1、Huawei CDMA ALL IP解決方案白皮書華為技術(shù)有限公司版權(quán)所有 侵權(quán)必究修訂記錄日期修訂版本修改描述 作者2006-09-051.00初稿完成王雷目 錄1概述42ALL IP組網(wǎng)解決方案42.1路由器組網(wǎng)52.2IP直聯(lián)組網(wǎng)（免路由器組網(wǎng)）62.3混合組網(wǎng)83經(jīng)濟(jì)性傳輸解決方案83.1IP over E1 & IP頭壓縮技術(shù)83.2IP直連114安全可靠性解決方案114.1快速鏈路倒換技術(shù)114.2雙歸屬144.3華為MiniFlex154.4Bypass175端到端的QoS解決方案185.1軟交換設(shè)備的過負(fù)荷控制機(jī)制185.2系統(tǒng)設(shè)備的QoS保證技術(shù)195.3承載網(wǎng)絡(luò)的QoS20

2、6附錄：縮略語22Huawei CDMA ALL IP解決方案白皮書1 概述從目前電信網(wǎng)的發(fā)展看，IP包轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)將逐步取代傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)TDM。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，IP技術(shù)已廣泛應(yīng)用于娛樂、工作和學(xué)習(xí)等各個方面，大量的應(yīng)用及接入都支持IP，IP技術(shù)已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。從CDMA發(fā)展來看，從傳統(tǒng)MSC到軟交換LMSD再到MMD，也選擇IP作為核心網(wǎng)承載，并且A接口在承載類型上也選擇了IP。從運(yùn)營商及電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展看，有研究結(jié)果表明，未來幾年用戶的語音業(yè)務(wù)的ARPU值將逐步降低，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的ARPU值將逐步增長，運(yùn)營商需要提供豐富的業(yè)務(wù)來滿足不斷增長的用戶的需求，未來的IMS業(yè)務(wù)提供也需要I

3、P承載網(wǎng)，因此運(yùn)營商基于其未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，建設(shè)IP承載網(wǎng)絡(luò)也是運(yùn)營市場發(fā)展的必然選擇。全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，需要考慮諸多因素：如何降低投資成本并能提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，如何保證IP網(wǎng)絡(luò)的QoS以提高用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，如果保證網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)以節(jié)省投資等。華為憑借在IP領(lǐng)域多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，以及在移動領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢，將諸多IP技術(shù)應(yīng)用到移動領(lǐng)域，在經(jīng)濟(jì)性IP傳輸方面，以及IP網(wǎng)絡(luò)的QoS保證和安全可靠性方面有著較深刻的理解。本文將主要介紹ALL IP組網(wǎng)解決解決方案、經(jīng)濟(jì)性傳輸、安全可靠性保障以及端到端的QoS等方面的解決方案。2 ALL IP組網(wǎng)解決方案CDMA全I(xiàn)P組網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢，也是我司目前主推的方案，

4、這種組網(wǎng)有幾個顯著的優(yōu)點(diǎn)： IP Over E1直連技術(shù)，引入IP頭壓縮，提高每E1的話路數(shù)，節(jié)省傳輸資源，降低投資成本。 IP Over FE/GE/POS直連技術(shù)，免去路由器，降低傳輸?shù)耐顿Y成本。 網(wǎng)絡(luò)全I(xiàn)P以后，減少了語音編解碼的次數(shù)，有利于提高語音質(zhì)量； IP帶寬共享，每路通話占用的帶寬小，能顯著節(jié)省傳輸資源； 扁平組網(wǎng)減少網(wǎng)狀網(wǎng)，節(jié)省OPEX/CAPEX； 匯接局由路由器替代，網(wǎng)絡(luò)簡化； 建設(shè)面向未來的IP承載網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性好。但全I(xiàn)P組網(wǎng)不可避免的要遇到IP網(wǎng)絡(luò)固有的QoS問題和安全可靠性問題。目前對于QoS問題的解決是整個業(yè)界的一個研究熱點(diǎn)，也是ALL IP電信網(wǎng)絡(luò)最大的障礙

5、之一，我司在這個方面有許多成功的經(jīng)驗(yàn)。QoS問題的解決不能僅僅依靠數(shù)通設(shè)備解決，同時必須要核心網(wǎng)設(shè)備參與配合，我司在這方面做了大量工作，比如UMG設(shè)備的QoS主動測試/被動測試、動態(tài)Jitter Buffer、丟包補(bǔ)償、回聲抑止、DiffServ標(biāo)記等等。由于IP承載網(wǎng)一般是專用承載網(wǎng)，安全問題相對可以保證，可以輔以防火墻、ACL、VPN等技術(shù)進(jìn)行加強(qiáng)。我司提供的雙歸屬、MiniFlex、Bypass等許多技術(shù)能從多個層面來保證ALL IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性。在CDMA網(wǎng)絡(luò)中，由于PS域本身就是IP網(wǎng)絡(luò)，所以本章只描述CS域的ALL IP組網(wǎng)方案。CDMA ALL IP組網(wǎng)，可以歸納為幾大類：路由器

