佴東河

中國聯(lián)通宿州市分公司，宿州，234000

通信固網(wǎng)軟交換跨地市TG互備方案設(shè)計(jì)

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(wǎng)因網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小導(dǎo)致其核心網(wǎng)下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)TG設(shè)備基本為單節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各地市在網(wǎng)僅一套軟交換TG設(shè)備，承載著與相鄰地市所有軟交換用戶的跨網(wǎng)絡(luò)呼叫，由于缺少備用路由，存在較大的網(wǎng)絡(luò)安全隱患。為了保障網(wǎng)絡(luò)安全，提升服務(wù)質(zhì)量，從理論分析、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、組網(wǎng)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(wǎng)等特征，提出了跨地市進(jìn)行TG互備的設(shè)想，并最終成功實(shí)現(xiàn)了固網(wǎng)軟交換跨地市TG互備工作，為地市分公司網(wǎng)絡(luò)安全保障積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

固定網(wǎng);軟交換;跨地市;TG互備

1 相關(guān)概念與問題提出

1.1 下一代網(wǎng)絡(luò)概念

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

1.2 軟交換體系與PSTN網(wǎng)的互通

軟交換體系與現(xiàn)有PSTN網(wǎng)的互通可以通過中繼媒體網(wǎng)關(guān)(TG)和信令網(wǎng)關(guān)(SG)來實(shí)現(xiàn)[2]。其中，TG作為互通點(diǎn)，與PSTN網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)局完成網(wǎng)絡(luò)互通；七號(hào)信令則通過STP與信令網(wǎng)關(guān)相連來實(shí)現(xiàn)互通[3]。當(dāng)一個(gè)PSTN/ISDN用戶發(fā)起呼叫時(shí)，設(shè)有互通點(diǎn)的交換局將信令通過STP和信令網(wǎng)關(guān)傳遞給呼叫服務(wù)器，呼叫服務(wù)器進(jìn)行地址解析找到被叫方，然后控制中繼網(wǎng)關(guān)建立呼叫。

1.3 研究背景

隨著通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，下一代網(wǎng)絡(luò)NGN軟交換正在逐步替代傳統(tǒng)交換。NGN網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)靈活，能夠給用戶提供更靈活的網(wǎng)絡(luò)接入，提供語音、數(shù)據(jù)、視頻和多媒體等業(yè)務(wù)，但靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)必然帶來新的網(wǎng)絡(luò)安全隱憂。在配合移動(dòng)網(wǎng)軟交換核心網(wǎng)割接入網(wǎng)時(shí)，對(duì)IP化的核心網(wǎng)存有顧慮，因?yàn)椴煌谝苿?dòng)網(wǎng)，固定網(wǎng)的AG、IAD設(shè)備在用戶側(cè)，而且固定網(wǎng)的軟交換網(wǎng)絡(luò)要比移動(dòng)網(wǎng)復(fù)雜得多。本文以宿州聯(lián)通本地固定網(wǎng)NGN網(wǎng)絡(luò)為例，提出了跨地市進(jìn)行TG互備的設(shè)想。

宿州聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)在網(wǎng)僅一套軟交換TG設(shè)備，承載著所有軟交換用戶的跨網(wǎng)絡(luò)呼叫，因此宿州聯(lián)通固定網(wǎng)TG為固定網(wǎng)傳統(tǒng)端局和NGN網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通業(yè)務(wù)的單節(jié)設(shè)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(jù)宿州和淮北兩市地理相鄰、互通本地傳輸網(wǎng)等特征，進(jìn)行了固網(wǎng)軟交換跨地市TG互備試驗(yàn)工作。

2 固網(wǎng)TG互聯(lián)存在的風(fēng)險(xiǎn)

以中國聯(lián)通安徽分公司固網(wǎng)TG為例。

2.1 中國聯(lián)通安徽分公司NGN組網(wǎng)介紹

中國聯(lián)通安徽分公司固定網(wǎng)軟交換NGN網(wǎng)絡(luò)采用華為設(shè)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(wǎng)與SERVER互聯(lián)組成NGN網(wǎng)絡(luò)，通過TG媒體網(wǎng)關(guān)華為UMG8900與PSTN網(wǎng)絡(luò)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(gè)地市分公司的TG(UMG)作為軟交換和PSTN互通節(jié)點(diǎn)，保障其安全運(yùn)行十分重要，但各地市分公司僅有一套，缺少備用路由，網(wǎng)絡(luò)存在安全隱患。由于中國聯(lián)通南方21省的固定網(wǎng)語音業(yè)務(wù)規(guī)模相對(duì)較小，一套TG設(shè)備已經(jīng)完全能夠滿足各地市分公司NGN網(wǎng)絡(luò)至其他網(wǎng)絡(luò)的語音業(yè)務(wù)需求，若建設(shè)第二套設(shè)備會(huì)導(dǎo)致資源空閑，但僅有一套設(shè)備又存在單節(jié)點(diǎn)問題，存在安全隱患。

圖1 中國聯(lián)通安徽分公司NGN組網(wǎng)圖

2.2 宿州分公司和淮北分公司間的地理環(huán)境與網(wǎng)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(gè)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(yuǎn)。宿州城區(qū)向西5公里便進(jìn)入淮北境內(nèi)，宿州至碭山縣和蕭縣一定要經(jīng)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(wǎng)絡(luò)互聯(lián)圖

在傳輸網(wǎng)上，宿州分公司傳輸?shù)谋镜鼐W(wǎng)為實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)保護(hù)，宿州至蕭縣、碭山縣的本地網(wǎng)都經(jīng)過淮北境內(nèi)，并在淮北分公司核心網(wǎng)機(jī)房建設(shè)波分、10G、2.5G傳輸環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，如圖3所示。

