關于移動軟交換網絡IP接入技術的相關分析

梁 歆 廣西通信規劃設計咨詢有限公司

關于移動軟交換網絡IP接入技術的相關分析

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由于軟交換既能執行基于硬件的傳統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中倍受青睞的時髦用語。以Internet為代表的分組交換網絡的興起，立足于分組交換網絡上構建下一代網絡能夠統一向用戶提供數據、語音、視頻等多媒體綜合業務，成為業界的共識。

移動軟交換網路；IP接入技術

軟交換的概念最早起源于美國。根據國際軟交換論壇ISC定義，軟交換是基于分組網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。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.移動軟交換網絡IP接入技術的應用

當前移動互聯網已經實現了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、降低網絡建設成本等優勢。同時， IP化的不可靠性給傳統語音交換業務對可靠服務質量的要求帶來不確定性。所以，通過對現網的規劃配置，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。現階段，我國的移動網絡已具備大規模推行IP化的條件，在結合現網設備的實際情況和IP化最新進展的同時，控制IP化改造的實施成本，發揮現有傳輸資源和IP承載作用。 IP化改造必須堅持現網穩定原則、業務集成原則、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共核心網的方式組建WCDMA端局，以實現2/3G資源共享。另外，相同MSC Server所覆蓋的2/3G無線區域應該相同，以達到網絡質量的提高。MGW要求按本地網來設置，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承載網內設兩支匯聚路由器DCE，以實現與IP承載網的骨干網連接，按照本地網內業務量情況與節點，形成本地業務接入路由器ACE與匯聚路由器DCE；或單獨設置兩種路由器[1]。此外，各業務節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、多歸屬的概念。在實現SCTP層偶聯時， 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的接口板來承載SCTP/IP層的業務，如果主用接口處理板發生SCTP或IP層的錯誤，偶聯就會失效， 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，為了避免偶聯中斷， SCTP EPS不會再回遷，原主用板將保持被用就緒的狀態。

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

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

3.MGW側接口IP接入機制的運用

在軟交換網絡環境中，MGW上IP承載的業務有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，網絡層都依靠SCTP層協議進行保護。區別在于，現網中的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。若物理接口板主用口發生故障，將自動切換到備用口來保障數據通信；若數據鏈路層或網絡層發生故障，則由信令板中的SCTP/IP層協議保護；若接口物理層發生故障，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，與信令面的協議棧結構有很大的區別。對于媒體流而言，其更加注重數據流的時效和均衡而不是安全，所以，沒有引入到網絡保護協議的應用中。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，MGW側只能實現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業務，使業務均衡接入承載網。從安全層面出發，數據流劃分于不同子網，實現業務地址段的容災。在CE側，引入VRRP協議，即虛擬路由器冗余協議，因為配對的CE不能區分MGW側的主備端口。VLANS所指向的網關地址與信令面CE接口實體地址不同，它是一個虛擬的網關地址。通過虛擬網關將配對CE附著在不同的CE，以實現業務流的流量均衡。VRRP的引入，使得網關附著的CE出現故障時，網關能自動附著在配對的另一CE上，使業務不受影響。

4.結語

在移動通信中，核心網通過安全保障機制來維護網絡安全和穩定運行。網絡IP接入機制有利于網絡安全建設和維護，對我國移動通信事業的可持續發展有巨大參考價值。

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

[2]彭洪菊.IP承載網承載軟交換接入方式[J].中小企業管理與科技,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。