楊攀

(中石油大慶石化公司通訊中心,黑龍江 大慶 163711)

石油石化企業(yè)建立軟交換網(wǎng)絡(luò)探析

楊攀

(中石油大慶石化公司通訊中心,黑龍江 大慶 163711)

從20世紀80年代末,固話PSTN網(wǎng)絡(luò)采用程控交換機作為接續(xù)設(shè)備,這種固話網(wǎng)絡(luò)基于電路方式,集交換、控制和業(yè)務于一身,因廠商、版本、軟件的局限性,加之成本高,全網(wǎng)難以統(tǒng)一業(yè)務,難以滿足市場需求,造成固網(wǎng)業(yè)務的大幅萎縮。NGN軟交換網(wǎng)絡(luò)為我們指明了出路。

N鄖暈；軟交換；隕孕承載；增值服務；云栽栽勻；孕雜栽暈網(wǎng)絡(luò)

0　引言

軟交換技術(shù)完好地繼承了原有傳統(tǒng)電路交換技術(shù)的所有基本業(yè)務和補充業(yè)務，避免了用戶對傳統(tǒng)語音業(yè)務使用習慣的改變。由于軟交換技術(shù)實現(xiàn)了業(yè)務與控制的分離，可根據(jù)用戶的需要，有選擇性地進行業(yè)務平臺的建設(shè)，實現(xiàn)多媒體業(yè)務的快速部署。石油石化大部分固網(wǎng)目前還停留在傳統(tǒng)電路交換階段，技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及業(yè)務提供能力與本地運營商交換網(wǎng)絡(luò)相比，差距很大。為了適應通信市場日益激烈的競爭格局，緩解競爭壓力，尋求生存及發(fā)展空間，進一步發(fā)揮石油石化網(wǎng)絡(luò)擁有的固話、寬帶數(shù)據(jù)、數(shù)字電視的資源優(yōu)勢，進行軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，合理調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在接入網(wǎng)上實現(xiàn)“三網(wǎng)合一”，從根本上解決通信網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的瓶頸問題。

1　NGN軟交換網(wǎng)絡(luò)相對于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢

NGN軟交換是傳統(tǒng)電信技術(shù)發(fā)展和演進的一個重要里程碑。從網(wǎng)絡(luò)特征和發(fā)展上看，它源于傳統(tǒng)智能網(wǎng)的業(yè)務和呼叫控制相分離的基本理念，并將IP承載網(wǎng)絡(luò)分組化、用戶接入多樣化等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下實現(xiàn)。它繼承了現(xiàn)有電信技術(shù)的優(yōu)勢，是以軟交換為控制核心、以IP協(xié)議承載、以分組交換網(wǎng)絡(luò)為傳輸平臺、結(jié)合多種接入方式的網(wǎng)絡(luò)體系。NGN與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢。

（1）交換方式不同。NGN基于IP分組方式，帶寬靈活，按需分配，因此NGN能夠支持話音、數(shù)據(jù)、視頻等綜合業(yè)務融合。

（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同。NGN采用標準、開放、分層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，使得業(yè)務與控制相分離。業(yè)務獨立于網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務和網(wǎng)絡(luò)可以各自發(fā)展，業(yè)務提供非常靈活，還可以通過標準的業(yè)務接口由第三方提供業(yè)務。

（3）接入模式不同NGN的平臺建立后，新建小區(qū)及老區(qū)網(wǎng)絡(luò)改造時，可以共享業(yè)務層、控制層和承載層，只需在接入層新建設(shè)PON或者IAD即可，因此NGN的綜合建網(wǎng)成本相對較低。NGN下一代網(wǎng)開放型網(wǎng)絡(luò)，控制層、承載層、應用層、接入層相網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分離。此外軟交換網(wǎng)絡(luò)具有豐富的對外接口協(xié)議，除了能提供PSTN的所有業(yè)務外，還能提供寬帶業(yè)務及多媒體業(yè)務和IPTV電視業(yè)務，可以與第三合作提供多樣性的業(yè)務。接入與承載完全分離，AG、IAD、PON接入，用戶接入方式媒介為光纜，IAD、PON可以是任意廠商，選擇性靈活。

2　石油、石化企業(yè)NGN軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路

2.1軟交換NGN核心網(wǎng)建設(shè)

