IP信令网的引入

1、ip信令网的引入信令网的引入 中国移动通信研究院 2007年年5月月 ip信令网研讨专题之二信令网研讨专题之二 分析思路分析思路 业务量增 大 ip化 ss7信令 减少 tdm扩容 引入ip信令网 引入ipstp r4软交换网软交换网 ip stp ip信令网成熟度 信令增长趋势信令增长趋势 信令组网需求信令组网需求 解决方案解决方案 全全tdm ip叠加叠加 ip补充补充 ip信令网引入 信令网现状和存在的问题信令网现状和存在的问题 信令发展趋势和信令网面临的问题信令发展趋势和信令网面临的问题 解决方案分析解决方案分析 ipip信令网的引入策略信令网的引入策略 主要内容主要内容 信令网现状和

2、存在的问题信令网现状和存在的问题 信令发展趋势和信令网面临的问题信令发展趋势和信令网面临的问题 解决方案分析解决方案分析 ipip信令网的引入策略信令网的引入策略 两部分交换两部分交换 主要内容主要内容 信令网现状信令网现状 网络结构网络结构分级、分区、分分级、分区、分 平面平面 分级：二、三级的混合组网结分级：二、三级的混合组网结 构构 24个省建有个省建有lstp，占到占到77 纯三级结构：广东，江苏，纯三级结构：广东，江苏， 浙江，河北，福建浙江，河北，福建 、广西、广西 混合结构：混合结构：18个省个省 两级结构：两级结构：7个省个省 分区：按省划分分区：按省划分31个信令汇个信令汇

3、接区，各设有一对接区，各设有一对hstp。 分平面：分平面： 31对对hstp分为分为a、 b平面平面 22对对hstp分平面网状网分平面网状网 9对星形接入大区对星形接入大区hstp 省内省内lstp 数量在不断增加数量在不断增加 省际省际hstp： map/cap信令量占信令量占94 省达到现有硬件平台的终省达到现有硬件平台的终 级容量级容量 升版后最大容量增加到原来升版后最大容量增加到原来 的的4倍倍 阿尔卡特：ec72 （1024链）b2 （4096链） 华为：v7（1152链） v8（5120链） 信令网存在的问题信令网存在的问题 省际层面省际层面 部分省部分省hstphstp之间之

4、间b b链路设置受到链路设置受到16162m2m链路带宽限制。链路带宽限制。 省内层面省内层面 软交换网络大规模建设，对软交换网络大规模建设，对lstp/hstplstp/hstp产生大量链路组需求和产生大量链路组需求和2m2m 高速链路需求，部分省高速链路需求，部分省lstplstp的链路组容量或的链路组容量或2m2m链路容量已经难以链路容量已经难以 满足需求。满足需求。 省内核心网元容灾方案的实施，对省内核心网元容灾方案的实施，对lstp/hstplstp/hstp产生扩容需求。产生扩容需求。 准直连为主的省：需要在信令网备份到备用网元的准直连路由，增准直连为主的省：需要在信令网备份到备用

5、网元的准直连路由，增 加备用网元的链路需求。加备用网元的链路需求。 直连为主的省：需要在信令网备份到主用、备用网元的准直连路由，直连为主的省：需要在信令网备份到主用、备用网元的准直连路由， 增加主用、备用网元的链路需求。增加主用、备用网元的链路需求。 本地信令通过本地信令通过gmscgmsc转接的省，实施关口局转接的省，实施关口局ipip化，需要考虑将本地化，需要考虑将本地 信令调整为经由信令调整为经由lstplstp转接。除转接。除lstplstp链路需求增加之外，还会增加链路需求增加之外，还会增加 处理能力需求。处理能力需求。 信令网现状和存在的问题信令网现状和存在的问题 信令发展趋势和信

