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基于現網的VoLTE組網測試及智能網業(yè)務繼承研究

陳培學1，葉衛(wèi)明2，常賀2，齊志剛2

(1 中國移動通信集團浙江有限公司嘉興分公司，嘉興 314000；2 中國移動通信集團設計院有限公司浙江分公司，杭州 310012）

摘 要簡要闡述了VoLTE的原理及基本組網架構，重點研究了某通信運營商基于現網架構的VoLTE試驗網、實際組網測試及主要的智能網業(yè)務在VoLTE組網中的繼承測試，以期為VoLTE的商用部署時智能網業(yè)務的繼承提供積極的決策參考。

關鍵詞VoLTE；智能網；增值業(yè)務；業(yè)務繼承

2014年是TD-LTE商用部署的元年，TD-LTE核心網EPC（Evolved Package Core）沒有移動電路域，其話音方案不同于過去任何的移動通信系統(tǒng)。而話音目前是電信運營商的首要業(yè)務，在未來相當長時期內仍將是電信運營商的重要的業(yè)務之一，如何為客戶提供便捷的基于TD-LTE終端的話音業(yè)務是TD-LTE要解決的首要問題之一。從技術發(fā)展和網絡演進的趨勢來看，VoLTE（ Voice over Long Term Evolution）作為真正直接由TD-LTE實現話音的技術，其完全符合網絡發(fā)展演進的規(guī)律，將逐漸成熟并成為TD-LTE話音的最主要的應用技術。

1　VoLTE基本原理

目前為TD-LTE提供話音業(yè)務的方案主要有兩類：Voice over TD-LTE和Voice over 2G/3G。其中Voice over 2G/3G的方案是指通過網絡控制實現話音業(yè)務由2G/3G的電路域提供，主要有CSFB（CS Fallback，電路交換域回落）和多模雙通終端等兩種方案。Voice over TD-LTE是指話音由TD-LTE的空中接口承載的方案，主要是IMS Voice over TD-LTE （VoLTE）。VoLTE是3GPP標準定義的，基于IMS網絡的TD-LTE話音解決方案。VoLTE是通過TDLTE網絡作為業(yè)務接入、IMS網絡實現業(yè)務控制的話音解決方案。VoLTE支持高清話音、高清視頻等通信業(yè)務，能夠繼承現有各種主要增值業(yè)務，并能夠通過IMS控制快速實現各類業(yè)務部署。

VoLTE基本原理是利用TD-LTE的EPC作為透明傳送的IP通道，將TD-LTE終端接入IMS網絡，由IMS網絡為其提供話音業(yè)務，PCC架構提供端到端的QoS保障。為了實現漫游和運營商互通，實現4G與2G/3G覆蓋區(qū)域之間的話音業(yè)務連續(xù)性，引入了eSRVCC（Enhanced Single Radio Voice Call Continuity）技術。eSRVCC主要增強了遠端會話更新流程，媒體切換點改為更靠近本端的設備，以減少變更消息傳輸時長。通過在ATCF/ATGW(Access Transfer MGW)錨定信令面和媒體面的方法，來避免IMS Session Transfer流程。發(fā)生eSRVCC切換時，只需要創(chuàng)建UE與ATGW之間的承載通道，對端設備與ATGW之間的媒體流還是通過原承載通道傳輸。

2　VoLTE組網及智能網業(yè)務繼承

2.1 VoLTE現網組網環(huán)境及測試內容

本文基于國內某電信運營商的VoLTE現網組建試點測試環(huán)境，該運營商已進行了VoLTE的試驗網的建設，開展了與國內其他省、國際其他通信運營商的VoLTE高清話音、視頻的互通演示，同時還進行了基于VoLTE音視頻的多項業(yè)務測試，取得了一定的測試經驗。

試點測試組網基于現網環(huán)境和新建試驗環(huán)境，其中新建環(huán)境主要為新建IMS核心網網元包括CSCF（含I-CSCF、S-CSCF、BGCF)、VoLTE SBC、MGCF/IM-MGW，TAS(VoLTE AS)等，同時新建一套支持2G/3G/4G的HSS，再升級為支持三合一的融合HSS（包含IMS-HSS、SAE-HSS、2G/3G HLR），統(tǒng)一提供用戶的2G/3G/4G用戶和VoLTE用戶數據，新建兩套L-DRA設備，新建一套eMSC設備并兼做現網端局。本次試點測試的業(yè)務網有關網元等主要采用新建的方式，為現網測試環(huán)境和新建試驗環(huán)境共同使用。

現網環(huán)境主要為對現網IMS核心網進行升級支持VoLTE，選擇現網一套IMS CSCF、TAS(VoLTE AS)、IMS HSS、MGCF/IM-MGW升級同時支持VoBB和VoLTE用戶，使用本次測試新建的L-DRA、eMSC設備和業(yè)務網網元。

