黃耀軍， 陳清文， 湯娟娟， 張朝飛

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司深圳分公司，深圳 518048）

網(wǎng)絡(luò)IP化中的路由迂回分析及優(yōu)化研究

黃耀軍， 陳清文， 湯娟娟， 張朝飛

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司深圳分公司，深圳 518048）

本文針對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)局間及A接口（或IU-CS接口）的IP化現(xiàn)狀，分析呼叫過程中存在的流量迂回情況，就其特征、原因進(jìn)行分析及量化測(cè)算，并提出應(yīng)對(duì)措施，降低迂回比例，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

IP化；局間呼叫；A接口；路由迂回

1 網(wǎng)絡(luò)IP化現(xiàn)狀

IP化由于其在帶寬共享、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)等方面的天然優(yōu)勢(shì)，成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重點(diǎn)。核心網(wǎng)Nb接口（局間），及A接口（對(duì)于3G來講為IU-CS接口，由于功能類似，以下論述以A接口為例）由于其組網(wǎng)、設(shè)備成熟度等特點(diǎn)，成為IP化首先部署的環(huán)節(jié)。

Nb接口IP化，是指軟交換2個(gè)端局MGW之間，以IP承載話音數(shù)據(jù)流；A接口IP化是指BSS到核心網(wǎng)的承載IP化。通過這兩方面的IP化部署，核心網(wǎng)由原來的TDM承載演變?yōu)镮P化承載。

目前各大通信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)或正在部署其IP化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。例如對(duì)于中國(guó)移動(dòng)來講，已經(jīng)于2008年全網(wǎng)部署完畢Nb接口的IP化，2012年開始逐步部署A接口IP化。

2 迂回路由分析

2.1 承載網(wǎng)現(xiàn)狀及路由迂回特征

以中國(guó)移動(dòng)為例，IP化的話音承載于專用的IP承載網(wǎng)上，IP承載網(wǎng)（ChinaMobile_NGN_Media的VPN）的層級(jí)如圖1所示。

圖1 IP承載網(wǎng)的層級(jí)

其中：CR層級(jí)為骨干核心層，負(fù)責(zé)省級(jí)、國(guó)際呼叫流量轉(zhuǎn)發(fā)；BR為匯聚層級(jí)，負(fù)責(zé)省內(nèi)話務(wù)的流量轉(zhuǎn)發(fā)；AR為接入層級(jí)，負(fù)責(zé)本地話務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)。

按照“下級(jí)話務(wù)盡量不向上繞行”的通信原則，根據(jù)以上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，本地話務(wù)如果迂回到BR，則視為流量迂回。然而在實(shí)際呼叫中，不僅存在流量迂回到BR，還存在同一次呼叫，經(jīng)過BR迂回多次的情況。

2.2 迂回原因分析及概率

在實(shí)際呼叫中，呼叫分為3個(gè)階段，主叫A接口承載、局間承載、被叫A接口承載。以深圳為例，結(jié)合其話務(wù)模型，可以分別計(jì)算其不同階段的迂回比率。

深圳目前全網(wǎng)有3對(duì)AR，關(guān)口局、彩鈴均在AR1&2片區(qū)；全網(wǎng)63個(gè)端局MGW，分散到AR3&4（42個(gè)）、AR5&6片區(qū)（21個(gè)）。本地MSC Server組成7個(gè)Pool。本地互聯(lián)互通話務(wù)（含彩鈴）比例為25%，網(wǎng)內(nèi)長(zhǎng)途網(wǎng)占30%，網(wǎng)內(nèi)本地話務(wù)占45%。

2.2.1 主叫A接口承載的迂回分析

主叫A接口承載迂回主要是由于同一Pool的BSS和MGW分屬不同機(jī)房，造成A接口承載跨區(qū)，構(gòu)成迂回。其迂回概率計(jì)算如下：按照目前端局分散到AR3&4、AR5&6共2個(gè)片區(qū)測(cè)算。假設(shè)某個(gè)Pool內(nèi)共計(jì)N個(gè)MGW，其中AR3&4片區(qū)為X個(gè)MGW，另一片區(qū)為N-X個(gè)MGW，其概率曲線如圖2所示。

從以上可以看出，如果2個(gè)片區(qū)的MGW數(shù)量平均，則其跨區(qū)比例最高可達(dá)50%，按照現(xiàn)網(wǎng)計(jì)算（共7個(gè)Pool，MGW不均衡分布），全網(wǎng)平均A口跨區(qū)比例（記為Pa）為29%。

2.2.2 局間呼叫的迂回分析

局間呼叫發(fā)生迂回主要是本地話務(wù)跨了AR片區(qū)，按照目前網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)計(jì)算，AR34區(qū)有42個(gè)MGW，AR56區(qū)下有21個(gè)MGW，其網(wǎng)內(nèi)本地話務(wù)迂回比例＝(42×21+21×42)/(63×63)＝44%。此外，根據(jù)話務(wù)模型，可以測(cè)算局間話務(wù)的迂回比例如表1所示。

表1 局間呼叫的迂回比例

表1除了長(zhǎng)途話務(wù)（30%）為正常迂回（長(zhǎng)途需要經(jīng)過BR疏通到省內(nèi)外），其它45%的呼叫比例均為異常迂回（記為Pnb）。其中，尤其是互聯(lián)互通話務(wù)，由于其GW局全部落在AR1&2片區(qū)，而端局全部在AR3&4、AR5&6片區(qū)，因此本地互聯(lián)互通話務(wù)全部為迂回流量。

