基于NGN技術的關口局構建方案的關鍵設計

高 艷，柯 勇

（蕪湖職業技術學院 電氣工程系，安徽 蕪湖241000）

基于NGN技術的關口局構建方案的關鍵設計

高 艷，柯 勇

（蕪湖職業技術學院 電氣工程系，安徽 蕪湖241000）

隨著下一代網絡的發展，充分應用其核心技術，改變目前通信網絡業務模式單一的現狀。在對關口局進行改造、建設時，從IP承載網、網管、計費等方面入手進行理論闡述和方案設計。本文詳細分析了建設方案的主體結構，并通過實例說明關口局建設的解決方案

IP承載；網管；計費

1 引言

傳統的PSTN網交換機采用封閉、垂直和專用系統結構，存在成本高、建設周期長等缺陷，限制了新的各類業務的發展，同時其接口沒有開放性，在這種大背景下，NGN （下一代網絡）的概念應運而生，NGN的本質就是將呼叫控制與媒體承載完全分離開，從而使通信系統形成一種新的開放的結構體系。

NGN技術是基于TDM的語音和ATM/IP的分組技術，是二者相互融合后的產物。可完成視頻、數據、語音等綜合智能新的業務技術。涉及的相關新技術和新設備非常多，需要的理論知識豐富多樣。為了使工程技術人員能夠概括地理解關口局建設工程方案，下面從設計方案的總體構建所涉及的理論方面進行闡述，最后通過一個通信網的工程方案實例說明構建的具體過程，以為通信工程師們提供一個工程建設范例。

2 關口局建設方案中的總體規劃

關口局建設方案中的總體規劃關鍵設計方案中包含下面三個部分，總體框架如下圖1。

圖1 關口局建設的總體規劃關鍵方案

從圖1可以看出，關口局建設的總體規劃是以所需要改造的本地通信網絡現狀和建設規模為為中心，需有條理分步驟地通過對NGN技術如IP承載網、網管、計費等方案的關鍵部分進行改造和構建，關口局建設方案應進行必備的規劃。

2.1 關鍵理論

2.1.1 IP承載網 基于IP的新型的承載網有較大的存儲和交換轉發容量，恰好能夠滿足日益增多通信業務消費需求。多業務IP承載網通過對網絡分段實施，用增強局部可靠性的方式，提高整個網絡的可靠性。其中在接入層，優先建議利用冗余備份或者負載分擔接入策略，將媒體網關、CE設備等雙歸接入到兩臺PE設備上，也可啟用VRRP、RSTP等輔助技術，實現快速保護倒換。如果受到設備限制，無法對兩臺PE設備進行冗余接入，也必須滿足媒體網關、CE等設備雙歸接在一臺PE設備的不同兩塊接口板上。軟交換設備在接入IP承載網時，通常有主備接入和負荷分擔接入兩種典型方式[1]。

圖2中 SIP-1:信令接口板

MSCS：MSC服務器

MGW：媒體網關

SW：交換機

CE:站點接入設備主備接入方式是在軟交換側的接口板采用主備工作方式，CE對軟交換側啟用VRRP；一般情況下，采用主備方式接入的MSCS和MGW之間實際只能使用其中的1條主用傳輸通道，示例如下圖2：

圖2 主備方式接入

而負荷分擔接入方式是軟交換側通常配置1對SIPI單板，可直接接入CE或者通過交換機匯聚以后再接入CE；軟交換側的接口板和CE均采用負荷分擔工作方式；通常，接入的MGW和MSCS間可以使用2條傳輸通道，示例如下圖3：

圖3 負擔方式接入

2.1.2網管原理 對整個軟交換中設備的管理是通過分級的網絡組織結構進行，SNMP協議是NGN技術下的網管方式，具有性能、安全、故障、網絡優化配置等多元管理功能。這種分級網絡管理的設備(其結構如圖4所示)的主要功能：

信令與中繼媒體同時配合，支持SNMPv2和SNMPv3。綜合接入設備包括H323、SIP、H248的終端，主要只支持SNMPv2和SNMPvl。數字中繼網關主要采用SIP協議和H323協議，有公司使用SS7信令，設備支持SNMPv2協議。

圖4 網管結構

2.1.3計費類型[3]在NGN中計費方式分為兩種類型：預付費和后付費。 而預付費類型有兩種，一種是中國的預付費結構，一種是國際電聯（ITU）通用的結構。(1)預付費

圖5 中國預付費系統結構

圖5中預付費系統結構圖本方式采用RADIUS（遠程用戶認證系統）協議，其主要核心在于H323協議中，在RAS消息中添加非標準參數，完成認證和記賬。完成預先支付通信網絡費用的功能。比如通過電話卡的方式預先支付到業務用戶的賬戶。

ITU中的預付費類型如圖6所示，是通過網關直接將RADIUS消息發送給RadiusServer。

圖6 ITU預付費系統結構

(2)后付費

如圖7所示，首先將其數據寫入CDR文件中，統一由計費采集系統定時采集匯總到數據庫中，對多個軟交換設備的數據都是由計費采集系統進行采集，省中心進行集中計費，在同一個省區，每個地級市放置一臺軟交換設備 （NGN網絡的核心技術設備），提高結算話費的效率和可靠性。由于采用文件方式，一般都采用FTP接口。

圖7 后付費結構

在實際的計費系統中都會使用兩種計費。

3 設計實例

3.1 工程通信現狀分析及關口局總體建設方案

(A)期工程通信網絡現狀是某移動核心網設B、C兩個物理大區，采用阿朗和中興兩個廠家設備，其中阿朗大區覆蓋北方10地市，中興大區覆蓋南7地市。

所有本地網的軟交換關口局進行新建并逐漸啟用，軟交換關口局在網內側與軟交換匯接局TG開設SIP電路，與長途局、C網MGW開設TDM電路，網間與移動、聯通等運營商開設互聯互通電路。

