IP改造范文

IP改造范文（精选5篇）

IP改造 第1篇

长城平台是由中视国际、地方电视台和相关的境外电视台频道组合而成的海外播出平台。根据世界不同地区观众的需求, 长城平台包含十多个汉语、英语、西班牙语、法语等综合和专业类频道, 节目内容集各家所长, 服务方式因地制宜, 在播出地区引起了强烈反响受到当地观众和主流媒体的欢迎。

2 系统的技术方案

2.1 系统架构

海外播出平台的IP改造项目, 按业务需求规划网络, 梳理、区分长城平台现有业务, 不同业务采用不同的传输方式。面向传统电视合作伙伴的重要节目包, 仍然采用确保质量的MPLS/EPLC传输线路;新媒体业务将尽可能地采用公网传输。

系统以Netinsight多业务传输平台为主, 采用IEPL架构, 主要由北京头端机房、香港POP点、欧洲POP点、北美POP点、澳洲POP点组成, 如图1所示。

北京头端机房输入ASI码流, 通过多业务传输设备, 以专线形式传输至香港POP点。

香港和欧洲的POP点将原有系统的DS3链路交接改造成EPLC链路。改造完成后, 香港和欧洲的POP点将具备通过Internet公网与其他POP点传输的能力。

来自北京的IP码流组信号, 连同香港本地接收的卫星源站IP码流信号, 通过公网传输设备, 利用Internet公网传输至欧洲POP点。

欧洲POP点通过多业务传输设备接收来自香港POP点的TS码流信号, 同时利用公网传输设备接收来自香港POP点IP码流信号, 可交付给电视分发下游运营商。

北京头端机房、香港POP点、欧洲POP点需对所有输出的码流信号做统一监测, 并将各POP点的码流监测数据信息回传至北京头端。需在多业务传输设备前/后级布设监测节点, 并将增加IP监测功能, 实现ASI、IP输出码流统一监测, 统一纳入原有码流监测网管系统。

2.2 北京头端

北京头端机房将原有系统输出的DS3信号改造成为EPLC信号输出。改造完成后北京头端机房将实现信号与设备的“1+1自动切换”机制。

北京头端机房系统架构如图2所示, PAL制电视节目的TS over IP信号、PAL制电视节目ASI信号以及N制电视ASI信号, 经主备复用器以及IP码率适配器处理后, 分别进入ASI二选一切换开关以及IP二选一切换开关, 利用主路掉电旁通接口, 选择一路较好的信号输出至多业务传输设备, 用EPLC链路传输至香港POP点, 然后分发至香港、欧洲、北美、澳洲方向。

高清信号采用编转码设备做码率变换整形, 将信源现有的H.264码率由12Mbps降低至2.5Mbps, 连同输入复用器的其他省台信号, 按业务需求, 复用成一个有多个电视节目的TS over IP信号, 然后通过EPLC链路传输至香港POP点。

传往欧洲方向的PAL制电视标清MPEG-2电视节目和H.264高清节目, 通过EPLC专线传输至香港POP点, 然后通过公共互联网络传输至欧洲POP点。为应对跨洲际国际海缆公共互联网端口无法传输大码流的限制, 在北京头端利用IP码流适配器将复用后的上述节目的主备信号, 拆分成4~5个15Mbps以下的小码流信号。将拆分后的主、备码流信号输入至多路IP二选一切换开关, 然后由IP切换开关选择输出的TS信号, 利用多业务传输平台通过EPLC专线传输至香港POP点, 再通过公共互联网传输至欧洲POP点。

北京头端机房对所有输出的码流信号做统一监测, 在ASI二选一切换开关后级布设ASI码流监测节点, 并利用IP码流监测服务器的IP监测功能, 监测IP二选一切换开关后的IP信号, 连同现有码流监测设备统一纳入码流监测系统网管。

2.3 香港POP点

香港POP点系统架构如图3所示, 香港POP点作为公网分发中心, 通过EPLC专线网络, 利用多业务传输平台接收来自北京的欧洲方向的信号。其中, 安全级别较高的信号, 将通过EPLC专线, 利用多业务传输平台传输至欧洲POP点;其他信号, 连同香港本地的卫星接收信号的多套电视节目, 通过公网传输设备, 利用公共互联网传输至欧洲POP点。基于对于公共互联网的安全考虑, 在接入公共互联网之前, 应架设防火墙。

香港POP点对接收的码流信号做码流质量监测, 并通过码流监测网管系统, 将监测到的数据信息回传到北京头端。因此, 需要在多业务传输平台后级布设ASI码流监测节点, 并利用IP码流监测服务器的IP监测功能, 监测公网传输的IP信号, 连同现有码流监测设备, 统一纳入码流监测系统网管。

2.4 欧洲、澳洲POP点

欧洲、澳洲POP的系统架构如图4所示, POP点通过EPLC专线网络, 利用多业务传输平台接收来自香港POP点的信号。同时, 利用公网传输设备接收来自香港POP点的TS over IP信号, 以及H.264高清节目、卫星接收信号, 一同输入给长城平台欧洲电视分发下游运营商。

欧洲、澳洲POP点对接收的码流信号做码流质量监测, 并通过码流监测网管系统, 将监测到的数据信息回传给北京头端。因此, 需要在多业务传输平台后级布设ASI码流监测节点, 以及利用IP码流监测服务器的IP监测功能, 监测公网传输的IP信号, 连同现有码流监测设备统一纳入码流监测系统网管。

3 技术特点

3.1 多业务传输DTM技术

本系统传输链路通过Nimbra设备, 采用DTM技术, 实现多业务传输功能。Nimbra支持多种业务保护方式, 可以通过配置受保护业务, 实现手动、自动方式选择保护路径。在光缆中断或设备故障时, 能够自动切换保护, 保护倒换时间不超过50ms;支持动态路由功能, 可根据网络组网结构自行查找、分配、优化业务路由, 并可自动恢复受线路、设备故障引起的业务中断;支持通过授权选择更高保护级别的“1+1 Hitless业务保护”方式, 实现无损业务切换保护。

Nimbra设备采用DTM技术标准, 业务步进值可达512kbps, 实现包括ASI、SDI、IP在内的多业务的细化颗粒接入, DVB-ASI接口可支持0.5~269.5Mbps速率的ASI接口码流信号接入, 以太网接口可支持0.5~1000Mbps速率的IP信号接入。