建設(shè)一對SS1b核心設(shè)備，二者為主備用配置，采用異地容災的主備用雙歸屬方案，主備用雙歸屬的軟交換之間通過心跳、數(shù)據(jù)同步通道進行互通。采用的主備用雙歸屬的方案，具體就是指，其中一臺軟交換作為主用，完成全網(wǎng)用戶的呼叫控制、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證、計費等功能。備用軟交換與主用軟交換通過心跳連接來監(jiān)測其是否處于正常工作狀態(tài)，并且通過數(shù)據(jù)同步通道來與其保持數(shù)據(jù)配置的實時同步。

如果主用軟交換發(fā)生故障，備用軟交換會檢測到與主用軟交換的心跳連接中斷，進入激活狀態(tài)。同時，之前受故障軟交換控制的網(wǎng)關(guān)、終端設(shè)備也會通過其自身與軟交換的心跳主動檢測到主用軟交換已經(jīng)不能繼續(xù)提供服務，重新向備用的軟交換節(jié)點注冊，使得業(yè)務還能正常進行。另外主用軟交換也可以支持主動向各類設(shè)備發(fā)出 “向備用軟交換SS2重新注冊的命令”，被控制的網(wǎng)元收到這類“切換命令”后，執(zhí)行“重新注冊命令”將業(yè)務切換到新的SS中。

軟交換雙歸屬功能中，網(wǎng)關(guān)具有故障檢測功能，在判定故障（軟交換自身故障或者承載網(wǎng)中斷）的情況下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以切換到另一個軟交換設(shè)備。

2.2軟交換IP承載網(wǎng)建設(shè)

軟交換最先進的架構(gòu)是基于IP承載語音的組網(wǎng)模式。軟交換核心集中設(shè)置在主局，網(wǎng)關(guān)靠近話務源部署在各分局，利用兩臺核心路由器，負責網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)，由本地及異地的匯聚交換機通過10GE鏈路連接到核心路由器，形成了雙星形、雙歸屬的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。兩臺核心路由器之間可互為冗余備份及負荷分擔，一旦設(shè)備或鏈路出現(xiàn)故障后，可由另一臺設(shè)備接替工作，保證了NGN承載網(wǎng)中語音數(shù)據(jù)的高QOS要求。兩臺核心路由器和三層交換機之間，啟用OSPF動態(tài)路由選擇協(xié)議（或其他安全可靠方式，但OSPF協(xié)議必須滿足），在任何一臺設(shè)備或任何一條鏈路出現(xiàn)故障的情況下，通過路由計算，自動選擇新的最短路徑。在IP地址的規(guī)劃中，采用VLSM變長子網(wǎng)掩碼創(chuàng)建分層的子網(wǎng)，利用CIDR減少路由器中路由表中路由數(shù)量，提高總體網(wǎng)絡(luò)性能。根據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)的應用領(lǐng)域不同和網(wǎng)絡(luò)層次的位置不同，采用不同的IP地址規(guī)劃策略。去抖時延與承載網(wǎng)絡(luò)的抖動指標密切相關(guān)，通過采用合適的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以顯著降低語音通過網(wǎng)絡(luò)時引入的抖動，從而減少去抖時延。通過選擇合適的壓縮算法，減少打包數(shù)據(jù)量，合理分配DSP的負荷，采用設(shè)計良好的Pipeline處理方法可以改進時延。

2.3軟交換接入網(wǎng)建設(shè)

接入網(wǎng)部分采用GPON技術(shù)，一般采用FTTB和FTTH兩種方式。FTTH即光纖到戶模式，是寬帶接入網(wǎng)演進的終極目標，面向高端住宅用戶、別墅用戶或者商務樓宇。該種模式下，光纖末端節(jié)點最靠近用戶，用戶接入帶寬最高，但是投資成本相應也較高，此外光纖入戶工程也相對較復雜。

OLT的部署也分機樓集中部署和設(shè)置于接入點兩種，優(yōu)選機樓集中部署方式。MDU提供純寬帶和寬窄帶兩種類型，考慮到用戶帶寬、DSLMDU容量和分布情況，每個PON口下帶LAN MDU數(shù)量不超過8臺。DSLMDU也提供固定式和插卡式兩種形態(tài)，固定配置提供純寬帶和1∶1寬窄帶形態(tài)，靈活插卡式可靈活配置寬帶、窄帶及其他類型板塊和數(shù)量，更具靈活性。

