梁 歆 廣西通信規(guī)劃設計咨詢有限公司

關于移動軟交換網(wǎng)絡IP接入技術的相關分析

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由于軟交換既能執(zhí)行基于硬件的傳統(tǒng)電話交換機相同的功能，又能同時處理IP通信，輕松整合電路交換和分組交換，一時間成為電信行業(yè)中倍受青睞的時髦用語。以Internet為代表的分組交換網(wǎng)絡的興起，立足于分組交換網(wǎng)絡上構建下一代網(wǎng)絡能夠統(tǒng)一向用戶提供數(shù)據(jù)、語音、視頻等多媒體綜合業(yè)務，成為業(yè)界的共識。

移動軟交換網(wǎng)路；IP接入技術

軟交換的概念最早起源于美國。根據(jù)國際軟交換論壇ISC定義，軟交換是基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相互分離的設備和系統(tǒng)。交換技術是為了減少線路投資而采用的一種傳遞信息的方法，主要分為電路交換和分組交換兩種模式。

1.移動軟交換網(wǎng)絡IP接入技術的應用

當前移動互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)了IP化改造的接口有Mc(MSS-MGW)、Nc(MSS-MSS)、Nb口（MGW-MGW)，相對于原來的TDM承載， IP傳輸具有減少傳輸資源、降低網(wǎng)絡建設成本等優(yōu)勢。同時， IP化的不可靠性給傳統(tǒng)語音交換業(yè)務對可靠服務質量的要求帶來不確定性。所以，通過對現(xiàn)網(wǎng)的規(guī)劃配置，引入多種安全保障機制來彌補IP安全性的漏洞。一、 IP化改造的原則?，F(xiàn)階段，我國的移動網(wǎng)絡已具備大規(guī)模推行IP化的條件，在結合現(xiàn)網(wǎng)設備的實際情況和IP化最新進展的同時，控制IP化改造的實施成本，發(fā)揮現(xiàn)有傳輸資源和IP承載作用。 IP化改造必須堅持現(xiàn)網(wǎng)穩(wěn)定原則、業(yè)務集成原則、分階段實施原則（先核心后接入、先承載后信令、先局部后全局）、站點接入原則。二、 IP接入的技術要求。 IP改造的技術要求，具體是對設備技術和接口協(xié)議兩方面的要求。設備技術要求包括：MSC Server要求采用2/3G共核心網(wǎng)的方式組建WCDMA端局，以實現(xiàn)2/3G資源共享。另外，相同MSC Server所覆蓋的2/3G無線區(qū)域應該相同，以達到網(wǎng)絡質量的提高。MGW要求按本地網(wǎng)來設置，以完成傳輸電路的組織和調度，同時，MGW站點應從傳輸節(jié)點上選擇，而MGW與相連的RNC盡量要同機房設置；本地IP承載網(wǎng)內設兩支匯聚路由器DCE，以實現(xiàn)與IP承載網(wǎng)的骨干網(wǎng)連接，按照本地網(wǎng)內業(yè)務量情況與節(jié)點，形成本地業(yè)務接入路由器ACE與匯聚路由器DCE；或單獨設置兩種路由器[1]。此外，各業(yè)務節(jié)點部位接入路由器應該成對設置，本地匯聚路由器DCE與本地業(yè)務接入路由器ACE間呈“口’字型連接。

2.MSS側接口IP接入機制的應用

在軟交換中， MSS用作信令控制的功能實體， IP化改造實則是信令的IP化。從協(xié)議棧的結構側面可以看到， IP化后， MSS的信令接口主要靠SCTP層保護， SCTP層的安全性保護引入了偶聯(lián)、多歸屬的概念。在實現(xiàn)SCTP層偶聯(lián)時， MSS的兩塊接口處理板綁定為一個IP host（SCTP EPS).所以，一個IP host包含兩個物理連接口和兩個IP地址，即Multi-homing多歸屬。