接入业务速率超过预分配带宽时, 可对超限部分丢弃或对整个超限码流丢弃, 不影响未超限业务。设备支持业务的组播分配传输功能, 可实现一点对多点传输。图5为Nimbra N390的设备外形图。

3.2 公共互联网传输技术

针对香港到欧洲POP点的优先级较低的业务, 本系统采用节约成本的公共互联网进行传输;采用和Nimbra相同品牌的VA210进行公网传输。VA210设备具有独特的机制, 通过公共分组网回传可靠媒体业务的视频设备, 通过结合可靠的UDP流和MPEG传输流识别恢复数据, VA210是非受控IP网连接“最后一公里”的广播级传输设备。

媒体服务提供商一直在寻求利用IP网络实现成本的节约。然而, 公共的IP网络是基于最大传输数据来设计的, 这导致在传输视频业务时质量很差。

VA210的视频设备集成了内容感知的前向纠错功能, 可减少有效数据包丢失的数量, 并可选择性重传不可恢复的丢失数据, 再加上动态码率控制和时钟同步功能, 保障了媒体服务提供商通过公共IP网提取素材的服务质量 (Qo S) 。

通过VA210, 媒体服务提供商可以有效地扩展自己的媒体网络, 包括利用公共的IP网做“最后一公里”连接, 同时, 可以利用Nimbra面向服务的媒体网络的易操作性实现端对端的维护。

通过连接VA210视频设备到最近的Nimbra设备, 广播及网络服务机构可以大大减少最前端一公里连接的成本。图6为VA210设备的外形图。

3.3 高性能视频质量监测系统

针对大量IP视频编码输出质量并行分析的需求, 我们利用Ineo Quest公司的Expedus DVA进行视频质量的监测。该方案能够解决视频监测的两个挑战:视频处理后和网络入口处的视频质量。作为端到端视频质量监测的参考点, 确保视频分发前视频传输质量良好。通过监测主观视频质量和音视频质量损失等Qo E参数, 用户可以了解网络入口处以及视频处理后 (编码、转码、广告插播) 视频编码质量的变化;通过监测视频的Qo S指标, 用户可以分辨视频处理以外影响Qo E质量的故障。

3.4 Expedus DVA IP MOS主观视频质量评测功能

主观视频质量评测是对视频处理和服务进行评价的常用手段。传统的绝对种类定级ACR (Absolute Category Rating) 方法, 需要大量观看者问卷调查实现。针对ACR方法效率低下的缺陷, 行业试图通过算法实现与ACR结果类似的测量指标。Expedus DVA的MOS算法对I、B、P帧进行解码, 从而监测视频流中的马赛克、

光晕、静帧、噪点、黑场、抖动等各种影响用户观看体验的损伤, 并进行综合MOS评分。Expedus DVA基础版同时提供高达350路视频流实时并行MOS计算的能力。图7为MOS算法模拟ACR实例。

DVA还可以提供强大的视频缩略图回溯功能, 根据时间段回溯当时的节目情况, 了解选中时间点该视频的各种指标, 从而更好地帮助工作人员查找和定位问题。图8为视频缩略图界面。

DVA能够对各种指标根据时间轴的方式进行对比查看, 能快速发现视频黑场现象及异常的音频静音等事件发生, 并对其进行深入的关联分析, 有效地协助工作人员发现问题的真正所在。图9为时间轴查看指标界面。

DVA提供方便易用的马赛克视图, 也支持简单明了的列表视图, 用户可根据自己的需要选择不同的视图。无论马赛克视图或列表, 用户均能对被监测视频节目的现状一目了然, 在一个窗口即可了解其音频及视频的状态。用户双击后, 可进入更详细的频道实时详情窗口, 图10为马赛克视图及列表视图实例。

进入详情后, 即可了解到该频道的实时状态及部分统计信息, 比如:现在正在播放的节目内容;节目的各种参数, 包括GOP结构、码率、分辨率、色度、帧率、高宽比、编码方式等;还有各种音频、视频的指标, 如MOS、Audio Loudness等。

以上提到的指标都会记录在DVA的数据库中, 用户可以根据时段来查询频道节目的历史趋势统计, 有针对性地对问题进行分析, 更好地发现问题的根源。

3.5 ASI输入及输出码流监测

Cricket ASI探针设备如图11所示, 该设备可对ASI信号进行分析, 包括ASI信号监测、TR101-290、PID级别的速率和中断监测;支持频道名称和针对不同频道的自定义告警模版, 根据阈值和告警触发的视频流捕捉等强大的功能。ASI探针同时将测试结果上报到综合网管i VMS和将ASI信号转换为IP视频流输出。

Cricket ASI模块是一个紧凑的ASI视频监测探针。它可以使用外置电源适配器供电, 单独使用;或者使用Cricket机框对1~7个Cricket ASI模块进行统一供电和网管连接。通过定制的告警模版, 用户可以在维护时段 (Off-Air Period) 内屏蔽告警。

3.6 IQDialogue ASM——OTT视频多功能监测系统

用户通常会要求:通过互联网和手机终端观看视频的收视体验, 与在传统的电视机屏幕上收看的体验一致。由于自适应流媒体 (ABR) 视频网络的不可见性, 运营商们无法确保视频质量和服务质量。IQDialogue ASM是唯一能让运营商洞察整个多屏和OTT服务分发平台的探针。它可以监测、分析、验证各个自适应流媒体网络, 可使用可执行的度量标准对数千个活跃会话进行并行的实时主动监测, 从而保障服务和视频质量。

IQDialogue ASM探针在ABR网络的多个节点提供服务保障, 在头端发布验证支持被动监测, 在源服务器到网络边缘的任意位置都支持被动监测和主动拨测, 能够在各种不断演进的协议标准下监测和分析直播、回看、VOD的质量, 该探针在多协议环境里提供任意网络的完整监测视图。通过对自适应流媒体网络的洞察, IQDialogue ASM探针能够确保有价值的内容缓存在缓存节点, 迅速发现打包错误、过时索引文件、媒体切片丢失以及HTTP错误, 洞察用户行为, 从而避免视频内容、用户体验以及运营商品牌形象受到影响。