2.4運營支持方案

在網(wǎng)絡(luò)平面雙歸屬的每側(cè)新建一套綜合網(wǎng)管平臺，負責對軟交換核心網(wǎng)、承載網(wǎng)設(shè)備進行統(tǒng)一網(wǎng)管，包括軟交換核心設(shè)備、信令網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)、PON設(shè)備、多媒體終端。

本地局域網(wǎng)組網(wǎng)方式是網(wǎng)管系統(tǒng)中最為簡單也是最常見的組網(wǎng)方式，在這種組網(wǎng)方式下，服務器、客戶端以及網(wǎng)元全部在同一個局域網(wǎng)內(nèi)，采用以太網(wǎng)互聯(lián)，它要求系統(tǒng)和所管理的網(wǎng)元物理上在同一個位置。當服務器、客戶端以及網(wǎng)元不在同一局域網(wǎng)內(nèi)時需要考慮遠程組網(wǎng)方式。對于遠程組網(wǎng)方式，其基本網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和原理是相同的，均是利用特定的傳輸設(shè)備實現(xiàn)廣域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸，用路由器完成廣域網(wǎng)到局域網(wǎng)的接入，網(wǎng)元、服務器、客戶端之間采用TCP/IP協(xié)議進行通信。在實際軟交換組網(wǎng)中，采用的既有本地組網(wǎng)又有遠程組網(wǎng)，這樣就構(gòu)成了混合組網(wǎng)方式。

2.5網(wǎng)絡(luò)安全方案

為了確保NGN可靠性、安全性，降低運行的風險，本次配置中繼網(wǎng)關(guān)成對建立，通信網(wǎng)中原有端局都同時連接到兩個TG上，不同的TG又歸屬于不同的軟交換設(shè)備，不同的軟交換設(shè)備間采用異地容災，而TG/SG設(shè)備均支持雙歸屬，當一個軟交換設(shè)備出現(xiàn)故障時，其下屬的AG、TG可以切換到另外一個地方的軟交換設(shè)備繼續(xù)為用戶提供正常的業(yè)務，更好地提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性和容災性。當某一節(jié)點發(fā)生故障后，受該域控制的各種網(wǎng)關(guān)設(shè)備重新向備份的軟交換節(jié)點注冊，使得該域的業(yè)務還能正常進行。SS1控制網(wǎng)絡(luò)1的IAD、TG、SG、AG等設(shè)備，SS2控制網(wǎng)絡(luò)2 的IAD、TG、SG、AG等設(shè)備。當SS1設(shè)備發(fā)生故障后，域內(nèi)的設(shè)備如IAD、TG等設(shè)備可以 “主動感知”SS1的故障后向SS2重新注冊，保障原有業(yè)務。另外SS1也可以主動向本域內(nèi)的設(shè)備發(fā)出“向SS2重新注冊的命令”。被控制的網(wǎng)元收到這類“切換命令”后，執(zhí)行“重新注冊命令”將業(yè)務切換到新的SS中。

3　結(jié)語

傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)向基于軟交換技術(shù)的NGN網(wǎng)絡(luò)的演進已經(jīng)是大勢所趨，NGN網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務多樣性、組網(wǎng)的靈活性、與網(wǎng)絡(luò)演進趨勢契合以及成本等方面有顯著優(yōu)勢。目前在全球范圍內(nèi)，軟交換網(wǎng)絡(luò)商用規(guī)模正在逐步擴大。隨著石油、石化行業(yè)辦公通信系統(tǒng)的迅猛發(fā)展、通信技術(shù)的進步，對于視頻業(yè)務、多媒體業(yè)務，不能做到業(yè)務之間的融合。用戶需要在統(tǒng)一的終端界面下，實現(xiàn)各類業(yè)務的操作，分離的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)從根本上限制了業(yè)務的實現(xiàn)。隨著光傳輸技術(shù)的發(fā)展，使得統(tǒng)一的多媒體業(yè)務傳送成為可能。因此為今后的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，從而進一步提高自身的核心競爭力，提高企業(yè)效率，降低企業(yè)運行成本，石油、石化企業(yè)必須要構(gòu)建自己的軟交換網(wǎng)絡(luò)，這樣才能提升通訊保障能力，最終提高在行業(yè)中的競爭力。

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10.3969/j.issn.1673-0194.2015.11.033

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A

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2015-04-01