GSM网络软交换研究（精选五篇）
GSM网络软交换研究 篇1
近年来, 中国的GSM移动通信网络日益庞大, 其网络规模已经达到世界领先水平, 但面对日益增长的庞大用户数, 现有GSM网络已显得陈旧, 从规模、技术上均显不足。随着通信网络技术的飞速发展, 人们对于数据、话音、视频等新业务的要求也在迅速增长, 向用户提供更加灵活、多样的通信业务, 更加个性化的服务, 也成为各大运营商的工作重点。因此, 软交换技术作为下一代通信网络解决方案之一应运而生。
软交换技术更新了传统电路交换理念, 从狭义上讲, 专指软交换设备。其最先进的地方就是把呼叫控制功能从媒体网关业务承载相分离出来, 并且该技术向下与2G网络兼容, 向上可以平滑引至3G网络, 可以说是目前移动通信网络可采用的最佳技术。
2 软交换的组织结构
软交换是多种逻辑功能实体的集合, 提供融合业务的呼叫控制、连接以及部分业务功能, 是下一代网络提供语音、数据、视频等融合业务呼叫、控制和业务供给的核心设备, 也是目前电路交换网向分组网演进的主要设备之一。
2.1 软交换的功能结构
软交换的主要设计思想是业务/控制与传送/接入分离, 各实体之间通过标准的协议进行连接和通信。软交换的功能结构如图1所示。
2.2 各个部分的功能介绍。
2.2.1呼叫控制和处理功能。软交换设备可以为基本呼叫的建立、保持和释放提供控制功能, 包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。软交换设备应可以接收来自业务交换功能的监视请求, 并对其中与呼叫相关的事件进行处理。接受来自业务交换功能的呼叫控制相关信息, 支持呼叫的建立和监视。支持基本的两方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能, 提供多方呼叫控制功能, 包括多方呼叫的特殊逻辑关系、呼叫成员的加入/退出/隔离/旁听以及混音过程的控制等。软交换设备应能够识别媒体网关报告的用户摘机、拨号和挂机等事件;控制媒体网关向用户发送各种音信号, 如拨号音、振铃音、回铃音等;提供满足运营商需求的编号方案。当软交换设备内部不包含信令网关时, 软交换应能够采用SS7/IP协议与外置的信令网关互通, 完成整个呼叫的建立和释放功能, 其主要承载协议采用SCTP (Stream Control Transmission Protocol) 。软交换设备应可以控制媒体网关发送互动式语音应答 (IVR-Interactive Voice Response) , 以完成诸如二次拨号等多种业务。2.2.2协议功能。软交换是一个开放的、多协议的实体, 因此必须采用标准协议与各种媒体网关、终端和网络进行通信, 这些协议包括:H.248、SCTP、H.323、SIP、MGCP等等。其中对于H.248, 软交换应既支持文本编码方式, 也支持二进制编码方式。2.2.3业务交换功能。业务交换功能与呼叫控制功能相结合提供呼叫控制功能和业务控制功能 (SCF-Service Control Function) 之间进行通信所要求的一系列功能。业务交换功能主要包括:业务控制触发的识别以及与SCF间的通信、管理呼叫控制功能和SCF间的信令、按要求修改呼叫/连接处理功能, 在SCF控制下处理IN业务请求、业务交互作用管理。2.2.4互通功能。软交换应可以通过信令网关实现分组网与应现有七号信令网的互通;可以通过信令网关与现有智能网互通, 为用户提供多种智能业务;允许SCF控制Vo IP呼叫且对呼叫信息进行操作;可以通过软交换中的互通模块, 采用H.323协议实现与现有H.323体系的IP电话网的互通;可以通过软交换中的互通模块, 采用SIP协议实现与未来SIP网络体系的互通;可与其它软交换设备互联, 它们之间的协议可以采用SIP或BICC (Bearer Independent Call Control protocol) ;提供IP网内H.248终端、SIP终端和MGCP终端之间的互通。2.2.5资源管理功能。