IQdialogue ASM形象化地表现了各种自适应码流的协议标准, 用直观的显示, 实时完成质量分级, 可以深入到协议栈各层分析, 迅速定位问题, 展开行动。

IQDialogue ASM允许运营商按单个用户会话度量标准和诊断分析来评估服务的质量, 同时还参考多种技术参数, 从而快速精准地评估网络性能, 确定并隔离故障。IQDialogue ASM提供强大的KPI工具、实时报警以及历史数据报告, 提供了深达内容级别或网络设备层级的故障隔离机制。

4 结语

目前, 长城欧洲平台已经顺利完成了IP化改造, 成为我国首个全IP链路的海外播出平台。本次改造在更新老旧系统的同时, 充分利用EPLC网络架构的特点, 按实际需求租用网络带宽, 从而改变原来DS3、STM-1国际链路的租用方式, 极大地提高了链路利用效率和系统运行的稳定性。经本次改造后, 该平台具备能够随时扩充节目、平滑升级高清节目等能力, 能够适配未来长城欧洲平台业务扩展的要求。

A接口IP化改造实施方案 第2篇

A接口是网络子系统 (NSS) 与基站子系统 (BSS) 间的通信接口。从系统上来讲, 就是移动交换中心 (MSC) 与基站控制器 (BSC) 之间的接口。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。现有的A接口在原有使用TDM信令传输的基础上增加了的基于IP的信令 (SIGTRAN) 。但对于用户面来说, 只定义了TDM传输, 并且代码转换功能均位于BSS设备中。

基于IP的传输协议能够提供成本低廉的中间网络, 还能够简化MSC池 (MSCs in a pool) 的实施。此外, UTRAN网络和进一步演进的RAN能够与GERAN一起使用共有的IP回程链路。A接口IP化是移动通信网络IP化演进的重要一步, 是提升MSC POOL的应用范围和效果, 节省编解码和传输资源, 提高服务质量的有效手段。

各运营商早在2009年就将A接口IP化作为重要发展战略之一, 2011-2012年逐步启动A接口IP化现网试点工作, 为以后大规模A接口IP化的建设打下夯实基础。

为了对A接口IP化后的组网、功能、业务性能等进行全面验证, 及时发现和解决问题, 推动A接口IP化的成熟应用, 各大运营商在实验室测试的基础上, 组织A接口IP化现网测试工作的建设和研究也是相当必要的。以某移动运营商为例, 已经在部分地区开展异厂家 (爱立信MGW和华为BSC) A口IP化试点工作。

本次试点工程拟对以下情形进行验证:

(1) 验证A接口IP化后的基本功能支持情况;

(2) 验证A接口IP化站点方案, 能够更好的避免大规模部署时可能出现的问题;

(3) 验证A接口IP化后对MSC POOL组网能力的提升;

(4) 验证实验室不具备条件的部分测试用例。

2 现网A接口状况

现有的A接口在原有使用TDM信令传输的基础上增加了的基于IP的信令 (SIGTRAN) 。但对于用户面来说, 只定义了TDM传输, 并且代码转换功能均位于BSS设备中。为TDM A接口定义的编解码只有PCM (G.711) 。另外, 利用TFO可以通过TRAU和MGW之间的PCM链路传送压缩的语音, 如图1所示。

由于该移动运营商现大力发展各种语音业务, 导致话务量剧增, 其现有的TDM方式的GA接口资源已不能满足网络发展要求, 急需进行A接口IP化改造。

3 A接口IP化改造整体技术要求

3.1 组网设备要求

3.1.1 MSC Server

(1) 能满足基本通信要求, 对现网各种业务没有影响;

(2) 支持MGW优选功能;

(3) 支持使用GERAN Rel-8支持的任何现有语音编解码 (其中包括GSM EFR、GSM FR、GSM HR、AMR-WB (可选) 、AMR-FR和AMR-HR) 的传递。

3.1.2 MGW

(1) 能满足基本通信要求, 对现网各种业务没有影响;

(2) A接口支持IP和TDM接口;

(3) 支持使用GERAN Rel-8支持的任何现有语音编解码 (其中包括GSM EFR、GSM FR、GSM HR、AMR-WB (可选) 、AMR-FR和AMR-HR) ;

(4) 支持NbUP透明模式, 在MGW间传递IP方式2G语音编码 (对端改造情况下) 。

从协议栈方面看只是NS层由FR向UDP/IP的变化以及物理层由E1/T1向以太网传送的变化, NS层Gb over FR基于FR PVC实现的NS-VC相应在Gb over IP中对应由BSC和SGSN的NSE间的对等IP End point关联实现NS-VC。

3.1.3 BSC

(1) 能满足基本通信要求, 对现网各种业务没有影响;

(2) A接口支持IP和TDM接口;

(3) 支持SIGTRAN信令

(4) 支持TrFO;

(5) 对传统设备和所有GERAN MS/UE、对GERAN无线接口 (Um接口) 没有影响;

(6) 在BSC-MGW接口上必须支持所有为GSM定义的基本电信业务、承载业务, VGCS (可选) 和补充业务;

(7) 支持使用GERAN Rel-8支持的任何现有语音编解码 (其中包括GSM EFR、GSM FR、GSM HR、AMR-WB (可选) 、AMR-FR和AMR-HR) ;

(8) 支持A-flex;

(9) 支持GSM/AMR Codec适配功能, 例如, 在BSC或无线环境过负荷的情况下;GSM/AMR Codec适配延迟必须与现有的A-接口解决方案具有相同的顺序;

(10) 能够自动配置IP地址和传输层端口;

(11) 能够从现有的A-接口平滑过渡到新的基于IP的A-接口;

(12) 满足BTS同步要求。

3.2 组网要求

BSC与MSC SERVER直接建立A接口控制面的IP连接, 不经MGW内置的SG转接;同时与MGW建立A接口用户面连接, 采用IP承载。如图2所示。

3.3 设备配置要求

(1) 满足部署原则的新建BSC A接口原则上应仅配置IP接口;现网改造及扩容支持A接口IP承载的BSC, TDM接口可作为备用保留, 但不得与IP接口同时工作。

