呂品

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司佛山分公司，佛山 528000）

VoLTE是中國移動(dòng)4G時(shí)代最終的語音解決方案。借助IMS核心網(wǎng)對(duì)用戶面、控制面、業(yè)務(wù)面的精細(xì)控制能力和All IP的網(wǎng)絡(luò)承載，VoLTE可以實(shí)現(xiàn)精確的語音控制，可利用PCC架構(gòu)實(shí)現(xiàn)端到端的QoS保障，合理、靈活地對(duì)多媒體會(huì)話進(jìn)行按不同業(yè)務(wù)、不同服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)行精細(xì)化計(jì)費(fèi)控制。目前，VoLTE批量放號(hào)和業(yè)務(wù)推廣正在開展中。

1 批量放號(hào)給網(wǎng)絡(luò)帶來的挑戰(zhàn)

VoLTE互通話務(wù)路由現(xiàn)狀和存在問題：目前MGCF網(wǎng)關(guān)部署在IMS域，IMS和2G/3G用戶之間的話務(wù)需經(jīng)過IMS域MGCF網(wǎng)元←→關(guān)口局←→MSC，IMS作為VoLTE核心網(wǎng)前，MGCF網(wǎng)關(guān)用于疏導(dǎo)固網(wǎng)和2G/3G用戶之間互通話務(wù)，需求量小；IMS作為VoLTE核心網(wǎng)后，隨著VoLTE話務(wù)量增加，IMS和2G/3G互通話務(wù)必然會(huì)同時(shí)增加。

去年以來，采用的VoLTE批量放號(hào)策略導(dǎo)致VoLTE用戶快速增加，但駐留在IMS域比例較低（不足20%），當(dāng)該部分VoLTE用戶作被叫時(shí)，會(huì)觸發(fā)被叫錨定路由至IMS處理，經(jīng)核實(shí)，該類呼叫會(huì)導(dǎo)致對(duì)關(guān)口局容量的4倍占用和對(duì)MGCF容量的2倍占用。按目前放號(hào)策略將導(dǎo)致該類VoLTE呼叫快速增多，這將對(duì)關(guān)口局和MGCF容量造成更大的沖擊。

圖1 VoLTE IMS和CS域互通的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

在實(shí)際工作中，運(yùn)維人員在分析批量放號(hào)后IMS域的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)時(shí)，發(fā)現(xiàn)IM-MGW和GMGW容量利用率在快速增加，與市場(chǎng)線的批量放號(hào)是同步的。這驗(yàn)證了之前的理論分析。如果要擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)，則同時(shí)要在IMMGW和GMGW同時(shí)擴(kuò)容。重復(fù)擴(kuò)容會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源利用率不高。

2 業(yè)務(wù)緊急分流方案

2.1 量化分析，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)

首先統(tǒng)計(jì)歷次用戶VoLTE功能的批開數(shù)據(jù)，根據(jù)批開用戶總數(shù)和實(shí)際轉(zhuǎn)化成有效VoLTE，計(jì)算出有效用戶轉(zhuǎn)化率。由于批開以“萬”為單位進(jìn)行，VoLTE用戶分配是與具體號(hào)段無關(guān)的，在每一個(gè)萬號(hào)段之內(nèi)都是隨機(jī)分配。轉(zhuǎn)化率與用戶行為相關(guān)，在中短期內(nèi)不會(huì)有明顯變化。因此認(rèn)為基于去年數(shù)據(jù)計(jì)算出來的轉(zhuǎn)化率，也適用于今年的情況。

根據(jù)轉(zhuǎn)化率、本地話務(wù)模型、設(shè)備軟硬件License特性，推導(dǎo)出VoLTE批開對(duì)IM-MGW資源利用率的公式，用于后續(xù)的量化分析。通過公式精準(zhǔn)計(jì)算，預(yù)測(cè)資源利用率最緊張的階段，提前準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)措施，全力保障業(yè)務(wù)推廣。