软交换应提供资源管理功能, 对系统中的各种资源进行集中的管理, 如资源的分配、释放和控制等。2.2.6计费功能。软交换应具有采集详细话单及复式计次功能, 并能够按照运营商的需求将话单传送到相应的计费中心。当使用记帐卡等业务时, 软交换应具备实时断线的功能。2.2.7认证与授权功能。软交换应能够与认证中心连接, 并可以将所管辖区域内的用户。媒体网关信息送往认证中心进行认证和授权, 以防止非法用户/设备的接入。2.2.8地址解析功能。软交换设备应可以完成E.164地址至IP地址、别名地址至IP地址的转换功能, 同时也可完成重定向的功能。2.2.9语音处理功能。软交换应可以控制媒体网关是否采用语言压缩, 并提供可以选择的语音压缩算法, 算法应至少包括G.729、G.723等。软交换应可以控制媒体网关是否采用回声抵消技术。软交换应可以向媒体网关提供语音包缓存区的大小, 以减少抖动对语音质量带来的影响。另外, 软交换还可能具有与移动业务相关的功能以及与数据/多媒体业务相关的功能等。
3 软交换网络主要接口及协议
3.1 软交换网络的主要接口。
3.1.1 Mc接口:是MSC Server与MGW之间的接口, 它们之间主要采用H.248/MEGACO、SIGTRAN等协议。接口功能主要是呼叫控制与媒体承载实体之间信令交互, 对于不同呼叫模式和媒体处理的接续。物理承载方式可以为IP或ATM。3.1.2 Nc接口:是MSC Server与MSC Server之间的接口, 它们之间主要采用ISUP、BICC、SIP等协议。接口功能主要是局间呼叫时, 控制面协议互通。物理承载方式可以是TDM、ATM、IP。3.1.3 Nb接口:是MGW与MGW之间的接口, 它们之间主要采用Nb UP/Iu UP等协议。接口功能主要是局间呼叫时, 用户面协议协商。物理承载方式可以是TDM、ATM、IP。
3.2 交换网络的主要接口协议。
3.2.1 H.248/MEGACO协议。H.248和MEGACO协议均为媒体网关控制协议。在软交换系统中, H.248协议主要用于MSC SERVER和MGW之间。3.2.2 SIP-T协议。SIP-T并不是一个新的协议, 而只是补充定义了如何利用SIP协议传送电话网络信令, 特别是ISUP信令的机制。其用途是支持PSTN/ISDN与IP网络的互通, 在软交换系统之间的网络接口中使用。3.2.3 BICC协议。软交换设备之间可以采用与承载无关的呼叫控制协议 (BICC) 来实现协议互通。BICC协议提供了支持独立于承载技术和信令传送技术的窄带ISDN业务, BICC协议属于应用层控制协议, 可用于建立、修改、终接呼叫, 通过BCF接收/发送承载信令事件。3.2.4 SCTP协议。SCTP是I-ETF SIGTRAN小组提出的流控制传送协议, 主要在无连接的网络上传送PSTN信令消息, 该协议可以在IP网上提供可靠的传输协议。3.2.5 SIGTRAN (Signalling Transport) 协议。SG与软交换机之间采用SIGTRAN协议, SIGTRAN的低层采用SCTP协议, 为七号信令在TCP/IP网上传送提供可靠的连接;高层分为M2PA、M2UA、M3UA。
结束语
目前软交换网络组网方式的研究相对较少, 一方面软交换网络刚刚开始构建, 另一方面软交换灵活的组网方式应用于每个复杂的实际情况都是一个新的课题, 从实际的组网方式研究到各种理论研究都处于初级阶段。本文从软交换技术原理、软交换组网方式研究到吉林移动软交换组网方案的阐述, 比较系统的给出了软交换组网研究的一些思路和方案, 对从事软交换网络规划、本地方案制定的技术人员具有一定的参考价值。
参考文献
[1]糜正琨杨国民.交换技术[M].北京:清华大学出版社, 2006, 7.
[2]罗国庆等编著.软交换的工程实现[M].北京:人民邮电出版社, 2004, 3.
[3]http://netadmin.ccidnet.com/art/217/20041111/176017_1.html.
