關(guān)于移動(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò)IP接入技術(shù)的相關(guān)分析

梁 歆 廣西通信規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢有限公司

關(guān)于移動(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò)IP接入技術(shù)的相關(guān)分析

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由于軟交換既能執(zhí)行基于硬件的傳統(tǒng)電話交換機(jī)相同的功能，又能同時(shí)處理IP通信，輕松整合電路交換和分組交換，一時(shí)間成為電信行業(yè)中倍受青睞的時(shí)髦用語(yǔ)。以Internet為代表的分組交換網(wǎng)絡(luò)的興起，立足于分組交換網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建下一代網(wǎng)絡(luò)能夠統(tǒng)一向用戶提供數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)，成為業(yè)界的共識(shí)。

移動(dòng)軟交換網(wǎng)路；IP接入技術(shù)

軟交換的概念最早起源于美國(guó)。根據(jù)國(guó)際軟交換論壇ISC定義，軟交換是基于分組網(wǎng)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(shè)備和系統(tǒng)。交換技術(shù)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(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò)IP接入技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了IP化改造的接口有Mc(MSS-MGW)、Nc(MSS-MSS)、Nb口（MGW-MGW)，相對(duì)于原來(lái)的TDM承載， IP傳輸具有減少傳輸資源、降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)， IP化的不可靠性給傳統(tǒng)語(yǔ)音交換業(yè)務(wù)對(duì)可靠服務(wù)質(zhì)量的要求帶來(lái)不確定性。所以，通過(guò)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的規(guī)劃配置，引入多種安全保障機(jī)制來(lái)彌補(bǔ)IP安全性的漏洞。一、 IP化改造的原則。現(xiàn)階段，我國(guó)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已具備大規(guī)模推行IP化的條件，在結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備的實(shí)際情況和IP化最新進(jìn)展的同時(shí)，控制IP化改造的實(shí)施成本，發(fā)揮現(xiàn)有傳輸資源和IP承載作用。 IP化改造必須堅(jiān)持現(xiàn)網(wǎng)穩(wěn)定原則、業(yè)務(wù)集成原則、分階段實(shí)施原則（先核心后接入、先承載后信令、先局部后全局）、站點(diǎn)接入原則。二、 IP接入的技術(shù)要求。 IP改造的技術(shù)要求，具體是對(duì)設(shè)備技術(shù)和接口協(xié)議兩方面的要求。設(shè)備技術(shù)要求包括：MSC Server要求采用2/3G共核心網(wǎng)的方式組建WCDMA端局，以實(shí)現(xiàn)2/3G資源共享。另外，相同MSC Server所覆蓋的2/3G無(wú)線區(qū)域應(yīng)該相同，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的提高。MGW要求按本地網(wǎng)來(lái)設(shè)置，以完成傳輸電路的組織和調(diào)度，同時(shí)，MGW站點(diǎn)應(yīng)從傳輸節(jié)點(diǎn)上選擇，而MGW與相連的RNC盡量要同機(jī)房設(shè)置；本地IP承載網(wǎng)內(nèi)設(shè)兩支匯聚路由器DCE，以實(shí)現(xiàn)與IP承載網(wǎng)的骨干網(wǎng)連接，按照本地網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)量情況與節(jié)點(diǎn)，形成本地業(yè)務(wù)接入路由器ACE與匯聚路由器DCE；或單獨(dú)設(shè)置兩種路由器[1]。此外，各業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)部位接入路由器應(yīng)該成對(duì)設(shè)置，本地匯聚路由器DCE與本地業(yè)務(wù)接入路由器ACE間呈“口’字型連接。

2.MSS側(cè)接口IP接入機(jī)制的應(yīng)用

在軟交換中， MSS用作信令控制的功能實(shí)體， IP化改造實(shí)則是信令的IP化。從協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)側(cè)面可以看到， IP化后， MSS的信令接口主要靠SCTP層保護(hù)， SCTP層的安全性保護(hù)引入了偶聯(lián)、多歸屬的概念。在實(shí)現(xiàn)SCTP層偶聯(lián)時(shí)， MSS的兩塊接口處理板綁定為一個(gè)IP host（SCTP EPS).所以，一個(gè)IP host包含兩個(gè)物理連接口和兩個(gè)IP地址，即Multi-homing多歸屬。