2.2 跨地市緊急分流預(yù)案

根據(jù)組網(wǎng)，幾個(gè)地市的IM-MGW都在同一個(gè)MGCF之下。MGCF控制和調(diào)度IM-MGW的資源分配。運(yùn)維人員在MGCF修改號(hào)段分析的局?jǐn)?shù)據(jù)，能夠把歸屬高負(fù)荷設(shè)備所在地市（號(hào)段）的業(yè)務(wù)，分流到較低負(fù)荷設(shè)備所在地市的設(shè)備。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)容量的緊張程度，事先準(zhǔn)備好幾套預(yù)案和指令腳本。當(dāng)突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況選擇對(duì)應(yīng)的預(yù)案。

方案需要IMS域CSCF和CS域GW等網(wǎng)元之間的協(xié)同配合。根據(jù)分流后的業(yè)務(wù)走向，在各相關(guān)網(wǎng)元同時(shí)調(diào)整局?jǐn)?shù)據(jù)。

3 關(guān)口局融合MGCF的關(guān)鍵技術(shù)

VoLTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，IMS MGCF是IMS域內(nèi)與CS域互通的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，CS關(guān)口局是CS域與IMS域互通的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。為了優(yōu)化VoLTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，把CS域關(guān)口局和IMS域MGCF融合到同一個(gè)節(jié)點(diǎn)（下文統(tǒng)稱這個(gè)節(jié)點(diǎn)為融合關(guān)口局）。在關(guān)口局和MGCF融合之后，不但能夠直接緩解VoLTE網(wǎng)絡(luò)容量瓶頸，而且后續(xù)擴(kuò)容只需要在一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，提升效率。

關(guān)口局融合改造前，為保障網(wǎng)絡(luò)安全，過渡期內(nèi)MGCF直連端局，本方案在IMS域由網(wǎng)維按需安排分階段實(shí)施，融合改造完成前為全省提供過渡期業(yè)務(wù)保障采用IMS域MGCF直連電路域端局的方式，所有網(wǎng)內(nèi)互通話務(wù)，均通過MGCF直接送至軟交換端局，互聯(lián)互通話務(wù)量，仍送至關(guān)口局GMSC進(jìn)行疏通。

下面分別介紹兩種常用的融合解決方案。僅GMSC Server替換的方式，用于華為關(guān)口局；GMSC Server和GMGW升級(jí)的方式，用于愛立信關(guān)口局。

3.1 僅GMSC Server替換的方式

華為關(guān)口局的融合采用這種方式。新建替換的GMSC Server支持MGCF功能，并配置MGCF容量。GMGW利舊，原GMGW保持不變維持與外網(wǎng)互聯(lián)互通功能（同信令點(diǎn)、互聯(lián)電路不調(diào)整），利舊IMS域IM-MGW網(wǎng)元用于VoLTE互通新建融合新建設(shè)備須同時(shí)接入CSCE和PSCE，GMGW/IM-MGW維持現(xiàn)有CE接入。路由局向采用按容量因子的負(fù)荷分擔(dān)。

3.1.1 新建融合關(guān)口局DS功能定位概述

進(jìn)行關(guān)口局組網(wǎng)設(shè)計(jì)、端口配置的基礎(chǔ)是對(duì)關(guān)口局進(jìn)行合理的功能定位，根據(jù)中國移動(dòng)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)情況和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)新建軟交換關(guān)口局定位如下。

（1）與IMS之間話務(wù)轉(zhuǎn)接：新建融合關(guān)口局DS支持MGCF功能，IM-MGW（利舊MGCF容量），負(fù)責(zé)佛山移動(dòng)CS域與IMS域之間的話務(wù)疏通。

圖2 僅GMSC Server替換方式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

（2）網(wǎng)間互聯(lián)互通：新建融合關(guān)口局DS負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)接電信固網(wǎng)、電信C網(wǎng)、鐵通固網(wǎng)用戶、聯(lián)通固網(wǎng)、聯(lián)通G網(wǎng)用戶與中國移動(dòng)用戶的互聯(lián)互通話務(wù)量。因?yàn)镚MGW利舊，使用同信令點(diǎn)整局割接到新建融合關(guān)口局DS之下，所以涉及互聯(lián)互通的電路不變。