2.2.3 被叫A接口承載的迂回分析

由于接口雙方均為BSS和MGW，被叫A接口，和主叫A接口迂回的原因、概率相同，也記為Pa。

2.3 端到端呼叫迂回測(cè)算

在實(shí)際呼叫中，將呼叫過程分解為主叫、局間、被叫等3個(gè)階段，從端到端的角度出發(fā)，以迂回3次為例分析：如圖1所示，當(dāng)BSC1下的用戶呼叫BSC2下的用戶，且局間為跨Pool時(shí)，主叫A接口為BSC1-MGW2，被叫A接口為MGW1-BSC2，局間為MGW1-MGW2。根據(jù)概率測(cè)算如下：

* P3（三次迂回）=Pa×Pnb×Pa = 29%×45%× 29% = 3.8%。（這種情況將出現(xiàn)3次迂回，即同一個(gè)呼叫，話務(wù)流量將經(jīng)過BR繞行3次）

* P2（兩次迂回）=Pa×Pnb×（1-Pa）+（1-Pa）×Pnb×Pa + Pa×（1-Pnb）×Pa= 23.2%

圖2 A接口承載迂回曲線及比例

* P1（一次迂回）=Pa×（1-Pnb）×（1-Pa）+（1-Pa）×Pnb×（1-Pa）+（1-Pa）×（1-Pnb）×Pa＝45.3%

* P（零次迂回）=（1-Pa）×（1-Pnb）×（1-Pa）=27.7%

根據(jù)以上分析，其端到端話務(wù)迂回比例匯總?cè)绫?所示。

表2 端到端呼叫的迂回比例

根據(jù)以上結(jié)果，僅27.7%的話務(wù)不產(chǎn)生迂回，其它72.3%的話務(wù)都至少發(fā)生1次迂回。此外根據(jù)加權(quán)平均計(jì)算，全網(wǎng)平均迂回次數(shù)為1.03次。

2.4 迂回對(duì)呼叫的影響

本地話務(wù)向上迂回，一方面造成通話延時(shí)增加。根據(jù)實(shí)際測(cè)算情況，每經(jīng)過BR繞行1次，其平均延時(shí)將增加5～10ms，將對(duì)通話質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。

另一方面，全網(wǎng)呼叫平均迂回次數(shù)為1.03次，意味著全網(wǎng)IP化話務(wù)量在承載網(wǎng)上增生至少1倍，而這些增生的話務(wù)量是不產(chǎn)生任務(wù)收益。迂回將對(duì)承載網(wǎng)設(shè)備、帶寬都構(gòu)成極大浪費(fèi)，不利于網(wǎng)絡(luò)吸收高話務(wù)。

3 優(yōu)化措施

根據(jù)以上分析，需要充分抑制這些非正常迂回話務(wù)，其主要措施如下。

3.1 關(guān)口局組網(wǎng)調(diào)整為分片區(qū)部署

根據(jù)以上分析，互聯(lián)互通話務(wù)迂回比例為100%，其原因主要是因?yàn)殛P(guān)口局部署在AR1&2片區(qū)，而端局部署在其它AR片區(qū)，這樣造成互聯(lián)互通話務(wù)全部為迂回話務(wù)。

因此，建議關(guān)口局（也包括彩鈴等全互聯(lián)平臺(tái)）分散部署到不同的AR片區(qū)，各個(gè)AR片區(qū)的互聯(lián)互通話務(wù)主送該片區(qū)關(guān)口局，備選其它片區(qū)。這樣一來，互聯(lián)互通話務(wù)全部不經(jīng)過BR迂回。

3.2 Pool區(qū)域和AR區(qū)域盡量一致

當(dāng)一個(gè)Pool越是被平均分配到不同的AR片區(qū)，其迂回比例越高。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，Pool區(qū)域一般由核心網(wǎng)專業(yè)規(guī)劃，AR區(qū)域一般為傳送網(wǎng)專業(yè)規(guī)劃，因此存在規(guī)劃脫節(jié)的問題。因此建議同一Pool的部署，盡可能在同一AR片區(qū)，所有本地話務(wù)盡可能在AR終結(jié)，而不向上迂回。

3.3 A接口優(yōu)選本區(qū)MGW

在實(shí)際情況中，考慮到建設(shè)周期、投資等因素，Pool區(qū)域和AR區(qū)域一致的難度較大。在不能一致的情況下，建議MSC Server啟用A接口優(yōu)選功能，即BSS發(fā)出的呼叫（含主、被叫），優(yōu)選同一AR片區(qū)的MGW，進(jìn)而降低A接口的迂回比例。

Optimizing research of route circuity in IP network

HUANG Yao-jun, CHEN Qing-wen, TANG Juan-juan, ZHANG Chao-fei
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Shenzhen Branch, Shenzhen 518048, China)

This paper analyzes the route circuity in telecommunication network. The reason and scale are analysed too. Finally the methods are proposed to reduce circuity and increase voice quality.

IP; exchange call; A interface; route circuity

TN929.5

A

1008-5599（2013）08-0055-03

2013-06-08