基于語音IP化的方案研究

徐萍

【摘要】 本文簡要介紹了網(wǎng)絡(luò)IP化演進(jìn)背景、VoIP原理，并以新疆移動為例，著重從A接口IP化方案的組網(wǎng)、實施等方面介紹了基于語音IP化的方案研究。

【關(guān)鍵詞】 語音IP化 SERVER A接口

一、通信網(wǎng)絡(luò)IP化介紹

移動通信網(wǎng)絡(luò)的IP化，從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上可以分為交換設(shè)備間IP化（如Mc、Nc和Nb接口等），交換設(shè)備到無線設(shè)備間IP化（如A和Iu接口等），交換設(shè)備到智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間IP化等，本文主要是對交換設(shè)備到無線設(shè)備間IP化，即A接口VoIP進(jìn)行研究。

二、VoIP原理概述

（1）IP承載網(wǎng)QOS質(zhì)量。IP傳輸在時延、抖動、丟包率方面的性能不及TDM傳輸，而這些性能恰與語音質(zhì)量息息相關(guān)，過大的時延、抖動或丟包率將直接影響通話質(zhì)量，甚至?xí)斐傻粼挕＃?）IP承載網(wǎng)組網(wǎng)。VoIP在傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)中引入IP承載網(wǎng)，通過IP承載網(wǎng)來傳輸語音，節(jié)省傳輸成本。典型的IP承載網(wǎng)可以采用路由器組網(wǎng)模式，通過路由器傳輸語音數(shù)據(jù)包和信令數(shù)據(jù)包。（3）組網(wǎng)規(guī)劃原則。在VoIP組網(wǎng)中，需要遵循CS域?qū)＞W(wǎng)承載、業(yè)務(wù)網(wǎng)和維護(hù)網(wǎng)隔離以及雙平面組網(wǎng)的原則，以保證網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。CS域?qū)＞W(wǎng)承載可以采用邏輯隔離和單建專用IP承載網(wǎng)兩種方式。

三、A接口IP化方案

3.1 組網(wǎng)解決方案

（1）A接口信令采用直連方式，MSC Server和BSC之間的M3UA鏈路采用直聯(lián)方式，MSC Server做服務(wù)器端，BSC做客戶端；（2）A接口媒體面采用承載網(wǎng)互通，BSC直接接入核心網(wǎng)承載網(wǎng)路由器，媒體流使用新的A接口的VPN。（3）語音IP化采用AMR、EFR、HR等壓縮編解碼，多次編解碼對語音質(zhì)量有影響，需要部署TFO（Tandem Free Operation，免二次編解碼操作）或TrFO（Transcoder Free Operation，免碼變換操作）來獲取較好的語音質(zhì)量。（4）信令流如圖1深灰色曲線，通過IP承載網(wǎng)直接和MGC交互。（5）語音媒體流如圖1淺灰色曲線，BSC通過同機(jī)房交換設(shè)備CE接入MGW，MGW間通過IP承載網(wǎng)扁平化組網(wǎng)。其中BSC到MGW和MGW間分別走路由器上不同的承載VPN。

3.2 A接口IP化實施方案

（1）步驟1，準(zhǔn)備階段。核心網(wǎng)側(cè)設(shè)備MGC和MGW完成AOIP版本軟件準(zhǔn)備，MGW完成TC資源硬件準(zhǔn)備；無線側(cè)BSC完成AOIP版本軟件準(zhǔn)備和IP硬件準(zhǔn)備。BSC已完成接入承載網(wǎng)路由器，并且信令面和媒體面PING測試正常。完成數(shù)據(jù)備份，在做數(shù)據(jù)改造前完成核心網(wǎng)側(cè)設(shè)備和無線側(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)備份，為了在改造出現(xiàn)問題后恢復(fù)數(shù)據(jù)時使用。（2）步驟2，參數(shù)設(shè)置和信令對接改造。完成核心網(wǎng)設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。按照編解碼規(guī)范設(shè)置核心網(wǎng)設(shè)備和無線設(shè)備支持的編解碼列表和速率。MSCserver完成到BSC的信令對接，采用直聯(lián)方式，MSC Server做服務(wù)器端，BSC做客戶端。修改BSC的承載方式為IP方式，并完成業(yè)務(wù)測試。（3）步驟3，改造后數(shù)據(jù)清理。原BSC是TDM承載BSC，需要在完成業(yè)務(wù)測試后，刪除相應(yīng)的TDM數(shù)據(jù)，包括A接口電路和中繼群等。MGW上刪除原BSC的轉(zhuǎn)接信令數(shù)據(jù)。