（3）網(wǎng)內(nèi)話務(wù)轉(zhuǎn)接： 移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)維持現(xiàn)有的網(wǎng)狀網(wǎng)互聯(lián)模式。新建融合關(guān)口局DS將繼續(xù)轉(zhuǎn)接佛山移動(dòng)至 IP前置機(jī)的業(yè)務(wù)需求，轉(zhuǎn)接所在地市移動(dòng)至客服平臺(tái)的業(yè)務(wù)需求。

說明：不同省份、不同地市的定位可能略有差異，但大體上相同。

3.1.2 硬件選型

新建融合關(guān)口局的硬件選用華為MSOFTX3000移動(dòng)軟交換中心。這套平臺(tái)具有強(qiáng)大而靈活的組網(wǎng)能力，既能作為GMSC Server節(jié)點(diǎn)，與華為 UMG8900配合組網(wǎng)時(shí)也能作為MGCF節(jié)點(diǎn)，在功能上滿足中國移動(dòng)的要求。

MSOFTX3000平臺(tái)具有高大容量高集成度高性能，所有單板均采用ASIC、PLD、FPGA等先進(jìn)的集成電路，選用大規(guī)模集成電路器件，大大減少系統(tǒng)的復(fù)雜度、提高系統(tǒng)的集成度當(dāng)系統(tǒng)采用750B單板時(shí)，在滿配置的情況下，MSOFTX3000多可支持540萬用戶，或等效64萬TDM中繼電路。當(dāng)系統(tǒng)采用750C單板時(shí)，在滿配置的情況下，MOSFTX3000多可支持540萬用戶，或等效128萬TDM中繼電路在滿配置的情況下，系統(tǒng)僅需安5個(gè)機(jī)柜，不僅設(shè)備占地面積小，而且運(yùn)行功耗低。MSOFTX3000平臺(tái)還具有高可靠性：在硬件設(shè)計(jì)上，采用單板的主備份、負(fù)荷分擔(dān)、冗余配置等可靠性設(shè)計(jì)方法；通過優(yōu)化單板和系統(tǒng)的故障檢測(cè)隔離技術(shù)提高系統(tǒng)的可維護(hù)性；在軟件設(shè)計(jì)上，采用分層的模塊化結(jié)構(gòu)，使軟件設(shè)計(jì)具有防護(hù)性能，容錯(cuò)能力，故障監(jiān)視等功能；在計(jì)費(fèi)系統(tǒng)方面，IGWB采用雙機(jī)熱備份系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)話單數(shù)據(jù)的雙備份和海量存儲(chǔ)。因此，它在性能上同樣能滿足中國移動(dòng)的需求。

3.1.3 新建融合關(guān)口局DS話務(wù)路由規(guī)劃

3.1.3.1 省內(nèi)省際本地話務(wù)

軟交換端局/關(guān)口局—→IP專網(wǎng)—→軟交換端局/關(guān)口局。

3.1.3.2 業(yè)務(wù)平臺(tái)業(yè)務(wù)

