2024年3月15日发(作者：果辰锟)
移动承载网中信令带宽的计算公式
说明，在移动承载网中，常见的有Mc（MSS控制MGW的信令，我司和NOKIA设备使用H.248，爱立信设备使用MGCP信
令）、Nc（可以使用宽带的BICC用MSS间，或者ISUP等用于M-NSC上同PSTN/PLMN通信）这样的宽带信令。这样的信
令，我们通常分配总业务带宽的5%作为信令和协议控制带宽。另外，就是SIGTRAN的窄带带宽。在一些项目中，局
方会单独建设一张信令承载网（包括CMCC的G9网），此时，通常通过租用E1的方式建网。由于E1的带宽较小，所
以我们需要精确计算SIGTRAN信令的带宽。本文试图分析窄带信令的带宽占用情况。
计算公式：
B1 = 12.8 × F1
B2 = 12.8 × F2
B = (B1×N1+B2×N2) / (N1+N2)
B：SIGTRAN的带宽；B1：CAP/MAP信令带宽；B2：TUP/ISUP信令带宽；F1：CAP/MAP的SIGTRAN系数；F2：TUP/ISUP
的SIGTRAN系数；N1，N2：信令中CAP/MAP和TUP/ISUP的比例（在移动网中，可近似理解智能网/短信业务和话音业
务的信令比例）
以下是具体的算法过程：
典型的组网为：MSC----STP(SG7000)----NE40------------------NE40----STP(SG7000)----MSC
其中，STP（就是我们常说的“信令转接点”）使用SG7000设备，也兼作SG信令网关（其作用是将TDM的信令作底
层封装，承载在IP网络上，也就是SIGTRAN功能）。我们按照STP的计算方式，以SIGTRAN链路为单位。这个SIGTRAN
链路是信令网的一个常用单位，表征了承载信令的多少。
我们计算NE40间的带宽，需要2个参数：1、每条SIGTRAN的带宽，2、SIGTRAN的链路数量。
下面，我们分别讨论2个参数的计算：
首先，我们看看几个术语：LSL，低速链路，即64Kbps链路；HSL，高速链路，即2Mbps链路，等效31个LSL。我们
的信令在物理上是在LSL或者HSL上传输的。
1、 每条SIGTRAN的带宽（中间使用E1链路PPP方式），参考图1。
图1：SIGTRAN的封装情况
MAP/CAP：
直接裸IP转发时： 110-14+16+24+20+7=163
进MPLS L3 VPN转发时： 110-14+16+24+20+4+4+7=171
MPLS TE FRR时： 110-14+16+24+20+4+4+4+7=175
TUP/ISUP：
直接裸IP转发时： 30-14+16+24+20+7=83
进MPLS VPN转发时： 30-14+16+24+20+4+4+7=91
MPLS TE FRR时： 30-14+16+24+20+4+4+4+7=95
（参数说明：由于假设NE40间是E1互连，这里按照底层是PPP的方式。
110：MAP/CAP信令的净荷；
14：原来SS7方式时的开销，使用SIGTRAN后，这部分将会被去掉，用后面的SIGTRAN开销替换，所以减去；16：M3UA
的封装，这是当前比较流行的方式，支持点到多点连接，支持最新的MSC SERVER POOL方案。另一种M2UA的封装是
点对点的，不流行；
24：SCTP开销；
20：IP开销；
7：PPP的开销，有7字节和9字节两种，主要区别在于一个CSC是16位的，一个是32位的）
关于保护的带宽，我认为在这种组网情况下，信令是不需要使用MPLS TE FRR等IP承载网的保护技术的。因为信令
有自己的保护机制，这个已经足够了（SCTP Multi-homing，可以提供网络端到端秒级的保护倒换。这部分我们数
通不展开，只是告诉客户，信令产品有保护机制就可以了，我们数通不提具体技术，只是在问道时，回到有信令
保护机制就行了。）主要是因为E1带宽受限，所以尽量不要在IP承载层保护。如果带宽多，那么可以实施IP保护
技术。
现在，对于SIGTRAN的信令，折算成带宽如下：
一条64Kbps链路传SS7时（LSL），根据工程经验，这条LSL的利用率为0.2Erl，则其实际使用带宽为64×
0.2=12.8Kbps。我们只需要将SIGTRAN后的包长除以原SS7包长，就可以得到SIGTRAN后，对于带宽的一个增长系数
（SIGTRAN只是将SS7中下3层替换成了IP的封装，上层不变）。
以MAP的IP转发为例，计算结果为：
12.8Kbps×（163/110）=18.67Kbps （18.67就是MAP信令的F1参数，12.8Kbps就是B1）。