(2) BSC A接口的IP端口与Gb接口的IP端口物理上独立设置, 接口类型优选采用以太网光接口。

(3) 采用A接口IP承载的新建BSC原则上不再配置TC设备;现网改造及扩容支持A接口IP承载的BSC, TC设备可作为备用保留。

(4) 软交换端局的A接口控制面、用户面接口可分别与核心网电路域控制面 (Mc、Nc、SIGTRAN) 、用户面 (Nb UP) 接口共用物理端口。

(5) BSC及软交换端局的A接口IP端口均应成对设置, 原则上应采用跨板卡负荷分担方式工作。

3.4 时钟同步要求

A接口IP承载后, 由于Abis接口仍采用TDM承载, 对于BSC应通过BITS系统提取基准时钟同步信号, 满足Abis接口时钟同步需求。

4 组网方案

4.1 总体要求

(1) 同一局址的BSC、软交换端局原则上应共用CE, 且优先利用现有核心网电路域CE;不与分组域、IMS及Iu-PS共用CE。

(2) 不同本地网的CE之间通过IP专用承载网互连;同一本地网内设置有多对CE时, 各CE均应直接接入本地AR, 通过本地AR实现互连。

4.2 路由设置

(1) MGW、MSS、BSC的A接口流量优先采用负载分担方式或三层主备方式, 与CE之间的连接严禁产生二层环路。

(2) CE与BSC、MSS、MGW之间首选静态路由, 可考虑运行动态路由协议。

4.3 VPN设置

IP承载网内不需新增新的VPN。新增A接口信令流和媒体流接入原电路域已有信令面VPN和媒体面VPN, 用于疏通不同地市、不同机房之间的A接口流量。

CE设置以下2个VRF:

(1) CS信令VRF, 负责接入CS域信令接口, 并处理信令接口路由和对应数据转发, CE通过配置将连接信令接口的VLAN或物理端口映射到该VRF;

(2) CS媒体VRF, 负责接入CS域媒体接口, 并处理媒体接口路由和对应数据转发, CE通过配置将连接媒体接口的VLAN或物理端口映射到该VRF。

CE上不同VRF与承载网的连接关系:

(1) CS信令VRF直接连接到IP专网的CS信令VPN中;

(2) CS媒体VRF直接连接到IP专网的CS媒体VPN中。

4.4 IP地址规划

MGW、MSS、BSC及CE设备IP地址应遵循IP地址分配相关管理办法, 其A接口IP承载所需的地址, 应使用目前划分给各省核心网电路域地址段中的IP地址, 与软交换地址统一规划, 并按照控制面地址和用户面地址等相关要求进行分配。

5 价值效益及可持续发展远景

A接口IP化是移动通信网络IP化演进的重要一步, 是提升MSC POOL的应用范围和效果, 节省编解码和传输资源, 提高服务质量的有效手段。目前部分省份已开始A接口IP化的试点建设, 各运营商都在逐步摸索A接口IP化技术的大规模应用。

通过进行现网A接口IP化建设, 其建设成果在于确定了建设方案:

(1) 先完成全网的MSC、BSC软件版本升级;

(2) 新建BSC建议按照IP方式接入, NNSF功能直接在BSC上实现, 最终完成MSC Server Pool部署。

该方案为最优方案, 可以适合运营商在网络建设中考虑进行推广。同时另一个成果是在可以预见的未来能带给各大运营商的好处:

(1) 增加了核心网组网的灵活性

优化资源使用, 呼叫只会占用一个MGW, 节省网络资源;

BSC易于连接到多个MGW和MSC-S, NNSF分发功能在BSC上进行实现利于MSC POOL组网;

提升了网络容灾能力, 能较好的应对重大灾害或突发事件所引发的话务量高峰对于网络安全的影响。

(2) 提高了语音质量

支持端到端的TrFO, 节省Transcoder资源, 提高语音质量, 提升用户感知度;

2G和3G共享编解码资源池, 便于2/3G网络之间的平滑切换, 不会因为掉话等原因引起用户投诉。

综上所述, 各大运营商积极投入到A接口IP化的研究与建设中是非常有必要的, 对于其今后的持续发展是相当重要的。各运营商对该技术的了解和应用需求也是极其迫切的。

摘要：简要介绍了A接口IP化改造的背景, 包括必要性和迫切性;其次对A接口IP化的技术进行了介绍;最后结合实际工程情况, 对A接口IP化改造方案进行了详细的阐述。

关键词：A接口,IP化,BSC,MGW,CS域CE

参考文献

[1]爱立信设备A接口IP化改造解决方案技术建议书.

IP改造 第3篇

某本地网最初几年的移动网3G基站规模建设，全部通过传输网承载。但随着业务发展，为解决3G基站的覆盖问题，计划规模布放室内分布（BBU）基站，需要按每台3G基站的上行带宽为4*2M捆绑方式（基站的无线带宽可达28M）对本地传输网进行扩容，面临以下问题。

(1）传输资源不足

因传输网资源已经非常紧张，如接入大量的室分和新扩基站，势必要对现有的传输网（尤其是汇聚层以上网络）再次进行大规模扩容。而且随着3G用户的增多，现有基站上行带宽（8M）也会很快不能满足业务需求。带宽扩容是必须实施的。经过测算，按某本地网现有传输网络，必须再投资上千万元扩容，才能满足每个3G基站点28M的PS域传输带宽需求。

(2) RNC和传输之间无保护

所有移动网3G基站的PS域业务，通过传输汇聚，汇总到多条GE上，再连接到RNC。每台3G基站都与RNC的一个端口绑定，没有保护。当传输与RNC之间的中继出现故障时，所有RNC端口上所连接基站的PS域业务都会中断。

(3）网络扩展性差

3G网络快速扩容和深覆盖需求，要求承载网具备良好的可扩展性，以支撑快速部署3G网络。传输网SDH技术作为底层电信级传输平台，侧重点是简单高速的数据传送和传输电路的保护，并且采用传统TDM（时分复用）技术，因此无法满足3G网络快速发展的需求。

为解决上述问题，经多方论证，制定了3G基站PS域上网业务通过本地承载网实现IP化传送的方案。2011年组织对现有3G基站业务传送网网络进行了IP化改造，历经半年多时间，将本地网3G基站接入全部调整为IP承载网传送。

