移动国际局引入软交换技术的研究

韩研，肖子玉

（中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

1 引入软交换技术的必要性

软交换技术作为近几年发展较快的一种通信网络技术，已被业界公认为下一代通信网络的核心技术，它采用分层的体系结构，将业务、控制和承载分离，各层间采用开放的协议。采用IP承载的移动软交换可以实现灵活的组网方式，降低建网成本和运维费用，提供丰富业务及功能，并为网络向下一代平滑演进奠定良好的基础。

目前，国内的移动运营商均在京、沪、穗3地建设了基于TDM技术的国际出入口局[1]，随着国际话务的增长，现有 TDM国际局的容量已不能满足需求，仅能通过新建国际局满足业务发展。经过多年的发展，软交换技术的成熟性和商用能力已得到广泛验证，在国内及国际上，已有不少运营商建设了软交换国际局。同时，目前国内移动运营商正在进行全网语音IP化的部署，逐步实现从长途局到端局、关口局的IP化。采用支持IP承载方式的软交换国际局，利用软交换长途汇接网具备的CMN功能进行信令转接，在国际局与端局之间建立IP媒体流的直连，可减少话路接续、充分发挥全网IP化的优势。再者，随着全网交换系统的IP化，交换机的产业链逐步向软交换发展，软交换机设备在成本、器件集成度等方面均比传统TDM交换机更具优势。此外，移动网络的特性对国际局提出了如移动性管理、智能网业务触发能力的需求，由于厂家对TDM设备的开发和支持力度越来越小，如采用对TDM国际局进行升级的方式将导致较高的成本，如采用软交换技术建设国际局则能避免产品支持力度小的难题。

因此，从软交换技术的成熟性和商用能力、移动网络全网IP化趋势、软交换技术产业链的发展以及业务、功能需求等方面考虑，在移动国际局的建设中引入软交换技术还是十分必要的。

2 引入软交换国际局对组网的影响

2.1 设局方案的分析

从国际传输出入口资源、国际业务量分布、网络维护力量、网络调整工程量等几个方面对国际局的局址选择进行分析，国际交换机的建设地点宜选择在国际业务量较大的北京、上海、广州3地。

在软交换国际局设局时，建议充分利用双归属技术进行异地容灾、保障网络安全。采用双归属技术时，一个MGW归属于两个ISC Server。正常运行时，MGW只注册到主用ISC Server；当主用ISC Server发生故障时，MGW可注册到备份ISC Server上，不影响此MGW下业务。该方案涉及多信令点、虚拟ISC Server等关键技术。

2.2 国内侧、国际侧承载方式的选择

2.2.1 国内侧承载方式的选择[2]

（1）软交换国际局的媒体网关设备应支持IP端口。

① 软交换国际局与软交换汇接网互通时，可采用IP承载方式，也可采用TDM承载方式。优选IP承载方式。

② 软交换国际局与IP端局互通时，建议采用IP承载方式。

（2）软交换国际局的媒体网关设备应支持TDM端口。

软交换国际局可与所在地的TDM关口局等设置直达中继电路。如果本地网中已设置软交换关口局，也可经软交换关口局进行转接，以减少国际局配的TDM端口。

2.2.2 国际侧承载方式的选择

目前国际侧电路互联的主流方式仍是TDM电路，因此，在建局初期国际侧仍配置TDM端口，同时要求软交换国际局具备远期支持IP接口的能力，远期扩容再根据国际侧的应用情况配置IP端口。

2.2.3 软交换国际局间过桥电路的承载方式选择及CMN功能的需求

由于国内侧、国际侧的组网方式不同，移动运营商三个国际局间设置了过桥电路，主要用于疏通没有国际目的地出局方向时，转接至其他国际局。引入软交换国际局后，软交换国际局与TDM国际局、软交换国际局与软交换国际局间均有设置过桥电路的需求。

当软交换国际局与TDM 国际局间设置过桥电路时，采用TDM电路承载。

当软交换国际局与软交换国际局间设置过桥电路时，采用IP承载方式。结合国内侧IP化的演进趋势，当国内侧电路已采用IP承载后，如果软交换国际局支持CMN功能，则在进行过桥电路转接时，可只转接信令消息，媒体流可直接联连到最终出口的国际局MGW。

从目前国际出入口局过桥电路的负荷看，约有10%的去话呼叫需要通过过桥电路来转接；而在软交换国际局引入的初期，软交换国际局各局间的国际电路和话务不均衡性将会远远高于现有值。因此应权衡在软交换国际局引入CMN功能和占用MGW进行转接，对MGW资源的占用和对呼叫产生时延的影响；并结合届时的成本分析，确定是否在国际局引入CMN的功能。

