无线网络A接口IP化技术改造策略

【摘要】电信运营无线网络正朝着全IP化演进，A接口IP化是无线网络向着接入层IP化的延伸，本文主要介绍了无线网络A接口IP化的主要技术特点和优势，着重介绍了电信运营上推进A接口IP在组网方式、Flex组网配置以及编解码方式的演进策略。

【关键词】无线网络；A接口；IP化

1.概述

在全业务运营和高带宽需求背景下，电信运营商移动网络正朝着ALL IP化方式进行演进，意在构造一个功能层次扁平化、简单化网络，可以灵活迅速地部署各种丰富的业务，为各类用户提供差异化网络服务。目前电信运营商无线网络核心网层以上基本实现承载和控制IP化，推进AoIP（A over IP，A接口IP化），其意义在于将运营商无线网络IP化从核心层延伸到接入层，实现真正意义上的端到端的IP化传输，充分发挥IP化技术的成本与业务支撑优势，提高无线网络运营效率、降低网络建设成本、简化网络管理以及降低运维成本[1]。

2.AoIP技术介绍

2.1 AoIP技术与原理

目前，中国国内运营商无线网络A接口主要以TDM（Time-Division Multiplexing，时分复用）架构为主。BSC（Base Station Controller，基站控制器）通过TDM方式与MGW（Media Gateway，媒体网关）和MSC Server（Mobile Switching Center，移动交换中心）进行媒体平面和信令平面的交换和处理[2]。

根据3GPP TS 43.903定义[2]，A接口IP化演进改造即BSS（Base Station Subsystem，基站子系统）用户平面和信令平面均采用IP化方式进行传输，BSS的A接口信令直接与MSC Server交互、BSS的A接口业务数据通过IP化方式传输给MGW。用户平面的语言编解码功能将由BSS层面整合到核心层面处理，从而进一步简化BSS实体功能，提高业务处理性能。A接口IP化基本工作原理见图1。

1）媒体平面，媒体平面将无线用户语音或传真数据的有效负荷封装在RTP（Real-time Transport Protocol，实时传输协议）包中，采用IP协议将这些包传送出去[2]。A接口支持多种高质量语音压缩编码；无线接口进行语音呼叫时将采用特有语音编解码协商的方式，通过BSS与MSC Server进行编码类型的协商，确定A接口采用的语言编码数据以及确定TC（TC Transcoder编解码器）资源位置。[4]

2）控制平面，IP化下A接口将信令消息直接传递给MSC Server进行控制和处理，MSC Server通过H.248协议与核心网内MGW进行交换，让后把MGW的数据和信息发送给BSS，以便进行媒体信息传输和控制。在AoIP标准中，使用“呼叫ID（Call Identifier）”来唯一地识别MSC和BSC之间的IP呼叫。

2.2 A接口IP化优势和特点

1）节省传输资源，提高传输利用率。IP网络采用统计复用，接入时带宽分配按需使用，同时采用高效压缩编解码功能，可以有效减少传输带宽占用，降低CAPX（Capital Expenditure，建设成本）。

2）A接口IP化后，BSS系统支持多种灵活的语音编解码，而且可以通过特有的语言编解码协商功能，实现端到端的TrFO （Transcoder Free Operation免编解码器操作），不仅提高了语音质量，也提高了BSS系统的处理能力[3]。

3）降低维护费用。电信运营商完成无线网络A接口IP化后，将进一步的推进网络结构扁平化和IP化，使整体网络趋于统一架构和统一承载，降低了网络维护技术、减少了维护人员的技能要求，而且简化了维护系统使其逐步趋于统一化管理，有效地降低了OPEX（Operational Expenditure，运维成本）。

4）IP化后，MSC POOL组网可直接采用BSCFlex，组网更加灵活。而且，A接口IP化后，利用IP全互连的优势，MSC Server可以直接选择最优接入MGW，从网络层面提升了MGW的容量灵活选择MGW，进一步降低CAPX。BSS（Base Station Subsystem，基站子系统）

3.A接口IP化技术改造策略

3.1 组网改造方案

1）BSC与MGW采用IP链路直驱组网方案

BSC通过FE/GE与MGW进行链路直连，通常采用PTN（Packet Transport Network，分组传送网）或裸纤方式。

如图2，IP链路直驱组网结构方式，光接口可靠性较高，适用于小容量、少设备的本地核心网模式，或者本地IP承载网不成熟的模式。此种组网方式，建议MGW、BSC都使用负荷分担的方式。

2）BSS通过承载网与MGW和MSC server互联

BSS通过IP承载网与MGW和MSC Server进行互联，可以采用核心网使用的IP承载网进行互联互通，如图3。

这种组网结构适合核心网规模比较大的本地网进行组网，且对于已实现MSC PooL的Flex组网更加具有组网灵活性，而且可以提高A接口可靠性。同一个BSC同时连接多个由同一个MSC Server控制的MGW，多个MGW之间采用负荷分担的形式进行业务管理，当一个MGW发生故障时，其它MGW能够承担相应的业务处理功能。这种组网方式比较符合当前运营上的核心网发展规模、是电信运营上商主要采取的组网策略。