根據(jù)業(yè)務(wù)平臺(tái)的技術(shù)發(fā)展情況確定為兩種情況：

業(yè)務(wù)平臺(tái)改為IP接口直接IP互通。

經(jīng)轉(zhuǎn)接局（建議采用本地軟交換關(guān)口局）完成TDM至IP承載的轉(zhuǎn)接。

3.1.3.3 VoLTE 業(yè)務(wù)

VoLTE SBC←→IP專網(wǎng)←→VoLTE SBC。

VoLTE SBC←→新建融合關(guān)口局DS←→軟交換端局。

軟交換端局←→新建融合關(guān)口局DS←→軟交換端局。

3.1.4 新建融合關(guān)口局DS話務(wù)疏通原理

3.1.4.1 VoLTE—VoLTE

VoLTE用戶至VoLTE用戶話務(wù)疏通：主叫側(cè)按照標(biāo)準(zhǔn)IMS流程進(jìn)行主叫發(fā)起和主叫業(yè)務(wù)觸發(fā)（先觸發(fā)SCC，再觸發(fā)業(yè)務(wù)）；主叫IMS域按照標(biāo)準(zhǔn)IMS 流程將呼叫路由至被叫IMS域；被叫IMS業(yè)務(wù)觸發(fā)及T-ADS流程；域選擇結(jié)果為IMS接續(xù)，S-CSCF將呼叫路由至被叫SBC。

3.1.4.2 VoLTE—CS

VoLTE用戶至傳統(tǒng)CS域話務(wù)疏通：主叫側(cè)按照標(biāo)準(zhǔn)IMS流程進(jìn)行主叫發(fā)起和主叫業(yè)務(wù)觸發(fā)（先觸發(fā)SCC，再觸發(fā)業(yè)務(wù)）；主叫IMS域按照標(biāo)準(zhǔn) IMS 流程將呼叫路由至被叫IMS域；被叫IMS業(yè)務(wù)觸發(fā)及T-ADS流程；域選結(jié)果為CS接續(xù)，VoLTE AS向HSS獲取被叫CSRN；呼叫在被叫歸屬地MGCF進(jìn)入電路域，并路由至被叫端局。

3.1.4.3 CS—VoLTE

傳統(tǒng)CS域至VoLTE用戶話務(wù)疏通：主叫端局查詢被叫三合一HSS，三合一HSS返回錨定SCP/VoLTE AS的T-CSI；主叫端局觸發(fā)至錨定SCP/VoLTE AS，錨定SCP在被叫號(hào)碼前插入路由碼；電路域進(jìn)行數(shù)據(jù)配置，根據(jù)錨定碼將呼叫路由至被叫歸屬地GMSC，GMSC直接將呼叫路由至本地MGCF；MGCF 根據(jù)默認(rèn)路由將消息發(fā)往本域I-CSCF，I-CSCF查詢被叫歸屬地HSS；I-CSCF將呼叫路由至S-CSCF，S-CSCF觸發(fā)VoLTE AS上的業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)完成后SCC 執(zhí)行T-ADS流程，向三合一HSS獲取相關(guān)信息；域選結(jié)果為IMS接續(xù)，被叫S-CSCF將呼叫路由至被叫 SBC。

3.1.4.4 CS—CS

傳統(tǒng)CS域至傳統(tǒng)CS域話務(wù)疏通：主叫端局查詢被叫三合一HSS，三合一HSS返回錨定SCP/VoLTE AS的T-CSI；主叫端局觸發(fā)至錨定SCP/VoLTE AS，錨定SCP在被叫號(hào)碼前插入路由碼；電路域進(jìn)行數(shù)據(jù)配置，根據(jù)錨定碼將呼叫路由至被叫歸屬地GMSC，GMSC直接將呼叫路由至本地MGCF；MGCF根據(jù)默認(rèn)路由將消息發(fā)往本域I-CSCF，I-CSCF查詢被叫歸屬地HSS； I-CSCF將呼叫路由至S-CSCF，S-CSCF觸發(fā)VoLTE AS上的業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)完成后SCC執(zhí)行T-ADS流程，向三合一HSS 獲取相關(guān)信息；域選結(jié)果為CS接續(xù)，VoLTE AS向HSS獲取被叫CSRN；呼叫在被叫歸屬地MGCF進(jìn)入電路域，并路由至被叫端局。

