【摘要】IP化是通信發(fā)展的方向，核心網(wǎng)IP化是移動通信網(wǎng)演進過程過程中的重要步驟，VOIP后信令面、承載面均會引入接續(xù)時延。結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)實際對IP化后影響呼叫接續(xù)時延的因素進行分析并得出結(jié)論。

【關鍵詞】核心網(wǎng)IP化TDM接續(xù)時長時延承載建立信令面

一、概述

IP技術引入電信網(wǎng)絡是信息傳送與交換領域的一個革命性變革，它從根本上改變了人們對傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡的認識。在移動通信網(wǎng)中，R4架構(gòu)的軟交換設備已成為主流，傳統(tǒng)TDM交換機也逐步退出歷史舞臺。

在傳統(tǒng)的TDM承載中，可認為是光速傳播信號，物理層基本無時延產(chǎn)生。但移動核心網(wǎng)IP化之后：（1）信令面：信令在傳輸過程中經(jīng)過CE，CE越多物理傳輸時延越大；（2）承載面：在通話前（即connect前），呼叫建立過程中會有IPBCP協(xié)商、NbUP協(xié)商等過程；此外IP承載網(wǎng)本身也會引入時延。

VOIP之后究竟這兩個時延對現(xiàn)網(wǎng)的接續(xù)時延影響如何？本文從呼叫接續(xù)流程、承載建立流程，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)實際數(shù)據(jù)對IP化后的呼叫接續(xù)時延進行分析并得出結(jié)論。

二、呼叫接續(xù)時長的定義

呼叫時延是指：MSC收到CM Service Req消息至MSC給主叫發(fā)送Alerting消息之間的消耗時長。在A/Iu接口，分析的是從MSC收到A號碼的CM service request到從MSC給A號碼發(fā)出alerting的這段時間，其中的主要流程如圖1所示：

從圖中可以看出影響端到端呼叫接續(xù)時延的因素主要有以下幾個方面：（1）鑒權/加密時延（Authentication Request -> Authentication Response）；（2）尋呼時延（Paging-> Paging response）；（3）指配時延（Assignment Request -> Assignment Complete）；（4）取路由時延（SRI -> SRI-ack）；（5）取漫游號碼（PRN -> PRN-ack）；（6）智能交互時延（O-CSI/T-CSI）；（7）中繼接續(xù)時延（IAM -> ACM）。

傳統(tǒng)TDM承載，無論信令面還是承載面，均不涉及傳輸時延（可以認為光速傳輸），但在IP化之后，承載面協(xié)商及CE對數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)均需要時間完成。

三、IP化后承載面對時延的影響分析

3.1承載建立流程簡介

（1）IPBCP

IPBCP（IP Bear Control Protocol）主要用于在BICC（Bearer Independent Call Control）呼叫建立時進行信息交換和協(xié)商功能，包括媒體流的特性、端口號、IP地址等等。IPBCP使用SDP（Session Description Protocol）定義的編解碼方式對交互信息進行處理。

IPBCP在3GPP中完成RTP承載建立之前的承載屬性協(xié)商過程，主要包括請求和響應消息。

IPBCP的承載和協(xié)商過程是通過Mc接口和Nc接口來實現(xiàn)的。

（2）NbUP

Nb接口是MGW之間用于傳輸數(shù)據(jù)、音頻、視頻等用戶信息，以及進行承載控制參數(shù)協(xié)商的承載控制消息的接口。NbUP協(xié)議，用于傳送與Nb口相關的用戶數(shù)據(jù)。

NbUP的控制過程包括初始化、速率控制、時間校準、錯誤事件。NbUP有透明和支持兩種模式。透明模式表示不進行NbUP控制過程，支持模式表示需要NbUP控制過程。

承載面建立協(xié)商流程如圖2所示：

從上述流程可以看出：（1）被叫局收到帶本局漫游號碼的IAM消息后，對被叫進行尋呼，完成鑒權、加密。（2）為被叫指配無線資源和A口電路的同時，被叫局的MSC Server構(gòu)造并回給主叫局APM消息，APM中帶有App參數(shù)，消息當中同時攜帶被叫局所選擇的codec。（3）主叫局的MSC Server構(gòu)造并回給被叫局APM消息，APM中帶有App參數(shù)（帶主叫局MGW返回的IPBCP隧道信息）。（4）被叫局的MSC Server構(gòu)造并回給主叫局APM消息，APM中帶由App參數(shù)（帶被叫局MGW返回的IPBCP隧道信息）。（5）主叫局的MGW發(fā)起Nb接口的用戶平面初始化請求。被叫局的MGW對初始化請求進行應答。

3.2承載建立現(xiàn)網(wǎng)時延分析

NbUP初時化時長很短，大約在200ms以內(nèi)?，F(xiàn)網(wǎng)忙時統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下（約1000次有效呼叫的平均值），以2G普通用戶撥打本網(wǎng)他局用戶為例：

從IAM出局，2810.85ms后，被叫側(cè)尋呼響應，完成鑒權、加密的同時，交換機認為可以建立被叫承載，于是發(fā)送APM請求（發(fā)送時機從信令跟蹤情況看，我司設備是在被叫尋呼響應之后，指配之前），在接下來的227.23ms內(nèi)完成IPBCP協(xié)商，并在20ms內(nèi)完成NbUP初始化，而被叫側(cè)振鈴需要等到諸如setup、call confirm、assignment_resquest、assignment_complete等信令交互后才進行，此段時延接近1300-3000ms，遠大于承載面建立時延250ms。

3.3承載建立時延對接續(xù)時延影響結(jié)論

由上分析可以確定，在正常情況下，IP承載面的建立（即VOIP）對整個接續(xù)時延沒有影響。

四、IP化后信令面對時延的影響分析

4.1CE引入的信令傳輸時延分析

上層應用及處理機制此處不做深入分析，只對傳輸時延進行簡單說明，以證明傳輸形式的改變并未引入過分的時延，如圖3所示。

傳統(tǒng)的TDM承載，可以認為是光速傳播信號，物理層基本無時延產(chǎn)生。在引入CE后，信令在傳輸過程中經(jīng)過CE，CE越多，物理傳輸時延越大。而承載網(wǎng)基本為云，不便對單個CE做時延分析，因此可以將其作為黑洞，仍以MSC1和MSC2為研究對象，通過PING命令來檢測PING包的響應時延。

Ping程序能夠記錄網(wǎng)絡的時間，時間值為echo reply的時間值減去發(fā)送echo request的時間值。Ping記錄的時間是雙向的時間差。

4.2CE引入的信令傳輸時延對接續(xù)時延影響結(jié)論

由上表可以看出，從本地IP到對端IP的單向傳輸時延在5ms左右，相對于一次6000ms左右接續(xù)時長，在主、被叫均為移動用戶的情況下，一次呼叫串行進行的信令約20條左右，信令交互總時延約100ms，占總接續(xù)時延1.6%，可以近似認為IP化后信令面的傳輸時延對接續(xù)時延無影響。

五、結(jié)論

目前各大運營商都在加快網(wǎng)絡IP化改造進程，通過以上分析，在引入IP化后，承載建立、承載網(wǎng)時延均對呼叫接續(xù)時延無影響。

參考文獻

[1]中國聯(lián)通移動核心網(wǎng)信令流程參考手冊

[2]華為技術有限公司. HUAWEI MSOFTX3000移動軟交換中心VOIP用戶手冊