宿州分公司的固網(wǎng)業(yè)務(wù)成立較晚，在宿州分公司NGN 網(wǎng)絡(luò)TG割接入網(wǎng)前，宿州分公司的NGN網(wǎng)絡(luò)語音業(yè)務(wù)通過淮北分公司TG設(shè)備轉(zhuǎn)接，如圖4所示。

圖4 宿州NGN網(wǎng)絡(luò)通過淮北TG設(shè)備轉(zhuǎn)接圖

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

3 實(shí)施方案

3.1 宿州分公司與淮北分公司各互聯(lián)網(wǎng)元的傳輸拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)

由圖5宿州和淮北TG在互備前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D可以看出，宿州和淮北的TG都為SERVER通過UMG至CC08程控交換機(jī)的鏈型結(jié)構(gòu)，如果中間節(jié)點(diǎn)UMG出現(xiàn)故障則因沒有迂回路由導(dǎo)致業(yè)務(wù)全阻。

圖5 宿州、淮北TG在互備前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

由圖5可以看出，在宿州與淮北之間組建TG互備網(wǎng)絡(luò)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(wù)負(fù)荷分擔(dān)，分別用宿州TG和淮北TG承載。計(jì)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(wǎng)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(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

各局點(diǎn)需要的中繼電路數(shù)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(jī)房至淮北建安路機(jī)房2條2M二干電路(利用舊原固網(wǎng)開通淮北TG至宿州CC08的直連電路)；

(2)宿州紅樓機(jī)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(jī)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(wǎng)軟交換用戶呼叫話務(wù)路由如下：

宿州 宿州固網(wǎng)軟交換→宿州固網(wǎng)TG→宿州固網(wǎng)CC08

淮北 淮北固網(wǎng)軟交換→淮北固網(wǎng)TG→淮北固網(wǎng)CC08

割接前的宿州、淮北互聯(lián)拓?fù)鋱D如圖8所示。

由圖8可知，割接前宿州/淮北固網(wǎng)TG至CC08、省分SERVER單節(jié)點(diǎn)單路由，存在很大的安全隱患，當(dāng)固網(wǎng)TG全阻時(shí)，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?fù)鋱D

圖9 割接前淮北互聯(lián)拓?fù)鋱D

割接后宿州、淮北固網(wǎng)軟交換用戶呼叫話務(wù)路由如下：

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

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

割接后宿州、淮北互聯(lián)拓?fù)鋱D如圖10所示。

圖10 割接后宿州、淮北互聯(lián)拓?fù)鋱D

由于宿州和淮北共用一個(gè)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(guān)路由。當(dāng)宿州或者淮北TG出現(xiàn)故障擁塞時(shí)，會(huì)啟用備用的路由TG來疏通話務(wù)。

相關(guān)數(shù)據(jù)信息如表1所示。

3.3 數(shù)據(jù)制作原理

在軟交換SERVER上進(jìn)行路由選擇的路由組中制作兩個(gè)路由信息：宿州TG和淮北TG。在設(shè)置上，設(shè)置宿州TG為第一路由，設(shè)置淮北TG為第二路由。宿州本地固話在撥打宿州本地手機(jī)號(hào)碼時(shí)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(jìn)行話務(wù)接通。如果第一路由不可達(dá)，話務(wù)將自動(dòng)選擇淮北TG第二路由進(jìn)行接續(xù)，由淮北UMG至宿州CC08進(jìn)行話務(wù)接通。比如，宿州本地固話05573714019撥打宿州手機(jī)號(hào)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(wù)直接通過宿州UMG進(jìn)行落地，如果宿州UMG因故障導(dǎo)致宿州TG信令不可達(dá)，則選擇淮北UMG進(jìn)行落地。淮北用戶也有此安全設(shè)置措施。

表1 宿州-淮北中繼電路表

4 結(jié)束語

軟交換相對(duì)于傳統(tǒng)的程控交換有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，軟交換實(shí)現(xiàn)了呼叫控制與呼叫傳輸分離；其次，智能化的軟交換設(shè)備能實(shí)現(xiàn)不同信令的方便轉(zhuǎn)換，并具有開放接口和API,利于新業(yè)務(wù)的產(chǎn)生；再次，軟交換的呼叫傳輸由簡單的設(shè)備完成，如媒體網(wǎng)關(guān)，或由IP終端設(shè)備直接完成端到端傳輸；最后，軟交換實(shí)現(xiàn)了PSTN與分組網(wǎng)的融合，既保護(hù)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(gè)部分，SERVER和TG異地放置，多了一處故障風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，因此本文通過兩套TG設(shè)備互備工作來規(guī)避此類風(fēng)險(xiǎn)。

電信運(yùn)營商核心網(wǎng)的安全至關(guān)重要。在核心網(wǎng)設(shè)備的安全保護(hù)中，一般網(wǎng)元和板件采用N+1備份，重要網(wǎng)元采用1+1備份。但為了達(dá)到更高的安全級(jí)別，需要的投資就會(huì)相應(yīng)的增加。本著充分利用現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，最大限度地提高其利用率，通過現(xiàn)網(wǎng)資源和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重組，提高網(wǎng)絡(luò)安全的原則，通過簡單的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整便可大大提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。本文分析的跨地市TG互備方案對(duì)技術(shù)要求并不高，但這種創(chuàng)新思維可為其他地市進(jìn)行類似的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整提供參考。

[1]趙麗媛．NGN網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)維護(hù)與優(yōu)化化[M].北京:人民郵電出版社,2005:71

[3]William C Y．移動(dòng)通信工程理論與應(yīng)用：移動(dòng)通信工程理論和應(yīng)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(dòng)通信系統(tǒng)[M].北京：人民郵電出版社，2001:1-34

(責(zé)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(wǎng)技術(shù)與傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。