中原油田通信全I(xiàn)P化發(fā)展探討﹡

周世俊， 桂松濤， 張水堂

0 引言

油田通信經(jīng)過多年的建設(shè)，通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)由單純的電話網(wǎng)向多業(yè)務(wù)綜合信息網(wǎng)轉(zhuǎn)變，已形成了由石油專用衛(wèi)星通信網(wǎng)、石油長途電路網(wǎng)、公網(wǎng)長途出口、油田內(nèi)部市話交換網(wǎng)、光環(huán)路骨干傳輸網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)出口等多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。目前擁有16個(gè)通信站，共計(jì)5個(gè)獨(dú)立局和21個(gè)模塊局，實(shí)現(xiàn)了與濮陽電信、聯(lián)通、移動、鐵通等多家電信運(yùn)營商的互聯(lián)互通，覆蓋了5500平方公里的油區(qū)及周邊。油田通信現(xiàn)有的程控、寬帶數(shù)據(jù)、會議電視等多個(gè)專門的業(yè)務(wù)承載平臺，彼此間各自占用獨(dú)立的光纜、電纜資源和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。骨干傳輸網(wǎng)由1個(gè)10G主環(huán)、2個(gè)2.5G分支和1個(gè)2.5G基地環(huán)組成。寬帶網(wǎng)絡(luò)則由萬兆鏈路和萬兆路由器、萬兆交換機(jī)組成萬兆核心網(wǎng)，13個(gè)通信站的匯聚交換機(jī)通過千兆鏈路上聯(lián)到核心交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)了與電信、聯(lián)通的萬兆網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

1 存在的問題

首先，在用設(shè)備故障率高。目前在網(wǎng)程控設(shè)備最長運(yùn)行時(shí)間有30多年，傳輸設(shè)備也有20多年。伴隨著設(shè)備和鏈路的長期運(yùn)行，硬件設(shè)備老化使得故障頻繁出現(xiàn)，造成網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本和維護(hù)成本的不斷增加，特別是部分產(chǎn)品型號老舊，廠家停止對產(chǎn)品的后續(xù)支持和維護(hù)，這些設(shè)備在網(wǎng)運(yùn)行存在眾多隱患、故障頻發(fā)。

其次，新業(yè)務(wù)無法開展。隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)有設(shè)備能力不能滿足現(xiàn)在高帶寬、大流量業(yè)務(wù)的需要，同時(shí)設(shè)備也不支持新出現(xiàn)的應(yīng)用，無法滿足用戶日益增長的需求。

最后，應(yīng)用系統(tǒng)功能不完善。油田通信雖然建立了電話計(jì)費(fèi)、寬帶計(jì)費(fèi)、112、114、客戶等應(yīng)用系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)是不同時(shí)期逐步建立的，前后跨度有一二十年，由于廠家和技術(shù)不同所以造成維護(hù)管理困難。并且還缺乏運(yùn)維支撐、設(shè)備管理、綜合網(wǎng)管等系統(tǒng)，大量的信息是通過人工方式進(jìn)行，不能及時(shí)快速實(shí)現(xiàn)客戶服務(wù)響應(yīng)。

2 可行性

隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，軟交換、VoIP、IP城域網(wǎng)等技術(shù)的逐步商用，各種傳統(tǒng)業(yè)務(wù)都出現(xiàn)了IP化的解決方案，同時(shí)都提供了相對豐富的接口方式，在簡化網(wǎng)絡(luò)層次和類型的同時(shí)，也提供了融合的承載能力，從今后的運(yùn)營和發(fā)展角度來說，今后油田通信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)該是采用基于IP技術(shù)的綜合承載平臺。

首先，IP成為了業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)。IP技術(shù)已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的潮流，無論是傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)，還是視頻會議系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)，基于IP技術(shù)的產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)深入到了每個(gè)領(lǐng)域，并且都成功的進(jìn)行了商用，達(dá)到了通信行業(yè)的嚴(yán)格要求。

