建設(shè)IP關(guān)口局， 促進5G多媒體業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通

作者：洪鈞

隨著VoLTE應(yīng)用的普及，運營商IMS網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也不斷擴大。由于歷史原因，IMS網(wǎng)絡(luò)之間的互通仍要通過傳統(tǒng)的電路關(guān)口局進行，不但效率低下，而且用戶體驗較差?，F(xiàn)在5G網(wǎng)絡(luò)部署方興未艾，繼續(xù)采用電路方式互通已經(jīng)無法滿足需求，必將嚴(yán)重制約5G新業(yè)務(wù)的發(fā)展。

有鑒于此，加速推動IMS網(wǎng)絡(luò)通過IP方式互通就迫在眉睫了。2019年2月，工信部印發(fā)了《IMS網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通試點實施方案》，決定實施IMS網(wǎng)絡(luò)互通試點工作。經(jīng)過為期一年卓有成效的工作，目前試點工作已如期完成，并取得了初步成功。

IMS網(wǎng)間互通的系統(tǒng)架構(gòu)

圖1  IMS網(wǎng)間互通的系統(tǒng)架構(gòu)

運營商的IMS網(wǎng)絡(luò)各自新增IBCF和TrGW模塊（一般可合稱I-SBC設(shè)備），以實現(xiàn)IP方式直接互通，其中：IBCF實現(xiàn)語音、視頻、多媒體業(yè)務(wù)的信令互通、拓?fù)潆[藏和IP安全防護能力，并提供簡單的號碼分析路由和黑白名單等功能；TrGW實現(xiàn)語音、視頻、多媒體業(yè)務(wù)的媒體互通、拓?fù)潆[藏和IP安全防護能力，并支持AMR-WB、AMR-NB和G.711等語音編解碼格式轉(zhuǎn)換等功能。

IBCF之間的Ici接口負(fù)責(zé)SIP信令的跨網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)。TrGW之間的Izi接口負(fù)責(zé)媒體流的跨網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)。IBCF與其它網(wǎng)元（如I/S-CSCF和BGCF）之間的Mx接口采用SIP協(xié)議。

IBCF和TrGW同時支持IPv4和IPv6，并能夠在兩者之間進行版本轉(zhuǎn)換。在網(wǎng)間實際互通時，采用哪種版本由運營商協(xié)商確定。

IMS網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通試點

按照工信部的安排，IP關(guān)口局建設(shè)首先在H省和S省進行試點，中興通訊負(fù)責(zé)向試點運營商提供系統(tǒng)設(shè)備和技術(shù)支持。兩地的IP關(guān)口局話務(wù)量都為20萬愛爾蘭，采用四套ATCA平臺的IBCF/TrGW合一設(shè)備組織資源池（今后可以視實際需要引入虛擬化技術(shù)），分別連接另外兩個運營商。

截至2020年3月，IP網(wǎng)間話務(wù)量已占全部網(wǎng)間話務(wù)量的45%左右，圓滿完成了試點任務(wù)，下一階段將按計劃逐步轉(zhuǎn)為正式商用。

運營商A已完成割接的話務(wù)量超過8萬忙時并發(fā)呼叫，主叫是本集團全國VoLTE/VoBB IMS用戶，被叫是本省所有地市的Y集團少量VoLTE用戶和Z集團大部分VoLTE用戶和VoBB IMS用戶。

運營商B已完成割接的話務(wù)量超過7萬忙時并發(fā)呼叫，主叫是本集團全國VoLTE用戶，被叫是本省五個地市的Y集團VoLTE用戶和所有地市的X集團VoLTE用戶。

■ 組網(wǎng)方案

試點工程的IMS網(wǎng)間互通邏輯組網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2  IMS網(wǎng)間互通的邏輯組網(wǎng)架構(gòu)

IP關(guān)口局負(fù)責(zé)VoLTE/VoBB網(wǎng)絡(luò)和其它運營商的VoLTE/VoBB網(wǎng)絡(luò)的信令和媒體互通，為此需要新建兩對IBCF/TrGW，對外分別和其它運營商的IBCF/TrGW對接，對內(nèi)與VoLTE/VoBB網(wǎng)絡(luò)對接。IBCF采用負(fù)荷分擔(dān)方式統(tǒng)一處理全省業(yè)務(wù)，不再細(xì)分到各地市。