3.1.5 IP承載網(wǎng)CE網(wǎng)接入

結(jié)合CE設(shè)備的接入原則，關(guān)口局融合改造CE連接方案和接入需求。

（1）新建融合網(wǎng)元GMSC/MGCF網(wǎng)元需接入CS域CE，疏通Mc、Nc等接口流量；接入PS CE，疏通Mn、Mg、Mj等接口流量。

（2）利舊改造融合網(wǎng)元GMGW/IM-MGW網(wǎng)元需接入CS CE，疏通Mc、Nb等接口流量；接入PS CE，疏通Mn、Mb等接口流量。

IP承載網(wǎng)段的IP地址及VPN分配。

（1）IMS信令VPN。采用IP承載網(wǎng)IMS信令VPN通道的接口：MGCF與I/S-CSCF/BGCF之間的Mg、Mj接口。MGCF與IM-MGW之間的Mn接口。IMS信令VPN IP地址分配：各省、北方國際信息港、南方基地需在本省的IMS信令VPN地址段內(nèi)為I/S-CSCF/BGCF、SBC/P-CSCF、VoLTE AS、MGCF、eMSC、IP-SM-GW、彩鈴平臺(tái)、其它IMS業(yè)務(wù)平臺(tái)設(shè)備分配所需接口的IP地址。

（2）IMS媒體VPN。SBC/P-CSCF與IM-MGW之間的Mb接口通過IP承載網(wǎng)承載，并采用IMS媒體VPN通道。各省需在本省的IMS媒體VPN地址段內(nèi)為SBC/P-CSCF、IM-MGW設(shè)備分配所需的Mb接口的IP地址。

（3）軟交換信令VPN。采用IP承載網(wǎng)軟交換信令VPN通道的接口：MGCF、現(xiàn)網(wǎng)MSC Server、CMN之間的Nc接口GMSC Server、GMGW之間的Mc接口。軟交換信令VPN IP地址分配原則：各省在本省的軟交換信令VPN地址段內(nèi)為MGCF、現(xiàn)網(wǎng)MSC Server設(shè)備分配所需的接口的IP地址。

（4）軟交換媒體VPN。eMSC MGW與IM-MGW、現(xiàn)網(wǎng)MSC Server之間的Node B接口通過IP承載網(wǎng)承載，并采用軟交換媒體VPN通道。各省需在本省的軟交換媒體VPN地址段內(nèi)為eMSC MGW、IM-MGW、 現(xiàn)網(wǎng)MSC Server設(shè)備分配所需的Node B接口的IP地址。

（5）新建融合關(guān)口局DS所涉及的IP承載網(wǎng)VPN名稱及標(biāo)識(shí)如下：IMS信令VPN ChinaMobile_IMS_SG Mn、Mg、Mj接口；IMS媒體VPN ChinaMobile_IMS_Media Mb接口；軟交換信令VPN ChinaMobile_NGN_SG軟交換信令；軟交換媒體VPN ChinaMobile_NGN_Media Nb接口。

3.1.6 時(shí)間同步和時(shí)鐘同步的接入

（1）時(shí)間同步接入。CM-IMS核心網(wǎng)與計(jì)費(fèi)相關(guān)的網(wǎng)元包括P-CSCF、S-CSCF、I-CSCF、MGCF、MRS及AS，根據(jù)《中國移動(dòng)IMS試點(diǎn)設(shè)備規(guī)范》要求， 這些網(wǎng)元均采用NTP時(shí)間協(xié)議進(jìn)行時(shí)間同步。融合DS按照MGCF的規(guī)范執(zhí)行。根據(jù)中國移動(dòng)《關(guān)于下發(fā)交換核心網(wǎng)網(wǎng)元時(shí)間同步要求的通知》的要求，對(duì)于產(chǎn)生話單的網(wǎng)元：AS、CSCF、MGCF等網(wǎng)元要求直接接入NTP時(shí)間同步系統(tǒng)進(jìn)行同步。新建融合DS（包含MGCF和GMGW）應(yīng)該直接接入同步網(wǎng)。