2 IP化改造方案

2.1 网络架构

如果本地承载网覆盖范围充足，可以将3G基站通过接入交换机直接上联至承载网。若承载网覆盖范围有限，以将3G基站经过边缘传输设备汇总后，再接入承载网的接入交换机。可以根据传输网络和基站分布情况，确定3G基站汇聚节点。将3G基站经就近传输网络汇聚后，再接入本地承载网（图1）。

(1）确定汇聚节点，规划汇聚节点上联的本地承载网设备和端口，调度光路，完成网络架构规划和建设。需要规划所有基站的汇聚节点，并根据基站数量配置边缘传输资源。

(2）室内分布站，不经过传输设备接入，就需要确定室分站的汇接点，布放接入交换机汇总后，再就近接入到承载网上。

2.2 资源规划

对基站设备，采用每基站一个VLAN、一个网管IP的资源分配方式。

(1）为传输网络的每个汇聚节点分配外层VLAN；

(2）规划基站的传输端口和内层VLAN;

(3）室分BBU节点，直接上连到承载网交换机上，分配内层VLAN;

(4）通过SUPER-VLAN指定的方式，分配基站的IP地址。

2.3 基站带宽

若采用传输网传送，受资源所限，每个3G基站一般分配4*2M=8M带宽，并且从基站到RNC设备会占用传输网的全程带宽。而采用承载网改造后，每台基站的带宽可以达到28M。

2.4 主备切换

为提高移动网络安全性，可以在无线网RNC和承载网业务路由器SR之间启用业务保护。以华为移动网RNC设备为例，可以采用VRRP的主备切换方案（图2）。

(1) VRRP主备切换方案

1) RNC配置主备板卡保护；

2) 2台SR路由器配置VRRP组与RNC对接，VRRP组配置采用主备方式；

3）因RNC主备板卡之间完全隔离，VRRP心跳只能走在路由器之间；

4) 2台路由器之间应配置足够容量的链路，并配置跨板卡LAG保护。

如图2所示, 当为移动无线网RNC设备配置VRRP时，需要对SR路由器与RNC之间的互联端口做TRACK。

由于SR路由器需要配置静态路由指向RNC，主备路由器上的静态路由都会发布到全网中（不是只发布主路由器的信息），有可能导致路由问题。

为解决主备路由器的静态路由同时发布问题，组织对SR与RNC之间BFD功能进行测试。将静态路由与BFD绑定，可以成功地避免此问题。但VRRP方式仍然存在下列潜在安全隐患：

1）协议可靠性低，存在因协议本身运行不正常而导致网络故障的风险；

2）存在两台SR之间的VRRP心跳链路发生故障，导致全部业务中断的重大风险。

(2）路由主备切换方案

深入研究华为RNC设备的主备机制后，在网络架构不变且不增加任何投资的情况下，提出纯路由的解决方案：

1）两台SR与RNC互联中继数据可以进行完全相同的配置，同时启用BFD协议，与指向RNC设备的静态路由做绑定；

2）正常情况下，RNC设备备板因无数据配置，所以在BFD协议作用下，静态路由不会生效，不会导致路由混乱；

3）两台SR上互联中继的配置虽然一样，路由会同时公布，但因互联中继的IP不会被作为目的路由寻址，也不会影响业务；

4）经过测试，主备切换的时长在1-10S之间，完全满足业务需求。

2.5 改造后的优点

3G基站PS域业务传送网实施IP化改造后，对网络安全产生如下良好效果：

(1）减轻核心、汇聚层传输网的带宽压力

可以避免核心、汇聚层传输网的不断扩容，并为宏基站承载更高速率数据业务提供了更大带宽, 并且扩容非常便利。

(2）节省MSTP接入传输设备的资金投入

部分接入点的原传输设备不支持以太网业务传送。采用IP化承载后，可以直接开通数据业务，无需重建传输设备及相关配套投入。

(3）提高汇聚传输设备利用率

若通过原来的传输汇聚节点接入大量3G基站，汇聚机房的传输设备至少需要为每个基站提供以太网口，即传输设备需要配置大量以太网板卡，并且占用多个设备槽位，将严重影响可以下挂的环网数量，造成汇聚设备利用率极低。而采用IP化承载后，可以大大提高汇聚传输设备的利用率。

(4）优化CS域架构

可以节省传输设备，将有限资源用于CS域网络优化，进一步提高3G语音网的安全性。

3 技术创新点

本方案实现了移动无线网RNC设备和IP承载网SR业务路由器之间的路由自动主备切换。原来设备厂家提出的在RNC和SR之间采用VRRP协议的备份方案，容易导致网络配置复杂，引入新的故障点；并且在VRRP心跳线发生故障时，存在分组域全业务中断的重大网络隐患。本文所述IP承载网纯路由解决方案，可以在不增加更多投资的前提下，实现在1-10S之间（受限于RNC主备卡切换时间和SR的路由重收敛时间）的有效切换目标，大大提高网络健壮性和可扩展性。

4 结束语

随着3G移动网络的迅猛发展，数据业务的带宽需求、MSTP传输网的扩容压力都将越来越大。本文介绍了移动网3G基站PS域业务IP化传送的可行性方案，并且在某本地网全面实施后，3G基站带宽得到有效提升，网络健壮性也有了很大提高，预计可以节省上千万元投资，对于推动移动网络建设和优化有着积极的借鉴意义和参考价值。

移动语音网IP化改造中的关键问题 第4篇

在语音网IP化改造中, 由于以IP方式替代传统电路交换, 因此必须注意以下几个问题, 才能保证改造的顺利完成。

1 总体原则

1.1 保持现网稳定原则

对现有的网络进行IP化改造, 这些是不能够影响正在运行的现有网络, 如果进行IP化改造的话, 就要有制定比较严格的升级改造的各项步骤和实施方案, 并且要对升级改造的每一个步骤上要做好可能出现的一些列的风险分析和遇到风险时规避的方案, 同时还要做出升级改造不成时的相应回退的方案。

1.2 业务继承性原则

进行IP化改造后的软交换设备, 就要继承现在有的一切业务, 并且在现网业务上的用户体验是不能出现降低状态, 其中现网业务包含补充业务、增值业务、智能业务、电信业务以及承载业务等。