6、組網(wǎng)、直聯(lián)組網(wǎng)和混合組網(wǎng)。注：這里說的路由器統(tǒng)指路由器設(shè)備和具有三層交換功能的高端交換機(jī)。2.1 路由器組網(wǎng)路由器組網(wǎng)是指在全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)中，布置有多臺三層數(shù)通設(shè)備，由三層數(shù)通設(shè)備完成IP包的轉(zhuǎn)發(fā)。路由器組網(wǎng)又可細(xì)分為兩類：1、所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備近端都配置有路由器，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過FE/GE就近直接連接路由器，然后由各路由器組成的IP承載網(wǎng)完成各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的IP互聯(lián)。 2、并不是所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備近端都有路由器，某些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須通過E1/POS等接口，拉遠(yuǎn)接入到遠(yuǎn)端路由器，然后由路由器完成各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的IP互聯(lián)。2.2 IP直聯(lián)組網(wǎng)（免路由器組網(wǎng)）IP直連有兩種情況，IP Over E1 和IP Over

7、FE/GE/POS。1、 IP Over E1直連組網(wǎng)IP Over E1直聯(lián)組網(wǎng)是指網(wǎng)絡(luò)層已經(jīng)用了IP技術(shù)，物理承載還是TDM，這種組網(wǎng)的應(yīng)用場景是運(yùn)營商本身已經(jīng)有E1傳輸。這種組網(wǎng)的優(yōu)勢在于引入IP頭壓縮，節(jié)省大量的傳輸資源，整網(wǎng)成本降低，后續(xù)能平滑的演進(jìn)到全I(xiàn)P的承載網(wǎng)絡(luò)上。2、 IP Over FE/GE/POS直連組網(wǎng)IP Over FE/GE/POS直聯(lián)組網(wǎng)是指在全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)中，沒有數(shù)通設(shè)備，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過FE/GE/POS/E1等接口直接連接，在FE/GE/POS/E1等物理鏈路上承載IP包，IP包的轉(zhuǎn)發(fā)由各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自己完成。這種組網(wǎng)的優(yōu)勢在于全網(wǎng)免數(shù)通設(shè)備，節(jié)省傳輸投資成本，從

8、而降低整網(wǎng)的投資成本。但這種組網(wǎng)也存在弱點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本與傳統(tǒng)電路組網(wǎng)近似，只適合承載語音業(yè)務(wù)，對多業(yè)務(wù)的承載能力不足，對UMG等設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)能力要求較高，不合適超大型網(wǎng)絡(luò)及對接。2.3 混合組網(wǎng)混合組網(wǎng)是指整個網(wǎng)絡(luò)中，即有路由器組網(wǎng)，又有直連組網(wǎng)。比如在一個本地網(wǎng)內(nèi)部都用直連組網(wǎng)，幾個本地網(wǎng)之間通過路由器組網(wǎng)互通。或者機(jī)房內(nèi)部用路由器組網(wǎng)，機(jī)房之間用直連組網(wǎng)。需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體情況，靈活運(yùn)用組網(wǎng)方式以達(dá)到節(jié)省投資的目的。3 經(jīng)濟(jì)性傳輸解決方案3.1 IP over E1 & IP頭壓縮技術(shù)IP over E1是指在E1/T1上通過IP協(xié)議，承載信令與業(yè)務(wù)，與傳統(tǒng)的IP over ATM或TDM

9、傳輸相比，IP over E1具有傳輸效率高，組網(wǎng)靈活的特點(diǎn)，此外A接口采用IP傳輸后引入的TrFO功能，還能改善語音質(zhì)量，節(jié)省TC資源。 隨著3GPP2協(xié)議的演進(jìn)， ALL IP架構(gòu)是未來的發(fā)展方向，因此設(shè)備間的IP組網(wǎng)將是未來CDMA設(shè)備主要的組網(wǎng)形式。目前IP電信網(wǎng)并未在全球規(guī)模的應(yīng)用，而運(yùn)營商本身可能也在擔(dān)心QoS問題或者希望利用現(xiàn)網(wǎng)已有的可靠SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)，這種情況下就催生了IP over E1解決方案。顧名思義，IP over E1，就是利用現(xiàn)有的SDH資源（E1/T1、STM-1等）可靠傳輸IP數(shù)據(jù)包，這樣一來，可以使用原有的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃能力、有QoS保證的專有傳輸保證承載，從而解決

