軟交換技術(shù)在準(zhǔn)能集團(tuán)公司網(wǎng)絡(luò)改造中的應(yīng)用分析

魏靜

【摘 要】

隨著通信行業(yè)發(fā)展迅速，準(zhǔn)能集團(tuán)公司現(xiàn)有ADSL上網(wǎng)方式已經(jīng)不能滿足用戶訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的需求，用戶現(xiàn)在追求的是大容量、高帶寬、零時(shí)延；高速、靈活的接入；高可靠、絕對(duì)安全的上網(wǎng)方式。軟交換網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)推進(jìn)準(zhǔn)能公司網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型滿足企業(yè)的生產(chǎn)生活通信業(yè)務(wù)的新需求，提高企業(yè)生存和發(fā)展能力。本文介紹了軟交換技術(shù)應(yīng)用于準(zhǔn)能集團(tuán)公司現(xiàn)網(wǎng)的具體技術(shù)解決方案。

【關(guān)鍵詞】

軟交換 NGN 匯接 IP技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）08（b）-0000-00

一、引言

神華準(zhǔn)能集團(tuán)公司現(xiàn)ADSL 網(wǎng)絡(luò)用戶約10000語(yǔ)音接入、7000寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)。準(zhǔn)能公司中心機(jī)房是一個(gè)匯接局，黑岱溝露天礦和哈爾烏素露天礦兩個(gè)端局以及安康里、綠苑小區(qū)遠(yuǎn)端模塊接入設(shè)備。中心機(jī)房現(xiàn)有C&C08程控交換系統(tǒng)是建立在傳統(tǒng)的PSTN網(wǎng)絡(luò)上，采用時(shí)分復(fù)用模式的程控交換技術(shù)，現(xiàn)在設(shè)備老化、提供業(yè)務(wù)單一已經(jīng)無(wú)法滿足用戶的需求，而軟交換是從傳統(tǒng)的以電路交換為主的PSTN網(wǎng)絡(luò)，逐漸邁向以分組交換為主的網(wǎng)絡(luò)，它承載了原有PSTN網(wǎng)絡(luò)的所有業(yè)務(wù)，把大量的數(shù)據(jù)傳輸卸載到IP網(wǎng)絡(luò)中以減輕PSTN網(wǎng)絡(luò)的重荷，又以IP技術(shù)的新特性增加和增強(qiáng)了許多新老業(yè)務(wù)。從某種意義上講，NGN是基于TDM的PSTN語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)和基于IP/ATM的分組網(wǎng)絡(luò)融合的產(chǎn)物，它使得在新一代網(wǎng)絡(luò)上語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)成為了可能。

二、軟交換技術(shù)原理

軟交換的基本含義就是將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（傳輸層）中分離出來(lái)，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)基本呼叫控制功能，從而實(shí)現(xiàn)呼叫傳輸與呼叫控制的分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。軟交換主要提供連接控制、翻譯和選路、網(wǎng)關(guān)管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和呼叫詳細(xì)記錄等功能。與此同時(shí)，軟交換還將網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)能力封裝起來(lái)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放的業(yè)務(wù)接口和業(yè)務(wù)應(yīng)用層相連，可方便地在網(wǎng)絡(luò)上快速提供新的業(yè)務(wù)。

三、建設(shè)思路

軟交換網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)基本分為三個(gè)階段，第一階段保留原有程控匯接局，程控交換機(jī)與軟交換綜合媒體網(wǎng)關(guān)對(duì)接，新建軟交換SS與綜合媒體網(wǎng)關(guān)組成的軟交換系統(tǒng)，用戶通過(guò)光纖到戶采用GPON實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、電話的接入，實(shí)現(xiàn)部分小區(qū)的軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。第二階段隨著用戶數(shù)量的增加，軟交換綜合媒體網(wǎng)關(guān)可直接與運(yùn)營(yíng)商對(duì)接與程控交換機(jī)雙機(jī)并行出局，并增加防火墻、路由器和交換機(jī)實(shí)現(xiàn)熱備功能，并在此期間完成全部小區(qū)的FTTH。第三階段將程控交換機(jī)全部淘汰，在黑岱溝露天礦礦，哈爾烏素露天礦，矸電等遠(yuǎn)端電話寬帶可采用綜合接入媒體網(wǎng)關(guān)接入，徹底實(shí)現(xiàn)軟交換網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)運(yùn)行。