1.3 分阶段实施原则

从类型上我们可以把IP化改造工程分为以下三种:第一, 全网范围内实施移动语音网的IP化。其中IP化改造包含了设备和系统端口的改造, 其中设备改造包含关口局、软交换长途局、端局等, 端口改造中包含了Mc、Nb、Nc这三个接口。第二, 分区域按需求实施的无线接入IP化。根据需求及投资分区域实施, 端口改造涉及Gb、Iu-Cs等接口, 设备改造涉及端局、SGSN、BSC、R NC。第三, 根据发展稍后考虑信令IP化。结合协议标准化程度及IP网建设进度考虑, 端口改造涉及C/D、E接口。设备改造涉及端局、HLR、IP STP等对于以上三类, 遵循先核心后接入, 先承载后信令, 先局部后全局的实施过程。

2 核心网的IP化改造

2.1 技术要求

(1) MSC Server。

启用N c接口, 支持B IC C消息, 对于BICC承载建立方式, 在不启用TrFO和启用TrFO的情况下都应按“前向延迟不通知方式” (delayed forward without notification) 建立承载。为了保证软交换系统的安全、正确接入, 要求软交换机MSC Server/VLR支持SCTP多归属机制。

IP化改造后的MSC Server应支持以下接口和协议:

接口支持能力:需要支持的逻辑接口包括:Nc接口、Mc接口;MSC Server需要支持的物理接口包括:FE接口、E1接口;

协议支持能力:MSC Server需要支持的协议包括:BICC、SCTP、H.248、M3UA、M2U A (可选) ;

(2) MGW。

Nb接口基于IP承载, MG W支持在软交换机的控制下完成分组语音编解码之间的转换和互通, 包括AMR、AMR2编码语音与G.711编码语音之间的转换。为了保证软交换系统的正确接入, 要求Mc接口支持SCTP多归属机制。

MGW内置SG应采用M3UA (代理或转接方式) 转接BSSAP/RANAP及互通ISUP信令。对于已采用M2UA代理方式的设备, 应积极改造以支持M3UA。当BSC/RNC支持多目的信令点功能时, 要求MGW内置SG优选M3 U A转接点方式转接B SS A P/R A NA P信令。

IP化改造后的MGW应支持以下接口和协议:

接口支持能力:需要支持的逻辑接口包括:Mc接口、Nb接口;MGW需要支持的物理接口包括:FE接口、GE接口、E1接口、POS接口、ATM接口。

协议支持能力:MGW需要支持的协议包括:SCTP、H.248、M3UA、M2UA (可选) 、R TP、RTCP、N bU P、U DP;MGW需要支持的编解码:AMR2 (优选) 、AMR、G.711、可选支持G.729、GSM FR、GSM HR。

(3) GMSC Server和GMGW。

即软交换关口局的软交换机和媒体网关。主要负责疏通端局与他网的互连互通话务和本地网内IP化的端局和未IP化的端局间的互通话务。

GMSC Server启用Nc接口, 支持BICC消息, 对于BICC承载建立方式, 采用“前向延迟不通知方式” (delayed forward without notification) 建立承载。要求Mc接口支持SCTP多归属机制。

GMGW具备内置信令网关SG, 支持其它TDM网元与该GMGW所归属的GMSC Server互通, ISU P信令基于SIGTRA N方式的转接。支持在软交换机的控制下完成分组语音编解码之间的转换和互通, 包括AMR、AMR2编码语音与G.711编码语音之间的转换。

IP化改造后的软交换关口局应支持以下接口和协议:

接口支持能力:需要支持的逻辑接口包括:Nc接口、Mc接口、Nb接口;?GMSC Server需要支持的物理接口包括:FE接口、E1接口;GMGW需要支持的物理接口包括:FE接口、GE接口、E1接口、POS接口。

协议支持能力:GMSC Server需要支持的协议包括:BICC、SCTP、H.248、M3UA、M2U A (可选) ;G M G W需要支持的协议包括:SCTP、H.248、M3UA、M2UA (可选) 、RTP、RTCP、NbUP、UDP;GMGW需要支持的编解码:AMR2 (优选) 、AMR、G.711、可选支持G.729、GSM FR、GSM HR。

(4) CMN (Call Mediation Node) 。

即呼叫协调节点, 负责全网被叫号码分析及省际、省内软交换机之间信令链路的汇聚。现有的TMSC Server已经支持C MN。移动网进行语音IP化改造时, 现网TMS C Serv er将兼做C MN转接 (G) M SC Server间的BICC信令。对于目前没有建设TMSC Server的省份, 其BIC C消息的转接暂由现在负责该省的大区TMSCServer/CMN负责。

2.2 接口协议要求

(1) Nc接口。

MSC Server之间、GMSC Server之间、GMSC Server与MSC Server之间、CMN与 (G) MSC Server之间、以及CMN之间通过Nc接口连接。该接口基于IP承载, 接口协议栈为BICC/M3UA/SCTP/IP。对于BICC承载建立方式, 在不启用TrFO和启用TrFO的情况下都应按“前向延迟不通知方式” (delayed forward w ithout notification) 建立承载。Server的Nc接口应采用SCTP多归属机制。目前TMSC Server/CMN的Nc口没有采用SC TP多归属, 要求TMSC Server/CMN与 (G) MSC Server间Nc接口采用SCTP多归属, IP化改造初期TMSC Server/CMN间Nc接口暂不进行SCTP多归属改造, 下一阶段在由集团统一组织改造。

(2) Mc接口。

MSC Server与MGW之间、GMSC Server与GMGW之间通过Mc接口连接。该接口基于IP承载, 接口协议栈为H.248/SCTP/IP, H.248/M3UA/SCTP/IP (可选) 。

Mc接口应采用SCTP多归属机制。

(3) Nb接口。

Nb接口是MGW之间、MGW与GMGW之间的接口。该接口基于IP承载, 语音编解码采用AMR2 12.2k, 接口承载协议栈为RTP/UDP/IP。Nb接口承载层采用全网扁平化组网模式, 任意两个MGW之间的媒体流直接通过IP直达。在编解码列表中, 要求AMR2编解码优先级高于G.711编解码。在移动网内使用时, 端局、关口局、长途局的G.711语音业务编解码格式统一要求采用支持模式, 缺省打包时长为5 ms, 20 ms为补充项。

