2024年1月7日发(作者：)
电信工程技术与标准化
VoLTE 专 题2018年 第2期
VoLTE容灾机制研究及优化方案
朱玉峰，黄耀军，唐子民
（中国移动通信集团公司广东有限公司深圳分公司，深圳 518048）摘 要 本文对VoLTE现网网络结构及容灾机制进行研究分析，发现现存容灾机制中存在的缺点和不确定性，针对其中的问题，进行了深入研究和分析，创新的提出了1种快速容灾抢通方案，以达到提升VoLTE业务运维能力和用户业务感知的目的。关键词 VoLTE；容灾；故障检测；被叫锚定中图分类号
TN929.5
文献标识码
A
文章编号
1008-5599（2018）02-0022-04VoLTE是基于LTE网络为用户提供高质量语音业务的技术，作为国内运营商应对OTT挑战的关键技术，对运营商的战略转型有着不同寻常的意义。随着各大运营商对VoLTE的快速部署，VoLTE网络已经初具规模，但由于新技术的复杂性以及建设部署中的不确定性，当前VoLTE网络建设中如何保障网络的健壮性，快速定位故障原因、抢通业务依然是网络运维工作中面临的巨大挑战，首先了解一下VoLTE现网组网方案及容灾机制原理。1 组网方案及容灾情况1.1 网络拓扑图VoLTE容灾范围包括EPC、CS和IMS 3个网络域。其中，EPC域包括MME、S/P-GW、PCRF；CS域包括MSS、MGCF；IMS域包括SBC、ISBG、VoLTE
AS，其拓扑结构如图1所示。收稿日期：2017-10-23图1 VoLTE网络拓扑1.2 容灾总体原则当IMS网络中某个网元故障后，通过采用容灾倒换机制，使网络中其它同类网元接管故障网元的业务，在这个过程中可能会造成一定的业务损失，因此需要对容灾倒换产生的用户体验提出要求。当IMS网络中某个网元故障恢复并承载业务后，通22 2018年2月 第 2 期（第31卷 总第245期）月刊
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电信工程技术与标准化过采用容灾倒回机制，使网络中一定范围内同类网元的部分业务快速迁移至这个网元上，因此需要对容灾倒回可迁移的业务量和所需时长提出要求。点网元故障是否已恢复。步骤5：源节点网元收到目的节点网元的200 OK响应。步骤6：源节点网元判断目的节点网元故障恢复，2 IMS的故障检测IMS域中使用SIP协议通信的网元的故障检测基于SIP协议的OPTIONS消息，使用此故障检测方式的IMS网元包括VoLTE SBC、I-CSCF、S-CSCF、MGCF、VoLTE AS（TAS、SCC AS）。IMS域其它网元采用各自原有故障检测方式，此处不赘述。适用于Mw、ISC、Mg等接口网元。IMS域故障检测流程如图2所示。将其移出黑名单。3 IMS容灾机制分析目前的IMS容灾主要基于OPTIONS信息检测，实现全网网元级别的容灾备份，但是还存在如下不确定因素。（1）检测机制可以实现故障网元的快速隔离，对于非注册类网元，可以完美实现业务的快速容灾切换；对于保存用户信息的注册类网元，可以保证新注册用户业务正常，但是对于已注册用户，如无主动操作，可能会影响用户的被叫业务，如SBC类网元。（2）假活场景的存在，导致网元可以正常响应OPTIONS消息，但是无法正常提供业务，容灾检测机制失效，需要通过人工干预实现隔离。（3）IMS网络路由高度依赖ENS的地址解析翻译，ENS故障可能会导致整个IMS网络的瘫痪，考虑到网元的重要性，需要增加ENS网元的容灾备份冗余度。综上，考虑到以上存在的问题和因素，容灾机图2 IMS域故障检测流程制还存在缺陷和不足，一旦检测机制无法生效，鉴于VoLTE网络的复杂性，大大增加了故障定位的难度和步骤1：源节点网元发送至目的节点网元的REGISTER、INVITE、MESSAGE等SIP消息。步骤2：在t1时间内未收到响应，源节点网元启动向目的节点网元的OPTIONS检测（检测周期和次数可配置）。步骤3：检测后，未收到目的节点网元任何响应，判断目的节点网元故障，移入黑名单，在检测到故障恢复之前，任何消息均不发送至此网元。步骤4：源节点网元可选等待t3时间后，启动OPTIONS检测（检测周期和次数可配置），确定目的节业务抢通的时间，严重影响用户业务感知。基于以上原因，我们对VoLTE业务流程研究和梳理，提出了一种利用CS网络在业务层面实现VoLTE网络容灾的方案。4 基于业务层面的VoLTE网络容灾方案VoLTE注册：VoLTE用户使用VoLTE终端在EPC、IMS网络完成附着和注册，为后续呼叫等IMS多媒体业务提供基础。VoLTE注册完成后EPC网络建立IMS信令缺省承载通道，用户获取IMS网络P-CSCF23 2018年2月 第 2 期（第31卷 总第245期）月刊