四、第一階段實(shí)現(xiàn)方案

1、硬件技術(shù)組成

第一階段網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供滿足10000語(yǔ)音、6700寬帶用戶使用需求的軟交換核心設(shè)備、IP承載網(wǎng)、核心網(wǎng)、PON網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。

第一階段網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分為PON網(wǎng)絡(luò)、IP承載網(wǎng)以及核心網(wǎng)等部分。PON網(wǎng)絡(luò)采用FTTH光纖到戶方式；IP承載網(wǎng)由核心交換機(jī)、路由器和防火墻組成，并通過(guò)萬(wàn)兆鏈路連接；NGN系統(tǒng)以SIP信令控制技術(shù)為核心，采用軟交換體系構(gòu)架（傳送和控制分離，控制和業(yè)務(wù)分離），應(yīng)用層控制主要運(yùn)行在業(yè)務(wù)服務(wù)器上，業(yè)務(wù)媒體流直接承載在IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之上。

2、總體技術(shù)指標(biāo)

軟交換設(shè)備的主要模塊冗余配置，支持熱插拔功能，方便擴(kuò)容和維護(hù)，系統(tǒng)構(gòu)成具有容錯(cuò)等安全措施；在有備份的情況下，當(dāng)正在工作的部件發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)倒換到備份部件，而且在主備切換時(shí)，對(duì)業(yè)務(wù)不產(chǎn)生影響。軟交換設(shè)備采用雙路電源輸入，重要部件支持1+1熱備份。

本次網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的中繼網(wǎng)關(guān)對(duì)IP承載網(wǎng)設(shè)備制式無(wú)依賴性，滿足中國(guó)或國(guó)際的相關(guān)IP協(xié)議族規(guī)范的局域網(wǎng)交換機(jī)、防火墻、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建的IP承載網(wǎng)，中繼網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)與IP承載網(wǎng)的無(wú)縫連接；軟交換核心設(shè)備具有良好的互通性，在使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的條件下，軟交換核心設(shè)備能和其他設(shè)備供應(yīng)商的軟交換核心設(shè)備、中繼網(wǎng)關(guān)（TG）、信令網(wǎng)關(guān)（SG）、接入網(wǎng)關(guān)（AG）、綜合接入設(shè)備（IAD）、語(yǔ)音終端等設(shè)備實(shí)現(xiàn)互通；、軟交換前臺(tái)處理單板本身能保存計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)，在計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)計(jì)費(fèi)服務(wù)器后，能在前臺(tái)處理單板中滿足至少100萬(wàn)張?jiān)拞蔚拇鎯?chǔ)能力。同時(shí)，即使在計(jì)費(fèi)服務(wù)器和軟交換核心控制設(shè)備連接中斷時(shí)，前臺(tái)中的計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)也不丟失。軟交換具備全號(hào)碼分析功能，能夠分析到被叫號(hào)碼的末位；

中繼網(wǎng)關(guān)的軟硬件平臺(tái)，主要部件具備備份機(jī)制，并且支持熱插拔功能，在主備切換時(shí)，對(duì)業(yè)務(wù)不應(yīng)產(chǎn)生影響。TG支持關(guān)鍵板卡的實(shí)時(shí)熱插拔，不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行；中繼網(wǎng)關(guān)可通過(guò)物理端口分離或邏輯子端口形式支持將網(wǎng)管信息、協(xié)議信息和媒體流承載在不同的子網(wǎng)上。

OLT設(shè)備支持雙主控板配置，支持主控板的1+1保護(hù)倒換，主控板倒換時(shí)間小于50ms，支持熱插拔。OLT支持電源1+1冗余保護(hù)功能。OLT設(shè)備單框提供多個(gè)風(fēng)扇進(jìn)行整框散熱，支持單風(fēng)扇失效的冗余保護(hù)能力，單風(fēng)扇失效后系統(tǒng)仍然可以正常工作。OLT平臺(tái)均支持主控板升級(jí)不斷業(yè)務(wù)。