2.3 软交换设备总体路由原则

(1) 对于TDM发起且TDM落地的本地及长途话务, 维持现有疏通方式。 (2) 对于IP端到端本地及长途话务, 媒体流采用直达方式。呼叫控制信令则根据本地、省内、省际长途, 分别采用直达或经由CMN转接方式进行疏通。话务和信令均承载在IP承载网上。 (3) 改造过程中需支持TDM、IP共局向, 支持主备方式, 以实现平滑过渡。在IP化的软交换设备之间能够设置按比例分配TDM和IP话务。 (4) 新建IP承载软交换局不采用TDM电路备份机制;现网改造的软交换局, 对于长途业务, 在现有TMSC、TMG端口允许的情况下, 可以暂时保留改造的软交换端局至TMSC、TMG的TDM电路作为备份电路。

3 信令网的IP化改造

3.1 BICC/ISUP信令

IP化的软交换设备之间通过BICC信令互通, 长途通过CMN转接。对于未IP化的软交换设备和IP化的软交换设备之间的B ICC/ISU P互通, 采用以下原则。

(1) 本地网内部:通过ISUP信令互通, 可启用MGW内置SG功能, 通过M3UA转接方式将IS U P/T D M转换成I SU P/M 3 U A/SCTP/IP, 以避免MSC Server出TD M端口;也可由MSC Server采用TDM端口连接至本省STP。

(2) 省内/省际长途:可通过互通网元 (IP关口局或TMSC Server) 将ISUP/TDM转换成BICC/M3UA/SCTP/IP后和IP软交换互通。

3.2 MAP/CAP信令

MSC Server/V LR与HLR/AuC/SCP、

GMSC Server与H LR/A uC/SCP之间信令维持现有MAP/CAP信令方式, 继续采用TDM信令, 暂不考虑MAP/CAP信令的SIGTRA N演进。

3.3 BSSAP信令

IP改造 第5篇

现有的语音通信在核心网中一直采用电路交换的方式进行, 在长期的建设和运营中, 该方式渐渐暴露出对话务高峰应对能力差、资源利用率低和核心网网络调整繁琐等一系列问题。而伴随着网络技术的发展, 分组交换方式替代电路交换方式已经逐步成为不可逆转的趋势。中国联通将向IP转型作为谋求用户规模和企业价值同步增长以及应对未来挑战的关键策略, 需要建设集业务创新、运营迁移、技术革新和降低成本于一身的网络, 来实现从语音业务、电路交换到分组交换的转化, 并实现可靠性、可接入性和高质量等特点[1]。

软交换设备组网中, Mc、Nc接口信令基本都是采用IP方式承载。由于MGW通常还需要兼做信令网关功能, 因此需要通过IP承载网来传输的控制消息除了H248信令、BICC信令以外, 通常还有转接A口信令 (BSSAP/SCCP) 、局间信令 (ISUP、TUP) , 有些组网情况下可能还需要转接MAP/SCCP信令 (MSCMAP、VLRMAP、HLRMAP) 。

软交换设备在接入IP承载网时, 目前采用的方式包括主备方式、负荷分担方式。根据当前现网运行情况来看, 承载网单平面各层次单点故障, 可能会导致CS业务严重受阻, 具体说明如下:

对于主备组网方式, 当IP承载网主用通路出现丢包时, 会导致其承载的软交换控制信令传输不畅, 出现SCTP大量重传、通路拥塞, 最终表现为业务受阻;

对于负荷分担组网方式, 当承载网某一条通路出现丢包时, 如果软交换控制信令仍然选择在这条路径上传输, 也会出现SCTP大量重传、通路拥塞, 最终表现为业务受阻。

为了保障软交换业务不受承载网单平面各层次单点故障的影响, 需要从软交换设备角度考虑并提出相应的针对性优化方案。

2. 改造方案的重点与难点

优化1.SCTP多归属:采用SCTP多归属配置, 每条SCTP的主用通路、备用通路分别走不同的路由, 且没有交叉节点。默认情况下, 当主用通路所在传输平面故障、重传超过5次 (可设置) 时, 自动进行SCTP首选通路的切换;设置优化以后, SCTP会检查丢包情况并自动选择传输质量较好的通路;

优化2.SCTP传输质量监控:当SCTP通路存在多个传输路径时, 由SCTP层进行各路径的传输质量监控, 自动选择其中传输质量较好的路径, 同时也要求多个传输路径不能存在交叉节点;

优化3.SCTP拥塞控制优化:动态选路时根据SCTP拥塞状态判断, 自动选择未拥塞的SCTP (默认为轮选方式) 。

其中, 优化1、优化2是相关的。要求首选“优化1”的方式, 针对SCTP对端IP地址分别配置相应的静态路由, 不使用多下一跳配置;只有不具备“优化1”所要求的条件时, 才可考虑“优化2”, 针对SCTP对端IP地址分别配置相应的静态路由, 使用多下一跳配置 (等价路由) 。

通常情况下, Mc接口应采用“优化1”的方式;对于Nc接口, 考虑对端配合等情况, 可能会出现不具备“优化1”所要求的条件, 因此可考虑“优化2”的方式。可见, 此优化的核心要求是在IP层划分不同的传输通路, 保证上层业务可以在完全分离、不存在交叉节点的不同路径上传输, 是业务层能够实现根据传输质量自动进行传输路径选择、切换的前提。

3. 优化组网方案的具体要求

3.1 采用负荷分担组网

主备方式下不能实现转发平面或路径的切换, 网元没有切换的主动权, 因此需要选择负荷分担组网。 (注:此处的负荷分担, 是指软交换和IP承载对接时, 软交换侧的SIPI、承载网侧的CE采用负荷分担的工作方式, 上层业务可以在两个或者多个承载平面上同时传送。)

3.2 采用SCTP多归属

采用多归属以后, 每个SCTP连接就存在多个通路 (对应不同传输平面) , 当其中一个传输平面出现问题时 (通路断) , 可以通过SCTP主用通路的切换选择其它传输平面, 而不会出现SCTP断链。