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VoLTE 专 题2018年 第2期使被叫流程不再经过IMS域处理，实现容灾。（3） 通过以上两种方式，关闭进入IMS核心网的两个入口，实现将VoLTE用户切换回CS网络，主被叫都不再经过IMS域处理，具体如图4所示。6 实施效果验证2017年3月，某地运营商部分客户无法正常拨打接听电话，提示“用户图3 VoLTE呼叫及被叫锚定流程正忙”，故障位置不集中，客服引导投诉用户通过短地址，P-CSCF、S-CSCF 均保存用户信息。锚定：为了保证用户业务一致性，VoLTE用户的业务处理需要锚定到IMS域处理。由于主叫补充业务相对较少，中国移动采用“主叫不锚定，被叫锚定”的方案，即VoLTE用户作为被叫一定要经过IMS域处理，特别是主叫从CS网络发起呼叫时。具体业务流程如图3所示。
信取消VoLTE功能后，用户主被叫通话恢复正常；投诉量迅速增加，故障矛头直指VoLTE网络，由于故障位置不集中，且网元运行无明显异常，维护人员无法在短时间内定位故障原因，此时为保障用户正常通话，启动强制用户CSFB方案，操作实施10min内迅速恢复用户语音业务，取得了很好的业务抢通效果。5 容灾原理（1） VoLTE用户正常主叫呼叫流程是通过EPC网络进入本地IMS网络，通过在SAEGW上关闭IMS APN的方式，可以将主叫呼叫流通过CSFB方式流入本地CS网络，实现这部分用户主叫业务的容灾。（2） VoLTE用户做被叫，主叫用户起呼于CS网络，被叫呼叫流进入IMS网络是通过被叫锚定进入IMS网络，通过关闭被叫锚定可以图4 容灾原理图24 2018年2月 第 2 期（第31卷 总第245期）月刊
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电信工程技术与标准化7 总结参考文献CSFB容灾方案实现了极端情况下通过CS网络对IMS业务的快速容灾，能有效阻断本地PS网络和CS网络语音呼叫流，达到了提升VoLTE业务运维能力和用户业务感知的目的。但是不可否认的是，本方案也还存在一些不足，如无法实现异地VoLTE用户呼叫本地VoLTE用户的业务抢通。VoLTE 的建设还需要更多更深入的研究，各类用户体验还需要不断地提升和优化，此文旨在抛砖引玉，借此问题的分析，希望能够为网络运维能力的提升提供一种新的思考方式和角度。[1] 3GPP TS 24.228 V5.15.0. Signalling flows for the IP multimedia
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(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Shenzhen Branch, Shenzhen 518048, China)Abstract This article fi rst carries on the analysis to the VoLTE network structure and disaster recovery mechanism,
found the shortcomings in the existing disaster recovery mechanism and uncertainty, aiming at the
problems, the paper conducts a in-depth research and analysis, put forward the innovation of one fast
recovery reopened scheme, in order to improve the ability of VoLTE business operation and the service
perception of ds VoLTE; disaster recovery; fault detection; called anchoringNewsSemtech以新一代LoRa平台支持物联网未来发展Semtech Corporation近日宣布推出其新一代的LoRa器件和无线射频技术（LoRa技术）芯片组，这些新产品中的先进技术可以支持客户去开发更多创新的低功耗广域网络（LPWAN）应用范例。通过满足任何类型无线射频环境对高性价比和可靠传感器到云端连接的各种需求，全新LoRa芯片组的新功能和更高性能将显著改善物联网（IoT）传感器应用的性能和功能，从而满足对超低功耗、更小尺寸和长距离无线连接的需求，并缩短最终产品的开发周期。此外，新的平台带有一个命令接口，使开发人员仅用10行代码就可以设置数据包的发送和接收，从而简化射频配置和缩短开发周期，使用户能够专注于其应用本身。新的芯片组比现有产品的占位面积缩小了45%，可以非常灵活地针对采用LoRaWAN全球开放标准的各种应用需求进行配置。这些芯片组也支持FSK调制，以兼容传统的协议并提供帮助它们转向LoRaWAN
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