中原油田通信全IP化发展探讨﹡

周世俊， 桂松涛， 张水堂

0 引言

油田通信经过多年的建设，通信网络已经由单纯的电话网向多业务综合信息网转变，已形成了由石油专用卫星通信网、石油长途电路网、公网长途出口、油田内部市话交换网、光环路骨干传输网、国际互联网出口等多个通信网络。目前拥有16个通信站，共计5个独立局和21个模块局，实现了与濮阳电信、联通、移动、铁通等多家电信运营商的互联互通，覆盖了5500平方公里的油区及周边。油田通信现有的程控、宽带数据、会议电视等多个专门的业务承载平台，彼此间各自占用独立的光缆、电缆资源和网络设备。骨干传输网由1个10G主环、2个2.5G分支和1个2.5G基地环组成。宽带网络则由万兆链路和万兆路由器、万兆交换机组成万兆核心网，13个通信站的汇聚交换机通过千兆链路上联到核心交换机，实现了与电信、联通的万兆网络互联。

1 存在的问题

首先，在用设备故障率高。目前在网程控设备最长运行时间有30多年，传输设备也有20多年。伴随着设备和链路的长期运行，硬件设备老化使得故障频繁出现，造成网络运行成本和维护成本的不断增加，特别是部分产品型号老旧，厂家停止对产品的后续支持和维护，这些设备在网运行存在众多隐患、故障频发。

其次，新业务无法开展。随着通信网络的发展，现有设备能力不能满足现在高带宽、大流量业务的需要，同时设备也不支持新出现的应用，无法满足用户日益增长的需求。

最后，应用系统功能不完善。油田通信虽然建立了电话计费、宽带计费、112、114、客户等应用系统，但是这些系统是不同时期逐步建立的，前后跨度有一二十年，由于厂家和技术不同所以造成维护管理困难。并且还缺乏运维支撑、设备管理、综合网管等系统，大量的信息是通过人工方式进行，不能及时快速实现客户服务响应。

2 可行性

随着IP网络技术的飞速发展，软交换、VoIP、IP城域网等技术的逐步商用，各种传统业务都出现了IP化的解决方案，同时都提供了相对丰富的接口方式，在简化网络层次和类型的同时，也提供了融合的承载能力，从今后的运营和发展角度来说，今后油田通信业务网络建设应该是采用基于IP技术的综合承载平台。

首先，IP成为了业界的标准。IP技术已经成为不可逆转的潮流，无论是传统的电话系统，还是视频会议系统、传输系统，基于IP技术的产品和技术已经深入到了每个领域，并且都成功的进行了商用，达到了通信行业的严格要求。

其次，IP提供了快速的业务扩展。由于IP技术的标准化和开放性，以IP技术为基础的新产品更适用于所有接入和业务的统一网络体系架构，有利于多项业务的无缝融合，用户在网络建设时所期望的一个网络就能提供各类业务能力的情况也已经可以实现，一项新业务只要是基于IP技术的都通过少量投资而快速接入网络中进行推广应用，不要重新大规模投资和大量施工建设。

第三，IP化满足了企业转型的需要。传统运营商如果只提供单一的话音或者互联网接入服务，难以保持足够的利润增长。同时原有技术方式中各个业务网络建设和维护工作繁杂，也不利于企业服务市场的开拓。通过IP化减少了网络层次、降低网络管理和维护复杂度，减低网络成本便于发展演进，同时油田通信还可以为油田客户提供一揽子的整体业务解决方案，满足油田通信企业转型发展的需要。

3 应对措施

第一，建立高性能的IP城域网作为业务承载网。IP技术的发展，40G甚至100G城域网技术已经开始商用，同时网络带宽的需求是爆炸式的增长，需要建立大容量的承载平台，否则无法满足业务发展的需要。除了利用原有SDH网络为数字专线等业务继续提供业务承载外，重点利用波分、OTN、ASON、PON等光通信技术搭建大容量、超宽带城域网[1]。

通过多台核心路由交换设备构建网状或是半网状核心层，核心层网络主要负责进行内外网数据的快速转发以及整个城域网路由表的维护，同时运营商骨干网互联，提供高速数据出口；汇聚层采用高性能大容量的三层交换机设备，同时核心层与汇聚层设备采用星形双归属连接，保证每个汇聚层节点都能够与两个核心层节点相连，核心层主要提供高的端口密度和丰富的端口种类，汇聚接入节点，还必须能够提供必要的网络应用、运营支撑等层面的功能；接入层网络负责提供各种类型用户的接入，还提供用户流量控制功能，接入层节点可以采用级联接入方式提供大量接入端口，由于用户端设备需求量最大，运行环境也非常差，因此要求接入设备要有优良的性价比和稳定性。

第二，实现核心业务平台IP化升级。传统电话业务平台通过利用软交换技术打造了NGN平台，该系统包括软交换控制设备、媒体网关、接入网关和综合管理等几个部分，并且实现了双机异地冗余配置。软交换控制设备实现全网呼叫控制欲业务受理，媒体网关实现与传统PSTN网互通，接入设备实现电话综合接入设备IAD的语音接入，综合管理系统负责设备维护、计费接口等[2]；实现语音视频会议系统向IP网络化转变，随着H.323技术协议的发展完善，解决了包交换网络上的音频、视频、数据通信等多方面的难题，IP电话视频会议系统由会议终端、网关、IP网络以及多点控制器(MCU)组成，可以实现多点会议和多点会议广播功能。