同時，考慮到IP關(guān)口局的可靠性尚未得到證實，現(xiàn)有電路關(guān)口局作為備份互通方式仍然予以保留，VoLTE/VoBB網(wǎng)絡(luò)通過MGCF/MGW連接到GMSC，并通過七號信令系統(tǒng)和對端GMSC互通。

CS/NGN網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)通過現(xiàn)有電路關(guān)口局互通，不再接入新的IP關(guān)口局。

IP關(guān)口局必須支持不同運營商之間的計費結(jié)算，因此I-SBC設(shè)備（確切地說，是IBCF模塊）必須能夠生成CDR，其中包含IBCF中繼標(biāo)識和主叫用戶位置信息等特定信息。

■ 建設(shè)方案

IMS網(wǎng)間互通的建設(shè)方案如圖3所示。

圖3  IMS網(wǎng)間互通的建設(shè)方案

該方案的基本原則是“分省部署，省間互通”。按照相關(guān)規(guī)劃，IMS網(wǎng)間互通點的設(shè)置以省為單位，省內(nèi)業(yè)務(wù)通過省會IP關(guān)口局互通，省際長途業(yè)務(wù)采用與現(xiàn)網(wǎng)一致的遠(yuǎn)端入網(wǎng)方式，通過被叫用戶歸屬的省會IP關(guān)口局互通。

IBCF/TrGW的部署方案主要有物理合一部署、虛擬化合一部署和C/U分離部署等三種。但物理合一部署方案不符合網(wǎng)絡(luò)虛擬化演進趨勢，虛擬化合一部署方案在沒有GPU加速時編解碼轉(zhuǎn)換效率低下，因此通常都采用C/U分離部署方案。

綜合考慮各種因素，C/U分離部署方案一般會采用“虛C實U”模式，即控制面基于虛擬化技術(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)架式通用服務(wù)器，以達(dá)到快速靈活部署、彈性伸縮以及資源池共享等目的；媒體面仍然采用專有硬件，以滿足高性能編解碼轉(zhuǎn)換的需求。

至于IBCF/TrGW的具體部署位置，則由運營商自行確定，但為了提高互通效率，避免長距離傳輸，互通雙方最好能事先協(xié)商一致。目前通常的做法是媒體面部署在省會，控制面可以部署在省會，也可以集中部署在大區(qū)，以便統(tǒng)一管理。

■ 路由方案

IMS網(wǎng)絡(luò)的路由方案基于以下三個原則。

（1）不同網(wǎng)絡(luò)采用不同域名。運營商VoLTE網(wǎng)絡(luò)的域名規(guī)定為sf.ims.mncxyz.mcc460.3gppnetwork.org（其中sf為省份縮寫，xyz為網(wǎng)絡(luò)編號），VoBB網(wǎng)絡(luò)的域名為sf.oidims.cn（其中oid為運營商標(biāo)識）。同時新增兩個分別代表其它運營商的域名，并在域名前插入被叫歸屬地的區(qū)號，以區(qū)分被叫歸屬地和歸屬網(wǎng)絡(luò)，即域名形式為xxx.13y.com（其中xxx為被叫歸屬地的區(qū)號，13y為網(wǎng)絡(luò)接入號）。

（2）發(fā)端查詢。全國所有省份IMS起呼的呼叫都在主叫側(cè)查詢ENUM。所有Tel格式的被叫號碼都必須通過查詢ENUM匹配不同的域名來區(qū)分其歸屬地區(qū)和歸屬網(wǎng)絡(luò)，并按照被叫域名由DNS解析選路，只有在ENUM返回?zé)o效結(jié)果時才會依據(jù)主叫域名。

（3）受端入網(wǎng)。主叫側(cè)查詢ENUM后，根據(jù)域名將呼叫接續(xù)到被叫側(cè)。如被叫查詢結(jié)果為zzzz@xxx.13y.com（其中xxx為省會城市區(qū)號），則該呼叫將接續(xù)到S省C市的IP關(guān)口局。

此外，試點工程還涉及到容災(zāi)、計費和網(wǎng)管等方面，都是比較經(jīng)典的常規(guī)策略，這里就不再一一贅述了。

IMS網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的未來

在認(rèn)真總結(jié)和分析前一階段試點工作的經(jīng)驗和問題后，工信部近期下發(fā)了《IMS網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通全國推廣工作方案》，目前正在征求運營商、制造商和相關(guān)研究機構(gòu)的意見?？梢灶A(yù)計，在不久的將來，IP關(guān)口局建設(shè)工作就會大規(guī)模開展，為5G新型語音業(yè)務(wù)的部署準(zhǔn)備好條件。

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