3.2 Flex组网策略演进改造

Flex组网模式下，A接口以传统TDM方式接入时，采用物理链路双归属方式接入MGW，更改为IP化方式接入时，BSS通过承载网与核心网对接，因此在物理上与核心网设备为全连接，而且逻辑上业务连接则根据演进阶段分如下2种方式：

（1）演进初期：采用逻辑双归属方式

核心网A口IP化改造方案初期演进时，MGW参考BSC A接口以TDM方式的Flex组网方案，在逻辑连接上以双归属方式接入端局和MSC Server。即BSC配置软件数据时，开通至归属MSC Pool内全部Server的信令链路以及MSC Server信息；同时Pool内MSC Server信令路由信息中配置此BSC归属MGW-A和MGW-B的信令路由信令数据。当BSC向MSC发起呼叫连接时，MSC根据MGW状态将MGW-A或MGW-B业务消息下发给BSC，实现BSC双归属MGW组网方式。此模式下，在物理上，BSC通过IP承载网与PooL内MSC Server和MGW为全联接方式；在逻辑结构上，BSC至PooL内MSC Server为全耦合状态，与MGW则为静态归属联接方式，如图4。

需要注意的是，MSC Server需要进行人工规划BSC及其归属MGW，以保证Pool内MGW负载均衡。基本原则是，当BSC请求业务数据处理时，MSC Server判断其控制的MGW状态，选择可正常承担话务的MGw做话务连接。这种模式下，要求运营商预先根据业务以及BSC、MGW设备处理能力与分布，进行预先优化规划和设计的静态配置。

（2）演进远期：采用逻辑全互联方式

核心网A口IP化改造方案远期演进时，BSS通过承载网与本地Pool内MGW和MSC Server在物理上和逻辑上均采用全互联结构。BSS发起呼叫时，MSC Server根据PooL MGW动态资源状态，选择PooL内最优MGW进行呼叫处理。

A接口IP化后，利用IP全互连的优势，MSC Server可以直接选择最优接入MGW；当BSC业务发起时，MSC以“容量因子”衡量PooL内全部MGW的“静态能力”以及当前“动态处理能力”，根据评估分析的结果，以最优化方式动态地为BSC分配处理媒体业务的MGW。例如，呼叫需要从远端站点的MGW出局，MSC Server可以直接选择远端站点的MGW与BSC互通，无需通过本地站点的MGW进行话路转接。

如图5，此模式下实现了Flex组网下POOL内设备能力资源最大化利用以及资源动态最优化分配，虽然这种模式可以提高网络利用率和效率，但是其本身网络性能依赖厂家MSC Server设备对MGW设备动态能力分析和最优化路径选择的算法，算法的优劣主导网络性能、且不同厂家设备易造成差异性。

3.3 编解码策略改造

A接口IP改造之后，特点之一就是BSS语音呼叫过程中增加了语音编码协商流程，即在建立语音呼叫过程中，MSC Server能够对网络中MGW、BSC、用户终端的编解码能力协商，综合考虑各网元支持的编解码能力，以实现TrFo为最终目的。

1）由于当前电信运营上还未对全网的局点进行统一的规划，核心网A口IP化改造方案初期演进时，建议保留MGW原NB接口的编解码。这样可以使未实现TDM方式的局点和IP局点能够有效地互联互通，保障网络全程全网的有效性；对于已改造完成IP局点，可以实现TrFO，从而能够提高语言质量，提高语音呼叫处理能力。

2）核心网A口IP化改造方案远期演进时，运营商实现对IP局点的统一编解码规划，从而使全网支持TrFO语音呼叫，充分发挥A接口IP化的优势。

4.结论

A接口IP化演进改造将运营商无线网络IP化由核心网向接入网延伸，进一步推进无线网络端到端IP化，从而向着ALL IP方向演进。通过A接口IP化改造不仅可以提高传输资源利用率，也可以提高语音呼叫质量，而且是Flex组网方式更加灵活、资源配置效率更加高效，从而达到为运营商提高无线网络的建设成本和运维成本。

参考文献

[1]王涛.华为移动核心网锁定ALL IP[J]华为技术，2008 （32）： 32-33.

[2]工业和信息化部.基于GSM技术的数字集群系统接口技术要求BSS与核心网间接口YD/T 2101-2010.2010.

[3]3GPP.A-interface over IP Study（AINTIP）.TR 43.903.2012.09.

[4]中国移动通信有限公司.中国移动2G BSS IP化A接口技术规范[S].2010，12.

作者简介：吴平（1984—），男，江苏南京人，南京邮电大学计算机应用技术专业硕士研究生，现供职于江苏省邮电规划设计院有限责任公司，主要从事核心网专业设计和咨询工作。