GSM系统软交换IP化研究 篇2
一、电路域IP化总体规划原则
IP化改造需遵循一定原则, 本小节主要根据集团的软交换设备IP化改造指导意见并结合保定移动网络具体情况, 制定符合保定移动软交换设备IP化改造的建设要求, 明确具体改造原则以及相关技术要求。
1. 软交换端局IP化改造原则
(1) 改造现有网络内软交换端局设备暂不改变现有行政区划关系, 并且通过调整无线接入网的服务范围以便提高改造后的软交换端局承载的业务量比例和设备利用率。
(2) Nc/Nb接口承载应保持一致.不建议不同承载的MSS与MGW混合组网, 不采用同一MSS下同时连接不同承载MGW的组网形式。
(3) 新建IP承载软交换局不采用TDM电路备份机制;现网改造的软交换局, 对于长途业务, 在现有TMG、TMSS端口允许的情况下, 可以暂时保留改造的软交换端局至TMG、TMSC的TDM电路作为冷备份电路, 对于本地网内端局之间的互通, 不考虑设置备份TDM电路。
2. 软交换关口局IP化改造原则
(1) 优先考虑新建或扩容基于IP承载 (网内) 的软交换关口局, 并结合互联互通工作逐步推动现网软交换 (基于TDM承载) 关口局的IP化改造进程。对于网络规模较小的本地网, 在满足条件的情况下也可由新建IP软交换端局兼做IP关口局。
(2) 新建关口局应选择大容量设备, 实际配置应充分考虑今后发展需求, 兼顾2G语音及新业务需求, 并为今后网络发展预留资源。
(3) 未建设独立关口局的本地网络如兼做关口局的端局为IP化改造的软交换端局, 可仍保持由端局兼做关口局的方式, 如兼做关口局的端局为TDM端局, 可新建IP化的软交换关口局, 并成对设置。
(4) 只建设一个独立关口局的本地网, 可考虑新建1套IP化的软交换关口局, 与现有关口局配对设置;在己经建成了成对GMSC的本地网内, 如原有关口局为IP化改造的软交换关口局, 可根据网络规模容量需求决策是否需要新增关口局, 新增IP化的软交换关口局不必成对设置。
(5) 对于已建有独立关口局的本地网, IP化的软交换关口局的引入可考虑采用以下两种方式:方式一:引入的IP化软交换关口局与2G关口局实现负荷分担, 完成与其它运营商网络的互通。但为了避免话务迂回, 需要协调与其他运营商的互联互通, 并需要改变现有关口局对外接口关系。方式二:新建移动软交换关口局作为2/3G综合关口局, 替代原有2G GMSC, 疏通2G和3G网络与其它运营商网络间的话务。GMGW集中设置TC单元, 实现TC共享, 节省设备投资和传输成本。网内可启用Tr FO功能。
二、软交换设备IP化改造实施步骤
保定移动GSM网络现有软交换均为华为设备, 根据集团公司安排, 先进行关口局再进行端局的改造。
1. 华为软交换端局IP化改造步骤
第一步:版本升级, 软交换端局升级到R5版本;第二步:IP站点接入方案改造;第三步:SCTP多归属改造;第四步:A接口M3UA代理改造;第五步:1344MSCID号码改造;第六步:局内网关承载改造 (可选, 大本地网情况下需要) ;第七步:ISUP M3UA转接改造;第八步:端局/关口局、CMN BICC对接改造。
上述步骤时间仅包含设备升级和准备部分, 且各步骤均为串行开展, 在考虑其它周边条件具备的前提下, 端局升级改造一共14个工作日, 关口局升级改造一共13个工作日。
2. 华为软交换关口局IP化改造步骤
华为VOIP升级改造各个步骤的正常时间进度安排如下[4]:步骤一:核心网版本升级 (3个工作日) ;步骤二:IP站点接入改造 (5个工作日) ;步骤三:SCTP多归属改造 (2个工作日) ;步骤四:A接口M3UA代理改造 (1个工作日) (端局独有) ;步骤五:局内网关承载改造 (1个工作日) (大本地网独有) ;步骤六:ISUPM3UA改造 (1个工作日) ;步骤七:端局、BICC CMN对接 (l个工作日) 。
三、风险分析和应对措施
1. 存在风险
(1) 在改造过程中没有话务中断的时间, 但在定义新的M3以链路时, 新的m3ua链路会有可能不能激活, 需要时间现场处理;此时话务会由临时的M3以链路处理, 话务不会中断。
(2) 在中兴割接当晚激活RC, 启用IP路由, 如果到某个局向的BICC话务路由不通, 则会影响到这个局向的话务, 但如果发现有问题, 可以即刻倒回, 对话务影响很小。
