通信固网软交换跨地市TG互备方案设计

佴东河

中国联通宿州市分公司，宿州，234000

通信固网软交换跨地市TG互备方案设计

佴东河

中国联通宿州市分公司，宿州，234000

中国联通南方21省固网因网络规模较小导致其核心网下一代网络(NGN)TG设备基本为单节点的组网结构设计，各地市在网仅一套软交换TG设备，承载着与相邻地市所有软交换用户的跨网络呼叫，由于缺少备用路由，存在较大的网络安全隐患。为了保障网络安全，提升服务质量，从理论分析、网络规划、组网安全等角度入手，利用宿州和淮北两地市地理相连、互通本地传输网等特征，提出了跨地市进行TG互备的设想，并最终成功实现了固网软交换跨地市TG互备工作，为地市分公司网络安全保障积累了实践经验。

固定网;软交换;跨地市;TG互备

1 相关概念与问题提出

1.1 下一代网络概念

软交换技术是近年来快速发展的一种新型呼叫控制技术，具有开放的体系架构、基于分组传输、能够提供多种接入方式等诸多优点，可以提供语音、多媒体等多种实时业务，已逐渐成为电路交换向分组交换演进的主流技术。随着时代的发展，传统的PSTN已经无法满足人们对通信业务多样化的要求。以软交换为核心的NGN(next-generation network)即下一代网络，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体等业务，它是基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络的发展方向[1]。

1.2 软交换体系与PSTN网的互通

软交换体系与现有PSTN网的互通可以通过中继媒体网关(TG)和信令网关(SG)来实现[2]。其中，TG作为互通点，与PSTN网络中的网关局完成网络互通；七号信令则通过STP与信令网关相连来实现互通[3]。当一个PSTN/ISDN用户发起呼叫时，设有互通点的交换局将信令通过STP和信令网关传递给呼叫服务器，呼叫服务器进行地址解析找到被叫方，然后控制中继网关建立呼叫。

1.3 研究背景

随着通信网络的快速发展，下一代网络NGN软交换正在逐步替代传统交换。NGN网络组网灵活，能够给用户提供更灵活的网络接入，提供语音、数据、视频和多媒体等业务，但灵活的网络结构必然带来新的网络安全隐忧。在配合移动网软交换核心网割接入网时，对IP化的核心网存有顾虑，因为不同于移动网，固定网的AG、IAD设备在用户侧，而且固定网的软交换网络要比移动网复杂得多。本文以宿州联通本地固定网NGN网络为例，提出了跨地市进行TG互备的设想。

宿州联通现网在网仅一套软交换TG设备，承载着所有软交换用户的跨网络呼叫，因此宿州联通固定网TG为固定网传统端局和NGN网络的互联互通业务的单节设备，缺少备用路由，中国联通安徽分公司其他地市分公司情况类似。宿州联通根据宿州和淮北两市地理相邻、互通本地传输网等特征，进行了固网软交换跨地市TG互备试验工作。

2 固网TG互联存在的风险

以中国联通安徽分公司固网TG为例。

2.1 中国联通安徽分公司NGN组网介绍

中国联通安徽分公司固定网软交换NGN网络采用华为设备系统，合肥轻工商城SERVER与合肥西开发SERVER互相备份，地市分公司AG/ONU/IAD等通过IP承载网与SERVER互联组成NGN网络，通过TG媒体网关华为UMG8900与PSTN网络互联(图1)。

由图1可知，中国联通安徽分公司下属的各个地市分公司的TG(UMG)作为软交换和PSTN互通节点，保障其安全运行十分重要，但各地市分公司仅有一套，缺少备用路由，网络存在安全隐患。由于中国联通南方21省的固定网语音业务规模相对较小，一套TG设备已经完全能够满足各地市分公司NGN网络至其他网络的语音业务需求，若建设第二套设备会导致资源空闲，但仅有一套设备又存在单节点问题，存在安全隐患。

图1 中国联通安徽分公司NGN组网图

2.2 宿州分公司和淮北分公司间的地理环境与网间资源

宿州市与淮北市唇齿相依，两市的城区相近，宿州市的行政区划为5个县区并排，地形狭长，泗县与灵璧县相邻而不与宿州相临，砀山县与萧县相临而离宿州很远。宿州城区向西5公里便进入淮北境内，宿州至砀山县和萧县一定要经过淮北市区，位置分布见图2。

图2 宿州、淮北地理位置分布图

图3 宿州、淮北传输网络互联图

在传输网上，宿州分公司传输的本地网为实现环网保护，宿州至萧县、砀山县的本地网都经过淮北境内，并在淮北分公司核心网机房建设波分、10G、2.5G传输环网节点，如图3所示。

宿州分公司的固网业务成立较晚，在宿州分公司NGN 网络TG割接入网前，宿州分公司的NGN网络语音业务通过淮北分公司TG设备转接，如图4所示。

图4 宿州NGN网络通过淮北TG设备转接图

综上所述，宿州分公司和淮北分公司之间实现TG互备具有物理位置相近、本地网传输资源互通、原有的网络互联等优点，可以在不增加网络投资和使用新的传输资源的情况下，仅仅通过核心网组网的改造便可提升网络安全性能。

3 实施方案

3.1 宿州分公司与淮北分公司各互联网元的传输拓补结构

由图5宿州和淮北TG在互备前的网络拓扑图可以看出，宿州和淮北的TG都为SERVER通过UMG至CC08程控交换机的链型结构，如果中间节点UMG出现故障则因没有迂回路由导致业务全阻。

