WCDMA核心网加速向IP化演进

山西联通IP化改造后的机房

目前，移动通信的核心网正大步向IP化演进。全IP网络对于上层业务承载的透明化，符合业务与承载分离的发展理念，这种分离的NGN架构已经逐步成为电信网络发展的必然趋势。由于历史的原因，中国联通WCDMA现网CS域为2G/3G混合组网，GSM现有交换网和R4版本核心网，在网元构成和网络组织上都存在一定的差异，因此在进行网络改造时，需要充分考虑网络的发展和演进，利用软交换技术来优化和改造现有的GSM交换网，才能达到2G/3G网络的完全融合。首先完成信令网的IP化，其次完成业务承载语音的IP化。

鉴于联通公司现在的WCDMA核心网络情况，CS域中语音的IP化演进问题是非常关键的，其次是在新的全IP结构中IMS视频电话的发展。语音处理需解决两个关键性的问题：一是在保证语音质量的前提下，尽可能降低编码比特率；二是在IP网络环境中，保证一定的通话质量，这样就涉及语音编码技术及分组丢失补偿和回波抵消技术。在WCDMA现网中传统语音电话（PSTN）广泛使用PCM语音编码（G.711）技术（包括：采样、量化、编码三个过程），比特率为64kbps，而且每次通话时都要在局端建立一个独享的64kbps信道，这样，虽然语音质量高，但由于效率低、带宽浪费严重，不符合未来电信技术的发展方向。WCDMA核心网CS域IP化后，承载层由TDM改变成IP，WCDMA采用的压缩语音编码AMR就可以在核心网中透明传送，AMR提供8种编码速率，编码从4.75kbps到12.2kbps，这样就大大节省了带宽资源。因为网络电话是在基于IP的分组网络上传输话音，将模拟语音信号转换成数字语音分组，采用存储转发方式，以分组的形式在面向无连接的分组网上传输，这种分组语音技术，能够极大地提高带宽利用率。

现网中IP化的具体改造方案

第一步：SCTP多归属改造。山西联通现网的MSCS和MGW之间是通过CE接入信令网，在改造过程中将原有的单IP对接改为了双IP对接，给MSC、MGW分别新增一个IP地址与原有的一对IP地址分别接一个CE，CE之间可以互通。这样，设备端只要保证MSC和MGW各有一个IP地址可用、有一个CE正常工作就不会使业务受阻。

第二步：山西联通现网中MSCServer间的NC口没有直接电路（通过L局或MGW转接），NC口IP化需要同NB口一并考虑，因为NC口协议BICC是控制NB口必须的协议，也就是MGW间中继的IP化，这是IP扁平化的第一步。山西联通综合关口局已是软交换，按照扁平化发展思路即可同GMSCServer/GMGW对接，实现IP承载。

第三步：完成设备内部改造，这一步需要增加支持IP承载的单板。目前公司UMG8900现有VPB板负责语音业务的IP分组适配处理，新增HRD板，HRD板出光纤接至CE，通过CE接入IP承载网。从承载来看，只是通过HRD增加了新的BICC中继电路用于承载。MGW新增GIPI、VTCD、PSN4V、PSN8V板，VTCD板负责语音编译码、速率适配，PS4V、PS8V负责各线卡的分组数据交换，GIPI板出光纤接至CE，通过CE接入IP承载网，而MSCServer均变化不大。从信令来看，各个局向之间直接通过MSC的IP进行对接（信令不用通过MGW进行转接），ISUP信令在PSTN的局向间中继上传送，通过MGW的SIGTRAN功能转换后，经IP网传送到MSCServer。

数据配置方面，在SCTP多归属改造中，给MSC、MGW分别增加一个IP地址，然后将MSC、MGW之间的H248链路、M3UA链路全部由原来的单信令点对接改为双信令点对接。在IP对接中，信令由原来的通过电路中的某个时隙的对接改为通过CEIP对接。原来是由MSC之间的N7LNK直接对接，或者通过MGW进行转接，现在直接在需要对接的MSC之间进行M3UA对接即可。

核心网IP化的优点

核心网IP化是R4版本最理想的结网方案。平面式IP网结构，承载在一个平面上交互，充分发挥运营商完善的IP骨干网络。语音、数据、信令承载共用一套IP骨干网，利于降低网络的运营成本和维护成本。电路域采用用户面（话务）和控制面（信令）承载分离的结构，使得MSC服务器、HLR可以集中放置，提高了组网的灵活性，有利于运营商快速掌握整个网络的运营和维护。网络向全IP多媒体演进更加容易、平滑。

WCDMA现网CS域的IP化是通信技术发展的必然趋势，同时也是一个循序渐进的过程。WCDMAR4版本核心网的软交换架构，实现了控制与承载的分离，是移动网和固网软交换融合的起点，核心网CS域的IP化将会推动WCDMA全网IP化进程，下一代网络（NGN）将以IP为骨干，在各种网络相互融合的基础上，向用户提供多样化、智能化、个性化的数据业务。随着移动网络IP化的发展，移动2G/3G核心网设备、无线侧设备，以及PSTN网络、DTV（数字电视），需要通过CE路由器汇聚，再接入IP承载专网，通过不同的VPN进行转发。由于CE路由器网络需要承载移动语音以及流媒体等高价值业务，因此将对承载网络的可靠性、安全性以及服务质量提出更高的要求。