其次，IP提供了快速的業(yè)務(wù)擴(kuò)展。由于IP技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和開放性，以IP技術(shù)為基礎(chǔ)的新產(chǎn)品更適用于所有接入和業(yè)務(wù)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，有利于多項(xiàng)業(yè)務(wù)的無縫融合，用戶在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)所期望的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)就能提供各類業(yè)務(wù)能力的情況也已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，一項(xiàng)新業(yè)務(wù)只要是基于IP技術(shù)的都通過少量投資而快速接入網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行推廣應(yīng)用，不要重新大規(guī)模投資和大量施工建設(shè)。

第三，IP化滿足了企業(yè)轉(zhuǎn)型的需要。傳統(tǒng)運(yùn)營商如果只提供單一的話音或者互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，難以保持足夠的利潤增長。同時(shí)原有技術(shù)方式中各個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)工作繁雜，也不利于企業(yè)服務(wù)市場的開拓。通過IP化減少了網(wǎng)絡(luò)層次、降低網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)復(fù)雜度，減低網(wǎng)絡(luò)成本便于發(fā)展演進(jìn)，同時(shí)油田通信還可以為油田客戶提供一攬子的整體業(yè)務(wù)解決方案，滿足油田通信企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要。

3 應(yīng)對措施

第一，建立高性能的IP城域網(wǎng)作為業(yè)務(wù)承載網(wǎng)。IP技術(shù)的發(fā)展，40G甚至100G城域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)開始商用，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求是爆炸式的增長，需要建立大容量的承載平臺，否則無法滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。除了利用原有SDH網(wǎng)絡(luò)為數(shù)字專線等業(yè)務(wù)繼續(xù)提供業(yè)務(wù)承載外，重點(diǎn)利用波分、OTN、ASON、PON等光通信技術(shù)搭建大容量、超寬帶城域網(wǎng)[1]。

通過多臺核心路由交換設(shè)備構(gòu)建網(wǎng)狀或是半網(wǎng)狀核心層，核心層網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)進(jìn)行內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)以及整個(gè)城域網(wǎng)路由表的維護(hù)，同時(shí)運(yùn)營商骨干網(wǎng)互聯(lián)，提供高速數(shù)據(jù)出口；匯聚層采用高性能大容量的三層交換機(jī)設(shè)備，同時(shí)核心層與匯聚層設(shè)備采用星形雙歸屬連接，保證每個(gè)匯聚層節(jié)點(diǎn)都能夠與兩個(gè)核心層節(jié)點(diǎn)相連，核心層主要提供高的端口密度和豐富的端口種類，匯聚接入節(jié)點(diǎn)，還必須能夠提供必要的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、運(yùn)營支撐等層面的功能；接入層網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)提供各種類型用戶的接入，還提供用戶流量控制功能，接入層節(jié)點(diǎn)可以采用級聯(lián)接入方式提供大量接入端口，由于用戶端設(shè)備需求量最大，運(yùn)行環(huán)境也非常差，因此要求接入設(shè)備要有優(yōu)良的性價(jià)比和穩(wěn)定性。

第二，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)平臺IP化升級。傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)平臺通過利用軟交換技術(shù)打造了NGN平臺，該系統(tǒng)包括軟交換控制設(shè)備、媒體網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)和綜合管理等幾個(gè)部分，并且實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)異地冗余配置。軟交換控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)呼叫控制欲業(yè)務(wù)受理，媒體網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)互通，接入設(shè)備實(shí)現(xiàn)電話綜合接入設(shè)備IAD的語音接入，綜合管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)設(shè)備維護(hù)、計(jì)費(fèi)接口等[2]；實(shí)現(xiàn)語音視頻會議系統(tǒng)向IP網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變，隨著H.323技術(shù)協(xié)議的發(fā)展完善，解決了包交換網(wǎng)絡(luò)上的音頻、視頻、數(shù)據(jù)通信等多方面的難題，IP電話視頻會議系統(tǒng)由會議終端、網(wǎng)關(guān)、IP網(wǎng)絡(luò)以及多點(diǎn)控制器(MCU)組成，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)會議和多點(diǎn)會議廣播功能。

