行业客户独立语音交换设备IP化改造研究与实践

卢延锋 赵伟 陈建勇

摘  要：随着网络IP化的发展，传统PSTN模式的语音交换设备已远远不能满足网络发展演进的需求，经过长时间使用，设备老化、电缆故障等一系列问题严重影响客户使用体验，网络改造迫在眉睫。本文根据行业客户PSTN模式独立语音交换设备网络现状，以临沂监狱为例，结合语音网关、云应用、PON技术、SD-WAN技术对传统独立语音交换设备进行IP化改造研究，改造的经验可以作为行业客户传统独立语音交换设备IP化改造标杆方案在全国复制推广。

关键词：IP化;B独;SDN;NFV;SD-WAN;实施

中图分类号：TN929.5   文献标识码：A    文章编号：1007-9416（2020）10-0000-00

0 背景

临沂监狱PSTN办公电话系统已在网运行17年以上，设备为华为公司的C&C08程控交换机设备，容量1000门，由于设备运行时间较长，单板元器件老化，故障频繁，且处理效率很低，现有设备已不具备扩容条件，原有线路老化严重，已严重影响正常的办公使用和用户的感知。由于该设备采用电缆接入，因监狱施工损伤电缆，造成电缆进水，故障频发，严重影响用户的正常使用。改造前网络结构如图1所示。

1 应用技术

1.1 SDN

软件定义网络（Software Defined Network， SDN） SDN是一种新型的网络架构，它的设计理念是将网络的控制平面与数据转发平面进行分离，从而通过集中的控制器中的软件平台去实现可编程化控制底层硬件，实现对网络资源灵活的按需调配。

1.2 NFV

NFV，即网络功能虚拟化（Network Function Virtualization）。就是将传统的CT业务部署到云平台上，从而实现软硬件解耦合。通过使用x86等通用性硬件以及虚拟化技术，来承载很多功能的软件处理，降低网络昂贵的设备成本，使网络设备功能不再依赖于专用硬件，资源可以充分灵活共享，实现新业务的快速开发和部署，并基于实际业务需求进行自动部署、弹性伸缩、故障隔离和自愈等。

NFV的目标是取代通信网络中私有、专用和封闭的网元，实现统一通用硬件平台+业务逻辑软件的开放架构。NFV与SDN结合使用将对未来通信网络的发展带来重大的影响。

1.3 SD-WAN

SD-WAN即软件定义的广域网，英文为（Software Defined WAN），也可以说是将SDN、NFV技术应用到广域网（WAN）场景中所形成的一种服务，用于连接企业网络，包括分支机构、数据中心和云，实现广域网的最大范围覆盖[1]。SD-WAN支持多种传输技术，可以取代传统的WAN路由。SD-WAN不仅能够提升服务配置速度，能够大大缩短分支机构开通时间，同时也能够大大降低网络的复杂性和运营成本，并通过多种安全策略、自动化运维告警保证网络安全可靠性。

1.4 SD-WAN智选专线

中国联通SD-WAN智选专线产品，基于SDN技术，利用联通MPLS VPN、互联网、4G/5G等多种承载网络，为政企客户提供运营商级的高可靠、差异化、智能随选的广域网多点互联创新专线产品。

特点：安全可靠、成本节省、灵活高效、灵活组网、即插即用、带宽随选、网络可视。

2 语音网IP化改造实施方案

临沂联通在2013年对全市公众固网用户实施光网络改造，2015年成為全国第一批全光网络城市。当时考虑临沂监狱行业客户独立语音交换设备的特殊性，未进行IP化光网改造，待改造区域涉及监狱监区、监狱办公区、监狱家属区，改造涉及语音600多部，为铜缆传输。

由于电缆因施工损坏，导致造成电缆进水，严重影响用户使用，结合网络技术演进方向，计划采用当前的SDN/NFV新技术，利用SD-WAN智选专线进行网络数据传输，用光缆替换电缆。利用华为 U1981语音网关设备做语音核心，利旧PON+LAN下电的ONU和MDU设备（MA5616、MA5620）、调配OLT设备MA5807解决语音接入。通过实施“光进铜退”进行监狱语音网的全网IP化改造，通过云平台、云网管、UC服务等打造语音、视频监控和数据传输的融合业务，打造监狱融合通信平台，内部通信模式（语音电话、数据传输、视频监控、视频会议、即时通信等）的多功能集成。在联通行业云上部署UC统一通信系统服务器组、会议服务器和网管服务器，提供统一通信业务，通过SD-WAN智选专线把监狱办公区、监狱区、家属院进行互联，在城域网上进行加密的数据传输。

