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软交换网络应用技术
lulu888 | 2009-05-24 01:11:14    阅读:882   发布文章

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    由于软交换网络“扁平化”的组网特征,使得其引入会对中国电信现有的网络组织、运维管理体制以及网络的建设和发展思路等造成很大冲击,因此在大规模引入前期,需探讨适合中国电信的软交换组网模式和运维模式,研究软交换网络的规划思路、流程和方法,明确软交换网络的建设原则和发展策略,以保证中国电信软交换网络的有效引入和实施。

  该项目研究成果为保证中国电信PSTN网稳妥地向软交换网络演进和发展发挥了重要指导作用,并在实际中得到了实践和应用。其中:《中国电信软交换网技术体制》确定了中国电信软交换网络发展的总体目标,成为中国电信软交换网络发展的纲领性技术文件;《中国电信软交换网规划方法》首次提出了一套系统的软交换网络规划方法,为各级人员合理规划、设计软交换网络提供了技术指导和依据;《中国电信软交换网运维体制框架建议》为软交换网络的运维提供了远期指导意见,并为近期软交换网络的运维提供了可操作的参考意见;《中国电信软交换网络发展策略》和《中国电信软交换网络建设指导原则》确定了中国电信近期软交换网络发展的策略和路径,为软交换网络的引入和建设提供了指导。

  1.《中国电信软交换网技术体制》

  中国电信采用重叠网的策略、依据“大容量、少节点、扁平化、广覆盖”的原则,集中管理和建设软交换网络。

  中国电信软交换网络采取“扁平化”、软交换设备“以省为单位跨区域集中设置”的目标组网形态。

  在PSTN网和软交换网并存期,两网用户之间的呼叫遵循“尽力而为入软交换网,就远出软交换网”的路由原则。

  对于业务管理系统,可按照业务管理范围的不同,分为集团级业务管理子系统和省级业务管理子系统。其中,集团级业务管理子系统负责集团级业务的公共管理,省级业务管理子系统提供省级特色业务的管理功能。

  软交换用户的编号方式采用E.164编码,即:国家码+长途区号+本地用户号码,用于用户拨叫被叫用户和路由。

  软交换网对IP承载网的要求包括媒体流和信令流两部分,其中媒体流对承载网的最高QoS指标为丢包率≤1%、网络抖动≤20ms、时延≤100ms;信令流对承载网基本QoS的要求为:丢包率≤0.1%、包差错率≤10-4、时延≤100ms。

  2.《中国电信软交换网运维体制框架建议》

  该课题旨在为中国电信软交换网络的运维体系提供指导性意见。结合运维体制现状,通过对三种运维模式,即以本地网为主进行维护和管理模式、以省公司为主进行维护和管理模式、以集团公司为主进行维护和管理模式的比较和分析,最终明确“设备属地化维护、网络以省集中管理”的软交换运维框架。

  3.《中国电信软交换网络规划方法》

  该课题给出了软交换网络规划的思路和流程,软交换网元容量、带宽配置的测算方法和参数,以及典型的软交换网络业务种类和模型。

  4.《中国电信软交换网络发展策略》和《中国电信软交换网络建设原则》

  该课题结合2004年软交换试商用试验情况,确定了近期软交换网络在业务发展、网络演进、运营支撑系统等方面的发展思路,以及系统引入原则、网元设置原则、设备选型原则等。确定中国电信的软交换网络遵循“南方与北方有别、自上而下”发展的总体策略;近期以长途层面和业务层面引入为突破口,兼顾汇接层面和端局层面引入的模式;初期长途功能和业务功能的软交换合设,提供本地功能的软交换独立设置的建设原则。
 
 
1.中国电信软交换网技术体制

  《中国电信软交换网技术体制》对软交换网络结构、业务层架构、业务要求、编号计划、路由原则、互联互通、与现有业务系统的关系、接口协议、同步、计费、网管、安全、服务质量等方面提出了相应的技术要求。下面重点对软交换网络结构、路由原则以及承载网要求等内容进行介绍。

   

    (1)软交换网络结构

  中国电信软交换网络目标结构如图1所示。其中,软交换设备位于同一平面,软交换设备之间的协议遵循企业标准规定的SIP-NNI接口。为了便于运营和管理,软交换网络中引入软交换管理域的概念。路由服务器与其所管理的软交换设备共同组成的域称为管理域(如图2所示)。

  近期,软交换管理域可以以大区为单位划分,即相邻多个省份组建跨省的软交换管理域,对业务量比较大的省也可以在省内单独组建管理域。不同管理域之间的软交换设备路由,需通过路由服务器进行寻址;同一管理域内的软交换设备之间的路由,可通过归属的路由服务器进行寻址,也可以直接在软交换设备内寻址。

