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長江航運電話交換網(wǎng)升級方案
摘要：在傳統(tǒng)語音通信從程控交換向軟交換過渡的大趨勢下，本文分析了長江航運電話交換網(wǎng)及軟交換網(wǎng)絡現(xiàn)狀，考慮數(shù)據(jù)承載網(wǎng)負載率、穩(wěn)定性等條件，提出了電話交換網(wǎng)向軟交換網(wǎng)升級初期和升級后的組網(wǎng)方案，以及軟交換系統(tǒng)容災方案，使升級后的通信網(wǎng)絡能滿足用戶日常通信業(yè)務需要。
關鍵詞：程控 異地容災 軟交換
長江航運電話交換網(wǎng)在瀘州至上海間共建設有32個節(jié)點，主要數(shù)字程控交換機型號為華為C&C08B和中興ZXJ10。全網(wǎng)采用三級網(wǎng)絡結構：武漢為一級節(jié)點，重慶、宜昌、蕪湖、南京、上海為二級節(jié)點，萬州和九江為輔助二級節(jié)點，其他為三級節(jié)點，目前實裝用戶約2.2萬線。該網(wǎng)絡各數(shù)字程控交換機均以全自動聯(lián)網(wǎng)方式接入當?shù)毓猛ㄐ啪W(wǎng)，實現(xiàn)長江航運系統(tǒng)本地和長途電話自動撥號，為沿江長江航運管理部門及相關港航單位提供程控電話的語音服務。
因電話交換網(wǎng)投入使用時間較長，已暴露出交換機板卡備件停產(chǎn)、服務器老化，維護成本高等問題，且由于技術更新?lián)Q代，該類設備已逐步淡出市場，未來的電話交換網(wǎng)將完全依托更為高效安全、便于維護管理的軟交換系統(tǒng)。
目前，在重慶、武漢分別設立了軟交換控制中心，建設了一套軟交換系統(tǒng)，其他節(jié)點配置了媒體網(wǎng)關等設備，即采用NGN軟交換技術，基于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡和長途光傳輸系統(tǒng)，與現(xiàn)有電話交換網(wǎng)絡實現(xiàn)了互通，為各軟交換控制中心所管理的用戶節(jié)點提供語音業(yè)務。全線的程控交換業(yè)務以現(xiàn)有程控交換機為主，同時利用軟交換系統(tǒng)作為備份，并在局部節(jié)點進行試運行。
升級方案
1、升級后系統(tǒng)框架
長江航運電話交換網(wǎng)向軟交換網(wǎng)升級過程中，考慮網(wǎng)絡現(xiàn)狀、初期建設規(guī)模及長江數(shù)據(jù)承載網(wǎng)負載率、穩(wěn)定性和安全性，可分步進行項目實施。
在長江航運軟交換網(wǎng)絡建設初期考慮采用疊加網(wǎng)的組網(wǎng)方式，也就是傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡架構保持不變，建設一套軟交換系統(tǒng)，采用雙網(wǎng)(即傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)與軟交換網(wǎng))并行的方式進行建設。對于新增用戶采用軟交換系統(tǒng)來控制，對于老用戶則仍由原有的電路交換機來控制;在原有的電路交換網(wǎng)匯接局與軟交換控制下的TG/SG(MSG9000)網(wǎng)關設備之間新增部分E1鏈路 ，通過TG/SG的協(xié)議轉換實現(xiàn)軟交換系統(tǒng)域內用戶與傳統(tǒng)電路交換域內用戶的互通。
建設初期的架構已初步搭建完成，圖中兩臺軟交換控制設備放置在武漢、重慶節(jié)點，各網(wǎng)絡節(jié)點的TG/SG(MSG9000)與原有程控交換機相連，AG連接各站點當?shù)赜脩羧�，軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)實現(xiàn)對網(wǎng)絡的實時監(jiān)控及數(shù)據(jù)配置功能。下一步，要結合現(xiàn)有軟交換網(wǎng)建設情況及各網(wǎng)絡節(jié)點軟交換用戶分布情況，著重考慮以下幾個方面的升級建設：