10、了純IP承載網(wǎng)的QoS和網(wǎng)絡(luò)部署問題，將來一旦IP電信網(wǎng)開始建設(shè)，則只需要更換接口板設(shè)備即可，從而平滑向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。IP over E1技術(shù)解決了現(xiàn)實(shí)傳輸承載網(wǎng)絡(luò)中使用全I(xiàn)P技術(shù)的問題，但純粹使用IP OVER E1技術(shù)，在組網(wǎng)和質(zhì)量上，相對傳統(tǒng)的TDM網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)并沒有明顯的優(yōu)勢，如果能夠充分利用IP技術(shù)原理達(dá)到明顯的節(jié)省傳輸?shù)哪康?，則可以大大加強(qiáng)運(yùn)營商通過IP OVER E1技術(shù)部署語音網(wǎng)絡(luò)的源動力，這就是IP頭壓縮技術(shù)。基于IP承載的電話業(yè)務(wù)遇到一個重要問題就是IP包中包頭的開銷太大。IP電話中的話音數(shù)據(jù)通常用RTP協(xié)議傳輸。這樣，除了鏈路層組幀之外，一個包至少有一個IP包頭(IP v4

11、 ，20個字節(jié))、一個UDP包頭（8個字節(jié)）和一個RTP包頭（基本包頭，12個字節(jié)），總共40個 字節(jié)。如果使用IPv6協(xié)議，IP包頭就有40個字節(jié)，整個包頭增加為60個字節(jié)。而話音有效載荷的大小依賴于語音編碼器，為了保證實(shí)時性，話音幀的大小可能為1520個字節(jié)，這樣整體的IP傳輸效率就大大降低了，這就引發(fā)了IP頭壓縮技術(shù)的需求。包頭之所以能夠被壓縮主要是因?yàn)榘^字段之間存在很大的冗余度。這種冗余度不但存在于同一個包的包頭中，而且大量存在于屬于同一包流中的連續(xù)包的包頭字段之間。對那些在包頭中一直保持不變的字段信息，只在開始時發(fā)送一次，而對包頭中有從屬關(guān)系的字段使用預(yù)測編碼，這樣就能極大地減小包

12、頭的大小。當(dāng)IP包中的有效載荷大小相對于包頭較小時，包頭壓縮的優(yōu)勢非常明顯，如語音數(shù)據(jù)包。包頭壓縮具有以下優(yōu)勢：1) 減少包頭開銷，提高信道帶寬利用率；2) 縮短響應(yīng)時間，提高交互性；3) 減少有損鏈路 RFC2508應(yīng)用于A接口和YY接口采用RFC2508，使基于E1/T1承載的語音包傳輸效率得到極大的提高，其協(xié)議棧如上所示，以CDMA EVRC語音為例，負(fù)荷EVRC平均包長22*29+10*11+2*608.68（Bytes）（說明：CDMA系統(tǒng)通常的話音激活因子為0.4，其中全速率包概率為29，半速率包概率11，1/8速率包概率為60）話音包平均流量： 14Kbps*29%+9.2Kbp

13、s*11%+6Kbps*60% = 8.672Kbps則單個E1上的承載話路數(shù)得到了極大的提高，達(dá)到221話路/E1。采用華為提供特色的IP頭壓縮技術(shù)，單個E1上的承載話路數(shù)能達(dá)到270話路/E1。 RFC2507應(yīng)用與Abis接口采用RFC2507，同時配合PPPmux技術(shù)，使基于E1/T1承載的語音包傳輸效率得到極大的提高，其協(xié)議棧如上所示，以CDMA EVRC語音為例，負(fù)荷EVRC平均包長22*29+10*11+2*608.68（Bytes）（說明：CDMA系統(tǒng)通常的話音激活因子為0.4，其中全速率包概率為29，半速率包概率11，1/8速率包概率為60）話音包平均流量：15.48Kbps

14、*29%+10.68Kbps*11%+7.48Kbps*60% = 10.152Kbps則單個E1上的承載話路數(shù)得到了極大的提高，達(dá)到189話路/E1。采用華為提供特色的IP頭壓縮技術(shù)，單個E1上的承載話路數(shù)能達(dá)到240話路/E1。采用IP over E1，配合實(shí)現(xiàn)IP頭壓縮技術(shù)，能為運(yùn)營商快速部署基于全I(xiàn)P技術(shù)的核心網(wǎng)絡(luò)，而無需新建并維護(hù)IP承載網(wǎng)，同時能夠極大的提高傳輸效率，節(jié)省傳輸。3.2 IP直連 這里IP直連是只指IP Over FE/GE/POS。IP直聯(lián)組網(wǎng)是指在全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)中，沒有數(shù)通設(shè)備，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過FE/GE/POS等接口直接連接，在FE/GE/POS等物理鏈路上承載IP