6、令网面临的问题信令发展趋势和信令网面临的问题 解决方案分析解决方案分析 ipip信令网的引入策略信令网的引入策略 主要内容主要内容 核心网的发展与演进核心网的发展与演进 阶段一：阶段一：r4软交换发展软交换发展： tdm端局停止扩容，大量引入可升级以支持3g能力的2g软交换来满足2g 扩容需求。 voip试点商用，交换网逐步ip化。 阶段二：引入阶段二：引入cm-ims： 引入cm-ims 交换网继续ip化，ip端局逐渐替换掉tdm端局。 阶段三：阶段三：r4和和cm-ims共存共存： ims和r4软交换将在相当长的时间内共存。 交换网完成网内ip化，tdm资源全部迁移到核心网边缘。 阶段四：

7、阶段四：cm-ims替代替代r4 cm-ims吸收r4 cs域的话音业务，逐渐替代r4 cs。 阶段一阶段一 r4软交换发展软交换发展 阶段二阶段二 引入引入cm-ims 阶段三阶段三 r4和和cm-ims共存共存 阶段四阶段四 cm-ims替代替代r4 信令技术发展趋势信令技术发展趋势向向ip化发展化发展 信令承载的信令承载的ipip化，信令本身的化，信令本身的ipip化。化。 ims-mgw h.248 sip diameter hss ims 信令本身信令本身 的的ip化化 ip udp sip tcp diameter as tdm传统交换网传统交换网 tdm mtp2 mtp3 ca

8、pmap sccp tcapisup r4软交换网软交换网 信令承载信令承载 的的ip化化 ip sctp m3ua capmap sccp tcap ip sctp mtp3 capmap sccp tcap m2pa bicc h248 信令技术发展趋势信令技术发展趋势信令网需求将长期存在信令网需求将长期存在 语音业务长期存在 2g网络（tdm）和3g（r4， 2g软交换）网络长期并存， 协调发展 ims： 初期为固定接入用户提供语音业务，为移动用户提供多媒体业务， 长期为 移动用户提供语音业务。 引入引入ims之后，交换网作为承担基础话音业务之后，交换网作为承担基础话音业务 的主体，仍将

9、与的主体，仍将与ims长期并存，今后几年还将长期并存，今后几年还将 随着用户规模的增长而继续增长。随着用户规模的增长而继续增长。 ims的无线接口和核心网对于实时话音业务的处理效的无线接口和核心网对于实时话音业务的处理效 率低、率低、qos机制不完善，也受制于终端和业务的推广。机制不完善，也受制于终端和业务的推广。 因此，因此，ims初期主要承担某些增值业务和综合接入业初期主要承担某些增值业务和综合接入业 务，完全替代交换网还需很长时间。务，完全替代交换网还需很长时间。 信令网发展趋势和负荷增长趋势的融合 初期ims的引入 不会缓解信令负 荷的紧张 信令网的发展趋势决 定了远期map/cap

10、信令量会下降（ims 分流） 信令负荷增长趋 势决定了信令总 量的增长 未来hstp信令负荷增长扩容压力大 现网能力无 法满足08年 春节的需求 2008年奥运对移动 业务是一个增长点， 预计会对2009年负 荷增长保持持续影响， 相比2007年负荷又 会翻一近倍。 省际信令负荷省际信令负荷 与与2005年全网最忙时相比年全网最忙时相比 倍数倍数11.302.203.304.285.145.916.50 年增长率年增长率30%69%50%30%20%15%10 2007年信令负荷较 2005年增长一倍。 部分省hstp将达到tdm stp版本容量，并受到带 宽限制，必需考虑调整省 际层面组网或

11、引入ipstp。 信令网面临的问题信令网面临的问题 部分省部分省hstphstp之间之间b b链路设置受到链路设置受到16162m2m链路带宽限制。链路带宽限制。 省内层面省内层面 部分省的部分省的hstphstp、lstplstp扩容能力受限，必需考虑新建扩容能力受限，必需考虑新建 lstplstp节点。节点。 信令网问题小结信令网问题小结 信令网现状和存在的问题信令网现状和存在的问题 信令发展趋势和信令网面临的问题信令发展趋势和信令网面临的问题 解决方案分析解决方案分析 ipip信令网的引入策略信令网的引入策略 主要内容主要内容 解决方案分析解决方案分析 tdm扩容引入ip信令网 网络发展

