摘要:本文描述了中興通訊CDMA2000 ALL-IP網(wǎng)絡靈活的組網(wǎng)方案,主要針對CDMA網(wǎng)絡演進到LMSD階段后,分析實現(xiàn)BSC與核心網(wǎng)之間A接口分組傳輸后帶來的一系列網(wǎng)絡架構優(yōu)勢,組網(wǎng)方式的靈活。
關鍵詞:MSCe,MGW,Ap接口,TrFO,RTO,LMSD,SIP
依據(jù)3GPP2標準,CDMA網(wǎng)絡向ALL-IP網(wǎng)絡演進分4個階段,傳統(tǒng)移動臺域LMSD為第三階段,核心網(wǎng)引入了軟交換架構,實現(xiàn)了呼叫控制和承載的分離,把原來的MSC演進為兩個獨立的網(wǎng)元MSCe和MGW。在LMSD階段的開始階段,核心網(wǎng)和BSS之間仍然采用原來的A接口,在2005年3月份,3GPP2推出了新的IOS標準-IOS5.0,從而實現(xiàn)了BSS和核心網(wǎng)之間的分組傳輸,包括A1接口的信令和A2接口的話音承載,我們稱分組化的A接口為Ap接口,分組化的A1接口和A2接口分別稱之為A1p和A2p接口。
一、 ZTE CDMA2000 Ap接口解決方案優(yōu)勢分析
中興通訊在2005年9月份推出了支持Ap接口的商用版本,實現(xiàn)了TrFO和RTO功能。ZTE CDMA2000 ALL-IP產(chǎn)品ZXC10 3GCN和BSS產(chǎn)品嚴格遵循3GPP2和IETF標準,A1p、A2p、yy、zz接口協(xié)議棧模型嚴格遵循3GPP2接口協(xié)議規(guī)定,A1p信令協(xié)議棧為IOS Application/SUA/SCTP/IP/Link Layer/ Physical Layer,A2p和yy接口承載協(xié)議棧為User Traffic/RTP/UDP/IP/Link Layer/ Physical Layer,zz接口遵循SIP(or SIP-T)/TCP(or UDP or SCTP)/ IP/Link Layer/ Physical Layer,對于A2p和yy接口上層的usertraffic,中興通訊遵循RFC3558 EVRC和SMV、RFC3551 PCM(G.711)、RFC2658 13K Qcelp和RFC2833 DTMF對相關承載的規(guī)定,同時還擴展支持8K Qcelp的RTP傳輸。
相比傳統(tǒng)的電路交換解決方案,Ap接口實現(xiàn)后,系統(tǒng)引入了TrFO和RTO特性,中興通訊BSC不再保留聲碼器,聲碼資源被移到MGW中,使得局內和局間的大約45%呼叫不再需要聲碼資源,這點相比傳統(tǒng)CDMA移動解決方案節(jié)省了大量聲碼投資。
實現(xiàn)Ap接口后,語音承載編碼類型從原來的64kbps PCM(G.711編碼)直接變?yōu)镋VRC(目前絕大部分手機支持EVRC),分組網(wǎng)絡承載EVRC編碼語音時,每路話路帶寬變?yōu)?6.8kbps,同時中興通訊支持話音的多幀綁定功能,即多個EVRC編碼語音幀放在一個ip packet中傳輸,幀范圍為1~6,考慮到話音的整體效果,推薦多幀綁定數(shù)為3,這樣每路話路帶寬變?yōu)?1.73kbps,這樣每路會話節(jié)省的帶寬大約為81%。實現(xiàn)Ap接口后,由于在整個話音傳輸路徑上,減少了兩次的編解碼過程,降低了話音的信息損耗,減少了話路端對端延遲,話音質量得以改善。
中興通訊3G ALL-IP硬件平臺確保了BSS、MSCe、MGW、HLRe、PDSN、GoTa等CDMA2000網(wǎng)元實體中單板的重用性,數(shù)字中繼接口板DTB、窄帶七號信令板SPB、IP網(wǎng)絡接口板IPI等關鍵單板均可在BSC、MSCe、MGW、HLRe中混插,對于現(xiàn)網(wǎng)中已經(jīng)商用運行的BSC中的聲碼器資源板VTCD可直接在MGW中使用,從而很好地實現(xiàn)了中興通訊ALL-IP產(chǎn)品的平滑升級和擴容,實現(xiàn)了最大限度的為運營商節(jié)省投資的目的。中興通訊CDMA2000 ALL-IP ZXC10 3GCN解決方案同時支持平滑向IMS過渡及平滑升級。
中興通訊CDMA2000 ALL-IP產(chǎn)品實現(xiàn)Ap接口后的網(wǎng)絡架構圖如下圖所示,圖中給出了Ap接口解決方案下網(wǎng)絡運營的優(yōu)勢。

二、ZTE CDMA2000 ALL-IP整體解決方案
