隨著近年來通信技術(shù)的不斷發(fā)展，為實現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)網(wǎng)的融合，產(chǎn)生了軟交換技術(shù)。軟交換技術(shù)采用業(yè)務(wù)、控制、承載全分離的結(jié)構(gòu)，使得業(yè)務(wù)接入手段多樣化，并可在同一個承載網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的互通。近兩年來中國移動已經(jīng)有越來越多的省公司使用基于軟交換R4結(jié)構(gòu)的設(shè)備擴建GSM網(wǎng)絡(luò)，部分省R4交換局已達到了相當規(guī)模。
　　此外，承載方式IP化也是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的大趨勢，目前的GPRS、2G軟交換網(wǎng)中的媒體流、即將開始建設(shè)的3G R4核心網(wǎng)電路域及分組域以及未來的IMS業(yè)務(wù)流均已采用或?qū)⒁�采用IP承載方式。
　　隨著媒體流的IP承載化，信令消息承載的IP化也成為業(yè)界關(guān)注的重點問題。在R4階段，信令應(yīng)用層與七號信令相同，底層承載有TDM和IP兩種方式；R5階段以后的IMS網(wǎng)絡(luò)信令消息不再是七號信令，而是基于IP技術(shù)的信令，如SIP等。從長遠來看3G網(wǎng)的發(fā)展，若R4階段在相當長的時期內(nèi)存在，考慮到成本優(yōu)勢，則IP信令網(wǎng)是必然的發(fā)展趨勢。
2、3G網(wǎng)絡(luò)及信令的發(fā)展概述
2.1　3G網(wǎng)絡(luò)及信令的發(fā)展
　　3GPP定義的WCDMA系統(tǒng)有R99、R4、R5、R6和R7版本。其中R99版本的3G核心網(wǎng)與GSM核心網(wǎng)相比從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)到信令基本沒有什么變化，沿用了傳統(tǒng)的No.7信令及信令網(wǎng)；R4版本的3G核心網(wǎng)引入了分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時信令也從傳統(tǒng)的基于TDM的承載方式開始向IP承載演進，而高層使用的仍是No.7信令應(yīng)用部分；R5版本在R4的基礎(chǔ)上引入了基于軟交換架構(gòu)的IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）域，IMS域?qū)⒉捎萌�新的基于SIP的會話方式，信令尋址采用全新的DNS+ENUM方式，而CS域與PS域本身沒有過多變化；R6版本在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上沒有變化，只是更加深入的定義了IMS域的業(yè)務(wù)。
　　從上述3G網(wǎng)絡(luò)及信令的發(fā)展來看，R5/R6版本的IMS域根據(jù)設(shè)備廠家的不同采用新建節(jié)點或在現(xiàn)有節(jié)點上（硬件平臺相同）疊加的方式實現(xiàn)功能，其功能及信令是全新的，不存在從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)演進的問題。對于現(xiàn)有信令網(wǎng)的演進主要集中在核心網(wǎng)CS域，而由于在R4版本以后CS域沒有發(fā)生變化，因此現(xiàn)有信令網(wǎng)的演進主要針對R4版本的演進。
2.2　3G網(wǎng)絡(luò)中的信令需求及信令網(wǎng)組成
　　以下首先對3G R4核心網(wǎng)與2G GSM核心網(wǎng)中的主要接口與協(xié)議進行列舉、比較，如表1所示。
表1　 R4核心網(wǎng)與GSM核心網(wǎng)信令接口、協(xié)議及承載方式對比