12、 信令组网需求信令组网需求 比较比较 ip信令网引入策略 成本 成熟度 方案实施 引入ip信令网 比较比较 引入ipstp tdm解决方案解决方案 ip叠加叠加 比较比较 ip补充补充 成熟度 维护管理 成本 方案实施 方案介绍方案介绍 方案一方案二方案三 tdm扩容引入ip信令网引入ipstp 方案描述 对tdm stp进行 扩容和新建。新 建可以引入新平 台stp，但只使用 tdm链路接口。 沿用tdm组网和 承载方式。 全国划分信令汇接 区，区内成对建设 ipstp，ipstp互 连，覆盖全国，与 tdm信令网为叠 加关系。 根据各省省内、省 际信令增长趋势， 按需在部分省引入 ipst

13、p，作为tdm 信令网的补充。 ipstp为提供ip信 令接口的ipsep提 供ip接入和ip域内 信令转接。 方案类型tdm解决方案ip解决方案ip解决方案 ip vs. tdm解决方案 主要考虑从以下角度进行分析比较 网络发展 与发展目标的一致性； 成本 建设、维护成本 对资源的利用程度 成熟度 标准、设备、商用和运营管理、网络性能、安全可靠性 方案实施 对现网问题的解决，实施难度；对现网的影响。 ip vs.tdm网络发展方向网络发展方向 iptdm gsm没有用优势 r4msc server和hlr连 接必须有ip stp r4是基于ip的，需 要转换 ims初期（不能够 分流语音）

14、无影响无影响 后ims（分流移动 语音） 不需要信令网 ip方案实现信令承载ip化，和r4发展方向相一致 长远发展而言，实现信令ip化后，不需要ip信令网。 ip vs.tdm成本下降成本下降 iptdm 设备成本ipstp在集成度方面大大提高，设在集成度方面大大提高，设 备成本减少备成本减少3040。 采用少量的采用少量的10/100m网口即可实网口即可实 现全部局向的信令链路物理连接，无现全部局向的信令链路物理连接，无 需叠加大量的需叠加大量的tdm 2m接口板接口板 老平台节点受电路交换老平台节点受电路交换 平台和平台和tdm接口技术影接口技术影 响，扩容成本不会有明响，扩容成本不会有明

15、 显下降。显下降。 老平台节点如需提高设老平台节点如需提高设 备扩容能力，需进行硬备扩容能力，需进行硬 件升版。件升版。 维护成本（机房 等） 集成度高， 功耗小老平台机柜占地面积大，老平台机柜占地面积大， 功耗高，维护成本较高。功耗高，维护成本较高。 维护成本（人工 等） 同时维护两张网，两张网除了物理端 口的设置外， mtp3层的配置， 至少 维护的数据量增加，成本增加 维护人工成本低， 难度小 ipstp设备的集成度大幅度提高 tdm stpip stp（全（全tdm接口）接口）ip stp（全（全ip接口）接口） 等效等效64k链路链路机柜数机柜数机柜数机柜数机柜数机柜数 华为华为 5

16、120（对应v8 满配）298 8（节省320块窄带处理单元、160 块e1接口板、功耗减少42、成本 减少1/3左右） 阿尔卡特阿尔卡特 4096（对应b2 满配）65105 部分厂家ipstp设备的集成度比较 ip vs.tdm已经有产品和标准，已经有产品和标准， 需要通过使需要通过使 用来推动成熟用来推动成熟 tdmip 标准成熟1、sigtran协议标准成熟，应用广泛； 商用应用成熟 1、国外运营商有叠加网引入经验。 2、国外运营商有2年以上ip信令网运营维护管理经 验。大规模组网尚待验证。 性能 1、受电路交换平台和tdm 接口技术限制，节点处理能 力低于ipstp。 2、采用tdm