（2）時(shí)鐘同步接入。時(shí)鐘同步設(shè)計(jì)必須滿足《數(shù)字同步網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》YD/T 5089-2005 3.4.2和3.4.3的規(guī)定。TMSC1/2、H/LSTP時(shí)鐘等級(jí)為二級(jí)A類，各專業(yè)區(qū)內(nèi)MGW、 MSC、HLR等時(shí)鐘等級(jí)為二級(jí)B類。本期新建DS設(shè)備的時(shí)鐘等級(jí)為二級(jí)B類。一選時(shí)鐘通過接入本機(jī)樓的大樓BITS時(shí)鐘獲取，二選時(shí)鐘通過LSTP獲取。

3.1.7 計(jì)費(fèi)采集接入

新建融合DS設(shè)備通過IGWB板接入本機(jī)樓計(jì)費(fèi)采集節(jié)點(diǎn)，再匯集到本地網(wǎng)匯集中心，最終由本地網(wǎng)匯集中心通過MDCN網(wǎng)絡(luò)再匯集到省中心。

3.1.8 現(xiàn)網(wǎng)其它網(wǎng)元配合工作詳細(xì)說明

業(yè)務(wù)所在區(qū)的IMS網(wǎng)絡(luò)ICSCF與SCSCF需配置升級(jí)改造后的GMSC數(shù)據(jù)，確保升級(jí)GMSC與IMS CROE的SIP消息互通。IMS域的DNS需為改造后的GMSC新增解析條目，解析結(jié)果指向相應(yīng)的Mg接口業(yè)務(wù)IP地址。

3.2 GMSC Server和GMGW升級(jí)的方式

圖3 GMSC Server和GMGW升級(jí)方式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

愛立信關(guān)口局的融合，采用整局（GMSC Server和GMGW）升級(jí)支持MGCF功能和備份路由方式。現(xiàn)有GMSC升級(jí)支持MGCF/IM-MGW功能，并配置MGCF容量。升級(jí)改造設(shè)備維持現(xiàn)有接入CSCE，但須在原接入CSCE上劃分IMS相關(guān)VPN。

3.2.1 關(guān)口局升級(jí)后的功能定位概述

關(guān)口局改造后將新增MGCF功能，對(duì)應(yīng)的MGW將新增IM-MGW功能。改造后，關(guān)口局新增Mg接口，用于與CSCF交互SIP消息，對(duì)應(yīng)的MGW新增Mb接口，承載2G/3G網(wǎng)絡(luò)與IMS網(wǎng)絡(luò)之間的話務(wù)。此外，升級(jí)后關(guān)口局還新增了BICC與SIP的協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能。

3.2.2 改造融合關(guān)口局的話務(wù)路由調(diào)整

承擔(dān)所在地區(qū)的VoLTE話務(wù)，業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的4G與2G/3G的話務(wù)互通統(tǒng)一由這兩個(gè)關(guān)口局承擔(dān)，不再通過現(xiàn)有MGCF做二次轉(zhuǎn)接。

3.2.3 CE接入

因?yàn)镚MSC Server和GMGW原來只接入了CS CE，所以在改造時(shí)要再接入PS CE，才能與IMS域的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互通。根據(jù)設(shè)備的具體情況，GMSC Server在已有的GESB板塊上，占用一個(gè)空閑端口，新增到CSCF的物理鏈路，用于Mg接口；GMGW已無空閑端口，需要新增一對(duì)IP接口板，然后經(jīng)過那一對(duì)板卡接入到PS CE，用于Mb接口。Mg接口對(duì)應(yīng)的VPN是ChinaMobile_IMS_SG，Mb接口對(duì)應(yīng)的VPN是ChinaMobile_IMS_MEDIA。

3.2.4 現(xiàn)網(wǎng)其它網(wǎng)元配合工作詳細(xì)說明

業(yè)務(wù)所在區(qū)的IMS網(wǎng)絡(luò)ICSCF與SCSCF需配置升級(jí)改造后的GMSC數(shù)據(jù)，確保升級(jí)GMSC與IMS CROE的SIP消息互通。IMS域的DNS需為改造后的GMSC新增解析條目，解析結(jié)果指向相應(yīng)的Mg接口業(yè)務(wù)IP地址。