　　R4網(wǎng)絡(luò)中新引入的協(xié)議還有BICC和H.248。H.248協(xié)議屬于點到點的協(xié)議，不存在路由和尋址問題，MSC Server上已經(jīng)配置了MGW的地址信息，因此無需信令網(wǎng)進行路由查詢。BICC協(xié)議通過IP承載有兩種方式，當采用3GPP建議的M3UA/SCTP/IP承載時，由于M3UA中包含了目的信令點信息，可以通過信令網(wǎng)進行轉(zhuǎn)發(fā)；當BICC直接承載在SCTP上時，為點對點的方式，可直接承載在IP網(wǎng)上而不需要信令網(wǎng)承載。目前中國移動建設(shè)的軟交換匯接網(wǎng)中的軟交換機之間采用的是BICC/SCTP/IP方式。今后建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)時，可以采用同樣的協(xié)議棧，并對MSC Server進行分層，由CMN（或TMSC Server）負責轉(zhuǎn)接省際BICC信令。
　　此外，在R4網(wǎng)絡(luò)中，除了產(chǎn)生信令的SP點本身和用于信令轉(zhuǎn)接的STP以外，還需要有一個功能實體用于與目前2G電路型交換網(wǎng)中的七號信令網(wǎng)相連，將窄帶七號信令轉(zhuǎn)換為適于在IP網(wǎng)中傳送的信令，即信令網(wǎng)關(guān)（SG）節(jié)點，該節(jié)點可以單獨設(shè)置，也可以與MSC Server、MGW、STP等網(wǎng)元合設(shè)。
　　綜上所述，IP信令網(wǎng)首先是解決MAP和CAP協(xié)議的IP承載問題（BICC協(xié)議和H.248協(xié)議則不需要IP信令網(wǎng)承載）；而對于信令的路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能則既可以由傳統(tǒng)的No.7信令網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，也可以構(gòu)建IP STP的信令網(wǎng)。
3、基于全IP承載的信令組網(wǎng)分析
3.1　IP信令網(wǎng)的概念
　　IP信令網(wǎng)是指利用IP作為承載技術(shù)來傳送信令消息的網(wǎng)絡(luò)。R4階段和現(xiàn)有傳統(tǒng)No.7網(wǎng)相似，在IP信令網(wǎng)中其節(jié)點功能劃分也可以分為IP SEP和IP STP兩類，主要負責轉(zhuǎn)接MAP、CAP消息，信令消息的選路也仍舊使用No.7信令點編碼的方式。
　　對全IP信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)的討論主要問題集中在兩點：第一，是否需要采用分層結(jié)構(gòu)；第二，采用何種SIGTRAN的適配層協(xié)議。
3.2　全IP承載的信令網(wǎng)的組成與結(jié)構(gòu)
　　如果3G網(wǎng)絡(luò)建成后一段時期仍采用網(wǎng)狀平面方式規(guī)劃IP信令網(wǎng)，則從全國整張大網(wǎng)來看，對每個節(jié)點的MAP/CAP信令路由能力（SCTP偶聯(lián)數(shù)量和SCCP尋址能力）的需求都是相當大的，且任何一個省新增1個網(wǎng)元節(jié)點，全網(wǎng)網(wǎng)元都需要修改路由數(shù)據(jù)，這對整網(wǎng)信令路由的規(guī)劃和維護來說將是相當困難的。因此在IP信令網(wǎng)中引入完成SCCP GT翻譯功能的節(jié)點，即：IP STP是很有必要的。
　　此外由于MSC Server所能支持的呼叫路由能力是有限的，平面組網(wǎng)將極大的限制網(wǎng)絡(luò)的擴展性，因此網(wǎng)絡(luò)中也需引入?yún)R接層（TMSC Server或CMN）。在具有匯接層的網(wǎng)絡(luò)中，MSC Server需要支持的呼叫路由和信令路由的數(shù)量將會大大減少，其好處是可以減少MSC Server的信令鏈路組和SCTP偶聯(lián)的數(shù)量，網(wǎng)絡(luò)具有更好的擴展性并有利于管理和維護。
　　綜上所述，建議IP信令網(wǎng)應(yīng)該采用分層結(jié)構(gòu)。對于省際的MAP、CAP信令采用GT尋址方式，IP STP提供GTT功能；對于省內(nèi)的MAP、CAP信令采用目的地信令點編碼尋址方式，初期可以采用直聯(lián)方式，通過IP STP轉(zhuǎn)接的準直聯(lián)作為備用路由。省內(nèi)、省際BICC信令通過TMSC Server或CMN轉(zhuǎn)接。
3.3　SIGTRAN協(xié)議的選擇
　　SIGTRAN是在IP網(wǎng)絡(luò)中傳遞No.7信令的協(xié)議，它利用標準的IP傳送協(xié)議作為低層傳送，并通過增加自身的功能來滿足No.7信令的傳送要求。SIGTRAN協(xié)議體系如圖1所示。

圖1　 SIGTRAN協(xié)議體系圖

　　SIGTRAN協(xié)議的底層為傳輸層SCTP協(xié)議（流控制傳輸協(xié)議），為No.7信令在標準IP網(wǎng)上傳送提供可靠的連接，高層為適配層協(xié)議，根據(jù)功能和組網(wǎng)應(yīng)用的不同主要分為M2PA、M2UA和M3UA 3種，簡單介紹如下。


