作者：夏安紅  殷文輝  鄭海虹

    基于3GPPR4規范的移動軟交換技術從2000年左右開始規范制定，至今發展已經6年多的時間，軟交換相比于傳統TDM交換機在組網靈活性，集成度，處理能力，功耗，占地面積，節約投資和運維成本等方面的無可比擬的優勢可謂深入人心，已經商用于世界各地移動通信2G/3G網絡的各種網元、端局、T局和G局中。

    上海貝爾阿爾卡特基于下一代網絡架構（NGN）的5020移動軟交換解決方案采用革命性的開放平臺技術，其先進的軟硬件平臺，大容量、高密度，低功耗和平滑的演進性特點顯著的降低了網絡運營的OPEX和網絡建設的CAPEX，并有效的保護運營商今天的投資。

    業界領先的軟硬件平臺

    5020移動軟交換采用新一代電信硬件平臺，基于SUN全新的電信級服務器，領先的雙CPU處理器技術，系統容量大，密度高，模塊種類/數量少。

    強大的處理能力使系統大容量，高集成度成為可能，單機架支持100萬BHCA，集成計費網關和網元治理服務器，因此大大減少了網元投資的數量，使每端口的價格更具競爭力，有效降低CAPEX。

    系統滿配置只需6種模塊，相比其他交換機模塊數量大幅降低，運營商備品備件將更少，投資更經濟

    傳統交換平臺基于TDM矩陣，內部結構非常復雜，5020移動軟交換采用非常簡單的系統結構，如下圖，系統軟硬件安裝，操作將更方便，同時系統采用標準的UNIX軟件平臺，基于開放的開發軟件如C/C++、java，使系統維護更加簡單，輕易；加上呼叫控制器與媒體網關的有效分離，大大簡化了網絡結構，運營商維護人員數量，維護費用將更少。

    一方面，對高容量網絡來說，基于5020移動軟交換的網絡比傳統交換網絡占地面積減少10倍，功耗只有傳統交換機的30％左右，在同比軟交換產品中，每用戶年度耗電和占地面積也更低，這大大的降低了交換機對機房的數量和配套設施如空調等的要求；同時由于引入ip承載后，傳輸成本也大為降低。

    安全和可靠性設計

    5020移動軟交換的安全性和可靠性設計主要表現在設備的系統級和網絡級冗余保護。

    1．單系統冗余保護

    5020移動軟交換在開發過程中融合了阿爾卡特幾十年核心網可靠性設計方面所積累的成功經驗，系統中的每個模塊都存在相應的冗余備份機制，不同的網卡分別連接內部網絡和外部治理和計費網絡，在物理上實現了系統內部核心以太網和外部治理計費網的隔離。

    受益于阿爾卡特5020SpatialAtrium移動軟交換全面的完整的軟硬件安全性可靠性設計，目前網絡中已經商用的128個MSC服務器和272個媒體網關（截止2006年第一季度），可靠性均超過了99.999%。另外，實驗室測試和現場應用均證實5020Spatial Atrium移動軟交換發生主備用模塊倒換時，進行中的呼叫、計費和統計數據可以得到有效的保持。

    2．網絡級冗余保護

    為了最大程度地降低移動軟交換大容量少局所組網時可能造成的故障風險，5020SpatialAtrium移動軟交換全面支持呼叫服務器的多種地理級冗余方案，并且提出了創新的媒體網關保護群方案，徹底解決了網絡中的單點故障。

    *呼叫服務器（WSS）地理冗余方案

    支持1+1、N+1主從備用方案，具有最小的投資和維護工作量，100%的業務接管能力，最大的可擴展性。見圖1

    當主用呼叫服務器（WSS）碰到不可修復的或災難性的故障時，備用WSS將會自動地或可控地切換至服務狀態。此方案可以提高大容量容災的能力，最大程度的保證了網絡運行的可靠性。