(3) 由于中兴新版本引入了大量特性需求, 版本跨度较大, 而升级过程前后最基本的一点就是保证升级前后业务正常、实现一致, 版本的某些变化引起升级前后差异没有被发现和及时处理;升级过程中需要约30分钟的全局加载, 加载中业务中断。
2. 应对措施
(1) 中兴SS版本回退方案:升级前做好版本和数据库文件的备份工作;检查应急工作站可用 (保留原有版本和数据) ;回退操作只要将应急工作站代替BAM, 然后加载完成回退。
(2) 华为MGW版本回退方案:升级前做好版本和数据脚本文件的备份工作;回退时请先将升级前版本和数据脚本重新LODTOBAM, 然后重新加载完成回退。
(3) 中兴MSC ID改造倒回:采用在备用边RELOAD备份文件, 倒边承载话务。
四、结束语
保定移动核心网软交换设备IP化改造是一个长期过程, 存在新网络结构与旧网络结构逐步融合过程。需在确保网络运行稳定的基础上开展改造工作, IP化改造必须继承现网各种业务, 并在此基础上拓展新业务。IP化改造后的语音质量优化、IP承载网运维安全、大容量软交换设备的容灾保障等问题将是今后保定移动运维所面临的新课题。
摘要：本文通过研究软交换IP化相关文献, 研究集团公司的指导建议并结合保定移动网络的实际情况, 阐述了核心网软交换侧IP化的改造原则、实施步骤, 并分析了可能面对的风险以及应对措施。
关键词：GSM,核心网,IP化,软交换
参考文献
[1]贺彬.面向未来构建以软交换为核心的全IP移动网络[J].移动通信.2007, 08;
[2]中国移动.中国移动软交换设备IP化改造建设总体要求[M].2011年修订版;
[3]NEILL Wilkinson.Next Generation Network Services[M]..UK:Quortex Consultants Ltd, 2001;
[4]魏亮.路由器原来及应用-现代IP技术丛书[M].北京:人民邮电出版社.2005;
移动通信软交换网络安全机制研究 篇3
关键词：移动网络,软交换,安全隐患,安全机制
1. 引言
上世纪90年代末就有人提出在第三代移动通信系统中引入移动服务器的设想,形成了日后的软交换思想。移动软交换主要针对移动网核心层的交换部分,其实质概念是实现控制与业务相分离,将传统的移动业务交换中心(MSC)分解成MSC服务器(MSS)和媒体网关(MGW),让MSS实现所有的控制功能,将所有的交换功能在媒体网关MGW中完成。控制面与用户面的分离决定了移动软交换技术符合未来电信网络面向全IP发展的趋势,通信协议和媒体信息主要采用IP数据包的形式进行传送,软交换网络中接入节点较传统2G网络多,用户的接入方式和接入地点都非常灵活,所以软交换网络也就面临着比较突出的安全问题。除了软交换网络设备所需的Mc、Nc、Nb接口协议外,还增加了设备配合的协调性和兼容性,同时也增加了整个设备的故障点。因此,软交换设备的引入使移动通信网络安全的理念有了很大的改变,也使网络安全显得更加重要、复杂和迫切[1]。
2. 软交换和移动软交换概述
2.1 软交换体系
在软交换构建的开放体系架构中,通过呼叫控制与媒体交换/承载的分离,实现了开放的分层架构,各层次网络单元通过标准协议互通,可以各自独立演进,以适应未来技术的发展。软交换主要包含两个层次:呼叫控制层和媒体网关层。呼叫控制层完成各种呼叫控制,并负责相应业务处理信息的传送。媒体网关层的功能是将用户/业务连接接入软交换网络。
软交换是多种逻辑功能实体的集合,它提供综合业务的呼叫控制、连接和部分业务功能,是下一代电信网语音/数据/视频业务呼叫、控制、业务提供的核心设备。
2.2 移动软交换网络
移动软交换主要针对核心网络的交换部分,其核心概念是实现了控制面与用户面的分离。移动交换中心(MSC)被分解为MSC SERVER(MSS)和媒体网关(MGW),所有的控制功能集中在MSS中,所有的交换功能在MGW中完成。MSS通过标准的H.248接口控制MGW完成话务的交换。同时MSS通过传统的MAP信令与HLR交互,通过传统的信令完成对接入网络的控制[2]。
