?

基于現(xiàn)網(wǎng)的VoLTE組網(wǎng)測(cè)試及智能網(wǎng)業(yè)務(wù)繼承研究

陳培學(xué)1，葉衛(wèi)明2，常賀2，齊志剛2

(1 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司嘉興分公司，嘉興 314000；2 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司浙江分公司，杭州 310012）

摘 要簡(jiǎn)要闡述了VoLTE的原理及基本組網(wǎng)架構(gòu)，重點(diǎn)研究了某通信運(yùn)營(yíng)商基于現(xiàn)網(wǎng)架構(gòu)的VoLTE試驗(yàn)網(wǎng)、實(shí)際組網(wǎng)測(cè)試及主要的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)在VoLTE組網(wǎng)中的繼承測(cè)試，以期為VoLTE的商用部署時(shí)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的繼承提供積極的決策參考。

關(guān)鍵詞VoLTE；智能網(wǎng)；增值業(yè)務(wù)；業(yè)務(wù)繼承

2014年是TD-LTE商用部署的元年，TD-LTE核心網(wǎng)EPC（Evolved Package Core）沒有移動(dòng)電路域，其話音方案不同于過去任何的移動(dòng)通信系統(tǒng)。而話音目前是電信運(yùn)營(yíng)商的首要業(yè)務(wù)，在未來相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)仍將是電信運(yùn)營(yíng)商的重要的業(yè)務(wù)之一，如何為客戶提供便捷的基于TD-LTE終端的話音業(yè)務(wù)是TD-LTE要解決的首要問題之一。從技術(shù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的趨勢(shì)來看，VoLTE（ Voice over Long Term Evolution）作為真正直接由TD-LTE實(shí)現(xiàn)話音的技術(shù)，其完全符合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展演進(jìn)的規(guī)律，將逐漸成熟并成為TD-LTE話音的最主要的應(yīng)用技術(shù)。

1　VoLTE基本原理

目前為TD-LTE提供話音業(yè)務(wù)的方案主要有兩類：Voice over TD-LTE和Voice over 2G/3G。其中Voice over 2G/3G的方案是指通過網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)由2G/3G的電路域提供，主要有CSFB（CS Fallback，電路交換域回落）和多模雙通終端等兩種方案。Voice over TD-LTE是指話音由TD-LTE的空中接口承載的方案，主要是IMS Voice over TD-LTE （VoLTE）。VoLTE是3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的，基于IMS網(wǎng)絡(luò)的TD-LTE話音解決方案。VoLTE是通過TDLTE網(wǎng)絡(luò)作為業(yè)務(wù)接入、IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制的話音解決方案。VoLTE支持高清話音、高清視頻等通信業(yè)務(wù)，能夠繼承現(xiàn)有各種主要增值業(yè)務(wù)，并能夠通過IMS控制快速實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)部署。

VoLTE基本原理是利用TD-LTE的EPC作為透明傳送的IP通道，將TD-LTE終端接入IMS網(wǎng)絡(luò)，由IMS網(wǎng)絡(luò)為其提供話音業(yè)務(wù)，PCC架構(gòu)提供端到端的QoS保障。為了實(shí)現(xiàn)漫游和運(yùn)營(yíng)商互通，實(shí)現(xiàn)4G與2G/3G覆蓋區(qū)域之間的話音業(yè)務(wù)連續(xù)性，引入了eSRVCC（Enhanced Single Radio Voice Call Continuity）技術(shù)。eSRVCC主要增強(qiáng)了遠(yuǎn)端會(huì)話更新流程，媒體切換點(diǎn)改為更靠近本端的設(shè)備，以減少變更消息傳輸時(shí)長(zhǎng)。通過在ATCF/ATGW(Access Transfer MGW)錨定信令面和媒體面的方法，來避免IMS Session Transfer流程。發(fā)生eSRVCC切換時(shí)，只需要?jiǎng)?chuàng)建UE與ATGW之間的承載通道，對(duì)端設(shè)備與ATGW之間的媒體流還是通過原承載通道傳輸。