15、包，IP包的轉(zhuǎn)發(fā)由各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自己完成。這種組網(wǎng)的優(yōu)勢在于免數(shù)通設(shè)備，節(jié)省傳輸資源，整網(wǎng)成本低。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本與傳統(tǒng)電路組網(wǎng)近似，只適合承載語音業(yè)務(wù)，對多業(yè)務(wù)的承載能力不足，對UMG等設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)能力要求較高，不適合超大型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)及和其他網(wǎng)絡(luò)的對接。4 安全可靠性解決方案4.1 快速鏈路倒換技術(shù) BFDBFD（Bidirectional Forwarding Detection）即雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測協(xié)議。IP組網(wǎng)中的故障快速保護(hù)依賴于兩大技術(shù)：故障快速感知和故障快速保護(hù)切換。故障快速保護(hù)切換技術(shù)主要包括路由快速收斂技術(shù)和快速重路由技術(shù)（FRR），對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來說，就是主備快速倒換和負(fù)荷分擔(dān)鏈路間的快速切

16、換，而這些技術(shù)的前提條件都是對故障的快速感知，這個故障快速感知技術(shù)就是BFD。BFD由IETF提出，目前已經(jīng)到drfat4，即將形成RFC，業(yè)界主流數(shù)通廠家在其路由產(chǎn)品中都已經(jīng)支持BFD，我司NE系列路由器已經(jīng)支持BFD，UMG也已經(jīng)支持，其他產(chǎn)品也已經(jīng)規(guī)劃。BFD通過定期發(fā)送基于UDP的故障檢測數(shù)據(jù)包，不但可以檢測和判斷傳輸鏈路、光接口、電接口的物理中斷故障，還可以檢測和判斷鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層存在的丟包、誤碼、轉(zhuǎn)發(fā)等方面的軟故障，彌補(bǔ)了目前通用的只能檢測物理層故障的缺陷。由于是三層檢測，因此BFD要求被檢測鏈路的兩端必須有IP地址，理論上，被檢測的鏈路可以是端到端的鏈路，但實(shí)際應(yīng)用時，BFD一般

17、部署在逐段鏈路上。因?yàn)槎说蕉说逆溌返箵Q對整網(wǎng)設(shè)備間的聯(lián)動倒換要求太高，對整網(wǎng)的流量影響太大，而且要找到一條合適的端到端的鏈路，在很多情況下幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。而逐段鏈路保護(hù)，可以很容易的做到通過網(wǎng)絡(luò)局部故障的修復(fù)，使端到端的鏈路保持連通狀態(tài)。通過BFD機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)30ms故障檢測和判斷（協(xié)議規(guī)定，最快每10ms發(fā)一個檢測包，連續(xù)3次收不到對方發(fā)來的包，則認(rèn)為鏈路故障，發(fā)包頻率雙方可以自動協(xié)商），是新一代路由器設(shè)備故障檢測必備的功能。BFD加上其他一些故障后的保護(hù)措施，是構(gòu)建高可靠IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。 OAMOAM（Operations Administration and Maintenance

18、）提供了一套監(jiān)控鏈路操作，如鏈路故障定位、鏈路環(huán)回控制等的機(jī)制。通常，OAM為網(wǎng)絡(luò)管理者提供了監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)健康狀況，快速定位鏈路故障點(diǎn)以及故障原因的能力。OAM有一整套標(biāo)準(zhǔn)，在以太網(wǎng)領(lǐng)域，常用的是IEEE 802.3ah，它主要解決接入層的以太網(wǎng)OAM問題，也適用于兩設(shè)備間的以太網(wǎng)物理鏈路，主要功能有OAM能力發(fā)現(xiàn)功能、OAM鏈路監(jiān)控功能、遠(yuǎn)端故障通知功能、OAM遠(yuǎn)端環(huán)回功能、遠(yuǎn)端MIB獲取功能（帶內(nèi)網(wǎng)管）等。IEEE802.3ah位于協(xié)議棧的鏈路層，以實(shí)現(xiàn)對不同802.3物理層（10M/100M/1G/10G）的管理。OAM只能檢測到鏈路層和物理層的故障，無法檢測到網(wǎng)絡(luò)層的故障，是基于二層功能的