图1所示是移动软交换网络结构,MSC Server与MGW相分离,从而相应增加了Mc、Nc、Nb接口。其中,Nc与Mc都基于IP网络,而Nb接口可以基于TDM/ATM/IP。
3. 移动通信软交换网络的安全隐患
软交换网络安全是指软交换网络本身的安全,保证软交换网络中的媒体网关、软交换设备、应用服务器、网管系统等设备不会受到非法攻击。由于软交换技术选择了分组网络作为承载网络,并且各种信息主要采用IP分组的方式进行传输,IP协议的简单和通用性为网络黑客提供了便利的条件。
通信网的安全通常存在五个方面的隐患,通信网络的脆弱性,网络通信协议(特别是TCP/IP)的固有缺陷,网络通信软件和网络服务的漏洞,网络结构的安全隐患,硬件安全缺陷。软交换网络作为架构在分组网络之上的下一代通信网,在以上几个方面都面临着一定的安全风险。
4. 移动网络的安全机制
4.1 认证服务器和策略服务器的接入
在软交换的应用层添加认证服务器和策略服务器,一方面可以保证认证的有效性和可靠性,另一方面可以对整个网络实行策略性的管理,从而降低软交换中的不安全因素对其的影响。
对于软交换中的网络安全来说,网络管理起到了很重要的作用。一般来说一个合格的网络管理系统至少应该具备故障管理、配置管理、性能管理、计费管理和安全管理等功能。而计费和安全又是网络管理和安全的重中之重。
通过接入认证计费服务器,实现认证功能和计费功能。对于认证来说要能够实现:接受用户接入认证请求,对用户使用系统的权限进行认证,支持卡号用户的漫游认证。对于计费功能来说,要实现接收来自数据采集点的用户计费信息,根据费率及其相应的计费规则生成计费账单。
通过接入策略服务器,可以更好地对整个网络实行管理。可以针对不能级别的用户,提供相应的数据库管理和服务。
目前成熟的软交换系统中,通常都会接入认证服务器和策略服务器,从而对网络的安全性起到一定的保障作用,并且保证可以投入商用。图1的系统图可以看到具体的接入情况。
4.2 IPSec的体系结构(IPSec隧道工作模式+认证服务器和策略服务器)
(1)IPSec体系结构
如图2为IPSec体系结构,IPSec是一个开放式的网络安全标准,它在TCP/IP协议栈的IP层实现,可为上层协议无缝地提供安全保障,各种应用程序可以享用IP层提供的安全服务和密钥管理,而不必设计自己的安全机制。IPSec有两个基本目标:保护IP数据包安全;为抵御网络攻击提供保护措施。
(2)IPSec的隧道工作模式
在隧道模式中,所选择的协议(AH或ESP)将原始的数据报封装成一个新的数据报,并将它作为有效载荷来对待。这就是说,该扩展头部被创建并被插入为新IP头部的一部分,这个新的IP头部将原始的数据报封装为有效载荷。隧道模式对整个原始数据报提供了所需的服务,用于主机与路由器或两台路由器之间。该模式的通信终点由受保护的内部IP头指定,而IPSec终点则由外部IP头指定。如果IPSec终点为安全网关,则该网关会还原出内部IP包,并将其转发至最终目的地。IPSec支持隧道的嵌套,即对已隧道化的数据再进行隧道化处理。
(3)基于IPSec嵌入式网络安全机制
IPSec在网络层提供加密和认证服务,IPSec能够保护所有的IP流量。IPSec的安全策略允许用户使用更加灵活的安全策略进行控制。所以,这里以IPSec为基础,融防火墙技术于一体,建立在IP层的新的嵌入式系统的安全机制。为了将IPSec层无缝嵌入IP层,我们引入了安全机制接口的慨念,其数据报文处理流程如图3所示。
其数据报文处理过程如下:(1)在Linux内核注册一安全机制接口,安全机制接口与实际的网络接口一一对应;(2)在路由表中增加指向安全机制接口的入口,使得要经过安全处理的分组首先被送往安全处理机制接口;(3)IPSec的分组封装处理程序放在安全处理机制里,从而使得不必修改IP模块的源码,安全处理机制中的模块包括:安全策略数据库SPD的查询、SA的选择以及分组的封装处理(加密和认证);(4)最后的分组送往实际的网络接口,从而实现了安全通信。
(4)IPSec隧道工作模式+认证服务器和策略服务器
