網絡IP化中的路由迂回分析及優(yōu)化研究

黃耀軍， 陳清文， 湯娟娟， 張朝飛

（中國移動通信集團廣東有限公司深圳分公司，深圳 518048）

網絡IP化中的路由迂回分析及優(yōu)化研究

黃耀軍， 陳清文， 湯娟娟， 張朝飛

（中國移動通信集團廣東有限公司深圳分公司，深圳 518048）

本文針對通信網絡局間及A接口（或IU-CS接口）的IP化現(xiàn)狀，分析呼叫過程中存在的流量迂回情況，就其特征、原因進行分析及量化測算，并提出應對措施，降低迂回比例，提升網絡質量。

IP化；局間呼叫；A接口；路由迂回

1 網絡IP化現(xiàn)狀

IP化由于其在帶寬共享、網絡演進等方面的天然優(yōu)勢，成為網絡發(fā)展的重點。核心網Nb接口（局間），及A接口（對于3G來講為IU-CS接口，由于功能類似，以下論述以A接口為例）由于其組網、設備成熟度等特點，成為IP化首先部署的環(huán)節(jié)。

Nb接口IP化，是指軟交換2個端局MGW之間，以IP承載話音數據流；A接口IP化是指BSS到核心網的承載IP化。通過這兩方面的IP化部署，核心網由原來的TDM承載演變?yōu)镮P化承載。

目前各大通信運營商已經或正在部署其IP化網絡環(huán)境。例如對于中國移動來講，已經于2008年全網部署完畢Nb接口的IP化，2012年開始逐步部署A接口IP化。

2 迂回路由分析

2.1 承載網現(xiàn)狀及路由迂回特征

以中國移動為例，IP化的話音承載于專用的IP承載網上，IP承載網（ChinaMobile_NGN_Media的VPN）的層級如圖1所示。

圖1 IP承載網的層級

其中：CR層級為骨干核心層，負責省級、國際呼叫流量轉發(fā)；BR為匯聚層級，負責省內話務的流量轉發(fā)；AR為接入層級，負責本地話務轉發(fā)。

按照“下級話務盡量不向上繞行”的通信原則，根據以上網絡結構，本地話務如果迂回到BR，則視為流量迂回。然而在實際呼叫中，不僅存在流量迂回到BR，還存在同一次呼叫，經過BR迂回多次的情況。

2.2 迂回原因分析及概率

在實際呼叫中，呼叫分為3個階段，主叫A接口承載、局間承載、被叫A接口承載。以深圳為例，結合其話務模型，可以分別計算其不同階段的迂回比率。

深圳目前全網有3對AR，關口局、彩鈴均在AR1&2片區(qū)；全網63個端局MGW，分散到AR3&4（42個）、AR5&6片區(qū)（21個）。本地MSC Server組成7個Pool。本地互聯(lián)互通話務（含彩鈴）比例為25%，網內長途網占30%，網內本地話務占45%。

2.2.1 主叫A接口承載的迂回分析

主叫A接口承載迂回主要是由于同一Pool的BSS和MGW分屬不同機房，造成A接口承載跨區(qū)，構成迂回。其迂回概率計算如下：按照目前端局分散到AR3&4、AR5&6共2個片區(qū)測算。假設某個Pool內共計N個MGW，其中AR3&4片區(qū)為X個MGW，另一片區(qū)為N-X個MGW，其概率曲線如圖2所示。

從以上可以看出，如果2個片區(qū)的MGW數量平均，則其跨區(qū)比例最高可達50%，按照現(xiàn)網計算（共7個Pool，MGW不均衡分布），全網平均A口跨區(qū)比例（記為Pa）為29%。

2.2.2 局間呼叫的迂回分析

局間呼叫發(fā)生迂回主要是本地話務跨了AR片區(qū)，按照目前網絡結構計算，AR34區(qū)有42個MGW，AR56區(qū)下有21個MGW，其網內本地話務迂回比例＝(42×21+21×42)/(63×63)＝44%。此外，根據話務模型，可以測算局間話務的迂回比例如表1所示。

表1 局間呼叫的迂回比例

表1除了長途話務（30%）為正常迂回（長途需要經過BR疏通到省內外），其它45%的呼叫比例均為異常迂回（記為Pnb）。其中，尤其是互聯(lián)互通話務，由于其GW局全部落在AR1&2片區(qū)，而端局全部在AR3&4、AR5&6片區(qū)，因此本地互聯(lián)互通話務全部為迂回流量。