17、承载技术，网 络时延、丢包率较小，网络 级性能较高。 1、采用分组交换平台和ip接口技术，节点级性能 高于tdm stp。 2、网络级性能依赖于ip承载网qos，低于tdm信 令网。 安全性高需考虑专网及ip安全技术。 可靠性 网络级、路由级可靠性高； 链路级可靠性依赖于传输网。 节点级、网络级、路由级可靠性与tdm相当； ip链路的链路（组）级可靠性依赖于ip路由以及采 用的sigtran协议。 总结 国际上已经有标准和产品， 也有商用经验， 但是大规模组网有 待进一步验证， 且采用ip来承载高可靠性要求的信令， 安全性、 可靠性和性能等有待在进一步确认。 ipstp设备情况 设备厂家设备厂

18、家型号型号软件版本软件版本 信息产业部信息产业部 入网检测情况入网检测情况 商用情况商用情况 （ipstp独立组网）独立组网） 华为华为c&c08 spsv100r200通过通过 俄罗斯俄罗斯magofon：2006/01商用商用 印尼印尼indosat： 2005/08商用商用 阿尔卡特阿尔卡特5020sgrelease 1.0通过通过上海电信：上海电信：20052005年商用（年商用（lstplstp层面）层面） 泰科来泰科来 eagle 5 sas ipstp r34.0通过通过 cingular：2004年商用年商用 vodafone澳大利亚：澳大利亚：2004年商用年商用 orang

19、e uk：1999年商用年商用 sk：2005年商用年商用 思科思科 cisco 76系列系列 itp 12.2通过通过 vodafone kk：2004年商用年商用 vodafone uk：2006/01商用商用 sprint：2004年商用年商用 ktf：2005年商用年商用 澳大利亚澳大利亚telstra：2003商用商用 ip vs.tdm方案实施方案实施 tdmip 对现网问题 的解决 1）不能解决省际层面b链路带宽限 制问题，省际层面需要进行组网 调整，部分省需新增一对hstp或 对原有hstp改造支持多信令点。 导致网络管理和路由数据趋于复 杂。多信令点应用存在风险。 2）新建l

20、stp解决省内扩容，需要 对信令汇接区划分进行调整。 可以有效解决现网问题。 方案实施难度 1）省需要对hstp更换软硬件版 本。 2）省内需要调整信令汇接区。 3）省际需要调整组网方案 1）引入ipstp和ip信令网， 全网信令路由的组织需 要重新调整。 2）全网的hlr、smsc、 scp等需要升级支持 sigtran 对现网的影响现网组网和路由需要调整。 现网组网不需调整，需要 规划和制作互通路由。 后期的维护管理 tdm信令链路调度数量多， 后期维 护难度大 后期不需要对信令链路进 行调度，。信令连接数据 制作量和tdm一致。 tdmip 网络发展 tdm扩容规模还 需增加。 符合信令

21、承载ip化趋势，和r4发展相一致。 长远发展而言，实现信令ip化后，不需要ip 信令 网。 成本 高和信令增量相关， 未来信令量越大， 优势越大。 成熟度 组网技术成熟， 新stp平台成 熟性需要验 证。 国际上已经有标准和产品， 也有商用经验， 但 是大规模组网有待进一步验证， 且采用ip来承 载高可靠性要求的信令， 安全性、可靠性和性 能等有待在进一步确认。 方案实施存在难度 与tdm方案相比难度相当，且可以有效解决现 网问题。 结论 tdm解决方案仍需对现网进行调整，整 体优势不如ip方案。ip方案在成熟性方 面有待推进。 引入引入ipstp vs. 引入引入ip信令网信令网 引入ip信