正常情況下， IP host只會使用其中一個激活狀態(tài)的接口板來承載SCTP/IP層的業(yè)務，如果主用接口處理板發(fā)生SCTP或IP層的錯誤，偶聯(lián)就會失效， SCTP EPS將會遷移到備用板卡上。配對的IP接口處理板的配置是一樣的，偶聯(lián)因此而重新建立。當原來的主用板卡恢復正常時，為了避免偶聯(lián)中斷， SCTP EPS不會再回遷，原主用板將保持被用就緒的狀態(tài)。

現(xiàn)網(wǎng)中， MSS通常會配置多塊處理板，作為IP業(yè)務的承載接口板?，F(xiàn)網(wǎng)中為SCTP EPS分配的IP地址對應不同的IP地址段，由此把IP承載網(wǎng)接入劃分到兩個子網(wǎng)，以實現(xiàn)地址段的容災。所有IP host的主用接口板都與一個承載網(wǎng)入口CE1連接，備用接口板與CE1配對的承載網(wǎng)入口CE2連接[2]。

綜上所述，無論是MSS側還是CE側的任一層發(fā)生故障， MSS信令業(yè)務都將自動切換到備用端口，以保持業(yè)務傳輸流暢。

3.MGW側接口IP接入機制的運用

在軟交換網(wǎng)絡環(huán)境中，MGW上IP承載的業(yè)務有Mc口的MPT信令消息、ITU信令消息、Nb口的媒體流。因此，MGW側接口IP接入機制需區(qū)分信令面和媒體面分析。

第一，MGW側接口信令面的IP接入。MGW的IP接入保護機制與MSS的保護機制類似，網(wǎng)絡層都依靠SCTP層協(xié)議進行保護。區(qū)別在于，現(xiàn)網(wǎng)中的MGW信令處理與物理連接口相分離，即SCTP IP層與Ethernet物理層由不同的處理板實現(xiàn)。若物理接口板主用口發(fā)生故障，將自動切換到備用口來保障數(shù)據(jù)通信；若數(shù)據(jù)鏈路層或網(wǎng)絡層發(fā)生故障，則由信令板中的SCTP/IP層協(xié)議保護；若接口物理層發(fā)生故障，物理接口板將切換到備用口通信。

第二，MGW媒體面的IP接入。媒體面即用戶面，與信令面的協(xié)議棧結構有很大的區(qū)別。對于媒體流而言，其更加注重數(shù)據(jù)流的時效和均衡而不是安全，所以，沒有引入到網(wǎng)絡保護協(xié)議的應用中。在媒體面，每個IP物理接口間采取負荷分擔的方式進行作業(yè)，MGW側只能實現(xiàn)接口板上主備端口的物理層倒換保護。 IP接口板的主用口平均分配到配對的兩個CE上。正常情況下配對的CE平分MGW業(yè)務，使業(yè)務均衡接入承載網(wǎng)。從安全層面出發(fā)，數(shù)據(jù)流劃分于不同子網(wǎng)，實現(xiàn)業(yè)務地址段的容災。在CE側，引入VRRP協(xié)議，即虛擬路由器冗余協(xié)議，因為配對的CE不能區(qū)分MGW側的主備端口。VLANS所指向的網(wǎng)關地址與信令面CE接口實體地址不同，它是一個虛擬的網(wǎng)關地址。通過虛擬網(wǎng)關將配對CE附著在不同的CE，以實現(xiàn)業(yè)務流的流量均衡。VRRP的引入，使得網(wǎng)關附著的CE出現(xiàn)故障時，網(wǎng)關能自動附著在配對的另一CE上，使業(yè)務不受影響。

4.結語

在移動通信中，核心網(wǎng)通過安全保障機制來維護網(wǎng)絡安全和穩(wěn)定運行。網(wǎng)絡IP接入機制有利于網(wǎng)絡安全建設和維護，對我國移動通信事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有巨大參考價值。

[1]萬學慶,劉存良.移動軟交換網(wǎng)絡 IP接入技術探討[J].中國新技術新產(chǎn)品,2013,(11)∶50-50.

[2]彭洪菊.IP承載網(wǎng)承載軟交換接入方式[J].中小企業(yè)管理與科技,2015,(19)∶203-203,204.

梁歆（1979.08-）男，壯族，本科學歷，主要從事交換、無線方面的研究。