2.2.3 被叫A接口承載的迂回分析

由于接口雙方均為BSS和MGW，被叫A接口，和主叫A接口迂回的原因、概率相同，也記為Pa。

2.3 端到端呼叫迂回測算

在實際呼叫中，將呼叫過程分解為主叫、局間、被叫等3個階段，從端到端的角度出發(fā)，以迂回3次為例分析：如圖1所示，當BSC1下的用戶呼叫BSC2下的用戶，且局間為跨Pool時，主叫A接口為BSC1-MGW2，被叫A接口為MGW1-BSC2，局間為MGW1-MGW2。根據概率測算如下：

* P3（三次迂回）=Pa×Pnb×Pa = 29%×45%× 29% = 3.8%。（這種情況將出現(xiàn)3次迂回，即同一個呼叫，話務流量將經過BR繞行3次）

* P2（兩次迂回）=Pa×Pnb×（1-Pa）+（1-Pa）×Pnb×Pa + Pa×（1-Pnb）×Pa= 23.2%

圖2 A接口承載迂回曲線及比例

* P1（一次迂回）=Pa×（1-Pnb）×（1-Pa）+（1-Pa）×Pnb×（1-Pa）+（1-Pa）×（1-Pnb）×Pa＝45.3%

* P（零次迂回）=（1-Pa）×（1-Pnb）×（1-Pa）=27.7%

根據以上分析，其端到端話務迂回比例匯總如表2所示。

表2 端到端呼叫的迂回比例

根據以上結果，僅27.7%的話務不產生迂回，其它72.3%的話務都至少發(fā)生1次迂回。此外根據加權平均計算，全網平均迂回次數為1.03次。

2.4 迂回對呼叫的影響

本地話務向上迂回，一方面造成通話延時增加。根據實際測算情況，每經過BR繞行1次，其平均延時將增加5～10ms，將對通話質量產生一定影響。

另一方面，全網呼叫平均迂回次數為1.03次，意味著全網IP化話務量在承載網上增生至少1倍，而這些增生的話務量是不產生任務收益。迂回將對承載網設備、帶寬都構成極大浪費，不利于網絡吸收高話務。

3 優(yōu)化措施

根據以上分析，需要充分抑制這些非正常迂回話務，其主要措施如下。

3.1 關口局組網調整為分片區(qū)部署

根據以上分析，互聯(lián)互通話務迂回比例為100%，其原因主要是因為關口局部署在AR1&2片區(qū)，而端局部署在其它AR片區(qū)，這樣造成互聯(lián)互通話務全部為迂回話務。

因此，建議關口局（也包括彩鈴等全互聯(lián)平臺）分散部署到不同的AR片區(qū)，各個AR片區(qū)的互聯(lián)互通話務主送該片區(qū)關口局，備選其它片區(qū)。這樣一來，互聯(lián)互通話務全部不經過BR迂回。

3.2 Pool區(qū)域和AR區(qū)域盡量一致

當一個Pool越是被平均分配到不同的AR片區(qū)，其迂回比例越高。在實際網絡規(guī)劃中，Pool區(qū)域一般由核心網專業(yè)規(guī)劃，AR區(qū)域一般為傳送網專業(yè)規(guī)劃，因此存在規(guī)劃脫節(jié)的問題。因此建議同一Pool的部署，盡可能在同一AR片區(qū)，所有本地話務盡可能在AR終結，而不向上迂回。

3.3 A接口優(yōu)選本區(qū)MGW

在實際情況中，考慮到建設周期、投資等因素，Pool區(qū)域和AR區(qū)域一致的難度較大。在不能一致的情況下，建議MSC Server啟用A接口優(yōu)選功能，即BSS發(fā)出的呼叫（含主、被叫），優(yōu)選同一AR片區(qū)的MGW，進而降低A接口的迂回比例。

Optimizing research of route circuity in IP network

HUANG Yao-jun, CHEN Qing-wen, TANG Juan-juan, ZHANG Chao-fei
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Shenzhen Branch, Shenzhen 518048, China)

This paper analyzes the route circuity in telecommunication network. The reason and scale are analysed too. Finally the methods are proposed to reduce circuity and increase voice quality.

IP; exchange call; A interface; route circuity

TN929.5

A

1008-5599（2013）08-0055-03

2013-06-08