图5 宿州、淮北TG在互备前的网络拓扑图

由图5可以看出，在宿州与淮北之间组建TG互备网络需要在淮北TG至宿州CC08、宿州TG至淮北CC08局向间建立传输线路，以此来完成NGN至局间的话务负荷分担，分别用宿州TG和淮北TG承载。计划淮北TG至宿州CC08和宿州TG至淮北CC08分别开通8条中继电路(淮北TG至宿州CC08可以利旧原固网2条二干电路)，共需要14条2M电路。

图6 宿州、淮北TG在互备后的网络拓扑图

各局点需要的中继电路数如图7所示。

图7 宿州、淮北TG互备传输资源需求图

(1)宿州红楼机房至淮北建安路机房2条2M二干电路(利用旧原固网开通淮北TG至宿州CC08的直连电路)；

(2)宿州红楼机房至宿州联通大楼6条2M本地电路；

(3)淮北联通大楼至淮北建安路机房14条(8+6)2M本地电路；

(4)宿州联通大楼至淮北联通大楼14条2M本地电路。

3.2 宿州分公司和淮北分公司TG互备方案

割接前宿州、淮北固网软交换用户呼叫话务路由如下：

宿州 宿州固网软交换→宿州固网TG→宿州固网CC08

淮北 淮北固网软交换→淮北固网TG→淮北固网CC08

割接前的宿州、淮北互联拓扑图如图8所示。

由图8可知，割接前宿州/淮北固网TG至CC08、省分SERVER单节点单路由，存在很大的安全隐患，当固网TG全阻时，宿州/淮北全部软交换用户无法正常使用。

图8 割接前宿州互联拓扑图

图9 割接前淮北互联拓扑图

割接后宿州、淮北固网软交换用户呼叫话务路由如下：

宿州 宿州固网软交换→宿州固网TG 1/2(淮北固网TG1/2)→宿州固网CC08

淮北 淮北固网软交换→淮北固网TG 1/2(宿州固网TG1/2)→淮北固网CC08

割接后宿州、淮北互联拓扑图如图10所示。

图10 割接后宿州、淮北互联拓扑图

由于宿州和淮北共用一个SERVER，宿州和淮北TG互为备份需要在西开发的SERVER上新增宿州UMG至淮北SSP新的中继群和淮北UMG至宿州SSP新的中继群及相关路由。当宿州或者淮北TG出现故障拥塞时，会启用备用的路由TG来疏通话务。

相关数据信息如表1所示。

3.3 数据制作原理

在软交换SERVER上进行路由选择的路由组中制作两个路由信息：宿州TG和淮北TG。在设置上，设置宿州TG为第一路由，设置淮北TG为第二路由。宿州本地固话在拨打宿州本地手机号码时正常情况下走宿州TG这一第一路由直接落地宿州UMG至宿州CC08进行话务接通。如果第一路由不可达，话务将自动选择淮北TG第二路由进行接续，由淮北UMG至宿州CC08进行话务接通。比如，宿州本地固话05573714019拨打宿州手机号码18605579652，05573714019将呼叫信息送至西开发SERVER，SERVER将选择路由优先宿州TG将话务直接通过宿州UMG进行落地，如果宿州UMG因故障导致宿州TG信令不可达，则选择淮北UMG进行落地。淮北用户也有此安全设置措施。

表1 宿州-淮北中继电路表

4 结束语

软交换相对于传统的程控交换有很多优点：首先，软交换实现了呼叫控制与呼叫传输分离；其次，智能化的软交换设备能实现不同信令的方便转换，并具有开放接口和API,利于新业务的产生；再次，软交换的呼叫传输由简单的设备完成，如媒体网关，或由IP终端设备直接完成端到端传输；最后，软交换实现了PSTN与分组网的融合，既保护了传统投资，又具有创新能力[4]。由于软交换分离了控制和承载，将原来的程控交换功能分为SERVER和TG两个部分，SERVER和TG异地放置，多了一处故障风险点，因此本文通过两套TG设备互备工作来规避此类风险。

电信运营商核心网的安全至关重要。在核心网设备的安全保护中，一般网元和板件采用N+1备份，重要网元采用1+1备份。但为了达到更高的安全级别，需要的投资就会相应的增加。本着充分利用现网网络设备，最大限度地提高其利用率，通过现网资源和网络结构的重组，提高网络安全的原则，通过简单的网络调整便可大大提高网络的安全性。本文分析的跨地市TG互备方案对技术要求并不高，但这种创新思维可为其他地市进行类似的网络调整提供参考。

[1]赵丽媛．NGN网络安全解决方案[J].科协论坛,2008 (6):87-88

[2]张威,汤炳富,李忠明,等．GSM交换网络维护与优化化[M].北京:人民邮电出版社,2005:71

[3]William C Y．移动通信工程理论与应用：移动通信工程理论和应用[M].北京:人民邮电出版社,2002:92-96

[4]胡捍英，杨峰义.第三代移动通信系统[M].北京：人民邮电出版社，2001:1-34

(责任编辑：汪材印)

TP273

A

1673-2006(2017)09-0103-04

10.3969/j.issn.1673-2006.2017.09.024

2017-04-06

佴东河(1983-)，江苏徐州人，通信工程师，研究方向：通信核心网技术与传输网络规划。