路由器支持N：1虛擬化，支持將四臺(tái)物理設(shè)備虛擬化為一臺(tái)邏輯設(shè)備，虛擬組內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)一致的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，統(tǒng)一的管理，跨物理設(shè)備的鏈路聚合。BRAS單板支持PPPoE、IPoE、Portal、802.1x、L2TP的認(rèn)證方式，支持支持IPv4/IPv6雙棧用戶上線。實(shí)配支持及所需license。支持隨板LNS特性。支持LAC、LNS，支持16K隧道，每單板支持LNS會(huì)話數(shù)量≥64K，設(shè)備支持DHCP+WEB 認(rèn)證方式時(shí)，支持強(qiáng)推Portal 門(mén)戶；支持用戶從RADIUS Server 分配地址，支持用戶從外部DHCP Server 統(tǒng)一分配地址。設(shè)備必須支持DHCP 代理，在DHCP 用戶請(qǐng)求地址時(shí)，設(shè)備作為DHCP 客戶端向DHCP 服務(wù)器獲得地址，然后分配給用戶。并發(fā)用戶數(shù)不小于256K/system；支持RIP、OSPF、BGP-4、IS-IS等路由協(xié)議。

采集數(shù)據(jù)的方式可分為聯(lián)機(jī)采集和脫機(jī)采集；數(shù)據(jù)采集要求支持流式、數(shù)據(jù)包、文件塊等。聯(lián)機(jī)采集應(yīng)實(shí)時(shí)、自動(dòng)的對(duì)數(shù)據(jù)源進(jìn)行采集，盡量減少人工參與的程度。脫機(jī)采集為聯(lián)機(jī)采集的備份方式。當(dāng)各交換機(jī)的話單被采集系統(tǒng)匯集到計(jì)費(fèi)服務(wù)器的話單池后，系統(tǒng)話單分揀系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)最新的話單并開(kāi)始實(shí)時(shí)分揀批價(jià)。計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)涵蓋了話單集中分揀、資費(fèi)管理、套餐管理、費(fèi)用結(jié)構(gòu)管理、用戶資料管理、帳單查詢、話費(fèi)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、報(bào)表打印、帳單轉(zhuǎn)發(fā)等多項(xiàng)基本功能。

第一階段軟交換作為程控交換下接局，軟交換業(yè)務(wù)通過(guò)程控交換出局。軟交換（SS）作為系統(tǒng)的控制核心設(shè)備，完成協(xié)議處理、呼叫處理、資源管理、業(yè)務(wù)代理等功能，并作為系統(tǒng)的對(duì)外接口完成和其它系統(tǒng)的互連互通功能，通過(guò)千兆接口與核心交換機(jī)互聯(lián)。在SS的控制下，TG完成媒體流轉(zhuǎn)換和接續(xù)等功能，主要用于中繼（SS7信令）接入，完成電話的本地出局。SG完成電路交換網(wǎng)（基于MTP）和包交換網(wǎng)（基于IP）之間的SS7信令的轉(zhuǎn)換功能，與程控交換機(jī)通過(guò)E1接口連接（需要程控交換機(jī)具有多余的E1接口及No.7信令資源），通過(guò)FE接口和核心交換機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)軟交換電話和PSTN電話的互通。

寬帶業(yè)務(wù)接入互聯(lián)網(wǎng)，寬帶認(rèn)證BRAS實(shí)現(xiàn)用戶上網(wǎng)認(rèn)證后，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)對(duì)用戶上網(wǎng)開(kāi)始計(jì)費(fèi)，上網(wǎng)行為管理系統(tǒng)可以對(duì)用戶上網(wǎng)做詳細(xì)記錄。用戶PON采用光纖到戶方式部署，分光器可以選擇放置在小區(qū)光交接箱，靈活性大，需要少量放置分光器箱體。OLT作為所有語(yǔ)音和寬帶的匯聚節(jié)點(diǎn)，OLT推薦采用雙GE接入至核心交換機(jī)，充分保障業(yè)務(wù)帶寬及安全需求。中心機(jī)房的所有核心設(shè)備都可以通過(guò)匯聚交換機(jī)連接起來(lái)。第一階段使用單骨干單路由。