    *媒體網關（WMG）保護機制

    阿爾卡特擁有獨創的媒體網關保護群專利技術。采用創新的區分路由算法確保出局CS和入局CS位于同一個WMG；可以保證同一業務區內各個WMG之間的話務均勻分擔；假如某一WMG故障，其他的WMG將會分擔該故障WMG的業務，從而保證相關局向的話務依然有效，實現承載層的冗余備份。

    全面應用中國市場

    *獲中國移動GSM軟交換入網許可證

    5020移動軟交換設備于2005年10月在中國移動啟動測試，經歷預審、測試、評審、遺留問題處理等環節，測試用例達1700多項，結果證實5020移動軟交換完全符合中國移動GSM相關規范。

    實驗室測試由中國移動北京研究院承擔。根據中國移動GSM網軟交換設備規范和測試規范要求，整個實驗室測試包括A接口、SS7、MAP、GSM基本業務、CAP、TUP、計費、安全性、電信級性能和穩定性能等10個測試模塊，目的是對設備進行全面測試與評估。經過2個多月的測試，5020移動軟交換順利通過各項測試，測試通過率達到100%。

    現網測試由上海移動承擔，現網測試GSM全業務與功能、MAP兼容性、網管與統計指標和計費功能等驗證。5020移動軟交換經過嚴格的測試后，于2006年1月13日在上海移動成功割接現網業務，設備開始入網運行。經過數次業務割接后，目前該設備的承載用戶約24萬，該設備自從割接入網以來設備工作正常、運行穩定，互通良好。

    同時，在中國移動2G設備入網測試中，5020移動軟交換是唯一通過中國移動電信級可靠性和安全性測試的設備，其設備性能指標、穩定運行能力、過負載性能、模塊倒換性均已達到入網運行標準。

    *首批入圍中國聯通GSM軟交換商用名單

    5020移動軟交換設備于2005年底在江蘇聯通完成1300多項測試，包括撥打測試、性能測試、操作維護測試和切換測試等，涵蓋了GSM交換機所有功能，充分展示移動軟交換分離式架構，與主流設備商的MSC、BSC、SCP、HLR等良好的互連互通，完全到達商用要求。新增的針對呼叫異常處理ISUP,TUP,MTP,MAP等自選類測試，結果也100%通過。

    *獲信產部入網許可證

    受信息產業部電信治理局委托，2005年中國泰爾實驗室按照相關電信技術規范對5020移動軟交換解決方案進行了全面的檢測，并以優異成績順利通過了全部測試。由信產部組織的電信設備進網專家評審組在北京對5020移動軟交換進行審查，專家一致認為5020移動軟交換已經完全擁有了MSC、GMSC、TMSC的功能，符合電信產品的入網要求。

    *積極參與3GR4測試，成績名列前茅

    基于強大本地研發力量，公司專門成立了14個相關的研發小組，研究信產部和各運營商的3GR4設備規范，針對中國市場需求對移動軟交換進行了二次開發，進一步完善其功能。

    在2005年中國移動總部3GR4測試中，5020移動軟交換設備的單系統測試、互連互通測試以及計費和業務測試100%通過。同年還參與了信息產業部TD-SCDMA兼容性測試，100%通過所有必選項。上海貝爾阿爾卡特配合中國電信和中國網通3GR4測試，5020移動軟交換順利完成單系統測試、功能IOT測試、M3UA兼容性測試、BICC兼容性測試等項目，通過率排在前列。而且上海貝爾阿爾卡特為各大運營商開通多個WCDMA 試驗網和TD-SCDMA試驗網。上海貝爾阿爾卡特5020移動軟交換憑借其強大功能有力的支持了中國WCDMA、TD-SCDMA各個階段的測試和試驗。

