通信固網軟交換跨地市TG互備方案設計

佴東河

中國聯(lián)通宿州市分公司，宿州，234000

通信固網軟交換跨地市TG互備方案設計

佴東河

中國聯(lián)通宿州市分公司，宿州，234000

中國聯(lián)通南方21省固網因網絡規(guī)模較小導致其核心網下一代網絡(NGN)TG設備基本為單節(jié)點的組網結構設計，各地市在網僅一套軟交換TG設備，承載著與相鄰地市所有軟交換用戶的跨網絡呼叫，由于缺少備用路由，存在較大的網絡安全隱患。為了保障網絡安全，提升服務質量，從理論分析、網絡規(guī)劃、組網安全等角度入手，利用宿州和淮北兩地市地理相連、互通本地傳輸網等特征，提出了跨地市進行TG互備的設想，并最終成功實現(xiàn)了固網軟交換跨地市TG互備工作，為地市分公司網絡安全保障積累了實踐經驗。

固定網;軟交換;跨地市;TG互備

1 相關概念與問題提出

1.1 下一代網絡概念

軟交換技術是近年來快速發(fā)展的一種新型呼叫控制技術，具有開放的體系架構、基于分組傳輸、能夠提供多種接入方式等諸多優(yōu)點，可以提供語音、多媒體等多種實時業(yè)務，已逐漸成為電路交換向分組交換演進的主流技術。隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的PSTN已經無法滿足人們對通信業(yè)務多樣化的要求。以軟交換為核心的NGN(next-generation network)即下一代網絡，能夠提供包括語音、數據、視頻和多媒體等業(yè)務，它是基于分組技術的綜合開放的網絡架構，代表了通信網絡的發(fā)展方向[1]。

1.2 軟交換體系與PSTN網的互通

軟交換體系與現(xiàn)有PSTN網的互通可以通過中繼媒體網關(TG)和信令網關(SG)來實現(xiàn)[2]。其中，TG作為互通點，與PSTN網絡中的網關局完成網絡互通；七號信令則通過STP與信令網關相連來實現(xiàn)互通[3]。當一個PSTN/ISDN用戶發(fā)起呼叫時，設有互通點的交換局將信令通過STP和信令網關傳遞給呼叫服務器，呼叫服務器進行地址解析找到被叫方，然后控制中繼網關建立呼叫。

1.3 研究背景

隨著通信網絡的快速發(fā)展，下一代網絡NGN軟交換正在逐步替代傳統(tǒng)交換。NGN網絡組網靈活，能夠給用戶提供更靈活的網絡接入，提供語音、數據、視頻和多媒體等業(yè)務，但靈活的網絡結構必然帶來新的網絡安全隱憂。在配合移動網軟交換核心網割接入網時，對IP化的核心網存有顧慮，因為不同于移動網，固定網的AG、IAD設備在用戶側，而且固定網的軟交換網絡要比移動網復雜得多。本文以宿州聯(lián)通本地固定網NGN網絡為例，提出了跨地市進行TG互備的設想。

宿州聯(lián)通現(xiàn)網在網僅一套軟交換TG設備，承載著所有軟交換用戶的跨網絡呼叫，因此宿州聯(lián)通固定網TG為固定網傳統(tǒng)端局和NGN網絡的互聯(lián)互通業(yè)務的單節(jié)設備，缺少備用路由，中國聯(lián)通安徽分公司其他地市分公司情況類似。宿州聯(lián)通根據宿州和淮北兩市地理相鄰、互通本地傳輸網等特征，進行了固網軟交換跨地市TG互備試驗工作。

2 固網TG互聯(lián)存在的風險

以中國聯(lián)通安徽分公司固網TG為例。

2.1 中國聯(lián)通安徽分公司NGN組網介紹

中國聯(lián)通安徽分公司固定網軟交換NGN網絡采用華為設備系統(tǒng)，合肥輕工商城SERVER與合肥西開發(fā)SERVER互相備份，地市分公司AG/ONU/IAD等通過IP承載網與SERVER互聯(lián)組成NGN網絡，通過TG媒體網關華為UMG8900與PSTN網絡互聯(lián)(圖1)。