3.3 SCTP多归属的每个IP地址对之间, 分别选择1条传输路径, 入向、去向都应在同1条传输路径上, 且不同传输路径之间不能出现交叉节点

对于Mc接口, 即中兴MSCS、MGW间的SCTP多归属配置, 通常是MSCS的IP1、MGW的IP1’为一个地址对, MSCS的IP2、MGW的IP2’为一个地址对。通过路由设置, 使得IP1、IP1’之间信令流只走其中1个传输路径, IP2、IP2’之间信令流只走另1个传输路径, 两个路由之间不能存在交叉。否则, 如果交叉的节点处出现故障时, 两个路都会存在问题, 核心网进行业务层即使进行通路切换也无法解决问题。

对于Nc接口, 即MSCS1和MSCS2间的SCTP多归属配置, 可以在本端通过静态路由配置指定去向的传输通路, 而对于入向的传输路由, 依赖于对端的设置。因此Nc接口优化需要双方配合实施。

和Mc接口相比, Nc接口对接的网元较多, 对接的频度也较高, 因此有时为了简化配置, 会采用默认路由方式。这种情况下, 需要采用“优化2”的方式。

4. 网络拓扑

目前用于软交换业务的IP承载网主要分为如下两类:

一个是端到端的IP专网, 即为软交换设备提供端到端的IP承载, 不同专网之间一般不会互联, 因此通常不支持Nc接口互通。在建网初期还没有专业的IP承载网时, 使用这种组网的局点较多;后续在进行Vo IP改造时, 会逐步被统一的IP承载网替代;

另一个是全网统一的IP承载网, 即为全网服务的IP承载网, 网内的所有设备均可以实现互联互通。

在现阶段, 以上两种组网方式均广泛存在。针对这两种方式, 分别介绍优化方式下的典型网络拓扑。

4.1 典型网络拓扑1

典型网络拓扑1:端到端的IP专网

网络拓扑描述:

4.1.1 MSCS、MGW1、MGW2分别在三个不同的机房 (地市) , 每个机房配置1对CE;

4.1.2各MSCS、MGW网元配置1对SIPI单板, 采用负荷分担方式, 每块单板对外出1个百兆FE接口, 和CE分别一对一互联;

注: (1) 本文中以配置2块SIPI的典型情况为例;

(2) 当CE支持BFD时, 需要在SIPI和CE之间启用BFD检测;当CE不支持BFD时, 则可以不进行BFD检测。

4.1.3 MSCS和各MGW所在机房的CE之间分别一对一互联, 但不进行交叉互联;MGW之间的CE不直接相连;

4.1.4同一对CE间互连链路作为备份路由, 带宽要求不低于该CE的出口带宽。

4.2 典型网络拓扑2

典型网络拓扑2:全网统一的IP承载网

网络拓扑描述:

4.2.1 MSCS、MGW在不同机房, 每个机房配置1对CE;AR由运营商在建设IP承载网时部署, 通常是每个地市设置1对;

4.2.2各MSCS、MGW网元配置1对SIPI单板, 采用负荷分担方式, 每块单板对外出1个百兆FE接口, 和CE分别一对一互联;

注:当CE支持BFD时, 需要在SIPI和CE之间启用BFD检测;当CE不支持BFD时, 则可以不进行BFD检测。

4.2.3 MSCS、MGW所在机房的CE之间分别和所在地市的AR一对一互联;

注:对于全网统一的IP承载网, 通常运营商会有相应的统一站点接入规范, 实际组网时应以运营商规范要求为准, 但需要确认是否符合本方案的核心要求 (负荷分担, 无交叉路由) 。

4.2.4 CE间互连链路作为备份路由, 带宽要求不低于CE和AR间的带宽

4.3 其它网络拓扑

网络拓扑补充说明:

4.3.1 部分局点在SIPI和CE之间还使用了交换机

在负荷分担组网情况下, 交换机 (二层) 在网络中主要可以起到端口汇聚的作用, 其它的作用有限。由于负荷分担组网情况交换机的引入不是必须的, 而且还增加了故障节点, 因此不建议使用此方式。

4.3.2 部分局点MSCS、MGW在用一个机房

MSCS、MGW接入CE的方式和典型网络拓扑1一致, 不同之处是MSCS、MGW接入的是同一对CE。

5. 宜昌改造项目实施分析

5.1 宜昌组网情况

宜昌目前的与IP承载网的对接为主备方式。

对于主备方式组网, 首先需要进行组网方式改造, 把主备方式更改为负荷分担方式。在进行主备改负荷分担时, 需要把SIPI的1+1主备配置更改为无备份方式。当删除SIPI备板并传送变化表以后, SIPI单元会自动重启, 导致业务中断。因此, 在进行改造之时, 建议先把1块SIPI单板放到其它空余的槽位上, 完成和CE的对接, 并把业务倒换过来, 确认正常以后再进行原SIPI的更改。

当1个MSCS管理多个MGW时, 通常无法一次性全部完成所有局点的改造, 因此需要分批实施, 但是应尽量在较短的时间内完成。采用双归属组网的, 在完成主用MSCS改造以后, 也需要尽快完成备用MSCS的改造, 以免存在备用MSCS无法正常接管业务的风险。

在主备方式、负荷分担方式改造完成以后, 再次进行路由诊断测试, 确认调整后的路由符合优化组网方案的要求。

5.2 宜昌改造完成后路由图示

MSCS侧业务地址IP1、IP2, MGW侧业务地址IP3、IP4, 其中IP1、IP3对应A平面 (SIPI-1、CE1、CE3、SIPI-3) , IP2、IP43对应B平面 (SIPI-2、CE2、CE4、SIPI-4) 。其中IP1、IP3为1对IP地址, 作为通路1;IP2、IP4为1对IP地址, 作为通路2。

各种情况下的路由示例如下:

5.3 效果评估

通过优化改造, 我们的网络更加健壮。在采用负荷分担组网的前提下, 通过以下功能的配合, 实现对两个传输平面的传输质量检测, 当其中某一个平面出现丢包时, 通过SCTP首先通路的切换, 自动切换到另一个传输平面, 保证上层业务不受影响。网络具有了以下功能:

(1) SCTP多归属;

(2) SCTP传输质量检测及自动切换功能;

(3) SCTP拥塞控制优化功能。

参考文献