19、檢測。某些設(shè)備端口由于處理能力的原因，以及IP地址配置的原因，無法應(yīng)用BFD檢測機(jī)制，只能用OAM檢測鏈路故障。因此OAM檢測是對BFD檢測機(jī)制的必要補(bǔ)充。目前我司產(chǎn)品在CSOFX3000的IFM單板接口上實(shí)現(xiàn)了OAM檢測，最慢可以在3秒內(nèi)檢測到鏈路故障。 VRRP虛擬路由冗余協(xié)議VRRP是RFC 2338（Virtual Router Redundancy Protocol）定義的一種容錯協(xié)議。通常，一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機(jī)都設(shè)置一條相同的缺省路由（在下圖中設(shè)為10.100.10.1），這樣，主機(jī)發(fā)出的目的地址不在本網(wǎng)段的報文將通過缺省路由發(fā)往路由器RouterA，從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外部網(wǎng)絡(luò)的通信。

20、當(dāng)路由器RouterA發(fā)生故障時，本網(wǎng)段內(nèi)所有以RouterA為缺省路由的主機(jī)將中斷與外部的通信。局域網(wǎng)組網(wǎng)方案VRRP就是為解決上述問題而提出的，它為具有多播或廣播能力的局域網(wǎng)（如以太網(wǎng)）設(shè)計(jì)。我們結(jié)合下圖來看一下VRRP的實(shí)現(xiàn)原理。VRRP將局域網(wǎng)的一組路由器組織成一個虛擬路由器，稱之為一個備份組，備份組中包括一個Master（活動路由器）和若干個Backup（備份路由器）。VRRP示意圖這個虛擬的路由器擁有自己的IP地址10.100.10.1，備份組內(nèi)的路由器也有自己的IP地址（如Master的IP地址為10.100.10.2，Backup的IP地址為10.100.10.3）。局域網(wǎng)內(nèi)的

21、主機(jī)僅僅知道這個虛擬路由器的IP地址10.100.10.1，并不知道具體的Master路由器的IP地址10.100.10.2以及Backup路由器的IP地址10.100.10.3，它們將自己的缺省路由下一跳地址設(shè)置為該虛擬路由器的IP地址10.100.10.1，于是，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)就通過這個虛擬的路由器與其它網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。備份組路由器和主路由器一般在同一個廣播域，主機(jī)要發(fā)送的報文能同時送到Master路由器和Backup路由器，當(dāng)Backup路由器收到報文時，丟棄報文，Master路由器收到報文時，對報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。因此，在組網(wǎng)時，通常會把連接主機(jī)端口的主路由器端口、備路由器端口劃在同一個VLAN

22、中，使他們處在同一個廣播域。如果備份組內(nèi)的Master路由器發(fā)生故障，備份組內(nèi)其它Backup路由器將通過選舉策略選出一個新的Master路由器，繼續(xù)向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)提供路由服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)不間斷地與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。4.2 雙歸屬隨著技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集成度越來越高，軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下MSCe的容量越來越大，當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)難和事故時，MSCe對整個網(wǎng)絡(luò)的安全性產(chǎn)生越來越大的影響。為了給運(yùn)營商提供一個文檔可靠的網(wǎng)絡(luò)解決方案，需要對MSCe進(jìn)行容災(zāi)和備份，這就是我們所說的雙歸屬。雙歸屬(DUAL HOMING)是一種組網(wǎng)級別的可靠性解決方案，在控制承載分離的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)下，承載面設(shè)備可以歸屬

23、到兩個不同的控制面設(shè)備上。當(dāng)一個控制設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下，可以由另外一個控制面設(shè)備來控制承載接入設(shè)備。系統(tǒng)配置兩個MSCe，分別為MSCe1和MSCe2，MSCe1和MSC e2分別管理相應(yīng)的MGW設(shè)備及承擔(dān)各自的業(yè)務(wù)處理，同時MSCe1和MSC e2互為備份。正常情況下，MSCe1、MSCe2負(fù)責(zé)各自管轄業(yè)務(wù)。當(dāng)其中一個MSCe出現(xiàn)故障時，另一個MSCe立即接管故障MSCe的所有業(yè)務(wù)處理和MGW管理任務(wù)。華為公司提供設(shè)備單板級的1+1備份機(jī)制以及網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)級的雙歸屬機(jī)制，極大的提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。4.3 華為MiniFlex在CDMA軟交換架構(gòu)下，一個軟交換中心MSCe下掛多個BSC時，一個B