由圖1可知，中國聯(lián)通安徽分公司下屬的各個地市分公司的TG(UMG)作為軟交換和PSTN互通節(jié)點，保障其安全運行十分重要，但各地市分公司僅有一套，缺少備用路由，網絡存在安全隱患。由于中國聯(lián)通南方21省的固定網語音業(yè)務規(guī)模相對較小，一套TG設備已經完全能夠滿足各地市分公司NGN網絡至其他網絡的語音業(yè)務需求，若建設第二套設備會導致資源空閑，但僅有一套設備又存在單節(jié)點問題，存在安全隱患。

圖1 中國聯(lián)通安徽分公司NGN組網圖

2.2 宿州分公司和淮北分公司間的地理環(huán)境與網間資源

宿州市與淮北市唇齒相依，兩市的城區(qū)相近，宿州市的行政區(qū)劃為5個縣區(qū)并排，地形狹長，泗縣與靈璧縣相鄰而不與宿州相臨，碭山縣與蕭縣相臨而離宿州很遠。宿州城區(qū)向西5公里便進入淮北境內，宿州至碭山縣和蕭縣一定要經過淮北市區(qū)，位置分布見圖2。

圖2 宿州、淮北地理位置分布圖

圖3 宿州、淮北傳輸網絡互聯(lián)圖

在傳輸網上，宿州分公司傳輸的本地網為實現(xiàn)環(huán)網保護，宿州至蕭縣、碭山縣的本地網都經過淮北境內，并在淮北分公司核心網機房建設波分、10G、2.5G傳輸環(huán)網節(jié)點，如圖3所示。

宿州分公司的固網業(yè)務成立較晚，在宿州分公司NGN 網絡TG割接入網前，宿州分公司的NGN網絡語音業(yè)務通過淮北分公司TG設備轉接，如圖4所示。

圖4 宿州NGN網絡通過淮北TG設備轉接圖

綜上所述，宿州分公司和淮北分公司之間實現(xiàn)TG互備具有物理位置相近、本地網傳輸資源互通、原有的網絡互聯(lián)等優(yōu)點，可以在不增加網絡投資和使用新的傳輸資源的情況下，僅僅通過核心網組網的改造便可提升網絡安全性能。

3 實施方案

3.1 宿州分公司與淮北分公司各互聯(lián)網元的傳輸拓補結構

由圖5宿州和淮北TG在互備前的網絡拓撲圖可以看出，宿州和淮北的TG都為SERVER通過UMG至CC08程控交換機的鏈型結構，如果中間節(jié)點UMG出現(xiàn)故障則因沒有迂回路由導致業(yè)務全阻。

圖5 宿州、淮北TG在互備前的網絡拓撲圖

由圖5可以看出，在宿州與淮北之間組建TG互備網絡需要在淮北TG至宿州CC08、宿州TG至淮北CC08局向間建立傳輸線路，以此來完成NGN至局間的話務負荷分擔，分別用宿州TG和淮北TG承載。計劃淮北TG至宿州CC08和宿州TG至淮北CC08分別開通8條中繼電路(淮北TG至宿州CC08可以利舊原固網2條二干電路)，共需要14條2M電路。

圖6 宿州、淮北TG在互備后的網絡拓撲圖

各局點需要的中繼電路數如圖7所示。

圖7 宿州、淮北TG互備傳輸資源需求圖

(1)宿州紅樓機房至淮北建安路機房2條2M二干電路(利用舊原固網開通淮北TG至宿州CC08的直連電路)；

(2)宿州紅樓機房至宿州聯(lián)通大樓6條2M本地電路；

(3)淮北聯(lián)通大樓至淮北建安路機房14條(8+6)2M本地電路；

(4)宿州聯(lián)通大樓至淮北聯(lián)通大樓14條2M本地電路。

3.2 宿州分公司和淮北分公司TG互備方案

割接前宿州、淮北固網軟交換用戶呼叫話務路由如下：

宿州 宿州固網軟交換→宿州固網TG→宿州固網CC08

淮北 淮北固網軟交換→淮北固網TG→淮北固網CC08

割接前的宿州、淮北互聯(lián)拓撲圖如圖8所示。

由圖8可知，割接前宿州/淮北固網TG至CC08、省分SERVER單節(jié)點單路由，存在很大的安全隱患，當固網TG全阻時，宿州/淮北全部軟交換用戶無法正常使用。