2　VoLTE組網(wǎng)及智能網(wǎng)業(yè)務(wù)繼承

2.1 VoLTE現(xiàn)網(wǎng)組網(wǎng)環(huán)境及測(cè)試內(nèi)容

本文基于國(guó)內(nèi)某電信運(yùn)營(yíng)商的VoLTE現(xiàn)網(wǎng)組建試點(diǎn)測(cè)試環(huán)境，該運(yùn)營(yíng)商已進(jìn)行了VoLTE的試驗(yàn)網(wǎng)的建設(shè)，開展了與國(guó)內(nèi)其他省、國(guó)際其他通信運(yùn)營(yíng)商的VoLTE高清話音、視頻的互通演示，同時(shí)還進(jìn)行了基于VoLTE音視頻的多項(xiàng)業(yè)務(wù)測(cè)試，取得了一定的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)。

試點(diǎn)測(cè)試組網(wǎng)基于現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境和新建試驗(yàn)環(huán)境，其中新建環(huán)境主要為新建IMS核心網(wǎng)網(wǎng)元包括CSCF（含I-CSCF、S-CSCF、BGCF)、VoLTE SBC、MGCF/IM-MGW，TAS(VoLTE AS)等，同時(shí)新建一套支持2G/3G/4G的HSS，再升級(jí)為支持三合一的融合HSS（包含IMS-HSS、SAE-HSS、2G/3G HLR），統(tǒng)一提供用戶的2G/3G/4G用戶和VoLTE用戶數(shù)據(jù)，新建兩套L-DRA設(shè)備，新建一套eMSC設(shè)備并兼做現(xiàn)網(wǎng)端局。本次試點(diǎn)測(cè)試的業(yè)務(wù)網(wǎng)有關(guān)網(wǎng)元等主要采用新建的方式，為現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試環(huán)境和新建試驗(yàn)環(huán)境共同使用。

現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境主要為對(duì)現(xiàn)網(wǎng)IMS核心網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)支持VoLTE，選擇現(xiàn)網(wǎng)一套IMS CSCF、TAS(VoLTE AS)、IMS HSS、MGCF/IM-MGW升級(jí)同時(shí)支持VoBB和VoLTE用戶，使用本次測(cè)試新建的L-DRA、eMSC設(shè)備和業(yè)務(wù)網(wǎng)網(wǎng)元。

現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境和新建試驗(yàn)環(huán)境均利用現(xiàn)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)、CS核心網(wǎng)、PS核心網(wǎng)、IP承載網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)、信令網(wǎng)等進(jìn)行測(cè)試。本次試點(diǎn)測(cè)試總體組網(wǎng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1　某運(yùn)營(yíng)商VoLTE現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)總體組網(wǎng)架構(gòu)

本次VoLTE試點(diǎn)測(cè)試主要驗(yàn)證7個(gè)方面功能，包括：業(yè)務(wù)功能、網(wǎng)絡(luò)功能、無線功能及性能、網(wǎng)管與安全、終端功能、計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)開通和網(wǎng)管安全。

本次測(cè)試區(qū)分現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境和新建試驗(yàn)環(huán)境，測(cè)試范圍涉及移動(dòng)核心網(wǎng)電路域、分組域、IMS域、PCC、信令網(wǎng)、業(yè)務(wù)平臺(tái)、智能網(wǎng)、無線網(wǎng)、IP專網(wǎng)及業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)等。通過試點(diǎn)測(cè)試，擬全面驗(yàn)證VoLTE端到端組網(wǎng)能力，以話音業(yè)務(wù)能力為驗(yàn)證重點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)業(yè)務(wù)策略進(jìn)行重要智能業(yè)務(wù)及增值業(yè)務(wù)的測(cè)試工作，為VoLTE現(xiàn)網(wǎng)部署積累建設(shè)和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)。

