中國(guó)移動(dòng)GSM核心網(wǎng)ALL IP化探討

在多業(yè)務(wù)融合和高帶寬需求的驅(qū)動(dòng)下，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向ALLIP演進(jìn)已經(jīng)成為業(yè)界共識(shí)。IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型是中國(guó)移動(dòng)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，中國(guó)移動(dòng)ALLIP化的成功對(duì)其它運(yùn)營(yíng)商有很好的借鑒意義。

ALLIP的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力

對(duì)成熟市場(chǎng)而言，固網(wǎng)向移動(dòng)轉(zhuǎn)網(wǎng)的用戶數(shù)增長(zhǎng)勢(shì)頭仍很強(qiáng)勁，各種不限時(shí)的通話套餐也促使網(wǎng)絡(luò)流量不斷增加。因此，運(yùn)營(yíng)商需要持續(xù)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容量，這種擴(kuò)容需求構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。此外，通過3G網(wǎng)絡(luò)提供更豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及使用先進(jìn)設(shè)備降低投資成本，也是不可忽視的驅(qū)動(dòng)因素。

對(duì)新興市場(chǎng)而言，絕大多數(shù)收入增長(zhǎng)來自低ARPU值用戶。因此，運(yùn)營(yíng)商迫切需要降低成本，并通過高性價(jià)比、差異化的業(yè)務(wù)，防止ARPU值因競(jìng)爭(zhēng)而不斷下滑。

向ALLIP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型能夠很好地滿足運(yùn)營(yíng)商的需求。2008年，中國(guó)電信業(yè)最流行的一句話就是“ALLIP＋Mobile＝Future”。中國(guó)移動(dòng)總裁王建宙表示：“用現(xiàn)在確保未來，用未來管理現(xiàn)在”，可見ALLIP是實(shí)現(xiàn)“確保未來”的最佳途徑。其實(shí)，向ALL IP方向演進(jìn)也已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外主流運(yùn)營(yíng)商的共識(shí)。

ALLIP有四大的優(yōu)勢(shì)：核心網(wǎng)IP化能夠奠定無級(jí)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，承載網(wǎng)IP化能夠?qū)崿F(xiàn)多種承載方式的歸一，接入網(wǎng)IP化能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶的低成本傳輸，業(yè)務(wù)網(wǎng)IP化能夠使業(yè)務(wù)更豐富、更靈活。

ALLIP也面臨四大的挑戰(zhàn)：設(shè)備要更新，網(wǎng)絡(luò)要演進(jìn)，業(yè)務(wù)要變化，人員要提升。

GSM網(wǎng)絡(luò)ALLIP化的三步曲

中國(guó)移動(dòng)確立了GSM網(wǎng)絡(luò)ALLIP化的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，以提升網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力，優(yōu)化整網(wǎng)架構(gòu)，奠定未來向3G、IMS平滑演進(jìn)的基礎(chǔ)。該轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略分三步走：第一步，引入控制和承載分離的軟交換架構(gòu)，核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)IP化；第二步，IP專用承載網(wǎng)向下延伸，實(shí)現(xiàn)承載IP化，用IP統(tǒng)一目前五花八門的承載方式（如圖1所示），將目前使用最多的TDM承載與IP承載對(duì)比一下，可以明顯地看出承載IP化的優(yōu)勢(shì)（如表1所示）；第三步，實(shí)現(xiàn)無線接入網(wǎng)絡(luò)IP化，中國(guó)移動(dòng)逐步推進(jìn)A接口、Abis接口的IP化，從而邁向ALLIP。

圖1  承載方式對(duì)照?qǐng)D

一般來說，無線網(wǎng)2G基站需要2個(gè)E1；R99版本的3G基站需要4個(gè)E1；HSPA階段的基站需要20個(gè)E1；HSPA＋階段的基站需要40個(gè)E1，會(huì)占據(jù)一個(gè)155Mbps的SDH環(huán)�；�站的數(shù)據(jù)吞吐量成幾何級(jí)別增長(zhǎng)，IPBSS/RAN自然成為當(dāng)務(wù)之急。