ZTE CDMA2000 ALL IP全套產(chǎn)品組網(wǎng)靈活,SGW功能既可內置于MSCe,也可內置于MGW內,也可內置于HLRe內,同時也可單獨成為獨立的物理實體,除了軟交換承載與控制分離的基本組網(wǎng)模型外,還有其他形式多樣、變化靈活的組網(wǎng)方式:
* 大容量組網(wǎng)
由于中興通訊CDMA ALL IP基于中興通訊全新的ALL-IP 3G硬件平臺,交換容量和系統(tǒng)處理能力得到大幅提升,能很容易實現(xiàn)大容量、少局所的組網(wǎng)方式,這種組網(wǎng)一般適用于大中城市的用戶量大、用戶密集地區(qū)。中興通訊ALL-IP核心網(wǎng)產(chǎn)品ZXC10 3GCN最大支持5400KBHCA、60000erl的端局或關口局和端局合一局,若純粹的關口局系統(tǒng)支持的能力進一步擴大。該種情況下組網(wǎng)模型如下:

上圖中,BSS系統(tǒng)以TDM接入或以IP接入都可以,核心網(wǎng)絡部署在IP網(wǎng)絡上。
* 跨區(qū)域、多局所組網(wǎng)
對于若干個用戶量少的地區(qū)或用戶分散的偏遠地區(qū),可以采用跨區(qū)域的組網(wǎng)方式,以一個MSCe帶若干個MGW組網(wǎng),MSCe位于中心區(qū)域,MGW位于各個外圍區(qū)域,就近接入當?shù)鼐W(wǎng),從而構成一個大本地網(wǎng),解決廣覆蓋及迂回路由的問題。
外圍區(qū)域的BSS接入,既可以采用TDM A接口方式接入,也可以采用IP Ap方式接入,下面專門討論遠程接入時,只有傳統(tǒng)E1/T1沒有專用的IP骨干傳輸網(wǎng)時,如何解決Ap接入問題。
* Ap Over E1方式組網(wǎng)
對于那些只有傳統(tǒng)的TDM承載網(wǎng)絡、沒有現(xiàn)成的IP骨干承載網(wǎng)絡的運營商來說,可以考慮租用IP骨干承載網(wǎng)絡或租用或建設專用IP網(wǎng)絡,來建設ALL-IP CDMA網(wǎng)絡。出于建網(wǎng)成本的考慮,建設或租用IP網(wǎng)絡太過昂貴,但出于節(jié)省聲碼資源的目的,也可以考慮Ap接口,BSS局內交換在本地完成,可以節(jié)省這部分聲碼資源。
對于A1p和相關H.248信令,可以采用中興通訊專用單板實現(xiàn)IP Over E1的傳輸。
對于BSS之間的話路,即A2p和yy接口的話音承載,可以通過專用的數(shù)據(jù)設備WAN Router來解決,也可采用中興通訊專用的IP Over E1單板來加以解決。
由于帶寬資源寶貴,對于這時的語音報文采用壓縮的RTP技術來進行傳遞,可以進一步降低網(wǎng)絡對帶寬的需求,CRTP是專門針對低速點對點鏈路上提出的語音報文傳遞技術。
* SIP電話接入
中興通訊CDMA2000 軟交換系統(tǒng)ZXC10 3GCN提供對SIP Phone的接入,SIP Phone可以以User Agent方式和通過SIP Proxy Server代理方式兩種方式接入到ZXC10 3GCN系統(tǒng)中,SIP Phone可以與PSTN用戶電話、CDMA移動手機電話實現(xiàn)話音互通。該功能已在印度Reliance IITC實驗室與Reliance SIP Phone成功實現(xiàn)了對接。
對于采用CDMA無線網(wǎng)絡技術的mobile Phone電話接入,如EVDO移動手機或插入EVDO無線網(wǎng)卡的筆記本電腦,中興通訊已經(jīng)在2005年重慶國家863項目中成功演示了采用EVDO Mobile Phone與普通CDMA MS、PSTN fixed phone等電話互通,同時還演示了視頻電話業(yè)務。
四、結束語
中興通訊CDMA2000 ALL-IP產(chǎn)品依托中興通訊強大的研發(fā)實力和深厚的技術底蘊,推出了包含Ap接口在內的ALL-IP接口解決方案,極大的豐富了網(wǎng)絡架構。中興通訊CDMA2000 ALL-IP產(chǎn)品技術先進,容量大,接口協(xié)議豐富,兼容性演進性俱佳,組網(wǎng)靈活方便,既可以構建現(xiàn)有的2G網(wǎng)絡,便于向ALL-IP網(wǎng)絡平滑演進,又可以滿足3G新建網(wǎng)絡的需求,充分考慮客戶需求,最大限度地節(jié)省運營商網(wǎng)絡建設費用,充分保護運營商現(xiàn)有網(wǎng)絡投資,從而建設一個穩(wěn)定可靠、技術先進、面向未來的網(wǎng)絡。