圖8 割接前宿州互聯(lián)拓撲圖

圖9 割接前淮北互聯(lián)拓撲圖

割接后宿州、淮北固網軟交換用戶呼叫話務路由如下：

宿州 宿州固網軟交換→宿州固網TG 1/2(淮北固網TG1/2)→宿州固網CC08

淮北 淮北固網軟交換→淮北固網TG 1/2(宿州固網TG1/2)→淮北固網CC08

割接后宿州、淮北互聯(lián)拓撲圖如圖10所示。

圖10 割接后宿州、淮北互聯(lián)拓撲圖

由于宿州和淮北共用一個SERVER，宿州和淮北TG互為備份需要在西開發(fā)的SERVER上新增宿州UMG至淮北SSP新的中繼群和淮北UMG至宿州SSP新的中繼群及相關路由。當宿州或者淮北TG出現(xiàn)故障擁塞時，會啟用備用的路由TG來疏通話務。

相關數據信息如表1所示。

3.3 數據制作原理

在軟交換SERVER上進行路由選擇的路由組中制作兩個路由信息：宿州TG和淮北TG。在設置上，設置宿州TG為第一路由，設置淮北TG為第二路由。宿州本地固話在撥打宿州本地手機號碼時正常情況下走宿州TG這一第一路由直接落地宿州UMG至宿州CC08進行話務接通。如果第一路由不可達，話務將自動選擇淮北TG第二路由進行接續(xù)，由淮北UMG至宿州CC08進行話務接通。比如，宿州本地固話05573714019撥打宿州手機號碼18605579652，05573714019將呼叫信息送至西開發(fā)SERVER，SERVER將選擇路由優(yōu)先宿州TG將話務直接通過宿州UMG進行落地，如果宿州UMG因故障導致宿州TG信令不可達，則選擇淮北UMG進行落地?；幢庇脩粢灿写税踩O置措施。

表1 宿州-淮北中繼電路表

4 結束語

軟交換相對于傳統(tǒng)的程控交換有很多優(yōu)點：首先，軟交換實現(xiàn)了呼叫控制與呼叫傳輸分離；其次，智能化的軟交換設備能實現(xiàn)不同信令的方便轉換，并具有開放接口和API,利于新業(yè)務的產生；再次，軟交換的呼叫傳輸由簡單的設備完成，如媒體網關，或由IP終端設備直接完成端到端傳輸；最后，軟交換實現(xiàn)了PSTN與分組網的融合，既保護了傳統(tǒng)投資，又具有創(chuàng)新能力[4]。由于軟交換分離了控制和承載，將原來的程控交換功能分為SERVER和TG兩個部分，SERVER和TG異地放置，多了一處故障風險點，因此本文通過兩套TG設備互備工作來規(guī)避此類風險。

電信運營商核心網的安全至關重要。在核心網設備的安全保護中，一般網元和板件采用N+1備份，重要網元采用1+1備份。但為了達到更高的安全級別，需要的投資就會相應的增加。本著充分利用現(xiàn)網網絡設備，最大限度地提高其利用率，通過現(xiàn)網資源和網絡結構的重組，提高網絡安全的原則，通過簡單的網絡調整便可大大提高網絡的安全性。本文分析的跨地市TG互備方案對技術要求并不高，但這種創(chuàng)新思維可為其他地市進行類似的網絡調整提供參考。

[1]趙麗媛．NGN網絡安全解決方案[J].科協(xié)論壇,2008 (6):87-88

[2]張威,湯炳富,李忠明,等．GSM交換網絡維護與優(yōu)化化[M].北京:人民郵電出版社,2005:71

[3]William C Y．移動通信工程理論與應用：移動通信工程理論和應用[M].北京:人民郵電出版社,2002:92-96

[4]胡捍英，楊峰義.第三代移動通信系統(tǒng)[M].北京：人民郵電出版社，2001:1-34

(責任編輯：汪材印)

TP273

A

1673-2006(2017)09-0103-04

10.3969/j.issn.1673-2006.2017.09.024

2017-04-06

佴東河(1983-)，江蘇徐州人，通信工程師，研究方向：通信核心網技術與傳輸網絡規(guī)劃。