正常情況下， IP host只會(huì)使用其中一個(gè)激活狀態(tài)的接口板來(lái)承載SCTP/IP層的業(yè)務(wù)，如果主用接口處理板發(fā)生SCTP或IP層的錯(cuò)誤，偶聯(lián)就會(huì)失效， SCTP EPS將會(huì)遷移到備用板卡上。配對(duì)的IP接口處理板的配置是一樣的，偶聯(lián)因此而重新建立。當(dāng)原來(lái)的主用板卡恢復(fù)正常時(shí)，為了避免偶聯(lián)中斷， SCTP EPS不會(huì)再回遷，原主用板將保持被用就緒的狀態(tài)。

現(xiàn)網(wǎng)中， MSS通常會(huì)配置多塊處理板，作為IP業(yè)務(wù)的承載接口板。現(xiàn)網(wǎng)中為SCTP EPS分配的IP地址對(duì)應(yīng)不同的IP地址段，由此把IP承載網(wǎng)接入劃分到兩個(gè)子網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)地址段的容災(zāi)。所有IP host的主用接口板都與一個(gè)承載網(wǎng)入口CE1連接，備用接口板與CE1配對(duì)的承載網(wǎng)入口CE2連接[2]。

綜上所述，無(wú)論是MSS側(cè)還是CE側(cè)的任一層發(fā)生故障， MSS信令業(yè)務(wù)都將自動(dòng)切換到備用端口，以保持業(yè)務(wù)傳輸流暢。

3.MGW側(cè)接口IP接入機(jī)制的運(yùn)用

在軟交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，MGW上IP承載的業(yè)務(wù)有Mc口的MPT信令消息、ITU信令消息、Nb口的媒體流。因此，MGW側(cè)接口IP接入機(jī)制需區(qū)分信令面和媒體面分析。

第一，MGW側(cè)接口信令面的IP接入。MGW的IP接入保護(hù)機(jī)制與MSS的保護(hù)機(jī)制類似，網(wǎng)絡(luò)層都依靠SCTP層協(xié)議進(jìn)行保護(hù)。區(qū)別在于，現(xiàn)網(wǎng)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(shí)現(xiàn)。若物理接口板主用口發(fā)生故障，將自動(dòng)切換到備用口來(lái)保障數(shù)據(jù)通信；若數(shù)據(jù)鏈路層或網(wǎng)絡(luò)層發(fā)生故障，則由信令板中的SCTP/IP層協(xié)議保護(hù)；若接口物理層發(fā)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(xié)議棧結(jié)構(gòu)有很大的區(qū)別。對(duì)于媒體流而言，其更加注重?cái)?shù)據(jù)流的時(shí)效和均衡而不是安全，所以，沒(méi)有引入到網(wǎng)絡(luò)保護(hù)協(xié)議的應(yīng)用中。在媒體面，每個(gè)IP物理接口間采取負(fù)荷分擔(dān)的方式進(jìn)行作業(yè)，MGW側(cè)只能實(shí)現(xiàn)接口板上主備端口的物理層倒換保護(hù)。 IP接口板的主用口平均分配到配對(duì)的兩個(gè)CE上。正常情況下配對(duì)的CE平分MGW業(yè)務(wù)，使業(yè)務(wù)均衡接入承載網(wǎng)。從安全層面出發(fā)，數(shù)據(jù)流劃分于不同子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)地址段的容災(zāi)。在CE側(cè)，引入VRRP協(xié)議，即虛擬路由器冗余協(xié)議，因?yàn)榕鋵?duì)的CE不能區(qū)分MGW側(cè)的主備端口。VLANS所指向的網(wǎng)關(guān)地址與信令面CE接口實(shí)體地址不同，它是一個(gè)虛擬的網(wǎng)關(guān)地址。通過(guò)虛擬網(wǎng)關(guān)將配對(duì)CE附著在不同的CE，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流的流量均衡。VRRP的引入，使得網(wǎng)關(guān)附著的CE出現(xiàn)故障時(shí)，網(wǎng)關(guān)能自動(dòng)附著在配對(duì)的另一CE上，使業(yè)務(wù)不受影響。

4.結(jié)語(yǔ)

在移動(dòng)通信中，核心網(wǎng)通過(guò)安全保障機(jī)制來(lái)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全和穩(wěn)定運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)IP接入機(jī)制有利于網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)和維護(hù)，對(duì)我國(guó)移動(dòng)通信事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有巨大參考價(jià)值。

[1]萬(wàn)學(xué)慶,劉存良.移動(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò) IP接入技術(shù)探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2013,(11)∶50-50.

[2]彭洪菊.IP承載網(wǎng)承載軟交換接入方式[J].中小企業(yè)管理與科技,2015,(19)∶203-203,204.

梁歆（1979.08-）男，壯族，本科學(xué)歷，主要從事交換、無(wú)線方面的研究。