表1  TDM承載和IP承載的比較

本文重點(diǎn)關(guān)注核心網(wǎng)的ALLIP化，核心網(wǎng)PS域本來就是基于IP的，所以核心網(wǎng)CS域的ALLIP化成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

核心網(wǎng)CS域目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)

從中國(guó)移動(dòng)核心網(wǎng)CS域目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)圖（如圖2所示）可以看出：CMN（CallMediationNode）和傳統(tǒng)MSCServer的區(qū)別是CMN不控制MGW；核心網(wǎng)承載全部采用全I(xiàn)P組網(wǎng)；各個(gè)層面采用POOL，進(jìn)行資源共享和網(wǎng)絡(luò)備份；同時(shí)接入2G、3G，實(shí)現(xiàn)2G、3G共同接入。

圖2  中國(guó)移動(dòng)核心網(wǎng)CS域目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)圖

中國(guó)移動(dòng)CMN的設(shè)置有四個(gè)原則。

1．根據(jù)集團(tuán)統(tǒng)一安排，長(zhǎng)途軟交換匯接網(wǎng)的TMSCServer/TMG升級(jí)改造，具備支持CMN功能，并具備轉(zhuǎn)接TDM－IP話務(wù)互通的能力；

2．省際層面信令流由各省長(zhǎng)途軟交換匯接局升級(jí)成的CMN節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)接，未建設(shè)TMSCServer的省仍保持原有歸屬關(guān)系；

3．為充分發(fā)揮全I(xiàn)P帶來的平面組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，對(duì)于三年規(guī)劃期內(nèi)省內(nèi)的MSCServer數(shù)量不超過30臺(tái)的省公司，應(yīng)嚴(yán)格采用省內(nèi)平面組網(wǎng)方式；對(duì)于三年規(guī)劃期內(nèi)省內(nèi)的MSCServer數(shù)量將超過30臺(tái)的省公司，可結(jié)合本省實(shí)際情況適時(shí)組織研究，對(duì)確有必要的省公司經(jīng)集團(tuán)核準(zhǔn)后可規(guī)劃引入省內(nèi)CMN功能，以降低省內(nèi)軟交換網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理的難度；

4．省內(nèi)層面CMN節(jié)點(diǎn)原則上應(yīng)由長(zhǎng)途軟交換匯接局升級(jí)成的省際CMN節(jié)點(diǎn)兼做，不單獨(dú)設(shè)置。

核心網(wǎng)ALLIP化的三個(gè)信令

中國(guó)移動(dòng)GSM核心網(wǎng)ALLIP化主要有三個(gè)相關(guān)信令：BICC/ISUP信令（如圖3所示）、BSSAP信令（如圖4所示）、MAP/CAP信令（如圖5所示）。

BICC/ISUP信令

圖3  BICC/ISUP信令圖

IP軟交換之間通過BICC信令互通，長(zhǎng)途通過CMN轉(zhuǎn)接。

TDM交換機(jī)和IP軟交換之間的BICC/ISUP互通，本地網(wǎng)內(nèi)部通過ISUP信令互通，為避免IP軟交換出TDM端口，啟用MGW內(nèi)置SG功能，通過M3UA轉(zhuǎn)接方式將ISUP/TDM轉(zhuǎn)換成ISUP/IP；省內(nèi)/省際長(zhǎng)途通過互通網(wǎng)元（IP關(guān)口局或TMSS）將ISUP/TDM轉(zhuǎn)換成BICC/IP后和IP軟交換互通。

BSSAP信令

圖4  BSSAP信令圖

MSCServer通過MGW內(nèi)置的SG功能將BSSAP/IP轉(zhuǎn)換為BSSAP/TDM，完成與BSC進(jìn)行BSSAP信令互通。

MAP/CAP信令

圖5  MAP/CAP信令圖