關鍵詞:MSCe,MGW,Ap接口,TrFO,RTO,LMSD,SIP
依據(jù)3GPP2標準,CDMA網(wǎng)絡向ALL-IP網(wǎng)絡演進分4個階段,傳統(tǒng)移動臺域LMSD為第三階段,核心網(wǎng)引入了軟交換架構,實現(xiàn)了呼叫控制和承載的分離,把原來的MSC演進為兩個獨立的網(wǎng)元MSCe和MGW。在LMSD階段的開始階段,核心網(wǎng)和BSS之間仍然采用原來的A接口,在2005年3月份,3GPP2推出了新的IOS標準-IOS5.0,從而實現(xiàn)了BSS和核心網(wǎng)之間的分組傳輸,包括A1接口的信令和A2接口的話音承載,我們稱分組化的A接口為Ap接口,分組化的A1接口和A2接口分別稱之為A1p和A2p接口。
一、 ZTE CDMA2000 Ap接口解決方案優(yōu)勢分析
中興通訊在2005年9月份推出了支持Ap接口的商用版本,實現(xiàn)了TrFO和RTO功能。ZTE CDMA2000 ALL-IP產(chǎn)品ZXC10 3GCN和BSS產(chǎn)品嚴格遵循3GPP2和IETF標準,A1p、A2p、yy、zz接口協(xié)議棧模型嚴格遵循3GPP2接口協(xié)議規(guī)定,A1p信令協(xié)議棧為IOS Application/SUA/SCTP/IP/Link Layer/ Physical Layer,A2p和yy接口承載協(xié)議棧為User Traffic/RTP/UDP/IP/Link Layer/ Physical Layer,zz接口遵循SIP(or SIP-T)/TCP(or UDP or SCTP)/ IP/Link Layer/ Physical Layer,對于A2p和yy接口上層的usertraffic,中興通訊遵循RFC3558 EVRC和SMV、RFC3551 PCM(G.711)、RFC2658 13K Qcelp和RFC2833 DTMF對相關承載的規(guī)定,同時還擴展支持8K Qcelp的RTP傳輸。
相比傳統(tǒng)的電路交換解決方案,Ap接口實現(xiàn)后,系統(tǒng)引入了TrFO和RTO特性,中興通訊BSC不再保留聲碼器,聲碼資源被移到MGW中,使得局內和局間的大約45%呼叫不再需要聲碼資源,這點相比傳統(tǒng)CDMA移動解決方案節(jié)省了大量聲碼投資。
實現(xiàn)Ap接口后,語音承載編碼類型從原來的64kbps PCM(G.711編碼)直接變?yōu)镋VRC(目前絕大部分手機支持EVRC),分組網(wǎng)絡承載EVRC編碼語音時,每路話路帶寬變?yōu)?6.8kbps,同時中興通訊支持話音的多幀綁定功能,即多個EVRC編碼語音幀放在一個ip packet中傳輸,幀范圍為1~6,考慮到話音的整體效果,推薦多幀綁定數(shù)為3,這樣每路話路帶寬變?yōu)?1.73kbps,這樣每路會話節(jié)省的帶寬大約為81%。實現(xiàn)Ap接口后,由于在整個話音傳輸路徑上,減少了兩次的編解碼過程,降低了話音的信息損耗,減少了話路端對端延遲,話音質量得以改善。
中興通訊3G ALL-IP硬件平臺確保了BSS、MSCe、MGW、HLRe、PDSN、GoTa等CDMA2000網(wǎng)元實體中單板的重用性,數(shù)字中繼接口板DTB、窄帶七號信令板SPB、IP網(wǎng)絡接口板IPI等關鍵單板均可在BSC、MSCe、MGW、HLRe中混插,對于現(xiàn)網(wǎng)中已經(jīng)商用運行的BSC中的聲碼器資源板VTCD可直接在MGW中使用,從而很好地實現(xiàn)了中興通訊ALL-IP產(chǎn)品的平滑升級和擴容,實現(xiàn)了最大限度的為運營商節(jié)省投資的目的。中興通訊CDMA2000 ALL-IP ZXC10 3GCN解決方案同時支持平滑向IMS過渡及平滑升級。
中興通訊CDMA2000 ALL-IP產(chǎn)品實現(xiàn)Ap接口后的網(wǎng)絡架構圖如下圖所示,圖中給出了Ap接口解決方案下網(wǎng)絡運營的優(yōu)勢。

二、ZTE CDMA2000 ALL-IP整體解決方案
ZTE CDMA2000 ALL IP全套產(chǎn)品組網(wǎng)靈活,SGW功能既可內置于MSCe,也可內置于MGW內,也可內置于HLRe內,同時也可單獨成為獨立的物理實體,除了軟交換承載與控制分離的基本組網(wǎng)模型外,還有其他形式多樣、變化靈活的組網(wǎng)方式:
* 大容量組網(wǎng)
由于中興通訊CDMA ALL IP基于中興通訊全新的ALL-IP 3G硬件平臺,交換容量和系統(tǒng)處理能力得到大幅提升,能很容易實現(xiàn)大容量、少局所的組網(wǎng)方式,這種組網(wǎng)一般適用于大中城市的用戶量大、用戶密集地區(qū)。中興通訊ALL-IP核心網(wǎng)產(chǎn)品ZXC10 3GCN最大支持5400KBHCA、60000erl的端局或關口局和端局合一局,若純粹的關口局系統(tǒng)支持的能力進一步擴大。該種情況下組網(wǎng)模型如下:

上圖中,BSS系統(tǒng)以TDM接入或以IP接入都可以,核心網(wǎng)絡部署在IP網(wǎng)絡上。
* 跨區(qū)域、多局所組網(wǎng)
對于若干個用戶量少的地區(qū)或用戶分散的偏遠地區(qū),可以采用跨區(qū)域的組網(wǎng)方式,以一個MSCe帶若干個MGW組網(wǎng),MSCe位于中心區(qū)域,MGW位于各個外圍區(qū)域,就近接入當?shù)鼐W(wǎng),從而構成一個大本地網(wǎng),解決廣覆蓋及迂回路由的問題。
外圍區(qū)域的BSS接入,既可以采用TDM A接口方式接入,也可以采用IP Ap方式接入,下面專門討論遠程接入時,只有傳統(tǒng)E1/T1沒有專用的IP骨干傳輸網(wǎng)時,如何解決Ap接入問題。
* Ap Over E1方式組網(wǎng)
對于那些只有傳統(tǒng)的TDM承載網(wǎng)絡、沒有現(xiàn)成的IP骨干承載網(wǎng)絡的運營商來說,可以考慮租用IP骨干承載網(wǎng)絡或租用或建設專用IP網(wǎng)絡,來建設ALL-IP CDMA網(wǎng)絡。出于建網(wǎng)成本的考慮,建設或租用IP網(wǎng)絡太過昂貴,但出于節(jié)省聲碼資源的目的,也可以考慮Ap接口,BSS局內交換在本地完成,可以節(jié)省這部分聲碼資源。
對于A1p和相關H.248信令,可以采用中興通訊專用單板實現(xiàn)IP Over E1的傳輸。
對于BSS之間的話路,即A2p和yy接口的話音承載,可以通過專用的數(shù)據(jù)設備WAN Router來解決,也可采用中興通訊專用的IP Over E1單板來加以解決。
由于帶寬資源寶貴,對于這時的語音報文采用壓縮的RTP技術來進行傳遞,可以進一步降低網(wǎng)絡對帶寬的需求,CRTP是專門針對低速點對點鏈路上提出的語音報文傳遞技術。
* SIP電話接入
中興通訊CDMA2000 軟交換系統(tǒng)ZXC10 3GCN提供對SIP Phone的接入,SIP Phone可以以User Agent方式和通過SIP Proxy Server代理方式兩種方式接入到ZXC10 3GCN系統(tǒng)中,SIP Phone可以與PSTN用戶電話、CDMA移動手機電話實現(xiàn)話音互通。該功能已在印度Reliance IITC實驗室與Reliance SIP Phone成功實現(xiàn)了對接。
對于采用CDMA無線網(wǎng)絡技術的mobile Phone電話接入,如EVDO移動手機或插入EVDO無線網(wǎng)卡的筆記本電腦,中興通訊已經(jīng)在2005年重慶國家863項目中成功演示了采用EVDO Mobile Phone與普通CDMA MS、PSTN fixed phone等電話互通,同時還演示了視頻電話業(yè)務。
四、結束語
中興通訊CDMA2000 ALL-IP產(chǎn)品依托中興通訊強大的研發(fā)實力和深厚的技術底蘊,推出了包含Ap接口在內的ALL-IP接口解決方案,極大的豐富了網(wǎng)絡架構。中興通訊CDMA2000 ALL-IP產(chǎn)品技術先進,容量大,接口協(xié)議豐富,兼容性演進性俱佳,組網(wǎng)靈活方便,既可以構建現(xiàn)有的2G網(wǎng)絡,便于向ALL-IP網(wǎng)絡平滑演進,又可以滿足3G新建網(wǎng)絡的需求,充分考慮客戶需求,最大限度地節(jié)省運營商網(wǎng)絡建設費用,充分保護運營商現(xiàn)有網(wǎng)絡投資,從而建設一個穩(wěn)定可靠、技術先進、面向未來的網(wǎng)絡。
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