第三，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)混合傳輸。IP網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不僅可以傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還可實(shí)現(xiàn)語音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、支撐類業(yè)務(wù)及其物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等業(yè)務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和建設(shè)中，應(yīng)該充分考慮到這些新技術(shù)的對接和融合。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和實(shí)施過程中，要提前做好設(shè)計(jì)規(guī)劃，按照不同業(yè)務(wù)提供不同的VLAN和地址，利用VPN等劃分不同的通信通道，實(shí)現(xiàn)一套設(shè)備和鏈路傳輸多種業(yè)務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流中信令、語音業(yè)務(wù)要求時(shí)延和抖動小、丟包率低，視頻業(yè)務(wù)要求帶寬高、傳輸時(shí)延小，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則是突發(fā)性大、時(shí)延小但是容錯率低。IP協(xié)議本身沒有傳統(tǒng)電信級的可靠性技術(shù)措施，在實(shí)際應(yīng)用中，針對語音視頻等業(yè)務(wù)需求，需要采用多種技術(shù)綜以達(dá)到或是滿足電信級的質(zhì)量，例如可以采用VLAN、Diff-serv、QoS優(yōu)先級、帶寬保障等多種方式綜合來實(shí)現(xiàn)。

第四，建立融合的IP運(yùn)營支撐系統(tǒng)。隨著市場的發(fā)展，通信業(yè)務(wù)出現(xiàn)了捆綁銷售等組合營銷方式，原有的多個(gè)獨(dú)立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息經(jīng)常需要進(jìn)行互聯(lián)，這都需要實(shí)現(xiàn)用戶、資源等信息的打包。近年來油田通信自身面臨人員隊(duì)伍老化、維護(hù)水平和效率不高、投資資金緊張的問題，原有系統(tǒng)的故障率不斷升高、功能不能滿足需要，因此原有業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和方式都需要進(jìn)行改造。在這種局面下，為了提高企業(yè)資源利用率和提升產(chǎn)生效益，同時(shí)配合新業(yè)務(wù)的開展，必須升級或是新上能夠滿足需要的融合的運(yùn)營支撐系統(tǒng)，達(dá)到快速搶占新市場的目的。在系統(tǒng)選擇時(shí)堅(jiān)持采用基于IP融合的系統(tǒng)，只有這樣才能滿足網(wǎng)絡(luò)融合的需要[3]。融合后的運(yùn)營支撐系統(tǒng)主要功能包括：

資源管理：包括原來的機(jī)線資源、號碼資源、用戶信息、業(yè)務(wù)套餐類型等的配置管理；

網(wǎng)絡(luò)管理：語音網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、視頻網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器設(shè)備等設(shè)備的配置維護(hù)管理；

故障管理：所有在用設(shè)備性能監(jiān)控信息、在網(wǎng)設(shè)備故障告警、告警統(tǒng)計(jì)分析、專家支持?jǐn)?shù)據(jù)庫等；

經(jīng)營分析：計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)采集、賬務(wù)結(jié)算管理、統(tǒng)計(jì)分析、決策考核等；