IPSec协议主要由AH(认证头)协议,ESP(封装安全载荷)协议和负责密钥管理的IKE(因特网密钥交换)协议三个协议组成。认证头(AH)协议对在媒体网关/终端设备和软交换设备之间传送的消息提供数据源认证,无连接完整性保护和防重放攻击保护。ESP协议除了提供数据完整性校验、身份认证和防重放保护外,同时提供加密。ESP的加密和认证是可选的,要求支持这两种算法中的至少一种算法,但不能同时置为空。根据要求,ESP协议必须支持下列算法:(1)使用CBC模式的DES算法。(2)使用MDS的HMAC算法。(3)使用SHA-l的HMAC算法。(4)空认证算法。(5)空加密算法。数据完整性可以通过校验码(MDS)来保证;数据身份认证通过在待认证数据中加入一个共享密钥来实现;报头中的序列号可以防止重放攻击。IKE协议主要在通信双方建立连接时规定使用的IPSec协议类型、加密算法、加密和认证密钥等属性,并负责维护。IKE采用自动模式进行管理,IKE的实现可支持协商虚拟专业网(VPN),也可从用于在事先并不知道的远程访问接入方式。
认证系统和策略系统对商用软交换系统而言是必不可少的。它们在管理层面上实施访问控制、信息验证、信息保密性等措施,可以为网络提供安全保证。同时,认证服务可以提计费的准确性,保证网络的商业运营。
4.3 Iu-Flex技术
3GPP在R5中开始支持Iu-Flex功能,引入了“区域池(Pool Area)”的概念,即核心网节点作为资源池,RNC可以支持一个RAN节点到多个CN节点的域内连接路由功能,允许RAN节点把信息在相应的CS域或PS域路由到不同的CN节点,从而使多个MSC或SGSN之间进行负荷分担以进一步提高硬件的使用效率。Pool Area集中了一个或多个MSC(MSC Server+MGW)或SGSN服务区,UE可以在此区域中漫游而不需要改变服务CN节点。一个区域池可以服务于几个并行的CN节点,区域池对CS域和PS域可以独立配置。MSC为终端用户分配TMSI和SGSN为用户分配P-TMSI的临时标志的字段中分配网络资源标志(NRI),标志CN节点编号,表明用户注册到哪个池中的网元:RNC通过NRI将上行消息路由接到核心网节点。从RAN的角度来看,区域池包括一组并行CN节点所服务的一个或多个RNC所有的位置区/路由区(LA/RA),这组CN节点可能还服务于该区域池之外的LA/RA,也可能服务于其它的区域池。这组CN节点也可以是相应的MSC池或SGSN池。一个区域池中多个CN节点可以实现负荷均衡,而且它们所提供的服务范围与单个CN节点提供的服务区相比扩大了许多,这样可以减少CN间节点更新、切换和重定位,降低归属位置寄存器(HLR)的更新流量[5]。
虽然Iu-Flex技术设计的初衷是为了减少核心网络内的信令流量,实现网络资源共享,提高网内硬件资源的利用率,但同时也提供了一种核心网网元的备份方案。如图4所示,在正常情况下,RNC基于用户标识以一定算法决定核心网路由,以NRI编号作为后续寻址方式来决定接入的MSC。当MSC发生故障时,RNC改变算法来确定到备份路径的路由,从而接入到备份的MSC。因此,Iu-Flex技术应用到移动软交换环境中,既可备份MSC Server,也可以完成对MGW的备份,而且当核心网内多个节点出现故障时,RNC仍然可以通过算法来调整用于接入的MSC,从而保证网络的安全。但是如果要对MSC Server进行完全备份,就必须实施RNC至MGW链路倒换的完全备份策略,这种方案对Iu接口数量要求多,代价非常高。
5. 结束语
IPSec体系提供标准的、安全的、普遍的机制。可以保护主机之间、网关之间和主机与网关之间的数据包安全。由于涉及的算法为标准算法,可以保证互通性,并且可以提供嵌套安全服务。另外对IPV6而言它是一个强制标准,是目前网络发展的一个趋势。IPSec可选择的工作方式有AH协议、ESP协议、AH+ESP。在组网过程中,选择隧道模式下的ESP协议来保证承载网的安全性。认证系统和策略系统对商用软交换系统而言是必不可少的。它们在管理层面上实施的访问控制、信息验证、信息保密性等措施,可以为网络提供安全保证。
参考文献
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[4]M.Borella,D.Grabelsky,J.Lo,K.Taniguchi.RFC3103:Realm Specific IP:Protocol Specification[S].October2001.