    商用案例分析

    上海貝爾阿爾卡特5020移動軟交換以優異的成績通過中國聯通第一批軟交換入網測試，并于2006年8月在河北聯通正式投入商用。

    *案例背景

    隨著GSM移動用戶業務使用量的不斷增長，移動網絡流量也呈現同步增加，河北聯通這種話務量上升勢頭在今后幾年仍可能將保持較快的發展，另外長途業務的不斷發展也促進了部分地區交換容量出現不足，因此對網絡容量的要求急劇增加，需要對網絡進行擴容。

    而從河北聯通現網看，基于傳統TDM交換的部分設備平臺陳舊，在將來業務發展時，可能需要改變主要硬件，同時在移動業務的高速增長下，未來網絡向著“大容量，少局所”的大本地網演進的趨勢發展，基于傳統TDM交換的設備在設備處理能力，系統容量，網絡安全等方面都不能很好的滿足需求。

    上海貝爾阿爾卡特5020移動軟交換基于3GPPR4下一代網絡規范，產品支持平滑的未來演進，有效的保護了用戶的投資，同時控制承載的分離，采用最新的電信IT軟硬件技術，容量大，處理能力和集成度高，不僅很好的解決了當前2G交換機的網絡擴容，也是河北聯通未來幾年網絡革新，優化網絡結構，向全IP演進的網絡轉型良策。

    另一方面，3G核心網絡未來1到3年的目標是基于標準的R4架構，現網所有交換機均不能支持到R4架構的平滑升級，所以用軟交換設備逐步替換現網所有傳統交換機是一種必然的趨勢。

    基于以上技術原因，河北聯通在十一期的GSM網絡建設中選擇了上海貝爾阿爾卡特5020移動軟交換方案。以下將介紹組網方案及實施。

    *組網方案

    上海貝爾阿爾卡特移動軟交換解決方案主要由呼叫控制器CallServer和媒體網關MGW組成：CallServer負責呼叫控制、移動性治理等信令處理，媒體網關用作話音和數據的物理承載。

    根據“大容量，少局所”原則，采用大本地網方案，在石家莊集中新建MSC-Server設備3臺，治理地市(石家莊、邢臺、邯鄲)分開放置的4臺MGW，容量共計99萬；

    為了保證網絡安全，采用N+1即2+1的方式備份呼叫控制器，并且容災系統在異地機房設置。

    同時河北聯通TDM資源豐富，SS7在TDM上傳只需要作些鏈路調整，不需要很大的投資，所以信令網基于現有的SS7體系，只有CallServer和MGW之間的H.248協議基于IP。

    *效果分析

    新建的軟交換網絡滿足傳統各地端局MSC擴容的要求、同時由于網絡組織方式的靈活性（CallServer和WMG可以分開和集中設置），網絡的集中控制，網絡操作維護更為簡便，這也很好的滿足了機房搬遷等網絡調整以及GSM網絡備份等需求，加上高處理能力，優化的產品內部軟硬件設計，對新業務新功能支持程度將更高，也為3G的到來做好了充足的預備。

    而對整個河北聯通網絡來說，后期演進也變得更加簡單高效，可以采用在石家莊集中擴容CallServer,實現對全省網絡的集中控制；同時在各地市擴展MGW（擴容和新建），對全網的其他傳統交換機進行替換，而對MGW間的Nb接口IP化，將更加節省傳輸，簡化網絡結構，使整個網絡體系基于包交換數據網絡，直接面向多業務融合，業務提供上滿足綜合化、個性化、開放性等要求，技術體系上滿足層次化、標準化、開放性的下一代網絡特性。

    結語

    上海貝爾阿爾卡特5020移動軟交換解決方案充分利用IT最新成果（商業操作系統、專業的協議棧、測試環境等），同時支持GSM/3GPPR99/3GPPR4/IMS/CDMA協議，支持僅軟件升級向未來IMS演進，是至今全球最廣泛應用的移動軟交換解決方案，上海貝爾阿爾卡特將從產品，方案，部署等全方面以最有效的方式支持運營商網絡向全IP網絡邁進。