客戶服務(wù)：障礙申告受理、業(yè)務(wù)咨詢、用戶查詢、投訴反饋等。

第五，制定全方位的安全措施。目前電信級的設(shè)備在可靠性上可以實(shí)現(xiàn)毫秒內(nèi)的倒換時(shí)間，硬件的可靠性都比較高了，但是IP協(xié)議在安全性上卻比較簡單，必須采用輔助安全技術(shù)和措施來確保設(shè)備、運(yùn)性和管理安全，重點(diǎn)核心設(shè)備特別是服務(wù)器區(qū)在規(guī)劃和設(shè)計(jì)上劃分安全區(qū)域，配備高性能、高安全性的防護(hù)墻，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的隔離，屏蔽非授權(quán)的訪問；網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器區(qū)安裝異常流量和信息監(jiān)測和清理工具，還應(yīng)該提供防病毒、防黑客等功能，防止病毒等大量占用網(wǎng)絡(luò)帶寬和系統(tǒng)資源，避免出現(xiàn)業(yè)務(wù)訪問緩慢無法訪問網(wǎng)絡(luò)資源，甚至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，要防止黑客攻擊網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備，篡改其路由和用戶等數(shù)據(jù)等[4]。

除了上述安全措施外，需要安裝相關(guān)的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，將機(jī)房供配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、空調(diào)設(shè)備狀態(tài)、室內(nèi)溫濕度環(huán)境狀態(tài)、防水防火檢測、安防監(jiān)控系統(tǒng)、門禁監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，充分利用僅有的人力資源，加強(qiáng)維護(hù)支持手段，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和機(jī)房安全，提高勞動生產(chǎn)率和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)水平，實(shí)現(xiàn)機(jī)房從有人值守到少人或無人值守，促進(jìn)機(jī)房維護(hù)現(xiàn)代化[5]。

第六，完善故障響應(yīng)和處理流程。IP網(wǎng)絡(luò)隨著規(guī)模、設(shè)備能力的迅速擴(kuò)展，如何管理好大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如何保證故障快速檢測定位和故障快速處理等方面都對我們提出了新的要求。網(wǎng)絡(luò)管理是一個(gè)系統(tǒng)工程，靠的是“三分技術(shù)，七分管理”，因此必須制定一系列的操作管理制度、安全評估、故障處理流程、應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案等，這些措施應(yīng)覆蓋網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)方面，達(dá)到能夠及時(shí)快速解決問題。與此同時(shí)，各項(xiàng)制度和手段必須落到實(shí)處。人員的技能和意識是網(wǎng)絡(luò)措施能否落實(shí)到位、發(fā)揮作用的重要環(huán)節(jié)，整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的管理人員和維護(hù)人員都應(yīng)該包括在內(nèi)。

第七，建立運(yùn)行支撐中心，今后越來越多的業(yè)務(wù)將更多的依靠計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)通信中所建立的應(yīng)用系統(tǒng)中服務(wù)器也越來越多，軟件開發(fā)和維護(hù)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是完全不同的，現(xiàn)有技術(shù)人員中大多是通信工程相關(guān)專業(yè)的，而應(yīng)用系統(tǒng)多是要求計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的人員，所以應(yīng)該成立專門部門加強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)的支撐力度，提高應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)服務(wù)水平。

4 結(jié)語

國內(nèi)運(yùn)營商都在加速網(wǎng)絡(luò)IP化的商用進(jìn)程，通信網(wǎng)絡(luò)IP化能夠令通信企業(yè)經(jīng)營成本降低，提升服務(wù)質(zhì)量，增加業(yè)務(wù)類型。IP技術(shù)正在以其特有的方式極大地推動電信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，并逐步應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層面。

[1] 徐偉民.IP RAN網(wǎng)絡(luò)及其試商用規(guī)劃設(shè)計(jì)探討[J].通信技術(shù),2012,45(06):50-54.

[2] 辛建敏.軟交換技術(shù)在中原油田的應(yīng)用[J].電信技術(shù),2010(11):69-70.

[3] 姚春華,王宏,謝小賦.支持網(wǎng)絡(luò)融合的策略管理系統(tǒng)研究[J].通信技術(shù),2011,44(08): 51-53.

[4] 張國慶,鄭貴省,于波.局域網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析與防范[J].信息安全與通信保密,2010(06): 74-76.

[5] 周雪.數(shù)據(jù)中心安全建設(shè):部署之前先“設(shè)計(jì)”[J].信息安全與通信保密,2010(04): 30-31.