現網環(huán)境和新建試驗環(huán)境均利用現網的無線網絡、CS核心網、PS核心網、IP承載網、運營支撐系統(tǒng)、信令網等進行測試。本次試點測試總體組網架構如圖1所示。

圖1　某運營商VoLTE現網試點總體組網架構

本次VoLTE試點測試主要驗證7個方面功能，包括：業(yè)務功能、網絡功能、無線功能及性能、網管與安全、終端功能、計費、業(yè)務開通和網管安全。

本次測試區(qū)分現網環(huán)境和新建試驗環(huán)境，測試范圍涉及移動核心網電路域、分組域、IMS域、PCC、信令網、業(yè)務平臺、智能網、無線網、IP專網及業(yè)務支撐系統(tǒng)等。通過試點測試，擬全面驗證VoLTE端到端組網能力，以話音業(yè)務能力為驗證重點，同時根據業(yè)務策略進行重要智能業(yè)務及增值業(yè)務的測試工作，為VoLTE現網部署積累建設和運維經驗。

2.2 智能網業(yè)務繼承方案

智能網業(yè)務是中國通信運營商的重要增值業(yè)務，也是運營商的重要業(yè)務收入來源之一。如VPN短號業(yè)務在某些省級通信運營商的政企用戶中滲透率達到了80%以上。欠控業(yè)務也是重要的智能網業(yè)務之一，能夠提高用戶使用的良好感知，同時對運營商業(yè)務收入的欠費控制作用舉足輕重。因此，對重要的智能網業(yè)務在VoLTE中的能力繼承亟需進行相關測試驗證。

本次VoLTE智能網試點測試，將當前主要的集團V網，家庭V網，欠控等業(yè)務進行了驗證。為了縮短環(huán)境準備時間，全面驗證VoLTE端到端組網能力，本次測試對智能網有關設備建設以現網升級改造、新建等方式有機結合，形成了智能網業(yè)務在VoLTE組網的兩種主要方案，如圖2所示。

方案1：新建IM-SSF/IMS AS，采用IM-SSF互聯(lián)方案，現網的SCP僅支持CAP協(xié)議，需要升級支持獲取TD-LTE下位置信息。

方案2：采用SCP升級支持IMS AS方案，SCP升級支持ISC接口、Sh接口，支持獲取TD-LTE下位置信息。

由于VoLTE智能網需要BOSS/S-CSCF/HSS等周邊設備配套升級才能正常商用，且現網智能網平臺均承載了大量現網2G/3G用戶，直接在現網升級存在較大風險。因此本次試點先采用新建測試環(huán)境，在測試環(huán)境穩(wěn)定之后再割接入現網，進行現網的升級測試驗證。智能網的環(huán)境搭建分為新建和現網升級兩個步驟，分別對應兩個方案進行說明。

步驟1：初期試點測試階段，先新建獨立的測試環(huán)境，與周邊VoLTE設備進行功能、接口調測。

方案1（IM-SSF互連）：新建3套SCP(VPN、欠控、SCOM（VPN與欠控業(yè)務疊加）)，新建一套獨立網管設備管理本次測試網元；

方案2（升級支持IMS AS）：方案1的3套SCP(VPN、欠控、SCOM（VPN與欠控業(yè)務疊加）)升級支持IMS AS，復用方案1建設的網管設備。

步驟2： 現網升級階段，基于步驟1測試穩(wěn)定為基礎，為盡量減小對現網的影響，建議在測試的智能網目標版本穩(wěn)定之后，在現網部分設備上升級，正式承載試點用戶。

方案1：升級現網一套VPN SCP，將VoLTE用戶加入VPN業(yè)務，升級現網一套欠控 SCP，支持全省VoLTE用戶加入欠控業(yè)務；

方案2：升級SCP Pool，支持全省VoLTE用戶加入VPN集團。本次測試的欠控SCP進行改造，支持全省VoLTE用戶加入欠控業(yè)務。

圖2　VoLTE智能網測試組網架構

2.3 智能網業(yè)務在VoLTE組網的繼承測試及主要結論

本次測試現網測試和新建測試環(huán)境，對現網智能網業(yè)務針對方案1和方案2進行了集團V網、家庭網、欠控等全面測試。包括終端用戶發(fā)起V網網內呼叫、網外呼叫、網外號碼組呼叫以及網間呼叫、家庭網網內呼叫、家庭網外呼叫等業(yè)務體驗測試。