GSM网络软交换研究 篇4
IP多媒体网络(简称:IMS网络)是中国电信建设开放的、、固定移动统一融合的网络控制架构、实现IP网络环境下对用户和业务可管可控的重要技术。IMS体系提供了多种业务统一的界面和多媒体通信形式,可在呼叫中发送或接受文本图像、、音频和视频信息、在线信息、位置信息等。极大地丰富了用户的业务体现满足用户需求。
随着通信网络的不断演进,新业务的不断驱动,用户对话音,甚至图片、视频等在内的丰富而新鲜的多媒体应用要求逐渐提高。而中国电信的软交换网络经过近多年的发展,网络已经运用成熟,如何构建IMS网络,同时最大化利用好软交换资源和实现业务承接,成为电信IMS网络建设中一个重要课题。
2 IMS业务实现
2.1IMS系统架构
IMS网络由业务层、控制层、终端组成,不同层面之间采用开放接口协议,提供以IP为承载的、基于SIP协议的多媒体会话业务的控制能力和业务提供能力,支持1x/HRPD、WLAN、x D-SL、LAN、光纤接入、支持传统POTS电话的接入,并可以与C网电路域、PSTN/软交换系统以及其他网络互通。IMS系统架构如图1所示:
2.2 IMS业务层的功能架构
IMS支持三种业务提供方式:
1)基于应用服务器AS的业务提供方式:适合于提供电信自营业务、对业务实时性和大规模网络应用性能要求较高的业务、IMS网络的基本业务能力(IM、PS、XDM)。应用服务器接受业务管理平台的管理。
2)智能网(IN)的业务提供方式:通过SSF将SIP ISC接口转换为智能网业务接口(INAP和WIN),与现网智能网SCP相连。
3)第三方业务提供方式:主要是通过向第三方开放中国电信的IMS网络和业务的能力,由第三方来开发/提供业务。
IMS的业务层面功能架构如图2所示:
3 软交换网络的业务提供
3.1软交换业务种类
中国电信网络现有业务主要分为基本业务及补充业务、传统智能业务等两大类。
软交换PSTN/ISDN补充业务,包括:
1)缩位拨号;2)热线服务;3)呼出限制;4)免打扰服务;5)查找恶意呼叫;6)改进的闹钟服务;7)无条件呼叫前转;8)遇忙呼叫前转;9)无应答呼叫前转;10)主叫号码显示;11)主叫号码显示限制;12) 呼叫等待;13)遇忙回叫;14)三方通话;15)会议电话等;16)IP Centrex业务。
4 IMS网络下软交换业务继承方法
通过对软交换、IMS业务提供方式分析可见:理论上,在IMS网络下,软交换所有业务均可以通过设置相应的AS实现。但现实情况下,对于传统智能业务的继承,考虑到业务一致性以及网络割接的难度、成本等因素,可按以下三种方法实现,如图3所示。
方法一:话务通过MGCF路由到现有软交换触发智能业务
方案原理:
IMS域的呼叫通过MGCF路由到固网汇接局,智能业务通过汇接局触发到现网智能网SCP实现。此方式实现技术难度低,业务触发和业务控制分别利用现网的软交换汇接局和SCP实现,但是IM-MGW至汇接局需开设大量中继。
典型业务示例:201、17909、17908、11808、主叫监听、被叫监听、协同通信、集团VPN、固网预付费等业务。典型业务呼叫流程如图4所示。
方法二:通过IMS-SSF实现。
该方法采用IM-SSF负责完成IMS SIP到INAP/CAP/SIP协议的转换,并完成业务触发,业务控制仍有SCP完成,简化了IMS用户业务流程。
典型业务呼叫流程如图5所示。
方法三:新建AS替换或改造现有SCP实现与IMS SIP对接。
此方法的业务触发和控制均在IMS内实现,没有话务迂回,主要适合彩铃、IVPN、融合视讯等平台,一方面平台有改造计划,二方面,IMS存在对接需求,则可按照最新平台要求进行改造或新建,同时兼顾原有软交换网络需求。
根据对现网业务情况及平台情况进行梳理,典型的现网智能业务的继承方式如下表1所示。
5 结束语
综合多方面考虑结合现网情况,在IMS建设初期,传统业务的继承方案主要应以方法二为主,考虑到部分业务继承的价值以及工期的因素,也可先考虑采用方法一快速继承现有业务。方案三作为终极业务继承方法,在IMS建设初期主要针对业务量较大,发展价值较高的平台,也可以在后期根据业务发展循序渐进的进行升级改造或新建。
参考文献
[1]张智江.基于IMS融合、开放的下一代网络[M].北京:人民邮电出版社,2007.
[2]叶心诗.IMS网络发展策略研究[J].电信快报,2011(1):9-11.