　　該種方案情況下，省內(nèi)支持IP信令的網(wǎng)元直接與IP LSTP相連（兩級組網(wǎng)情況下還需要通過TDM方式與現(xiàn)有HSTP相連），不支持IP信令的網(wǎng)元仍保持原有連接方式與現(xiàn)有LSTP相連（兩級組網(wǎng)情況下還要與HSTP）。省際信令消息仍由現(xiàn)有長途No.7信令網(wǎng)疏通，省內(nèi)信令由LSTP疏通。
　　隨著支持IP信令的網(wǎng)元逐漸增多，盡量保證原有LSTP不再擴容，省內(nèi)信令主要由IP LSTP承擔。在時機成熟時，可以考慮將IP LSTP的地位提高為兼做HSTP，對現(xiàn)有HSTP的省際信令進行部分分流，即：與其他省的IP LSTP通過MTP3/M2PA/SCTP/IP方式疏通部分省際信令，逐步降低現(xiàn)有骨干長途信令網(wǎng)的負荷，最終達到替換現(xiàn)有HSTP、形成IP信令網(wǎng)目標網(wǎng)的目的。但各省支持IP信令的網(wǎng)元與不支持IP信令的網(wǎng)元將同時共存，不同省的這兩類網(wǎng)元之間的信令互通方式與信令的選路策略有關(guān)（省際信令在兩張網(wǎng)上如何分配），而不同的選路策略將會直接影響到省內(nèi)網(wǎng)元局數(shù)據(jù)設(shè)置的復雜度、信令網(wǎng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如何調(diào)整等很多相關(guān)問題。
　　假設(shè)要求兩省間支持IP信令的網(wǎng)元之間的省際信令由IP信令網(wǎng)疏通，兩省間支持IP信令的網(wǎng)元與不支持IP信令的網(wǎng)元間省際信令也由IP信令網(wǎng)疏通，只有傳統(tǒng)的不支持IP信令的網(wǎng)元之間的省際信令仍由現(xiàn)有長途信令網(wǎng)疏通。以下僅對這種信令路由策略，介紹一種對省內(nèi)網(wǎng)元局數(shù)據(jù)設(shè)置和路由判斷相對簡單、避免路由迂回的組網(wǎng)方案，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下圖4所示。

圖4　組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖
　　該方案下，省內(nèi)長途信令通過LSTP之間疏通，兩省間支持IP信令的網(wǎng)元之間、兩省間支持IP信令的網(wǎng)元與不支持IP信令的網(wǎng)元間的省際信令為兩級組網(wǎng)方式（信令路由為：本省SP→本省IP LSTP/HSTP→對端省IP LSTP/HSTP→對端SP），不支持IP信令的網(wǎng)元之間的省際信令保持現(xiàn)有省際信令疏通方式（通過現(xiàn)有HSTP，兩級或三級組網(wǎng)疏通到對端�。�。
　　由于該方案下，不支持IP信令的網(wǎng)元同時與原有LSTP和新建的IP LSTP都連接，因此需要這些網(wǎng)元能夠判斷出對端省哪些網(wǎng)元支持IP信令，并選擇正確的路由（可以考慮通過為支持IP信令的網(wǎng)元設(shè)置特殊號段ID號的方式實現(xiàn)）。或者也可以讓不支持IP信令的網(wǎng)元只與現(xiàn)有LSTP相連，由LSTP負責判斷將省際信令送至現(xiàn)有長途信令網(wǎng)還是IP信令網(wǎng)（同樣要求LSTP能夠判斷對端省哪些網(wǎng)元支持IP信令），但會增加信令的跳數(shù)（三級組網(wǎng)）�？紤]到今后信令I(lǐng)P化的趨勢，為節(jié)省投資，不建議新建的支持IP信令的網(wǎng)元再配置TDM信令接口，這些網(wǎng)元只通過IP接口與IP LSTP相連。
　　今后隨著支持IP信令的網(wǎng)元逐漸增多，省際信令將逐步改由IP LSTP/HSTP疏通，省內(nèi)信令逐步改為支持IP的網(wǎng)元間通過IP承載網(wǎng)直聯(lián)，最終IP LSTP完全作為HSTP使用，達到IP信令網(wǎng)目標網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
4.3　方案四（疊加組網(wǎng)方案）分析
　　疊加網(wǎng)方案下，將與現(xiàn)有長途信令網(wǎng)平行建設(shè)一張全新的IP信令網(wǎng)（IP STP初期可以分大區(qū)建設(shè)），同樣由于省間支持IP信令的網(wǎng)元與不支持IP信令的網(wǎng)元之間需要互通信令，路由策略將會影響組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。以下僅提供其中一種組網(wǎng)方案，如圖5所示。