24、SC一般只能歸屬于一個MGW。在這種組網(wǎng)模式下，當(dāng)BSC所歸屬的MGW發(fā)生故障時，該BSC下的業(yè)務(wù)將全部癱瘓。另外，存在同一個MSCe下MGW之間的話路資源浪費(fèi)的情況。比如一個局內(nèi)呼叫，兩個用戶分別在不同的BSC下，當(dāng)這兩個BSC分別歸屬于兩個MGW時，必須申請這兩個MGW之間的話路資源。 實(shí)現(xiàn)原理為避免MGW故障或者M(jìn)GW升級導(dǎo)致的其下掛的BSC下全部業(yè)務(wù)中斷，并對同一MSCe下的MGW之間的話路資源利用進(jìn)行優(yōu)化，華為CDMA軟交換系統(tǒng)引入了Mini-Flex解決方案，允許一個BSC同時歸屬于一個CSOFTX3000(MSCe)范圍內(nèi)的多個UMG8900(MGW)下，多個UMG8900之間可

25、以采用負(fù)荷分擔(dān)的方式進(jìn)行業(yè)務(wù)管理，當(dāng)一個UMG8900發(fā)生故障時，其下掛的BSC可以利用其他負(fù)荷分擔(dān)的UMG8900繼續(xù)提供業(yè)務(wù)。同時，華為Mini-Flex解決方案對同一CSOFX3000下UMG8900之間的話路資源占用進(jìn)行了優(yōu)化，最大限度節(jié)約UMG8900之間的傳輸和話路資源。 媒體網(wǎng)關(guān)間的傳輸和話路資源利用優(yōu)化實(shí)現(xiàn)BSC1CSOFTX3000UMG8900 AUMG8900 BBSC2CallerCallee1、局內(nèi)呼叫的傳輸和話路資源利用優(yōu)化對于局內(nèi)呼叫，在傳統(tǒng)組網(wǎng)方式下，BSC1和BSC2只能接入一個MGW，比如分別接入MGW1和MGW2。對于一個典型的局內(nèi)呼叫，主叫用戶在BSC1

26、，被叫用戶在BSC2，則MGW1和MGW2需要分別提供A接口話路資源，且MGW1和MGW2之間還必須分配話路資源才能完成業(yè)務(wù)提供。在Mini-Flex組網(wǎng)模式下，BSC可以接入一個或多個媒體網(wǎng)關(guān)，比如BSC1同時接入了UMG8900 A和UMG8900 B。當(dāng)移動用戶發(fā)起業(yè)務(wù)請求時，CSOFTX3000可以知道主叫用戶的位置并確定主叫所在的媒體網(wǎng)關(guān)UMG8900 A。CSOFTX3000對被叫用戶尋呼，接收到被叫用戶的尋呼響應(yīng)消息后，根據(jù)被叫的位置優(yōu)先選擇主叫所在的媒體網(wǎng)關(guān)。在該呼叫中，選擇共同的UMG8900 A提供業(yè)務(wù)，因此可以節(jié)省UMG8900 A和UMG8900 B之間的傳輸和話路資源

27、。2、出局呼叫的傳輸和話路資源利用優(yōu)化對于出局呼叫，在傳統(tǒng)組網(wǎng)方式下，MSCe先選定主叫所用的MGW，再根據(jù)出局號碼路由分析選擇出局MGW。如果兩個MGW不同，則還需要申請分配MGW之間的傳輸和話路資源。在Mini-Flex組網(wǎng)模式下，CSOFTX3000先根據(jù)出局號碼的路由分析得到出局中繼群，并選定出局媒體網(wǎng)關(guān)，然后根據(jù)主叫用戶的BSC局向號盡可能優(yōu)選已經(jīng)選定的出局媒體網(wǎng)關(guān)提供業(yè)務(wù)，從而節(jié)省主叫UMG8900和出局UMG8900之間的傳輸和話路資源。3、入局呼叫的傳輸和話路資源利用優(yōu)化對于入局呼叫，在傳統(tǒng)組網(wǎng)方式下，入局MGW根據(jù)入局中繼確定，被叫MGW根據(jù)被叫用戶的尋呼響應(yīng)上來的位置確定。

28、如果這兩個MGW不同，則還需要分配跨MGW的話路資源。在Mini-Flex組網(wǎng)模式下，分為TDM入局呼叫和SIP入局呼叫兩種情況：對于TDM入局呼叫，由于主叫方的UMG8900選擇已經(jīng)由入局中繼確定，現(xiàn)在只需要確定被叫方使用的UMG8900。在被叫用戶返回尋呼響應(yīng)消息后，CSOFX3000可以知道被叫的位置，根據(jù)主叫UMG8900索引和被叫側(cè)的位置優(yōu)選和主叫相同的UMG8900提供服務(wù)，從而節(jié)省入局UMG8900和被叫UMG8900之間的傳輸和話路資源。對于SIP入局呼叫，入局呼叫時未指定具體的連接通道，因此可以在確定被叫位置后再選擇媒體網(wǎng)關(guān)，優(yōu)先選擇主叫和被叫共同的媒體網(wǎng)關(guān)，以節(jié)約媒體網(wǎng)關(guān)之