2.2 智能網(wǎng)業(yè)務(wù)繼承方案

智能網(wǎng)業(yè)務(wù)是中國(guó)通信運(yùn)營(yíng)商的重要增值業(yè)務(wù)，也是運(yùn)營(yíng)商的重要業(yè)務(wù)收入來源之一。如VPN短號(hào)業(yè)務(wù)在某些省級(jí)通信運(yùn)營(yíng)商的政企用戶中滲透率達(dá)到了80%以上。欠控業(yè)務(wù)也是重要的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)之一，能夠提高用戶使用的良好感知，同時(shí)對(duì)運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)收入的欠費(fèi)控制作用舉足輕重。因此，對(duì)重要的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)在VoLTE中的能力繼承亟需進(jìn)行相關(guān)測(cè)試驗(yàn)證。

本次VoLTE智能網(wǎng)試點(diǎn)測(cè)試，將當(dāng)前主要的集團(tuán)V網(wǎng)，家庭V網(wǎng)，欠控等業(yè)務(wù)進(jìn)行了驗(yàn)證。為了縮短環(huán)境準(zhǔn)備時(shí)間，全面驗(yàn)證VoLTE端到端組網(wǎng)能力，本次測(cè)試對(duì)智能網(wǎng)有關(guān)設(shè)備建設(shè)以現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)改造、新建等方式有機(jī)結(jié)合，形成了智能網(wǎng)業(yè)務(wù)在VoLTE組網(wǎng)的兩種主要方案，如圖2所示。

方案1：新建IM-SSF/IMS AS，采用IM-SSF互聯(lián)方案，現(xiàn)網(wǎng)的SCP僅支持CAP協(xié)議，需要升級(jí)支持獲取TD-LTE下位置信息。

方案2：采用SCP升級(jí)支持IMS AS方案，SCP升級(jí)支持ISC接口、Sh接口，支持獲取TD-LTE下位置信息。

由于VoLTE智能網(wǎng)需要BOSS/S-CSCF/HSS等周邊設(shè)備配套升級(jí)才能正常商用，且現(xiàn)網(wǎng)智能網(wǎng)平臺(tái)均承載了大量現(xiàn)網(wǎng)2G/3G用戶，直接在現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)存在較大風(fēng)險(xiǎn)。因此本次試點(diǎn)先采用新建測(cè)試環(huán)境，在測(cè)試環(huán)境穩(wěn)定之后再割接入現(xiàn)網(wǎng)，進(jìn)行現(xiàn)網(wǎng)的升級(jí)測(cè)試驗(yàn)證。智能網(wǎng)的環(huán)境搭建分為新建和現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)兩個(gè)步驟，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)方案進(jìn)行說明。

步驟1：初期試點(diǎn)測(cè)試階段，先新建獨(dú)立的測(cè)試環(huán)境，與周邊VoLTE設(shè)備進(jìn)行功能、接口調(diào)測(cè)。

方案1（IM-SSF互連）：新建3套SCP(VPN、欠控、SCOM（VPN與欠控業(yè)務(wù)疊加）)，新建一套獨(dú)立網(wǎng)管設(shè)備管理本次測(cè)試網(wǎng)元；

方案2（升級(jí)支持IMS AS）：方案1的3套SCP(VPN、欠控、SCOM（VPN與欠控業(yè)務(wù)疊加）)升級(jí)支持IMS AS，復(fù)用方案1建設(shè)的網(wǎng)管設(shè)備。

步驟2： 現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)階段，基于步驟1測(cè)試穩(wěn)定為基礎(chǔ)，為盡量減小對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的影響，建議在測(cè)試的智能網(wǎng)目標(biāo)版本穩(wěn)定之后，在現(xiàn)網(wǎng)部分設(shè)備上升級(jí)，正式承載試點(diǎn)用戶。

方案1：升級(jí)現(xiàn)網(wǎng)一套VPN SCP，將VoLTE用戶加入VPN業(yè)務(wù)，升級(jí)現(xiàn)網(wǎng)一套欠控 SCP，支持全省VoLTE用戶加入欠控業(yè)務(wù)；

方案2：升級(jí)SCP Pool，支持全省VoLTE用戶加入VPN集團(tuán)。本次測(cè)試的欠控SCP進(jìn)行改造，支持全省VoLTE用戶加入欠控業(yè)務(wù)。