  路由服务器负责提供不同软交换管理域间和软交换设备间的呼叫路由查询和地址解析。目前,路由服务器和其所服务的软交换设备之间的路由协议暂定采用SIP,路由服务器之间的协议待定。目前,路由服务器子层的详细通信组织方式待定。

  在软交换引入初期,软交换设备可采用分级结构,随着软交换设备数量的增加,逐步引入路由服务器,并向扁平化的目标网络结构演进。

  (2)路由原则

  呼叫从中国电信软交换网络进入中国电信PSTN网络时,路由遵循就远入PSTN网的原则,即:被叫用户所在本地网被中继网关覆盖的,由被叫地中继网关设备进入PSTN;被叫所在本地网没有设置中继网关的,由管辖被叫地的中心城市的中继网关设备进入PSTN。

  呼叫从中国电信PSTN网络进入中国电信软交换网络时,根据具体情况和实际需求灵活选择呼叫路由,建议在PSTN交换局点判断出需要选择软交换网络路由之后,进入软交换网,路由判断的根据可以是话务分流策略、被叫号码、用户业务属性等。

  软交换用户之间的呼叫原则上在软交换网内进行呼叫接续。

  中国电信软交换网络与其他运营商的互通依据信息产业部的相关规定执行。

  (3)承载网要求

  软交换网络对IP承载网的要求分为信令流和媒体流两部分。

  ①媒体流对承载网的要求

  AG,TG等局端设备间承载网网络条件:丢包率≤1%,网络抖动≤20ms,时延≤100ms。

  IAD、软终端等用户端设备间承载网网络条件:丢包率≤2%,网络抖动≤30ms,时延≤150ms。

  ②信令流对承载网的要求丢包率≤0.1%,包差错率≤10-4,时延≤100ms。

  2.中国电信软交换网络规划方法

  本课题以中国电信软交换商用试验网为研究基础,以软交换网络规划中所涉及的规划方法为研究目标,涵盖了规划流程、典型组网、业务模型、网元规划、带宽规划和资源规划等内容,并以附件形式给出了当前主流软交换厂商的软交换设备性能汇总。

  软交换网络规划涉及到业务预测、网元配置、带宽测算、资源规划等内容,大致可以归类为以下几个部分。
(1)确定计算模型

计算模型包括业务模型、设备模型、带宽计算参数等。

  业务模型是指规划中软交换网络所提供业务的典型业务模型。对于话音业务,包括单机话务量、长途比重、自局比重等参数;对于数据业务,包括用户平均上网时长、忙时集中系数等参数。不同省(区、市)业务模型会有所不同,规划时应以各地实际情况为准。
   


    设备模型指规划中软交换网元设备的主要性能参数,如忙时处理能力、等效用户数、等效中继数量、端口类型和数量等。针对不同的网元设备,性能指标有所不同;不同厂家的设备,同一性能指标的具体数值也有所不同。具体规划时应广泛调研,得到具有普遍意义的参数体系。

  带宽计算参数是指在测算软交换网络中的媒体流带宽和信令流带宽时所涉及到的参数,如CODEC种类和配置参数、协议交互消息个数、平均消息字节长度、打包方式和包头长度等。

  (2)业务预测

  业务预测包括用户数预测、业务量预测、网络流量流向测算等。用户数和业务量预测是网络规划的基础。针对软交换网络承载的传统业务,如话音、宽带等,可采用原有预测方法进行定量预测;对于软交换网络承载的新型综合业务,如UPT/UC等,可按照客户群定位不同采用渗透率等方法预测用户数,再配合一定的业务模型测算其业务量。

  网络流量流向测算是在业务量预测基础上,按照一定的原则将各地区的业务量摊分到各个网络节点/方向上。具体采用的分配方法可根据业务类型不同而采用双因子平衡法、重力法等。

  (3)确定网络组织原则

  网络组织原则的确定包括网络结构、网元设置、互联互通等。

  根据规划范围的不同,网络结构部分需要明确全网或省(地、市)的软交换网络的层次结构(主要从软交换设备角度)。

  网元设置部分应根据组网需要、设备性能、维护管理等多方面综合考虑,给出明确的各种网元的设置原则和门限。

  互联互通原则需要说明软交换网络与现有交换网、信令网、智能网、数据网等网络的互联点、互联原则和可选互联方案等。

  (4)计算网络规模

  计算网络规模包括网元数量、网元配置、带宽测算等。

  (5)资源规划

  资源规划包括号码分配、号码分析、IP地址分配等内容。

  3.中国电信软交换网运维体制框架建议

  本课题在分析软交换网络特点的基础上,根据中国电信集团运维工作的总体发展要求,结合现有网络运维现状,提出了软交换网络运维体制建议,为将来软交换网络的运维规程制定以及运维体系的建立奠定基础。