监狱办公区核心机房使用华为U1981核心语音网关，通过E1分别上联联通公司语音网、电信公司语音网提供监狱监区、监狱办公区、监狱家属区语音业务承载及出入局业务;语音网关设备华为 U1981直连三层交换机，三层交换机提供多以太网端口分别连接OLT设备MA5807和语音MDU设备MA5616，并通过专线SD-WAN智选专线直连云服务器和UC服务器，进行加密的数据传输。监狱监区的30个监房区，每个监房1台MA5620设备，解决语音通话;用OLT下挂办公区和监狱监区的多台MA5620设备，解决办公区华为统一通信系统。监狱办公区通过FlexEdge终端POP设备、监区通过FlexThinEdge接入端设备接PC终端实现办公、视频会议和视频监控，支持多种终端接入，达到多业务融合;家属区通过FlexThinEdge接入端设备实现视频监控，通过MA5616和MA5620实现语音;联通云数据机房的云平台实现SD-WAN的编排和控制，用云网管实现统一网管系统，集中管理;内部通信零费用;UC应用服务器，实现SIP话机、模拟话机语音互通，以及状态呈现、即时消息、多媒体会议等UC应用业务，提升沟通效率。网络示意图细化如图2所示。

3 統一云网管统一监控管理

华为 U1981 统一网关，是华为核心语音网关，配套华为IP终端及统一通信应用，提供专业的IP语音解决方案和统一通信解决方案。U1981采用宽窄带一体化设计，单框支持20，000用户，可通过数字中继、模拟中继以及SIP中继连接运营商网络或者专网语音交换设备，支持模拟话机和IP话机混合接入。在临沂云数据机房行业云上分配虚拟主机部署U1981语音设备网管，统一网管，高效维护。

4 效益分析

4.1 经济效益

临沂监狱项目仅采购华为语音网关U1981设备作为监狱核心语音网关，其他接入设备通过利旧PON+LAN光改下电的ONU（MA5616和MA5620）设备、另布放部分光缆进行监狱固网光改，投资（不含税）约15万元（含监狱办公区、监区、家属区），可撤除电缆处置收益约5万元。通过此次改造可保有内年收入约18万元，并带动智慧监区ICT项目收入20万元。本次IP化设备改造经济效益很好。

4.2品牌效应

（1）通过对监狱网点进行IP化改造，得到了客户的认可，社会效益大大提高，满足以后用户融合业务的需要。轻松解决了原有语音交换机设备旧，维护困难，无法扩容及拓展业务的问题，提升了联通品牌。

（2）培养行业潜在客户。通过解决客户需求，取得客户信任，树立联通通信解决方案专家形象。

5 结语

通过对监狱网点进行IP化改造，解决了原有语音交换机设备旧，维护困难的问题，满足用户融合业务的需要，得到了客户的认可，社会效益大大提高。在保持客户现有号码资源以及使用习惯不变的前提下，对现有的语音平台进行改造并进行一定数量的扩容需求，同时新增融合业务功能带动了新增业务收入。

此次结合语音网关、云应用、PON技术、SD-WAN技术对传统独立语音交换设备进行IP化改造研究，可作为行业客户传统独立语音交换设备的IP化改造标杆在全省复制推广。

参考文献

[1]王瑾.政企业务遇瓶颈SD-WAN助运营商实现云网一体化[J].通信世界，2017（16）：48-49.

收稿日期：2020-08-17

作者简介：卢延锋（1979—），男，山东邹平人，学士，工程师，研究方向：IP、SDH、行业客户组网。

Research and Practice on IP Transformation of Independent Voice Exchange Equipment for Industry Customers

LU Yan-feng，ZHAO Wei，CHEN Jian-yong

（China Unicom Linyi City Branch， Linyi Shandong  276000）

Abstract： With the development of network IP， traditional PSTN mode voice switching equipment is far from meeting the needs of network development and evolution. After long-term use， a series of problems such as equipment aging and cable failure seriously affect customer experience and network transformation. Imminent. Based on the current situation of industry customers PSTN mode independent voice switching equipment network， this paper takes Linyi prison as an example， combining voice gateway， cloud application， PON technology， SD-WAN technology to conduct IP transformation research on traditional independent voice switching equipment. The benchmarking solution for IP transformation of traditional independent voice switching equipment for industry customers is replicated and promoted nationwide.

Keywords： IP; B independence; SDN; NFV; SD-WAN; implementation