四、結(jié)束語

相比于TDM承載語音，VoIP具有如下優(yōu)勢。在資源利用率方面，VoIP通過使用VAD、壓縮語音編解碼和IP統(tǒng)計復(fù)用等技術(shù)，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬；同時，VoIP的組網(wǎng)架構(gòu)易于實現(xiàn)扁平化組網(wǎng)。 在業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力方面，VoIP可服務(wù)于實時業(yè)務(wù)和非實時業(yè)務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)投資方面，在VoIP建網(wǎng)初期，需要新建IP網(wǎng)絡(luò)，投資成本會高于TDM網(wǎng)絡(luò)；但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，IP網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢得以顯現(xiàn)，加上VAD、TrFO等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)投資將大幅減少。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 《3GPP TS 23.205， “Bearer-independent circuit-switched core network”》

[2] 《3GPP TS 28.062，“Inband Tandem Free Operation （TFO） of speech codecs”》

[3] 《3GPP TS 23.153 V4.11.0 （2004-12）》

[4] 《3GPP TS 43.903》

【摘要】 本文簡要介紹了網(wǎng)絡(luò)IP化演進(jìn)背景、VoIP原理，并以新疆移動為例，著重從A接口IP化方案的組網(wǎng)、實施等方面介紹了基于語音IP化的方案研究。

【關(guān)鍵詞】 語音IP化 SERVER A接口

一、通信網(wǎng)絡(luò)IP化介紹

移動通信網(wǎng)絡(luò)的IP化，從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上可以分為交換設(shè)備間IP化（如Mc、Nc和Nb接口等），交換設(shè)備到無線設(shè)備間IP化（如A和Iu接口等），交換設(shè)備到智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間IP化等，本文主要是對交換設(shè)備到無線設(shè)備間IP化，即A接口VoIP進(jìn)行研究。

二、VoIP原理概述

（1）IP承載網(wǎng)QOS質(zhì)量。IP傳輸在時延、抖動、丟包率方面的性能不及TDM傳輸，而這些性能恰與語音質(zhì)量息息相關(guān)，過大的時延、抖動或丟包率將直接影響通話質(zhì)量，甚至?xí)斐傻粼挕＃?）IP承載網(wǎng)組網(wǎng)。VoIP在傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)中引入IP承載網(wǎng)，通過IP承載網(wǎng)來傳輸語音，節(jié)省傳輸成本。典型的IP承載網(wǎng)可以采用路由器組網(wǎng)模式，通過路由器傳輸語音數(shù)據(jù)包和信令數(shù)據(jù)包。（3）組網(wǎng)規(guī)劃原則。在VoIP組網(wǎng)中，需要遵循CS域?qū)＞W(wǎng)承載、業(yè)務(wù)網(wǎng)和維護(hù)網(wǎng)隔離以及雙平面組網(wǎng)的原則，以保證網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。CS域?qū)＞W(wǎng)承載可以采用邏輯隔離和單建專用IP承載網(wǎng)兩種方式。

三、A接口IP化方案

3.1 組網(wǎng)解決方案

（1）A接口信令采用直連方式，MSC Server和BSC之間的M3UA鏈路采用直聯(lián)方式，MSC Server做服務(wù)器端，BSC做客戶端；（2）A接口媒體面采用承載網(wǎng)互通，BSC直接接入核心網(wǎng)承載網(wǎng)路由器，媒體流使用新的A接口的VPN。（3）語音IP化采用AMR、EFR、HR等壓縮編解碼，多次編解碼對語音質(zhì)量有影響，需要部署TFO（Tandem Free Operation，免二次編解碼操作）或TrFO（Transcoder Free Operation，免碼變換操作）來獲取較好的語音質(zhì)量。（4）信令流如圖1深灰色曲線，通過IP承載網(wǎng)直接和MGC交互。（5）語音媒體流如圖1淺灰色曲線，BSC通過同機(jī)房交換設(shè)備CE接入MGW，MGW間通過IP承載網(wǎng)扁平化組網(wǎng)。其中BSC到MGW和MGW間分別走路由器上不同的承載VPN。