22、令网引入ipstp 维护管理 初期规模建设ip信令网，需要维护两 张网。对维护管理的要求较高，且路 由数据调整范围大。 按需分省引入ipstp，无需考 虑两张网的维护，路由数据 调整范围小。 成熟性 大规模应用ip信令网，在组网、安全、 可靠性、网络性能方面的成熟性有待 验证。 与引入ip信令网相比，组网 简单，可以采用tdm进行路 由备份，从小范围应用推动 安全可靠性、网络性能的成 熟性。 成本 建设成本和维护成本都比较高。成本相对较低。 方案实施 有一定难度。难度较小。 结论 引入ipstp，作为tdm信令网的补充，相对规模引入ip信令网的方 案更为稳妥。 信令网现状和存在的问题信令网现状

23、和存在的问题 信令发展趋势和信令网面临的问题信令发展趋势和信令网面临的问题 解决方案分析解决方案分析 ipip信令网的引入策略信令网的引入策略 主要内容主要内容 ip信令网引入策略信令网引入策略 阶段一：阶段一：r4软交换发展软交换发展： ip信令网标准制订、实验室测试及试点 已完成ip信令网相关规范撰写 实验室测试阶段，验证ipstp组网以及ip/tdm信令互通方案的可行性；检验 ipstp设备成熟度和hlr、smsc、scp等设备的sigtran接口成熟性 。 现网试点阶段，深入验证ipstp组网技术成熟性，探索大规模组建ip信令网的 经验。 阶段二：引入阶段二：引入cm-ims： 按需引

24、入ipstp，解决tdm信令网面临问题，逐步实施信令承载ip化。 阶段三：阶段三：r4和和cm-ims共存共存： 规模建设ip信令网，与tdm信令网并存，承担持续增长的信令流量。tdm 信令网不再扩容。 阶段一阶段一 r4软交换发展软交换发展 阶段二阶段二 引入引入cm-ims 阶段三阶段三 r4和和cm-ims共存共存 阶段四阶段四 cm-ims替代替代r4 信令网的roadmap 08年前，需要对 tdm信令网进行最 后一次大规模扩容 目标容量需满足 ipstp引入时间的 业务量要求（08年 中具备引入条件） 随着ip信令链路 改造和ims发展， tdm信令量进一 步畏缩。 ipstp和i

25、p信令网可 承担大部分信令压力 08年中后引入 ipstp后，将分担 tdm信令网大部分 扩容压力。 引入ipstp后，tdm信令 网的增幅下降，tdm信 令网只需适时作一些小规 模扩容 ipstp互连，避 免对tdm信令网 扩容。 对于对于信令网扩容需求较大的省，可以考虑引入ipstp。 引入方式一： 在省内引入一对ipstp，对信令点提供ip接口，覆盖全省。 引入层面：lstp层面 适合省 省内建有多对lstp，分区覆盖全省，部分lstp的扩容能力受限。 组网方案： 新建ipstp覆盖全省，msc server、ip hlr、（scp、smsc）直接采用 ip接入。 原有信令汇接区划分不变

26、，原有lstp不扩容。 新建ipstp和原有lstp之间设置tdm b链路直接相联。 引入方式二： 在省内引入一对ipstp，对信令点提供tdm和ip接口，覆盖全省。 引入层面：lstp层面 适合省 省内采用两级结构，hstp扩容能力受限。 组网方案 新建ipstp覆盖全省，msc server、ip hlr、（scp、smsc）直接采用 ip接入。 原有tdm信令点采用tdm接入。 新建ipstp与原有hstp采用d链路相联。 ipstp引入策略引入策略 引入方式三： 在省际层面引入一对ipstp，对hstp提供tdm接口，覆盖全省。 引入层面：hstp层面 适合省 省际多个局向b链路带宽受

27、限的省。 组网方案： 新建ipstp覆盖全省，仅与该省hstp相联。新建 msc server、ip hlr、（scp、smsc）直接采 用ip接入。 原有信令汇接区划分不变，原有lstp不扩容。 新建ipstp和原有hstp之间设置b链路直接相联。 同时与其他省hstp设置b链路。 ipstp引入策略引入策略 引入方式一案例：山东 引入方式二案例：广西 引入方式三案例：广东 ipstp引入策略引入策略 案例一：山东案例一：山东 lstp2 济南 lstp1 济南 lstp2 青岛 lstp1 青岛 聊 城 青 岛 东 营 滨 州 菏 泽 枣 庄 济 宁 临 沂 莱 芜 泰 安 德 州 淄 博