29、間的傳輸和話路資源。4、切換過程的傳輸和話路資源利用優(yōu)化對于局內(nèi)切換，CSOFTX3000根據(jù)切換的目的BSC，優(yōu)先選擇和另外一方共同的媒體網(wǎng)關(guān)；對于局間切換，根據(jù)切換的局向，優(yōu)先選擇和另外一方共同的媒體網(wǎng)關(guān)，盡可能節(jié)約媒體網(wǎng)關(guān)之間的傳輸和話路資源。5、傳輸和話路資源利用優(yōu)化的補(bǔ)充說明在同一局內(nèi)UMG8900之間的話路資源優(yōu)化選擇過程中，如果共用UMG8900中存在一方或者兩方的A接口電路資源比較少（默認(rèn)為32，可以配置），從安全角度考慮，主被叫需要分開選擇電路資源充裕的UMG8900。如果存在多個共同的UMG8900，且都具備充裕的傳輸資源，則CSOFTX3000根據(jù)負(fù)荷均衡原則選擇其中一個

30、提供服務(wù)4.4 BypassBYPASS特性是指當(dāng)MSC和HLR之間信令鏈路全部中斷后，MSC仍能完成本地通話，而不需要與HLR交互；當(dāng)鏈路恢復(fù)時，MSC自動恢復(fù)與HLR的交互。由于MSC和HLR不是放在一個地方，當(dāng)MSC和HLR之間鏈路斷了以后，正常情況下，本網(wǎng)可以撥打PSTN用戶，但是無法做被叫；為了保證本網(wǎng)下面的用戶仍然可以互相通話，當(dāng)MSC檢測到到HLR的鏈路斷了以后，MSC不到HLR取被叫路由信息，而是直接到VLR查詢用戶數(shù)據(jù)，如果用戶在本VLR中，則可以向用戶發(fā)尋呼，否則拆除本次呼叫。對于HLR-MSCe間使用衛(wèi)星鏈路等不夠可靠的傳輸方式的地區(qū)，ByPass可部分解決通訊線路差的問

31、題，明顯提高本地通話的接通率，減少用戶投訴，提高服務(wù)質(zhì)量5 端到端的QoS解決方案5.1 軟交換設(shè)備的過負(fù)荷控制機(jī)制軟交換設(shè)備除了需要實(shí)現(xiàn)QoS的映射和處理外，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載過高時，要通過過載控制保證現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的整體QoS。MGW時刻監(jiān)控承載網(wǎng)絡(luò)媒體流的QoS質(zhì)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)語音質(zhì)量下降（如丟包率升高、時延增大）等，就會將承載質(zhì)量上報給MSCe，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流控策略啟動相應(yīng)的流控措施，從而保證用戶體驗(yàn)。 1） UMG時刻監(jiān)測RTCP流的QoS信息，如果發(fā)現(xiàn)到某個方向的負(fù)荷超過了設(shè)定的極限值，UMG將向它鏈接的MSCe報告此信息。2） MSCe收到此過載信息后，將開始限制這個方向來的用戶的呼叫，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備過

32、載控制的功能。5.2 系統(tǒng)設(shè)備的QoS保證技術(shù) 提高帶寬利用率靜音檢測(VAD)和舒適噪聲生成(CNG)技術(shù)解決方案網(wǎng)關(guān)設(shè)備采用先進(jìn)的語音活動檢測技術(shù)(VAD)及舒適噪音生成(CNG)技術(shù)，確保在聲音完美的基礎(chǔ)上，大大提高帶寬利用率。語音活動檢測(VAD)技術(shù)能有效地降低帶寬需求。只有當(dāng)檢測到語音處于活動狀態(tài)時，編碼器的輸出信號才被送到網(wǎng)絡(luò)上，而處于靜音狀態(tài)時，需要對背景噪聲的特征進(jìn)行分析，并將有關(guān)參數(shù)發(fā)給遠(yuǎn)端網(wǎng)關(guān)，以便在受話方能再生出背景噪聲，從而不影響話音的自然度。測試表明，VAD技術(shù)能夠節(jié)省大約50%的傳輸帶寬。在靜音時段采用舒適噪聲生成(CNG)技術(shù)，生成與背景噪聲相匹配的較舒適的靜音