2.3 组网方案的分析

2.3.1 国际局国际侧电路组织方案

目前ISC国际侧电路组织基本上采用分区域连接的方式，对一些大的国际运营商采用两个ISC或3个ISC同时连接的方式。由于国际侧的电路组织方式是与国际运营商协商的结果，因此对软交换国际局建议沿用现有的电路连接方式，结合资费结算及话务流向，逐步实现分区转接、话务均衡分配、安全双路由、负荷分担或热备份的工作方式。

2.3.2 国际局国内侧网络组织方案

（1）国际局间连接方式。

软交换国际局间采用IP承载方式，网状相连。软交换国际局如具备CMN功能，则在疏通国际去话时如本软交换国际局无此国际方向电路而其他软交换国际局具备该方向国际局电路时，软交换国际局间只需转接信令消息而无需转接媒体流消息。

软交换国际局与本地的TDM国际局设置过桥电路，当该软交换国际局疏通的国际去话无对应国际局向、且其他2个软交换国际局也无此局向时，经过桥电路送至TDM国际局，由TDM国际局疏通或转至其他TDM国际局。

（2）软交换国际局与所在地端局、关口局的连接。

随着移动网CS域的IP化，本地网端局和关口局逐步由TDM设备向软交换设备演进，因此对于国际交换机应结合本地网IP化的进程，尽量与IP化的关口局和端局连接，尽可能采用IP端局进行本地组网。建议国际交换机与其所在地的GMSC Server/MGW、与话务量较大的MSC Server/MGW设置直达中继电路。

（3）软交换国际局与TDM长途汇接网的连接。

软交换国际局已具备MAP/SSP功能，为使网络组织清晰，建议新建软交换国际局不与TDM长途汇接网设置直达中继。

（4）软交换国际局与软交换汇接网及IP化端局的连接。

方案一、分区汇接：沿用现有的3个大区分区模式。

媒体流层面——各TMG/SG或IP化端局，与归属区域的软交换国际局MGW采用IP承载方式连接，直接建立媒体流的连接。

信令流层面——根据对BICC信令的转接方式，其中又可分为两个方式：

方式一、通过京、沪、穗SS/CMN转接，即京、沪、穗SS/CMN进行本大区BICC转接，各汇接区内的SS将信令路由指向本大区的汇接CMN；

方式二、各省SS/CMN分别与归属区域的软交换国际局SS建立BICC连接，类似际专电路。

方案二、负荷分担：3个国际局间采用负荷分担方式，TMG/SG或IP端局按照预先设置的局数据，按照1/3∶1/3∶1/3 的方式将话务输送到软交换国际局。

方案比较：方案一和方案二从技术角度比较看，方案二采用负荷分担方式，国际去话话务量分配更为均衡，但要求汇接网和本地网国内层的电路设置均要设置为负荷分担到3个方向，局数据设置复杂，对全网设备的性能消耗较大，维护管理复杂；而方案一采用分区汇接方式，也可作为话务的负载均衡，且可根据各国际局开通的方向，电路群大小等多种因素灵活调整比例，局数据设置相对简单，维护管理较方案二简单；且目前国内各运营商的国际局国内侧网络均采用这种方式。采用方案一不需进行大的网络和局数据调整。因此建议采用方案一，即分区汇接方式。

方案一的两种方式示意如图1所示。

方式一与现网局数据相同，实施较简单；方式二需全网做数据，涉及全网大量SS/CMN。建议采用方式一。

2.3.3 国际局组网方式图

新建软交换国际局后，国际局组网方案参见图2所示。

图1 国际局组网方案一示意图

2.4 对设备功能的新要求

目前软交换国际局商用设备主要以固定网版本为主，不支持移动相关功能（如MAP）。固定网版本国际局历经多年的商用，其功能繁多且复杂，但在移动国际局运营的这几年中，很多功能实际上均没有应用的场景。TDM国际局的很多功能在现有网络和技术环境下，已无应用需求。因此为推动软交换国际局产品的开发，降低设备研发成本，本研究结合国内移动运营商国际局运营经验、网络组织、设备厂家提供的功能进行分析后，提出国内移动运营商引入软交换国际局的设备功能需求。

2.4.1 信令协议的适配、转译功能

国际局作为国内移动网络与国外运营商网络的关口局，应具备适配多种信令协议的能力。以国内移动运营商现有的TDM国际局为例：

（1）国际局需支持国际网和国内网的各种信令方式，其中国际信令包括七号信令，五号信令，TUP信令，ISUP信令，DSS1信令等。要求所使用信令的比例和类型能够通过人机命令灵活调整和修改，即交换机的同一中继模块既可用于国际信令，也可用于国内信令。

