建設IP關口局， 促進5G多媒體業(yè)務的互聯(lián)互通

作者：洪鈞

隨著VoLTE應用的普及，運營商IMS網絡規(guī)模也不斷擴大。由于歷史原因，IMS網絡之間的互通仍要通過傳統(tǒng)的電路關口局進行，不但效率低下，而且用戶體驗較差。現(xiàn)在5G網絡部署方興未艾，繼續(xù)采用電路方式互通已經無法滿足需求，必將嚴重制約5G新業(yè)務的發(fā)展。

有鑒于此，加速推動IMS網絡通過IP方式互通就迫在眉睫了。2019年2月，工信部印發(fā)了《IMS網絡互聯(lián)互通試點實施方案》，決定實施IMS網絡互通試點工作。經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網間互通的系統(tǒng)架構

圖1  IMS網間互通的系統(tǒng)架構

運營商的IMS網絡各自新增IBCF和TrGW模塊（一般可合稱I-SBC設備），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)務的信令互通、拓撲隱藏和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)務的媒體互通、拓撲隱藏和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換等功能。

IBCF之間的Ici接口負責SIP信令的跨網轉發(fā)。TrGW之間的Izi接口負責媒體流的跨網轉發(fā)。IBCF與其它網元（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換。在網間實際互通時，采用哪種版本由運營商協(xié)商確定。

IMS網絡互聯(lián)互通試點

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

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

運營商A已完成割接的話務量超過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。

■ 組網方案

試點工程的IMS網間互通邏輯組網架構如圖2所示。

圖2  IMS網間互通的邏輯組網架構

IP關口局負責VoLTE/VoBB網絡和其它運營商的VoLTE/VoBB網絡的信令和媒體互通，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，對內與VoLTE/VoBB網絡對接。IBCF采用負荷分擔方式統(tǒng)一處理全省業(yè)務，不再細分到各地市。

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

CS/NGN網絡繼續(xù)通過現(xiàn)有電路關口局互通，不再接入新的IP關口局。

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

■ 建設方案

IMS網間互通的建設方案如圖3所示。

圖3  IMS網間互通的建設方案

該方案的基本原則是“分省部署，省間互通”。按照相關規(guī)劃，IMS網間互通點的設置以省為單位，省內業(yè)務通過省會IP關口局互通，省際長途業(yè)務采用與現(xiàn)網一致的遠端入網方式，通過被叫用戶歸屬的省會IP關口局互通。

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絡虛擬化演進趨勢，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，采用標準架式通用服務器，以達到快速靈活部署、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網絡的路由方案基于以下三個原則。

（1）不同網絡采用不同域名。運營商VoLTE網絡的域名規(guī)定為sf.ims.mncxyz.mcc460.3gppnetwork.org（其中sf為省份縮寫，xyz為網絡編號），VoBB網絡的域名為sf.oidims.cn（其中oid為運營商標識）。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絡，即域名形式為xxx.13y.com（其中xxx為被叫歸屬地的區(qū)號，13y為網絡接入號）。

（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)和歸屬網絡，并按照被叫域名由DNS解析選路，只有在ENUM返回無效結果時才會依據主叫域名。

（3）受端入網。主叫側查詢ENUM后，根據域名將呼叫接續(xù)到被叫側。如被叫查詢結果為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關口局。

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

IMS網絡互聯(lián)互通的未來

在認真總結和分析前一階段試點工作的經驗和問題后，工信部近期下發(fā)了《IMS網絡互聯(lián)互通全國推廣工作方案》，目前正在征求運營商、制造商和相關研究機構的意見。可以預計，在不久的將來，IP關口局建設工作就會大規(guī)模開展，為5G新型語音業(yè)務的部署準備好條件。

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