第三，实现多业务混合传输。IP网络已经不仅可以传输数据业务，还可实现语音业务、视频业务、支撑类业务及其物联网、云计算等业务，在网络设备和建设中，应该充分考虑到这些新技术的对接和融合。在进行网络规划和实施过程中，要提前做好设计规划，按照不同业务提供不同的VLAN和地址，利用VPN等划分不同的通信通道，实现一套设备和链路传输多种业务。

网络业务流中信令、语音业务要求时延和抖动小、丢包率低，视频业务要求带宽高、传输时延小，而数据业务则是突发性大、时延小但是容错率低。IP协议本身没有传统电信级的可靠性技术措施，在实际应用中，针对语音视频等业务需求，需要采用多种技术综以达到或是满足电信级的质量，例如可以采用VLAN、Diff-serv、QoS优先级、带宽保障等多种方式综合来实现。

第四，建立融合的IP运营支撑系统。随着市场的发展，通信业务出现了捆绑销售等组合营销方式，原有的多个独立的业务系统信息经常需要进行互联，这都需要实现用户、资源等信息的打包。近年来油田通信自身面临人员队伍老化、维护水平和效率不高、投资资金紧张的问题，原有系统的故障率不断升高、功能不能满足需要，因此原有业务管理系统和方式都需要进行改造。在这种局面下，为了提高企业资源利用率和提升产生效益，同时配合新业务的开展，必须升级或是新上能够满足需要的融合的运营支撑系统，达到快速抢占新市场的目的。在系统选择时坚持采用基于IP融合的系统，只有这样才能满足网络融合的需要[3]。融合后的运营支撑系统主要功能包括：

资源管理：包括原来的机线资源、号码资源、用户信息、业务套餐类型等的配置管理；

网络管理：语音网络设备、数据网络设备、视频网络设备、应用服务器设备等设备的配置维护管理；

故障管理：所有在用设备性能监控信息、在网设备故障告警、告警统计分析、专家支持数据库等；

经营分析：计费数据采集、账务结算管理、统计分析、决策考核等；

客户服务：障碍申告受理、业务咨询、用户查询、投诉反馈等。

第五，制定全方位的安全措施。目前电信级的设备在可靠性上可以实现毫秒内的倒换时间，硬件的可靠性都比较高了，但是IP协议在安全性上却比较简单，必须采用辅助安全技术和措施来确保设备、运性和管理安全，重点核心设备特别是服务器区在规划和设计上划分安全区域，配备高性能、高安全性的防护墙，实现内外网的隔离，屏蔽非授权的访问；网络中服务器区安装异常流量和信息监测和清理工具，还应该提供防病毒、防黑客等功能，防止病毒等大量占用网络带宽和系统资源，避免出现业务访问缓慢无法访问网络资源，甚至整个网络瘫痪，要防止黑客攻击网络中的关键设备，篡改其路由和用户等数据等[4]。

除了上述安全措施外，需要安装相关的动力环境监控系统，将机房供配电系统运行状态、空调设备状态、室内温湿度环境状态、防水防火检测、安防监控系统、门禁监控系统、消防系统等内容进行实时采集，充分利用仅有的人力资源，加强维护支持手段，保障设备稳定运行和机房安全，提高劳动生产率和网络维护水平，实现机房从有人值守到少人或无人值守，促进机房维护现代化[5]。

第六，完善故障响应和处理流程。IP网络随着规模、设备能力的迅速扩展，如何管理好大量的网络设备，如何保证故障快速检测定位和故障快速处理等方面都对我们提出了新的要求。网络管理是一个系统工程，靠的是“三分技术，七分管理”，因此必须制定一系列的操作管理制度、安全评估、故障处理流程、应急响应预案等，这些措施应覆盖网络的各个方面，达到能够及时快速解决问题。与此同时，各项制度和手段必须落到实处。人员的技能和意识是网络措施能否落实到位、发挥作用的重要环节，整个通信网络的管理人员和维护人员都应该包括在内。

第七，建立运行支撑中心，今后越来越多的业务将更多的依靠计算机软件来实现，同时通信中所建立的应用系统中服务器也越来越多，软件开发和维护与网络设备是完全不同的，现有技术人员中大多是通信工程相关专业的，而应用系统多是要求计算机相关专业的人员，所以应该成立专门部门加强应用系统的支撑力度，提高应用系统运行维护服务水平。

4 结语

国内运营商都在加速网络IP化的商用进程，通信网络IP化能够令通信企业经营成本降低，提升服务质量，增加业务类型。IP技术正在以其特有的方式极大地推动电信网络建设的进一步发展，并逐步应用到网络的各个层面。

[1] 徐伟民.IP RAN网络及其试商用规划设计探讨[J].通信技术,2012,45(06):50-54.

[2] 辛建敏.软交换技术在中原油田的应用[J].电信技术,2010(11):69-70.

[3] 姚春华,王宏,谢小赋.支持网络融合的策略管理系统研究[J].通信技术,2011,44(08): 51-53.

[4] 张国庆,郑贵省,于波.局域网安全风险分析与防范[J].信息安全与通信保密,2010(06): 74-76.

[5] 周雪.数据中心安全建设:部署之前先“设计”[J].信息安全与通信保密,2010(04): 30-31.