圖2　VoLTE智能網(wǎng)測(cè)試組網(wǎng)架構(gòu)

2.3 智能網(wǎng)業(yè)務(wù)在VoLTE組網(wǎng)的繼承測(cè)試及主要結(jié)論

本次測(cè)試現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試和新建測(cè)試環(huán)境，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)針對(duì)方案1和方案2進(jìn)行了集團(tuán)V網(wǎng)、家庭網(wǎng)、欠控等全面測(cè)試。包括終端用戶發(fā)起V網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)呼叫、網(wǎng)外呼叫、網(wǎng)外號(hào)碼組呼叫以及網(wǎng)間呼叫、家庭網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)呼叫、家庭網(wǎng)外呼叫等業(yè)務(wù)體驗(yàn)測(cè)試。

在步驟1的新建試點(diǎn)測(cè)試階段，本次測(cè)試對(duì)4G和2G/3G用戶需考慮不同的策略。測(cè)試中對(duì)于4G用戶采用IMS的S-CSCF通過SIP協(xié)議觸發(fā)本次新建的VoLTE AS(IM-SSF)，VoLTE AS將SIP協(xié)議轉(zhuǎn)換為CAP協(xié)議后，觸發(fā)原有的現(xiàn)網(wǎng)SCP。對(duì)于2G/3G用戶以及4G用戶在GSM覆蓋范圍內(nèi)，采用現(xiàn)網(wǎng)MSC通過CAP觸發(fā)SCP。通過測(cè)試本次新建的獨(dú)立測(cè)試環(huán)境，與周邊VoLTE設(shè)備進(jìn)行功能、接口調(diào)測(cè)，信令、媒體、計(jì)費(fèi)、開銷戶、網(wǎng)管等接口均正常。表1根據(jù)測(cè)試情況，對(duì)方案1相關(guān)網(wǎng)元改造實(shí)際情況進(jìn)行了總結(jié)：

表1　VoLTE現(xiàn)網(wǎng)智能網(wǎng)測(cè)試方案1（IM-SSF互連）有關(guān)網(wǎng)元改造方案總結(jié)

在步驟2現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)階段，方案2SCP改造為AS方案，將現(xiàn)網(wǎng)SCP Pool進(jìn)行升級(jí)，支持VoLTE VPN方案2的測(cè)試；將步驟1新建的欠控測(cè)試SCP改造支持VoLTE AS方案2的測(cè)試。對(duì)簽約智能業(yè)務(wù)的4G用戶，IMS的S-CSCF通過SIP協(xié)議直接觸發(fā)SCP AS。在VoLTE AS目標(biāo)版本測(cè)試穩(wěn)定之后，在現(xiàn)網(wǎng)部分設(shè)備上升級(jí)，正式承載試點(diǎn)用戶。

通過測(cè)試將本次新建測(cè)試環(huán)境在步驟1之后進(jìn)行升級(jí)并割接入現(xiàn)網(wǎng)SCP改造為AS的方案，簽約智能業(yè)務(wù)的4G用戶，IMS的S-CSCF通過SIP協(xié)議直接觸發(fā)SCP AS， 與周邊VoLTE設(shè)備進(jìn)行功能、接口調(diào)測(cè)，信令、媒體、計(jì)費(fèi)、開銷戶、網(wǎng)管等接口均正常。表2根據(jù)測(cè)試情況，對(duì)方案2相關(guān)網(wǎng)元改造實(shí)際情況進(jìn)行了總結(jié)。

表2　VoLTE現(xiàn)網(wǎng)智能網(wǎng)測(cè)試方案2（SCP改造為AS）有關(guān)網(wǎng)元改造方案總結(jié)