軟交換系統(tǒng)的業(yè)務處理能力方面：原有軟交換系統(tǒng)是否能滿足用戶今后一段時間的業(yè)務需求，系統(tǒng)是否具備擴展能力。因此，在全面了解各軟交換節(jié)點區(qū)域用戶的業(yè)務需求的前提下，分析核心控制設備的業(yè)務處理能力，針對每個節(jié)點已有軟交換設備(含各類網(wǎng)關設備、接入設備)制定板卡擴容或更新計劃，根據(jù)實際情況進行設備軟件版本升級以及軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)升級等工作。
支撐平臺的可靠性方面：原軟交換系統(tǒng)建設時，長江數(shù)據(jù)承載網(wǎng)還未建成，是依托長途傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)平臺在運行，因傳輸網(wǎng)在部分區(qū)域未真正形成環(huán)路保護，且受數(shù)據(jù)網(wǎng)節(jié)點間的網(wǎng)絡帶寬及設備使用年限較長等因素限制，如果某條傳輸通道中斷或數(shù)據(jù)網(wǎng)某個節(jié)點發(fā)生中斷(特別是核心站點)，均會對軟交換業(yè)務正常運行造成影響。因此需要完善長途傳輸網(wǎng)絡，包括更新部分區(qū)間的光傳輸設備提升光傳輸系統(tǒng)容量，對自建長途光纜線路質量進行整治，降低或消除高衰耗點，利用建設項目盡快建成傳輸通道環(huán)路，解決保護電路帶寬不足等問題。同時需要通過對數(shù)據(jù)網(wǎng)升級改造建成承載網(wǎng)，來提高對軟交換業(yè)務的承載能力，提高軟交換網(wǎng)絡運行安全性、穩(wěn)定性。
接入用戶方面：對于電話交換網(wǎng)的專網(wǎng)用戶的接入可根據(jù)用戶的業(yè)務需求及實際的用戶線路資源、用戶網(wǎng)絡設備等情況來考慮，選擇采用IAD、IP電話等終端設備實現(xiàn)接入。如果用戶數(shù)量較少，或者用戶線路資源緊張，有語音需求同時還有訪問因特網(wǎng)業(yè)務需求，可利用寬帶網(wǎng)關設備BGW實現(xiàn)接入控制與網(wǎng)絡地址轉換，反之在用戶較集中區(qū)域，則可以利用充足的線路資源解決用戶其他數(shù)據(jù)業(yè)務需求。
隨著長江數(shù)據(jù)承載網(wǎng)建設逐步完善(保護倒換機制、QOS部署的完善)，并單獨劃分獨立的語音承載網(wǎng)，軟交換調度系統(tǒng)將完全能取代傳統(tǒng)的電話交換網(wǎng)，最終實現(xiàn)所有呼叫由軟交換調度系統(tǒng)統(tǒng)一控制和處理。原有的匯接局和端局一樣僅作為調度用戶的接入，對于老化設備將逐步采用AG或XPON等接入方式進行替換。在接入網(wǎng)絡改造中主要工作集中在端局改造為AG的過程中，端局改造為AG設備有兩種方式：一是直接新建，原有設備下線退網(wǎng);二是利舊改造，就是對原來端局設備可能有用的如用戶板等板件經(jīng)過改造后直接插入到AG設備中去，減少網(wǎng)絡改造成本。組網(wǎng)示意圖如下所示：
2、異地容災方案
軟交換系統(tǒng)對網(wǎng)絡可靠性要求很高，在軟交換的支撐平臺長江數(shù)據(jù)承載網(wǎng)及長途光傳輸網(wǎng)能夠滿足軟交換業(yè)務性能要求的基礎上，各節(jié)點軟交換設備，特別是武漢、重慶兩地軟交換控制設備運行的好壞，也關系到整個業(yè)務運行安全。為進一步提高軟交換業(yè)務的運行穩(wěn)定性，提出了軟交換異地容災方案。