3.2 A接口IP化實施方案

（1）步驟1，準(zhǔn)備階段。核心網(wǎng)側(cè)設(shè)備MGC和MGW完成AOIP版本軟件準(zhǔn)備，MGW完成TC資源硬件準(zhǔn)備；無線側(cè)BSC完成AOIP版本軟件準(zhǔn)備和IP硬件準(zhǔn)備。BSC已完成接入承載網(wǎng)路由器，并且信令面和媒體面PING測試正常。完成數(shù)據(jù)備份，在做數(shù)據(jù)改造前完成核心網(wǎng)側(cè)設(shè)備和無線側(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)備份，為了在改造出現(xiàn)問題后恢復(fù)數(shù)據(jù)時使用。（2）步驟2，參數(shù)設(shè)置和信令對接改造。完成核心網(wǎng)設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。按照編解碼規(guī)范設(shè)置核心網(wǎng)設(shè)備和無線設(shè)備支持的編解碼列表和速率。MSCserver完成到BSC的信令對接，采用直聯(lián)方式，MSC Server做服務(wù)器端，BSC做客戶端。修改BSC的承載方式為IP方式，并完成業(yè)務(wù)測試。（3）步驟3，改造后數(shù)據(jù)清理。原BSC是TDM承載BSC，需要在完成業(yè)務(wù)測試后，刪除相應(yīng)的TDM數(shù)據(jù)，包括A接口電路和中繼群等。MGW上刪除原BSC的轉(zhuǎn)接信令數(shù)據(jù)。

四、結(jié)束語

相比于TDM承載語音，VoIP具有如下優(yōu)勢。在資源利用率方面，VoIP通過使用VAD、壓縮語音編解碼和IP統(tǒng)計復(fù)用等技術(shù)，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬；同時，VoIP的組網(wǎng)架構(gòu)易于實現(xiàn)扁平化組網(wǎng)。 在業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力方面，VoIP可服務(wù)于實時業(yè)務(wù)和非實時業(yè)務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)投資方面，在VoIP建網(wǎng)初期，需要新建IP網(wǎng)絡(luò)，投資成本會高于TDM網(wǎng)絡(luò)；但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，IP網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢得以顯現(xiàn)，加上VAD、TrFO等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)投資將大幅減少。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 《3GPP TS 23.205， “Bearer-independent circuit-switched core network”》

[2] 《3GPP TS 28.062，“Inband Tandem Free Operation （TFO） of speech codecs”》

[3] 《3GPP TS 23.153 V4.11.0 （2004-12）》

[4] 《3GPP TS 43.903》

【摘要】 本文簡要介紹了網(wǎng)絡(luò)IP化演進(jìn)背景、VoIP原理，并以新疆移動為例，著重從A接口IP化方案的組網(wǎng)、實施等方面介紹了基于語音IP化的方案研究。

【關(guān)鍵詞】 語音IP化 SERVER A接口

一、通信網(wǎng)絡(luò)IP化介紹

移動通信網(wǎng)絡(luò)的IP化，從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上可以分為交換設(shè)備間IP化（如Mc、Nc和Nb接口等），交換設(shè)備到無線設(shè)備間IP化（如A和Iu接口等），交換設(shè)備到智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間IP化等，本文主要是對交換設(shè)備到無線設(shè)備間IP化，即A接口VoIP進(jìn)行研究。

二、VoIP原理概述

（1）IP承載網(wǎng)QOS質(zhì)量。IP傳輸在時延、抖動、丟包率方面的性能不及TDM傳輸，而這些性能恰與語音質(zhì)量息息相關(guān)，過大的時延、抖動或丟包率將直接影響通話質(zhì)量，甚至?xí)斐傻粼挕＃?）IP承載網(wǎng)組網(wǎng)。VoIP在傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)中引入IP承載網(wǎng)，通過IP承載網(wǎng)來傳輸語音，節(jié)省傳輸成本。典型的IP承載網(wǎng)可以采用路由器組網(wǎng)模式，通過路由器傳輸語音數(shù)據(jù)包和信令數(shù)據(jù)包。（3）組網(wǎng)規(guī)劃原則。在VoIP組網(wǎng)中，需要遵循CS域?qū)＞W(wǎng)承載、業(yè)務(wù)網(wǎng)和維護(hù)網(wǎng)隔離以及雙平面組網(wǎng)的原則，以保證網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。CS域?qū)＞W(wǎng)承載可以采用邏輯隔離和單建專用IP承載網(wǎng)兩種方式。