28、 济 南 烟 台 威 海 日 照 潍 坊 lstp4 济南 lstp3 济南 tdm链路 新增链路 hstp2 hstp1 东部东部 scpscp 东部东部 gprsgprs 济南济南 smscsmsc 西部西部 gprsgprs 西部西部 scpscp lstp1 lstp2 lstp1 lstp2 hstp1 hstp2 hstp1 hstp2 scp scp smscsmsc vmsc1 vmsc1 msc server2 hlr1 hlr1 山东省山东省b省省 hlr2 msc server1 ip-stp1ip-stp1 m2pa tdm m3ua ip-stp2 ip-stp2 h

29、lr2 新平台的新平台的lstp提升为省际层面的提升为省际层面的ipstp，汇聚省内的，汇聚省内的ip sep之间的之间的 信令量和对应的省际信令量。信令量和对应的省际信令量。 案例一：山东案例一：山东 案例二：广西案例二：广西 lstp1 lstp2 hstp1 hstp2 hstp1 hstp2 scp scp smscsmsc vmsc1 vmsc1 msc server2 hlr1 hlr1 广西区广西区b省省 hlr2 msc server1 ip-stp1ip-stp1 m2pa tdm m3ua ip-stp2 ip-stp2 hlr2 新平台的新平台的lstp逐渐增加逐渐增加i

30、p接口，升级为接口，升级为ipstp，对省内作为，对省内作为lstp， 对省际作为对省际作为hstp，直接与它省，直接与它省ipstp直连。直连。 案例二：广西案例二：广西1 ipstp1 ipstp2 lstp1 lstp2 hstp1 hstp2 hstp1 hstp2 scp scp smscsmsc vmsc1 vmsc1 msc server2 hlr1 hlr1 广西区广西区b省省 hlr2 msc server1 ip-stp1 m2pa tdm m3ua ip-stp2 hlr2 新平台的新平台的lstp逐渐增加逐渐增加ip接口，新引入的接口，新引入的ipsep可由信令大区内的

31、可由信令大区内的 ipstp进行汇聚进行汇聚 案例二：广西案例二：广西2 场景三：广东场景三：广东 lstp1 济南 lstp2 东莞lstp1 东莞 lstp2 深圳 lstp1 深圳 hstp2 hstp1 lstp1 广州 场景三：广东场景三：广东 lstp1 济南 lstp6 东莞lstp5 东莞 lstp4 深圳 lstp3 深圳 hstp2 hstp1 lstp1 广州 hstp4 hstp3 lstp1 lstp2 lstp1 lstp2 hstp1 hstp2 hstp1 hstp2 scp scp smscsmsc vmsc1 vmsc1 msc server2 hlr1 h

32、lr1 广东省广东省b省省 hlr2 msc server1 ip-stp1ip-stp1 m2pa tdm m3ua ip-stp2 ip-stp2 hlr2 案例三：广东案例三：广东 新平台的新平台的hstp提升为省际层面的提升为省际层面的ipstp，汇聚省内的，汇聚省内的ip sep之间的信之间的信 令量和对应的省际信令量。令量和对应的省际信令量。 谢谢！ 附录附录 省际信令负荷预测说明 u采用增长率预测方法采用增长率预测方法 u依据信令负荷增长现状、长期发展趋势分析，依据信令负荷增长现状、长期发展趋势分析， 并考虑奥运、短信卸载等影响因素，对年增长率并考虑奥运、短信卸载等影响因素，对年增长率 进行预测。进行预测。 u根据年增长率对信令负荷总量进行逐年递推。根据年增长率对信令负荷总量进行逐年递推。 u信令负荷信令负荷 n+1n+1（erlerl） 信令负荷信令负荷 nn（erlerl）（）（1 1年增长