,但其對固移融合業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)支持能力相對來講還比較薄弱。而IMS網(wǎng)絡(luò)集成了互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)的優(yōu)點,核心網(wǎng)更關(guān)注邏輯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能以及控制層面的統(tǒng)一架構(gòu),其終端和業(yè)務(wù)層則作為網(wǎng)絡(luò)的兩大智能中心和核心網(wǎng)共同完成寬帶多媒體業(yè)務(wù)的提供和多業(yè)務(wù)觸發(fā)等功能,比現(xiàn)有的移動軟交換設(shè)備在能力上有了增強。因此,在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中,IMS網(wǎng)絡(luò)的適時合理引入以及和移動軟交換網(wǎng)絡(luò)的長期并存是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)中必須考慮的重要問題。
軟交換和IMS 是電路交換網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)演進的兩個不同階段。軟交換網(wǎng)絡(luò)更側(cè)重于對原有語音業(yè)務(wù)的繼承,定位于TDM網(wǎng)絡(luò)的改造;而IMS主要為固定和移動用戶提供統(tǒng)一的基于SIP的會話型多媒體業(yè)務(wù)??梢哉J(rèn)為,軟交換是NGN的初級階段,IMS是目標(biāo)架構(gòu),兩者將以互通方式長期共存。從長遠(yuǎn)來看,IMS將可能最終融合軟交換,成為統(tǒng)一的融合平臺。
核心網(wǎng)演進思路和步驟
如上文所述,電路域核心網(wǎng)的演進是長期逐步的過程,由于網(wǎng)絡(luò)演進和業(yè)務(wù)發(fā)展雙方面的需求,近期內(nèi)會逐步引入IMS網(wǎng)絡(luò),開展基于業(yè)務(wù)開放、網(wǎng)絡(luò)融合方面的試點,但由于用戶的主要需求還是以話音為主,部分省份的TDM設(shè)備還能夠滿足移動語音接入和業(yè)務(wù)的需求,TDM和新建的軟交換網(wǎng)絡(luò)還作為移動核心網(wǎng)的主體存在,與IMS網(wǎng)絡(luò)一起形成2+1的網(wǎng)絡(luò)模式;隨著網(wǎng)絡(luò)改造的逐步深入,TDM設(shè)備會在3-5年內(nèi)逐步退網(wǎng),整個網(wǎng)絡(luò)形成1+1的網(wǎng)絡(luò)模式;后續(xù),隨著IMS網(wǎng)絡(luò)的成熟和業(yè)務(wù)技術(shù)的不斷發(fā)展,IMS網(wǎng)絡(luò)最終作為統(tǒng)一的融合網(wǎng)絡(luò)提供固定、移動的多種方式接入。網(wǎng)絡(luò)演進的步驟和方式如下圖所示:
圖 2:電路域核心網(wǎng)演進步驟
結(jié)束語
經(jīng)過兩年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,中國電信已經(jīng)初步建成了以軟交換為主、TDM為輔的電路域核心網(wǎng),未來的網(wǎng)絡(luò)將在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上擴容完善,并逐步引入IMS網(wǎng)絡(luò)以提供移動寬帶多媒體業(yè)務(wù),逐步實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的整合和演進。
作者簡介:呂振華,高級工程師,畢業(yè)于北京郵電大學(xué)計算機系,長期從事交換網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研究、設(shè)備測試及標(biāo)準(zhǔn)制定工作,現(xiàn)主要從事移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、規(guī)劃、策略支撐和項目管理的相關(guān)工作。
結(jié)束語
經(jīng)過兩年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,中國電信已經(jīng)初步建成了以軟交換為主、TDM為輔的電路域核心網(wǎng),未來的網(wǎng)絡(luò)將在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上擴容完善,并逐步引入IMS網(wǎng)絡(luò)以提供移動寬帶多媒體業(yè)務(wù),逐步實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的整合和演進。
作者簡介:呂振華,高級工程師,畢業(yè)于北京郵電大學(xué)計算機系,長期從事交換網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研究、設(shè)備測試及標(biāo)準(zhǔn)制定工作,現(xiàn)主要從事移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、規(guī)劃、策略支撐和項目管理的相關(guān)工作。
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