三、A接口IP化方案

3.1 組網(wǎng)解決方案

（1）A接口信令采用直連方式，MSC Server和BSC之間的M3UA鏈路采用直聯(lián)方式，MSC Server做服務(wù)器端，BSC做客戶端；（2）A接口媒體面采用承載網(wǎng)互通，BSC直接接入核心網(wǎng)承載網(wǎng)路由器，媒體流使用新的A接口的VPN。（3）語音IP化采用AMR、EFR、HR等壓縮編解碼，多次編解碼對語音質(zhì)量有影響，需要部署TFO（Tandem Free Operation，免二次編解碼操作）或TrFO（Transcoder Free Operation，免碼變換操作）來獲取較好的語音質(zhì)量。（4）信令流如圖1深灰色曲線，通過IP承載網(wǎng)直接和MGC交互。（5）語音媒體流如圖1淺灰色曲線，BSC通過同機(jī)房交換設(shè)備CE接入MGW，MGW間通過IP承載網(wǎng)扁平化組網(wǎng)。其中BSC到MGW和MGW間分別走路由器上不同的承載VPN。

3.2 A接口IP化實施方案

（1）步驟1，準(zhǔn)備階段。核心網(wǎng)側(cè)設(shè)備MGC和MGW完成AOIP版本軟件準(zhǔn)備，MGW完成TC資源硬件準(zhǔn)備；無線側(cè)BSC完成AOIP版本軟件準(zhǔn)備和IP硬件準(zhǔn)備。BSC已完成接入承載網(wǎng)路由器，并且信令面和媒體面PING測試正常。完成數(shù)據(jù)備份，在做數(shù)據(jù)改造前完成核心網(wǎng)側(cè)設(shè)備和無線側(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)備份，為了在改造出現(xiàn)問題后恢復(fù)數(shù)據(jù)時使用。（2）步驟2，參數(shù)設(shè)置和信令對接改造。完成核心網(wǎng)設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。按照編解碼規(guī)范設(shè)置核心網(wǎng)設(shè)備和無線設(shè)備支持的編解碼列表和速率。MSCserver完成到BSC的信令對接，采用直聯(lián)方式，MSC Server做服務(wù)器端，BSC做客戶端。修改BSC的承載方式為IP方式，并完成業(yè)務(wù)測試。（3）步驟3，改造后數(shù)據(jù)清理。原BSC是TDM承載BSC，需要在完成業(yè)務(wù)測試后，刪除相應(yīng)的TDM數(shù)據(jù)，包括A接口電路和中繼群等。MGW上刪除原BSC的轉(zhuǎn)接信令數(shù)據(jù)。

四、結(jié)束語

相比于TDM承載語音，VoIP具有如下優(yōu)勢。在資源利用率方面，VoIP通過使用VAD、壓縮語音編解碼和IP統(tǒng)計復(fù)用等技術(shù)，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬；同時，VoIP的組網(wǎng)架構(gòu)易于實現(xiàn)扁平化組網(wǎng)。 在業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力方面，VoIP可服務(wù)于實時業(yè)務(wù)和非實時業(yè)務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)投資方面，在VoIP建網(wǎng)初期，需要新建IP網(wǎng)絡(luò)，投資成本會高于TDM網(wǎng)絡(luò)；但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，IP網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢得以顯現(xiàn)，加上VAD、TrFO等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)投資將大幅減少。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 《3GPP TS 23.205， “Bearer-independent circuit-switched core network”》

[2] 《3GPP TS 28.062，“Inband Tandem Free Operation （TFO） of speech codecs”》

[3] 《3GPP TS 23.153 V4.11.0 （2004-12）》

[4] 《3GPP TS 43.903》