統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)，主要完成網(wǎng)元的配置管理、性能管理、故障管理和安全管理四大管理功能外，還提供拓?fù)涔芾怼⑷蝿?wù)管理、系統(tǒng)管理、日志管理、維護(hù)工具等系列功能，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供統(tǒng)一集中的管理、監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和分析，幫助運(yùn)維人員更準(zhǔn)確地了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行狀況，更方便地對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)和監(jiān)控，使系統(tǒng)運(yùn)行于最佳狀態(tài)。

五、后續(xù)階段實(shí)現(xiàn)方案

隨著準(zhǔn)能集團(tuán)公司NGN通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和完成全部小區(qū)光纖到戶（FTTH）改造的要求，現(xiàn)有設(shè)備已經(jīng)不能滿足，第二階段需要增加核心數(shù)據(jù)設(shè)備、電信級(jí)路由器實(shí)現(xiàn)熱備功能，以及中心區(qū)、綠苑小區(qū)的光匯聚單元設(shè)備等，并實(shí)現(xiàn)通過(guò)萬(wàn)兆鏈路與中心區(qū)機(jī)房聯(lián)網(wǎng)的功能，與原有NGN系統(tǒng)形成一套完整的系統(tǒng)，能夠被原有網(wǎng)管系統(tǒng)所管理如圖所示。

第二階段實(shí)施方案，增加小區(qū)接入，隨著業(yè)務(wù)用戶數(shù)量的增加，軟交換平臺(tái)可以直接出局運(yùn)營(yíng)商，和程控交換機(jī)并行使用。同時(shí)為了保障軟交換承載網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠，可建設(shè)為雙骨干雙路由。所有小區(qū)實(shí)現(xiàn)FTTH的GPON網(wǎng)絡(luò)接入。

第三階段，準(zhǔn)能集團(tuán)公司下屬其它通信點(diǎn)實(shí)現(xiàn)軟交換接入方案：

第三階段為將程控交換機(jī)全部淘汰，在黑岱溝露天礦礦，哈爾烏素露天礦，矸電等遠(yuǎn)端電話寬帶可采用綜合接入媒體網(wǎng)關(guān)AG 5200接入（以中興產(chǎn)品為例），所有語(yǔ)音業(yè)務(wù)真正在軟交換平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)。

六、結(jié)束語(yǔ)

軟交換技術(shù)則具有開(kāi)放性，且在控制核心上也有所轉(zhuǎn)變，通用協(xié)議和開(kāi)放接口的使用很明顯的表明了軟交換技術(shù)的對(duì)象是全網(wǎng)的用戶，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架由封閉變成了開(kāi)放和低成本，構(gòu)架的改變也促進(jìn)了業(yè)務(wù)部署速度的提高。用戶在這個(gè)平臺(tái)可以享受各種優(yōu)質(zhì)、高效、雙向的交互式業(yè)務(wù)服務(wù)，使用戶真正體驗(yàn)全數(shù)據(jù)時(shí)代的高速上網(wǎng)體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李慧奇，萬(wàn)曉榆. MSC Pool組網(wǎng)與傳統(tǒng)組網(wǎng)的位置更新比較[J]. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù). 2009（02）

[2] 宮欽，潘亮. 引入MSC Pool技術(shù)后網(wǎng)絡(luò)管理面臨的問(wèn)題分析及解決方案[J]. 山東通信技術(shù). 2008（04）

[3] 黃嘉. MSC Pool組網(wǎng)規(guī)劃研究及問(wèn)題分析[J]. 電信技術(shù). 2007（12）

[4] 張永明，李駿，薛振宇，吉亮. 基于MSC Pool的軟交換組網(wǎng)策略[J]. 移動(dòng)通信. 2007（06）

[5] 陳云坤，付光軒. 軟交換中的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題[J]. 貴州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2007（02）