圖5　組網(wǎng)方案圖
　　該種方案下，省內(nèi)信令通過現(xiàn)有LSTP疏通，兩省間支持IP信令的網(wǎng)元之間、兩省間支持IP信令的網(wǎng)元與不支持IP信令的網(wǎng)元間的省際信令為兩級組網(wǎng)方式（信令路由為：本省SP→本省IP HSTP→對端省IP HSTP→對端SP），不支持IP信令的網(wǎng)元之間的省際信令保持現(xiàn)有省際信令疏通方式（通過現(xiàn)有HSTP，兩級或三級組網(wǎng)疏通到對端�。�。這種組網(wǎng)方案能夠避免兩個平面之間的HSTP之間進行互通（需要相互做數(shù)據(jù)），將對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的影響降到最小，也能避免信令在STP間過多的跳接。但是同樣的需要不支持IP信令的網(wǎng)元能夠判斷出對端省哪些網(wǎng)元支持IP信令，并選擇正確的路由（至現(xiàn)有HSTP還是IP HSTP）。
　　今后隨著支持IP信令的網(wǎng)元逐步增加，省際信令負荷在IP信令網(wǎng)上承載的比例也將逐步增大，最終可達到目標網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
4.4　方案比較及建議
　　方案三和方案四相比，初期投資差不多（均只在部分省建設(shè)）；從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來看，由于逐步演進方案涉及新建IP LSTP與現(xiàn)網(wǎng)STP設(shè)備的組網(wǎng)關(guān)系，因此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為復雜，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不如疊加網(wǎng)方案清晰；從工程實施來看，兩種方案均為新建設(shè)備，工作量和難度基本相同，但逐步演進方案涉及后期從IP LSTP到兼做HSTP再到最終獨立HSTP的不斷變化，數(shù)據(jù)修改量較疊加網(wǎng)方案大；從網(wǎng)管維護等方面看，逐步演進方案中初期作為LSTP是由省公司進行維護管理的，對省內(nèi)維護管理人員的技術(shù)水平要求較高，后期轉(zhuǎn)變?yōu)镠STP時按目前的管理方式需要改為有限公司統(tǒng)一管理，而疊加網(wǎng)方案則始終由有限公司統(tǒng)一管理IP HSTP，對省內(nèi)人員技術(shù)水平要求較小。
　　考慮到用IP網(wǎng)承載信令的方式受IP網(wǎng)特性的制約，QoS、時延、丟包率等對傳送信令的影響尚不明確，如果初期中國移動能夠在某些省內(nèi)進行小范圍的組網(wǎng)測試，對設(shè)備在現(xiàn)網(wǎng)運行的性能和組網(wǎng)能力有較為全面的了解，選擇疊加網(wǎng)建設(shè)IP信令網(wǎng)是較為簡單的方案，但如果在先期準備不足的情況下，在省內(nèi)首先應(yīng)用IP STP則是較為穩(wěn)妥的方案，但后期網(wǎng)絡(luò)調(diào)整工作較大。
5、結(jié)束語
　　經(jīng)過幾期工程的建設(shè)，中國移動現(xiàn)有長途七號信令網(wǎng)已具備相當?shù)囊?guī)模，逐步走向成熟、安全、可靠。隨著設(shè)備廠家對設(shè)備容量的升級工作完成，設(shè)備容量已不再成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，新建的2G網(wǎng)元以及即將建設(shè)的3G網(wǎng)元在一定的時間內(nèi)完全可以接入現(xiàn)有七號信令網(wǎng)，由其負責疏通省際長途信令消息。
　　IP承載與傳統(tǒng)的TDM承載方式相比，雖然在QoS、時延等各方面都存在著一定差距，但在管理維護、投資成本等方面具有優(yōu)勢，繼續(xù)擴容現(xiàn)有長途七號信令網(wǎng)還是推動IP信令網(wǎng)的建設(shè)，需要中國移動進行深入的思考、比較、繼而進行抉擇。

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