軟交換容災：在有兩臺軟交換控制設備的軟交換網(wǎng)絡中，利用容災功能實現(xiàn)當其中一臺軟交換設備發(fā)生故障不能運行，受故障軟交換控制的網(wǎng)關設備、終端設備可以切換到另一臺軟交換設備上，正常進行業(yè)務通信。
軟交換容災通常采用1+1備份方式，一個為主用，另一個為備用，也可以是兩個互為主備。兩個軟交換之間通過實時備份機制確保數(shù)據(jù)的一致性，并通過實時心跳檢測對方的狀態(tài)。
雙歸屬機制：即一個網(wǎng)關或終端設備可同時歸屬主備兩臺軟交換設備。正常情況下網(wǎng)關設備只注冊在主用軟交換設備上工作，當主用軟交換設備發(fā)生故障不能運行時，受主用軟交換控制的網(wǎng)關、終端設備可以切換到備用軟交換設備上。
異地容災方案可以保證正常的語音業(yè)務不會發(fā)生中斷(但原有故障軟交換設備下的網(wǎng)關、終端設備的數(shù)據(jù)在容災期間不能在容災軟交換設備上進行配置修改)。容災功能實現(xiàn)需要保證現(xiàn)有軟交換網(wǎng)絡傳輸通道暢通，利用軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)在武漢和重慶的軟交換設備配置容災相關數(shù)據(jù)，原有用戶的IAD設備增加第二個注冊地址以后，數(shù)據(jù)會自動同步到另外的一臺設備，保證兩臺設備的數(shù)據(jù)完全一致。
3、網(wǎng)絡運維模式
采用軟交換建設后，未來網(wǎng)絡會逐步改造成異地容災方式，跟核心網(wǎng)有關的所有操作都在武漢和重慶的兩臺軟交換上來實現(xiàn)，但是各地市在涉及本區(qū)域號碼時都需要在軟交換上操作，這就需要對操作權限進行詳細的規(guī)范，在這種情況下，必須對長江航運各級部門的操作帳號進行細致的分權分域限制。首先是管理功能的分權，具體分為網(wǎng)絡規(guī)劃、網(wǎng)絡監(jiān)控、網(wǎng)絡優(yōu)化、運營支撐等分類，涉及配置、故障、話務、營帳等方面，密切結合通信運維人員分工，同時對不同級別網(wǎng)絡節(jié)點可以劃分不同權限，區(qū)域管理員只能管理自己所轄區(qū)域設備，不能管理其他區(qū)域的設備，在管理資源上，可以細分本局號碼、中繼數(shù)據(jù)、網(wǎng)關節(jié)點等。
4、營帳計費系統(tǒng)
在前期工程中，長江航運已經(jīng)建設配套營帳及計費系統(tǒng)，未來網(wǎng)絡節(jié)點接入軟交換網(wǎng)絡中后，可利用這兩套系統(tǒng)，視擴容視網(wǎng)絡發(fā)展速度、用戶數(shù)和多媒體業(yè)務而定。目前規(guī)劃軟交換采用數(shù)據(jù)容災建設方式，營帳系統(tǒng)采用熱備份方式實現(xiàn)高穩(wěn)定性，用戶數(shù)據(jù)在武漢SS10b操作完成后實時同步到重慶SS10b，保持兩地軟交換數(shù)據(jù)的一致。計費系統(tǒng)方面，兩地目前的軟交換計費系統(tǒng)在異地容災改造完成后保持不變，如果A地接入到武漢軟交換下，則該地市的計費終端和話單提取等從武漢獲得，如果B地接入到重慶軟交換下，則該地市的計費終端和話單提取等從重慶獲得。
結束語
現(xiàn)階段，電話交換網(wǎng)向軟交換網(wǎng)升級是通信技術發(fā)展的方向，隨著長途光傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)承載網(wǎng)等長江通信專網(wǎng)基礎設施的進一步完善，作為負責水上安全通信、應急通信、專項通信保障的長江海事局信息中心，將更好地為長江海事“五化”建設、為長江航運通信信息做好服務，為長江經(jīng)濟帶建設做出應有貢獻。
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