(A)期工程建設總體要求是在全省新建軟交換關口局，在中心大區H集中建設一套軟交換系統，做為軟交換關口局的第二平面，在每個地市新建一套媒體網關設備，作為各個本地網與其他運營商的關口使用。

新建軟交換關口局做為C網的GMSCe進行建設，兼顧固網關口局的所有功能，網間采用TDM方式，網內到固網（TG、BAC）、C網中興大區（MGW）及IMS（BAC、MGW）采用SIP/H.248方式，對于C網MGW （阿朗大區）在過渡期內可以暫時采用TDM方式。新建軟交換關口局與C網LSTP開設2M高速信令鏈路，實現NP、綜合尋址及WIN信令觸發功能。

兩臺GMSCe采用1+1互助雙歸屬容災方案，并異地容災。本期軟交換關口局建設滿足到未來三年互聯互通話務量需求，根據實際情況，新建的軟交換綜合關口局逐步替換原華為TDM關口局，以求節能降耗、實現網絡的扁平化。工程的交換控制部分建設規模和媒體網關的建設規模都必須作詳細的規劃設計。根據所需設備的不同，進行建設規模的合理設計。

對每期工程進行合理的配置數據參數，例如A期GMSCE、GMGW交換控制部分的建設規模可設定為如表1和表2所示。

表1 交換控制部分的建設規模

表2 媒體網關部分的建設規模

根據A期工程現狀及建設方案要求，對IP承載網、網管、計費等等，可以進行如下三個方面進行應用設計。

3.1 IP承載網方案

在設計IP時，可根據上述通信網的現狀及其建設規模要求，可以將A期工程電信的固網軟交換控制流（信令流）、媒體流通過省內CN2網承載，信令流和媒體流處于同一軟交換業務VPN，網管信息處于軟交換管理VPN中。

UMG是通用媒體網關,通信系統解決方案的主要設備，可以提供互通、進行業務流格式處理、業務承載轉換等等功能，基于NGN架構開發，支持IP業務承載方式。

圖8 A期工程關口局媒體接入方案

從上圖GMGW媒體接入方案以看出，每臺PE連接兩個CE設備，兩個CE設備之間通過VRRP方式實現互為備份。不同局址的CE之間通過GE互聯，實現局址之間的冗余。CE與PE間采用BGP協議，CE能支持多個VPN。

利用固網軟交換CE設備接入承載網，實現通過CN2承載網傳送媒體流 （GE）與信令流（FE）。GMGW、GMSCE通過雙鏈路與CE連接實現軟交換接入設備的冗余。即GMSCE的信令流采用雙網口，采用主備方式分別連接到2臺CE；GMGW的信令流采用雙網口，采用主備方式分別連接到2臺CE，根據路由器的組網情況，媒體流采用負荷分擔或主備方式連接到2臺CE路由器。一般采用負荷分擔方式。華為GMGW支持主備接入CE路由器，同時還支持負載分擔功能。

3.2 網管方案

對應同一A期工程，如圖9，A期工程的網管結構利用新建綜合網管系統iManager M2000實現對本次新建網元GMSCe、GMGW等設備的統一管理；M2000提供北向接口，可通過DCN網接入上一級網管；各本地網通過反拉客戶端對所轄設備進行操作、維護和管理；GMSCe、GMGW都提供BAM（后管理模塊），通過LMT本地維護終端與BAM建立連接采用GUI或MML實現對獨立設備的管理維護操作。

圖9 A期工程的網管結構

3.3 計費方案

針對A期通信網絡現狀，如圖10所示，A期工程計費方案可以讓每臺GMSCe軟交換都配置計費網關，計費網關可以采用華為公司開發的iGWB服務器。iGWB采用雙機系統并配置RAID 0+1磁盤陣列，可實現話單數據的實時備份和海量存儲。iGWB服務器中多塊網卡處于不同網段，且相互間不進行消息轉發，實現將外部用戶與內部私網分開，從而保證用戶對話單數據操作的安全。

軟交換計費網關iGWB可按照不同字冠劃分不同目錄保存話單，通過FTP/FTAM把相應話單傳到計費中心。

圖10 A期工程計費方案

4 結束語

從以上的描述中，可以看出，每個成熟的通信網絡，需要豐富多樣的通信理論的支撐、各種通信設備和各方面的實踐條件有序配合，從IP承載網、網管、計費的建設規劃，都要做詳細的前期勘測和后期的具體設計。本文所探討的是通信工程方案的理論基礎并進行了實際設計分析，以為通信工程師提供一些參考經驗。隨著NGN的不斷發展，基于NGN的新一代通信網絡必然是未來通信業界的核心技術，也能為越來越多的通信業務消費者提供更多的新智能業務。

[1]薛建彬.現代通信概論[M].蘭州.甘肅民族出版社，2009.

[2]吳濤.軟交換網絡雙歸屬機制研究[J].電信科學，2007(3):20-22.

[3]趙學軍.軟交換技術與應用[M].北京.人民郵電出版社,2005:15-58.

[4]雷震洲.在移動核心網中引入軟交換是必然選擇[J].移動通信，2005(3):16-18.

[5]劉韻潔，張智江.下一代網絡[M].北京.人民郵電出版社,2005: 112-143.

[6]劉經.軟交換技術在大本地網中的應用[J].電信技術，2007(6):4-9.

[責任編輯：曹懷火]

TP393

A

1674-1103(2012)03-0012-04

2012-04-17

高艷（1999-），女，陜西渭南人，蕪湖職業技術學院電氣工程系講師，主要從事計算機教學和研究工作。