GSM交换无线网络优化问题分析 篇5
GSM是Global System for Mobile Com-munications的缩写, 意为全球移动通信系统, 是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式, 允许在一个射频同日寸进行8组通话。GSM在20世纪80年代兴起于欧洲, 1991年投入使用。到1997年底, 已经在100多个国家运营, 成为欧洲和业洲实际上的标准, 到了2001年, 在全世界的162个国家已经建设了400个GSM通信网络。但GSM系统的容量是有限的, 在网络用户过载时, 就不得不构建更多的网络设施。
2 交换网络指标采集及优化
2.1 交换系统接通率
交换系统接通率的计算公式为:
交换系统接通率=忙时系统接通次数B/忙时交换系统试呼总次数其中:
忙时交换系统试呼总次数B是指本地区忙时交换机建立呼叫的试呼总次数, 包括呼叫转移, 不包含所有切换请求的次数。统计的消息为“call proceeding”和IAM消息。
忙时系统接通次数A是指本地区忙时交换机建立呼叫的呼通总次数, 包括呼转的建立, 不包含所有切换成功的次数。统计的消息为“call confirmed”和ACM消息。
2.2 系统寻呼成功率
系统寻呼成功率的计算公式为:
系统寻呼成功率=忙时寻呼应答次数B/忙时寻呼总次数A, 其中:
忙时寻呼次数是指本地区MSC发出的PAGING消息的总和, 不包括二次寻呼的消息。忙时寻呼应答次数是指本地区PAGING消息的响应总和。
由于MSC主要覆盖郊县, 面积广、地形复杂, 因此我们建议加长第一次寻呼时间, 由5秒改为9秒, 第二次寻呼时长不变, 由十第一次寻呼时间的延长, 可以适当提高寻呼成功率。因此我们作了以下的调整:
第一次寻呼时长, LA内寻呼由5秒改为9秒, GLOBAL内由6秒改为9秒, 即
第二次寻呼时长, LA内寻呼由5秒改为4秒, GLOBAL内由5秒改为4秒, 即
不可及监测时长由12秒改为20秒DBTRT;
DBTS C:TAB=AXEPARS, SETNAME=GSM 1 APTC, NAME=TIMNREAM.VALUE=20;DBTRE:COM;
第一次GLOBAL寻呼失败后, 重复寻呼条件设定:
第一次LA寻呼失败后, 重复寻呼条件设定:
手机被叫或收短信时, 系统会发起对该手机的寻呼。如果系统知道该手机的区域标识 (LA IDENTITY) , 则系统会在该区域内发起第一次区域性寻呼 (LAPAGING) , 寻呼时长由交换机属性参数PAGTIMEFRST1LA的值决定。
3 交换机局数据修改
SIZE ALTERATION EVENT (SAE) 是用来修改数据文件在CP中所占内存大小的一种功能。SIZE过小可能会导致指令不能执行, 硬件无法扩容, 甚至影响话务。SIZE过大会导致CP浪费内存。调整SAE可以避免以上情况。
路由数据的分析
路由方面的调整主要包括以下几个方面:
a.删除某些不再使用的路由上的监测设置。删除的指令如下:
b.删除无用的路由。删除的指令如下:
4 修改振铃时长
在对振铃时长的检查过程中发现原来的振铃时长为40s。我认为40s的振铃时长有些短, 很有可能造成被叫用户没有接起电话。我们从每天EOS的统计中也可以发现EOS3660的数量是相当多的。针对这种情况, 对振铃时长进行了修改。
修改的指令如下
在修改振铃时长后EOS3660的数量明显减少, 由原来的900次左右减少到了200次左右。减少的EOS3660并不是全部转化成了成功呼叫, 大部分转化成了主叫挂机或是其它失败呼叫, 只有少数电话转化成了成功呼叫。这些少数转化为成功的电话对于话音接通率有好的影响。
5 优化的结果
经过前面所做的优化, 其交换指标有了很大的提高, 表1给出了优化前后的指标对比情况。从表中看出2008-4-23的位置更新成功率偏低, 其原因在于华为TMSC2故障所致。由于该日的统计结果过低造成优化后的位置更新成功率比优化前的位置更新成功率低。如果不计算该口的统计结果, 优化后的位置更新成功率比优化前的位置更新成功率略有提高。
参考文献
[1]喻莉.应用ROF技术的未来通信小区[J].ROF技术, 2006.