（2）国际局需具有各种信令的转译功能，例如IISUP和ITUP、IISUP和NISUP、IISUP和NTUP、ITUP和NTUP、ITUP和NISUP、IISUP和DSS1、ITUP和DSS1等。

目前国内移动网络TDM国际局开通的国际局向所使用的信令协议均为ISUP，遵循ITU-T ISUP信令规范，且国际出入口局主要与大型国际转接商互联，因此，软交换国际出入口局也应支持国际 ISUP信令，对于其他信令方式建议作为可选或不需要。

建议软交换国际局需支持的信令方式如表1所示。

2.4.2 MAP查询及CAP触发功能

图2 国际局组网方式图

表1 软交换国际局支持的信令方式

在疏通移动用户的国际来话时需要查询被叫用户的漫游位置信息以确定话路路由，移动智能网用户做被叫时需要启动SSP业务触发功能。移动运营商现有国际出入口局为固定网版本设备，不支持移动MAP和CAP功能，国际来话的MAP查询和智能网业务触发CAP功能目前由京、沪、穗3地的TMSC1或GW提供。

在移动网中，作为关口局的国际出入口局应具备MAP/CAP信令功能，对于新引入的软交换国际局在疏通国际来话时实现MAP/CAP信令的功能点，提出以下4个方案：

方案一：由京、沪、穗3地的TDM-TMSC1支持MAP/CAP功能。该方案要求移动本网用户的所有国际来话均要经京、沪、穗3地的TMSC1疏通。

方案二：由京、沪、穗3地的软交换汇接网TMG/SG+SS支持MAP/CAP。该方案要求移动本网用户的国际来话需经京、沪、穗3地的TMG/SG疏通。

方案三：由新建软交换国际局支持MAP/CAP。该方案要求软交换国际局采用移动版本，具备MAP、CAP协议栈。

方案四：由GSM网中的关口局支持MAP/CAP，该方案有2种方式。

方式一：由国际局所在地（如：京、沪、穗）的关口局实现；

方式二：由各本地网的关口局实现。

4种方案的对比分析如表2所示。

通过以上比较分析，方案三具有更大优势，因此推荐采用方案三。

2.4.3 其他业务功能要求

当国际出入口局具备MAP/CAP功能后，它与移动网中的关口局功能相似，关口局所具备的一些增值业务功能，在国际出入口局也应支持。

（1）彩铃业务需求

根据现有彩铃业务的信令流程，关口局需要支持彩铃业务触发功能，包括具备在SRI消息中利用扩展域标识彩铃支持信息的功能，同时能识别SRI_ACK中带有的MSRN及彩铃业务码SS_Code，并能按流程要求建立、拆除与彩铃平台之间的话路连接。当移动软交换国际局具备MAP/CAP信令功能后，其在网络中的地位类似于一个关口局，因此软交换国际局还应具备彩铃业务触发功能。

表2 MAP查询及SSP触发功能方案对比

（2）移动号码携带业务需求

实施号码携带后，用户的ISDN号码已经不能表征其归属哪个网路，因此为了寻找目标的签约网络或目标的交换节点，需要在电信网编号计划中为每个运营商网络规定一个路由号码（RN），用于表征运营商网络。访问数据库后，将路由号码加在用户原有的ISDN号码前，用于呼叫路由。

从目前号码携带方案看，号码携带业务对软交换国际局的建设方案基本无影响，但要求国际局支持路由码功能。软交换国际局由于已具备MAP查询功能，因此在疏通国际来话时路由同网络中的MSC，MAP查询信令经STP/SRF/NPDB（或其他网元），如发现用户已携号转出，则将该用户话务当作外网用户话务，按路由组织方式疏通至关口局。

3 结论

在国际局层面引入软交换技术，在满足新业务需求、新技术应用、未来演进等方案具有较明显的优势；对于正在进行IP化改造的国内网络具有一定的组网优势；利用软交换技术本身的特点有利于进行设备的容灾备份。从产品的成熟度和稳定性来看，国际局引入软交换技术是可行的。

软交换国际局的建设对设备在信令功能、新业务的配合等方面提出了新的需求。根据前期与国内几个主流交换机厂家的交流，目前厂尚无满足上述要求的商用设备，因此，在国内建设移动软交换国际局需要由运营商进行产业化的推动。

[1] 中国移动通信集团设计院有限公司. 中国移动国际通信出入口三期扩容工程可行性研究报告[R]. 2008年1月.

[2] YD/T 1434-2006, 软交换设备总体技术要求[S].