在步驟1的新建試點測試階段，本次測試對4G和2G/3G用戶需考慮不同的策略。測試中對于4G用戶采用IMS的S-CSCF通過SIP協(xié)議觸發(fā)本次新建的VoLTE AS(IM-SSF)，VoLTE AS將SIP協(xié)議轉換為CAP協(xié)議后，觸發(fā)原有的現網SCP。對于2G/3G用戶以及4G用戶在GSM覆蓋范圍內，采用現網MSC通過CAP觸發(fā)SCP。通過測試本次新建的獨立測試環(huán)境，與周邊VoLTE設備進行功能、接口調測，信令、媒體、計費、開銷戶、網管等接口均正常。表1根據測試情況，對方案1相關網元改造實際情況進行了總結：

表1　VoLTE現網智能網測試方案1（IM-SSF互連）有關網元改造方案總結

在步驟2現網升級階段，方案2SCP改造為AS方案，將現網SCP Pool進行升級，支持VoLTE VPN方案2的測試；將步驟1新建的欠控測試SCP改造支持VoLTE AS方案2的測試。對簽約智能業(yè)務的4G用戶，IMS的S-CSCF通過SIP協(xié)議直接觸發(fā)SCP AS。在VoLTE AS目標版本測試穩(wěn)定之后，在現網部分設備上升級，正式承載試點用戶。

通過測試將本次新建測試環(huán)境在步驟1之后進行升級并割接入現網SCP改造為AS的方案，簽約智能業(yè)務的4G用戶，IMS的S-CSCF通過SIP協(xié)議直接觸發(fā)SCP AS， 與周邊VoLTE設備進行功能、接口調測，信令、媒體、計費、開銷戶、網管等接口均正常。表2根據測試情況，對方案2相關網元改造實際情況進行了總結。

表2　VoLTE現網智能網測試方案2（SCP改造為AS）有關網元改造方案總結

基于本次現網測試和新建測試環(huán)境進行驗證，終端用戶發(fā)起V網網內呼叫、網外呼叫、網外號碼組呼叫以及網間呼叫、家庭網網內呼叫、家庭網外呼叫，業(yè)務體驗與現網一致，驗證了VoLTE端到端組網中終端用戶在TD-LTE和2G/3G覆蓋下，集團V網、家庭網、欠控等智能網業(yè)務均實現了可繼承性。由于各省區(qū)均有地方特有的部分智能業(yè)務，建議基于VoLTE的智能網業(yè)務正式商用之前，對省區(qū)內特有的智能業(yè)務再進行充分的VoLTE組網測試繼承驗證。

從初步測試結果看，VoLTE的智能網業(yè)務測試方案2相對方案1無需IMS-SSF做協(xié)議轉換，對接的接口都是標準接口，即涉及周邊網元更少，接口對接更為簡單，對現網的改造要求更少，調測周期也更短。從成本控制和網絡穩(wěn)定的角度，建議將來VoLTE商用時采用智能網業(yè)務采用方案2，即采用現網SCP升級支持IMS AS。

3　結束語

從工信部從2013年12月4日發(fā)布TD-LTE牌照以來，國內TD-LTE產業(yè)鏈得到更加迅速地發(fā)展。VoLTE作為解決4G用戶話音的目標方案已經日漸成熟，而VoLTE商用除了考慮話音、視頻等基本業(yè)務之外，作為中國各大運營商主要業(yè)務的智能網業(yè)務在VoLTE環(huán)境下的繼承性能亟需進行大量測試研究。

本次試點測試分別采用智能網新建部署和現網升級改造兩種方案，全面驗證了現網環(huán)境下的VoLTE端到端商用組網能力，VoLTE的網絡功能和智能網業(yè)務均基本滿足測試要求。為了更好適應將來VoLTE商用環(huán)境的使用，通過進一步驗證復雜商用環(huán)境下的智能網業(yè)務繼承性以及IOT的兼容性，將更好實現智能網業(yè)務在VoLTE網絡中的全面良好的業(yè)務繼承。

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Research on VoLTE network testing and inheritance of intelligent network service

CHEN Pei-xue1, YE Wei-ming2, CHANG He2, QI Zhi-gang2

(1 China Mobile Group Zhejiang Co., Ltd. Jiaxing Branch, Jiaxing 314000, China; 2 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Zhejiang Branch, Hangzhou 310012, China)

AbstractThis paper briefl y describes the principle of VoLTE and the basic network architecture, then studies the networking, the succession of main intelligent network service and tests of VoLTE basing on the current network architecture of a communication operators, in order to provide reference for the commercial succession deployment of intelligent network services in VoLTE network.

KeywordsVoLTE; intelligent network; value added service; service succession

收稿日期：2014-11-14

文章編號1008-5599（2015）01-0087-05

文獻標識碼A

中圖分類號TN929.5