33、，以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膫?cè)壓，以避免用戶有不自然的交談感覺，甚至誤以為通話中斷。從而實(shí)現(xiàn)無聲到有聲的平滑切換。 低時延去抖動自適應(yīng)調(diào)節(jié)JitterBuffer(DJB)為了補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)抖動帶來的影響，接收端的網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過JitterBuffer平滑緩沖區(qū)來調(diào)整語音包播放效果，原理是將收到的語音包先在緩沖區(qū)排隊(duì)，在收到某個突發(fā)起的第一個語音包再過一段時間之后，才開始播放這一段突發(fā)起的語音。所以，JitterBuffer緩沖區(qū)的范圍越大，一個語音包在播放之前達(dá)到接收端的可能性就越大，即丟包率越低。同時，因?yàn)镴itterBuffer的緩沖時間越長，時延就越大，增加了端到端的時延。所以華為公司的網(wǎng)關(guān)設(shè)備采用自適應(yīng)調(diào)

34、節(jié)方式，能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)抖動情況實(shí)時調(diào)整JitterBuffer值，更好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)突然變化情況。 修復(fù)語音質(zhì)量丟包補(bǔ)償技術(shù)(PLC)由于網(wǎng)絡(luò)擁塞、緩沖區(qū)溢出、誤碼等原因，丟包的情況在無連接的IP網(wǎng)絡(luò)中時常發(fā)生。對于語音包這些實(shí)時數(shù)據(jù)流，由于有嚴(yán)格的時序，丟棄反而比重傳更好。IP電話采用的話音壓縮編碼技術(shù)算法多是以幀為單位的，對丟失數(shù)據(jù)包比較敏感，連續(xù)丟幀會明顯地影響接收端合成話音的可懂度、自然度和清晰度。為避免包丟失帶來的影響，采用先進(jìn)的丟包補(bǔ)償算法，根據(jù)前后語音信息的相關(guān)性，在解碼時重構(gòu)出丟失的幀，較好地保證接收語音的音質(zhì)效果。5.3 承載網(wǎng)絡(luò)的QoS Differentiated Service

35、s區(qū)分業(yè)務(wù)為了尋求擴(kuò)展性和簡易性，IETF組織在1998年推出了基于DSCP的DiffServ解決方案，這是一種基于類的QoS技術(shù)，主要用于骨干網(wǎng)。使用DiffServ，在網(wǎng)絡(luò)入口處根據(jù)服務(wù)要求對業(yè)務(wù)進(jìn)行分類、流量控制，同時設(shè)置報文的DSCP域；在網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)實(shí)施好的QoS機(jī)制來區(qū)分每一類通信（依據(jù)分組的DSCP值），并為之服務(wù)（包括資源分配、隊(duì)列調(diào)度、分組丟棄策略等，統(tǒng)稱為PHB），DiffServ域中的所有節(jié)點(diǎn)都將根據(jù)分組的DSCP字段來遵守PHB。IETF DiffServ定義了幾種典型的PHB(Per Hop Behavior)：EF(快速轉(zhuǎn)發(fā))：用于保證低丟失率、低時延、低時延抖動、保

36、證帶寬的實(shí)時類業(yè)務(wù)，帶寬具有可配置性并在同一鏈路上不受其它業(yè)務(wù)的影響。AF(保證轉(zhuǎn)發(fā))：AF業(yè)務(wù)等級比EF低，但是比BF高，實(shí)現(xiàn)以較高的可能性保證業(yè)務(wù)所要求的信息速率。AF類有4個等級(AF1、AF2、AF3、AF4)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)給每個等級分配一定量的轉(zhuǎn)發(fā)資源。在每一個AF等級中，各個IP分組被標(biāo)上三種可能的丟棄優(yōu)先級，若遇到網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象，則依據(jù)不同的丟棄優(yōu)先級丟包。BF(盡力轉(zhuǎn)發(fā))：傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)方式，有帶寬則轉(zhuǎn)發(fā)，無帶寬則丟包。注：SLA：Service Level AgreementDS：Different ServiceDiffServ提供的是一種區(qū)別對待不同業(yè)務(wù)的服務(wù)，為不同的業(yè)務(wù)設(shè)置不同的優(yōu)先級和轉(zhuǎn)發(fā)特性，但并不具體規(guī)定如何進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，也不設(shè)法消除擁塞。在網(wǎng)絡(luò)沒有擁塞時，即使是盡力而為型的IP包也能夠得到很好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，因此有沒有DiffServ都一樣。而在DiffServ網(wǎng)絡(luò)中也完全有可能發(fā)生擁塞，因?yàn)榧词笵iffServ在網(wǎng)絡(luò)邊緣做了流量調(diào)節(jié)，在網(wǎng)絡(luò)核心路由器上也完全有可能因?yàn)榱髁繀R聚而出現(xiàn)擁塞（負(fù)載不均衡）。這時，Di