基于本次現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試和新建測(cè)試環(huán)境進(jìn)行驗(yàn)證，終端用戶發(fā)起V網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)呼叫、網(wǎng)外呼叫、網(wǎng)外號(hào)碼組呼叫以及網(wǎng)間呼叫、家庭網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)呼叫、家庭網(wǎng)外呼叫，業(yè)務(wù)體驗(yàn)與現(xiàn)網(wǎng)一致，驗(yàn)證了VoLTE端到端組網(wǎng)中終端用戶在TD-LTE和2G/3G覆蓋下，集團(tuán)V網(wǎng)、家庭網(wǎng)、欠控等智能網(wǎng)業(yè)務(wù)均實(shí)現(xiàn)了可繼承性。由于各省區(qū)均有地方特有的部分智能業(yè)務(wù)，建議基于VoLTE的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)正式商用之前，對(duì)省區(qū)內(nèi)特有的智能業(yè)務(wù)再進(jìn)行充分的VoLTE組網(wǎng)測(cè)試?yán)^承驗(yàn)證。

從初步測(cè)試結(jié)果看，VoLTE的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)測(cè)試方案2相對(duì)方案1無需IMS-SSF做協(xié)議轉(zhuǎn)換，對(duì)接的接口都是標(biāo)準(zhǔn)接口，即涉及周邊網(wǎng)元更少，接口對(duì)接更為簡(jiǎn)單，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的改造要求更少，調(diào)測(cè)周期也更短。從成本控制和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的角度，建議將來VoLTE商用時(shí)采用智能網(wǎng)業(yè)務(wù)采用方案2，即采用現(xiàn)網(wǎng)SCP升級(jí)支持IMS AS。

3　結(jié)束語

從工信部從2013年12月4日發(fā)布TD-LTE牌照以來，國(guó)內(nèi)TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈得到更加迅速地發(fā)展。VoLTE作為解決4G用戶話音的目標(biāo)方案已經(jīng)日漸成熟，而VoLTE商用除了考慮話音、視頻等基本業(yè)務(wù)之外，作為中國(guó)各大運(yùn)營(yíng)商主要業(yè)務(wù)的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)在VoLTE環(huán)境下的繼承性能亟需進(jìn)行大量測(cè)試研究。

本次試點(diǎn)測(cè)試分別采用智能網(wǎng)新建部署和現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)改造兩種方案，全面驗(yàn)證了現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下的VoLTE端到端商用組網(wǎng)能力，VoLTE的網(wǎng)絡(luò)功能和智能網(wǎng)業(yè)務(wù)均基本滿足測(cè)試要求。為了更好適應(yīng)將來VoLTE商用環(huán)境的使用，通過進(jìn)一步驗(yàn)證復(fù)雜商用環(huán)境下的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)繼承性以及IOT的兼容性，將更好實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)在VoLTE網(wǎng)絡(luò)中的全面良好的業(yè)務(wù)繼承。

參考文獻(xiàn)

[1]徐德平，程日濤，張新程.VoLTE關(guān)鍵技術(shù)及部署策略研究[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2014(02):75-79.

[2]周峰，許正鋒，羅俊. VoLTE業(yè)務(wù)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案的研究與分析[J]. 電信科學(xué), 2013(02):31-35.

[3]張長(zhǎng)青. TD-LTE終極話音技術(shù)VoLTE應(yīng)用分析[J]. 移動(dòng)通信, 2014(03-04):52-56.

[4]朱斌，文濤，符剛，等. VoLTE部署關(guān)鍵問題研究[J]. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù), 2014(02):1-5.

Research on VoLTE network testing and inheritance of intelligent network service

CHEN Pei-xue1, YE Wei-ming2, CHANG He2, QI Zhi-gang2

(1 China Mobile Group Zhejiang Co., Ltd. Jiaxing Branch, Jiaxing 314000, China; 2 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Zhejiang Branch, Hangzhou 310012, China)

AbstractThis paper briefl y describes the principle of VoLTE and the basic network architecture, then studies the networking, the succession of main intelligent network service and tests of VoLTE basing on the current network architecture of a communication operators, in order to provide reference for the commercial succession deployment of intelligent network services in VoLTE network.

KeywordsVoLTE; intelligent network; value added service; service succession

收稿日期：2014-11-14

文章編號(hào)1008-5599（2015）01-0087-05

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

中圖分類號(hào)TN929.5