现将所有报文计算结果罗列如下：
MAP/CAP：
IP 18.67Kbps
L3 VPN 19.90Kbps
TE FRR 20.36Kbps
TUP/ISUP:
IP 35.41Kbps
L3 VPN 38.83Kbps
TE FRR 40.53Kbps
在实际的网络中，MAP/CAP是负责增值智能业务的，TUP/ISUP是负责通话的。移动网络中，我们近似认为两种信令
报文的比例是4:1（移动网中，PPS和SMS等智能、短信业务占用大量的信令，即N1=4，N2=1），那么可以计算出一
个平均的LSL信令链路带宽为：
IP (18.67*4+35.41)/5=22.02Kbps （22.02Kbps就是IP转发时的B）
VPN (19.90*4+38.83)/5=23.68Kbps
TE FRR (20.36*4+40.53)/5=24.39Kbps
关于产品的说明：
1、如果信令在SG出口是划分了VLAN的，到了NE40，需要终结VLAN，因为NE40不支持E1桥接模式。
2、如果是ML-PPP方式，是第一个报文上需要加上2Byte作为分片标志，这里可以不考虑计算。
3、进L2 VPN时，需要保留2层头，本文没有计算。
2、SIGTRAN的链路数
这个链路数，我们按照移动/固网计算出的数量，直接使用就可以了。此时，移动或者固网给出的SIGTRAN的业务
量就是SIGTRAN链路数。如果固网/移动产品给出的是用户数，需要按照话务量做计算，过程比较复杂（设计到MGW
和SG的单板配置情况），我们数通是难以计算的，这是应当要求提供SIGTRAN之后的链路数。
实际上，一条64K信令链路所连接的业务系统（MSC或HLR）可以最大发出0.7Erl的信令（理论极限是1Erl，实际上
设备利用率没有那么高，业务流量最高到0.7Erl，这是业界经验值）。而一条信令链路按照工程经验，正常情况
下承载的信令流量是0.2Erl。在大多数项目中，我们的SG7000双归到远端的2台MSS，要求冗余容灾，即每链路需
要0.4Erl。加上局方要求的20%预量，也没有超过0.7Erl。
另外，我个人建议，数通IP承载在这样的项目中最好不做MPLS TE FRR或者VPN，因为单一业务承载，且移动做了2
倍冗余，加上SCTP multihoming，保护非常完善了。
2024年3月15日发(作者：果辰锟)
移动承载网中信令带宽的计算公式
说明，在移动承载网中，常见的有Mc（MSS控制MGW的信令，我司和NOKIA设备使用H.248，爱立信设备使用MGCP信
令）、Nc（可以使用宽带的BICC用MSS间，或者ISUP等用于M-NSC上同PSTN/PLMN通信）这样的宽带信令。这样的信
令，我们通常分配总业务带宽的5%作为信令和协议控制带宽。另外，就是SIGTRAN的窄带带宽。在一些项目中，局
方会单独建设一张信令承载网（包括CMCC的G9网），此时，通常通过租用E1的方式建网。由于E1的带宽较小，所
以我们需要精确计算SIGTRAN信令的带宽。本文试图分析窄带信令的带宽占用情况。
计算公式：
B1 = 12.8 × F1
B2 = 12.8 × F2
B = (B1×N1+B2×N2) / (N1+N2)
B：SIGTRAN的带宽；B1：CAP/MAP信令带宽；B2：TUP/ISUP信令带宽；F1：CAP/MAP的SIGTRAN系数；F2：TUP/ISUP
的SIGTRAN系数；N1，N2：信令中CAP/MAP和TUP/ISUP的比例（在移动网中，可近似理解智能网/短信业务和话音业
务的信令比例）
以下是具体的算法过程：
典型的组网为：MSC----STP(SG7000)----NE40------------------NE40----STP(SG7000)----MSC
其中，STP（就是我们常说的“信令转接点”）使用SG7000设备，也兼作SG信令网关（其作用是将TDM的信令作底
层封装，承载在IP网络上，也就是SIGTRAN功能）。我们按照STP的计算方式，以SIGTRAN链路为单位。这个SIGTRAN
链路是信令网的一个常用单位，表征了承载信令的多少。
我们计算NE40间的带宽，需要2个参数：1、每条SIGTRAN的带宽，2、SIGTRAN的链路数量。
下面，我们分别讨论2个参数的计算：
首先，我们看看几个术语：LSL，低速链路，即64Kbps链路；HSL，高速链路，即2Mbps链路，等效31个LSL。我们
的信令在物理上是在LSL或者HSL上传输的。
1、 每条SIGTRAN的带宽（中间使用E1链路PPP方式），参考图1。
图1：SIGTRAN的封装情况
MAP/CAP：
直接裸IP转发时： 110-14+16+24+20+7=163
进MPLS L3 VPN转发时： 110-14+16+24+20+4+4+7=171
MPLS TE FRR时： 110-14+16+24+20+4+4+4+7=175
TUP/ISUP：
直接裸IP转发时： 30-14+16+24+20+7=83
进MPLS VPN转发时： 30-14+16+24+20+4+4+7=91
MPLS TE FRR时： 30-14+16+24+20+4+4+4+7=95
（参数说明：由于假设NE40间是E1互连，这里按照底层是PPP的方式。
110：MAP/CAP信令的净荷；
14：原来SS7方式时的开销，使用SIGTRAN后，这部分将会被去掉，用后面的SIGTRAN开销替换，所以减去；16：M3UA
的封装，这是当前比较流行的方式，支持点到多点连接，支持最新的MSC SERVER POOL方案。另一种M2UA的封装是
点对点的，不流行；
24：SCTP开销；
20：IP开销；
7：PPP的开销，有7字节和9字节两种，主要区别在于一个CSC是16位的，一个是32位的）
关于保护的带宽，我认为在这种组网情况下，信令是不需要使用MPLS TE FRR等IP承载网的保护技术的。因为信令
有自己的保护机制，这个已经足够了（SCTP Multi-homing，可以提供网络端到端秒级的保护倒换。这部分我们数
通不展开，只是告诉客户，信令产品有保护机制就可以了，我们数通不提具体技术，只是在问道时，回到有信令
保护机制就行了。）主要是因为E1带宽受限，所以尽量不要在IP承载层保护。如果带宽多，那么可以实施IP保护
技术。
现在，对于SIGTRAN的信令，折算成带宽如下：
一条64Kbps链路传SS7时（LSL），根据工程经验，这条LSL的利用率为0.2Erl，则其实际使用带宽为64×
0.2=12.8Kbps。我们只需要将SIGTRAN后的包长除以原SS7包长，就可以得到SIGTRAN后，对于带宽的一个增长系数
（SIGTRAN只是将SS7中下3层替换成了IP的封装，上层不变）。
以MAP的IP转发为例，计算结果为：
12.8Kbps×（163/110）=18.67Kbps （18.67就是MAP信令的F1参数，12.8Kbps就是B1）。
现将所有报文计算结果罗列如下：
MAP/CAP：
IP 18.67Kbps
L3 VPN 19.90Kbps
TE FRR 20.36Kbps
TUP/ISUP:
IP 35.41Kbps
L3 VPN 38.83Kbps
TE FRR 40.53Kbps
在实际的网络中，MAP/CAP是负责增值智能业务的，TUP/ISUP是负责通话的。移动网络中，我们近似认为两种信令
报文的比例是4:1（移动网中，PPS和SMS等智能、短信业务占用大量的信令，即N1=4，N2=1），那么可以计算出一
个平均的LSL信令链路带宽为：
IP (18.67*4+35.41)/5=22.02Kbps （22.02Kbps就是IP转发时的B）
VPN (19.90*4+38.83)/5=23.68Kbps
TE FRR (20.36*4+40.53)/5=24.39Kbps
关于产品的说明：
1、如果信令在SG出口是划分了VLAN的，到了NE40，需要终结VLAN，因为NE40不支持E1桥接模式。
2、如果是ML-PPP方式，是第一个报文上需要加上2Byte作为分片标志，这里可以不考虑计算。
3、进L2 VPN时，需要保留2层头，本文没有计算。
2、SIGTRAN的链路数
这个链路数，我们按照移动/固网计算出的数量，直接使用就可以了。此时，移动或者固网给出的SIGTRAN的业务
量就是SIGTRAN链路数。如果固网/移动产品给出的是用户数，需要按照话务量做计算，过程比较复杂（设计到MGW
和SG的单板配置情况），我们数通是难以计算的，这是应当要求提供SIGTRAN之后的链路数。
实际上，一条64K信令链路所连接的业务系统（MSC或HLR）可以最大发出0.7Erl的信令（理论极限是1Erl，实际上
设备利用率没有那么高，业务流量最高到0.7Erl，这是业界经验值）。而一条信令链路按照工程经验，正常情况
下承载的信令流量是0.2Erl。在大多数项目中，我们的SG7000双归到远端的2台MSS，要求冗余容灾，即每链路需
要0.4Erl。加上局方要求的20%预量，也没有超过0.7Erl。
另外，我个人建议，数通IP承载在这样的项目中最好不做MPLS TE FRR或者VPN，因为单一业务承载，且移动做了2
倍冗余，加上SCTP multihoming，保护非常完善了。