  中国电信软交换网络运维体制的建立和中国电信目前交换网络的运维体制、软交换网络本身的技术特点、中国电信整个软交换网络的建设模式及软交换设备在运维的支持能力等因素密切相关。

  与传统交换网络相比,软交换网络在运维方面存在以下差异。

  ①运维模式上两者存在较大的区别。在传统交换网络中,交换机的设置和业务的提供范围均以本地网为单位,相应地,其所建立的“以本地网为主”的运维模式是与“以本地网为单位”的建设方式相一致的。软交换网络不论是从网络结构、建设方式,还是业务提供方式,都与传统交换网存在着本质的差别。因此,在建立软交换网络的运维体制时,应该充分考虑上述几个关键因素,确保软交换网络高效地运行。
②对于岗位设置,软交换网络也提出了新的要求。具体表现在软交换网络的故障定位和网络安全方面。软交换分层的网络架构中,承载层由宽带数据网承担,不像传统交换网那样,采用传统的传输网络实现信令和语音的传送。数据网已成为软交换网络不可分割的一个组成部分。因此,在故障定位方面,传统交换网比软交换网络容易界定。就目前网络技术的发展水平看,一旦软交换网络发生故障,很难界定故障原因是在软交换网络设备侧还是由数据网引起的;同样,在网络安全上,传统交换网所关注的远比软交换网络简单,软交换网络要面对来自数据网上的各种黑客攻击和病毒侵扰。为了保证软交换网络安全、可靠地运行,在软交换网络的运维体制中,应该增设相应的岗位,承担相应的职责。而这部分岗位职责在传统交换网中,主要由交换和传输分别承担。

  ③对技术知识的需求上,两者也是不一样的。软交换网络是与传统交换网完全不同的网络技术,具体涉及交换方式、控制和信令方式、终端类型等多个方面。由于原有传统交换网的维护人员实际上并不具备软交换网络的技术背景,因此如果想利用现有运维体制中的维护资源进行软交换网络的维护,就必须增加相应的编制,才能实现对软交换网络的维护。

  通过以上分析可以看出,现有交换网络的运维体制不完全适应软交换网络的运维需求,需要探索、建立一套与软交换网络相适应的运维体制。

  根据软交换网络的特点,并结合中国电信现有的行政管理体系、中国电信在网络运维方面的总体发展要求,软交换网络可有三种运维模式:以本地网为主进行维护和管理、以省公司为主进行维护和管理、以集团公司为主进行维护和管理。

  通过对这三种模式的分析比较,课题提出“以省公司为主”的运维模式对中国电信软交换网络进行维护和控制。其总体思路是:采用“以省公司为主”的运维模式进行软交换网络及核心设备的集中管理;软交换网络设备实行属地化维护;承载网统一由数据专业进行维护。

  4.《中国电信软交换网络发展策略》和《中国电信软交换网络建设原则》

  本课题重点研究中国电信未来2~3年的软交换网络发展策略和近期软交换网络的建设原则,指明中国电信软交换引入的切入点,并制定行之有效的发展步骤。其主要研究内容包括:

  研究和分析引入软交换网络的必要性和可行性;

  研究软交换网络发展总体策略,包括近期引入软交换网络策略以及向目标网络演进的策略;

  研究软交换网络业务发展策略,提出针对集团客户和个人客户的业务发展思路;

  研究PSTN网络向软交换网络演进的总体策略,分析长途、汇接、端局层面引入软交换的思路;

  研究软交换网络组织相关策略,包括编号、路由、互联互通等策略研究;

  研究软交换体系支撑系统的发展策略;

  研究软交换网络业务、控制、接入等层面网元的设置及发展原则;

  研究软交换网络支撑系统的建设原则;

  研究软交换网络的规划原则;

  研究软交换网络的设备选型原则及业务开发管理。

  课题建议从2005年开始,遵循“南方与北方有别”的原则,采用重叠网方式,在集团公司统一领导和部署下,综合考虑网络演进、竞争、政策等因素进行软交换网络的建设。初期软交换网络应以长途层面和业务层面引入为突破口,兼顾汇接层面和端局层面引入。在南方,应以长途层面和竞争力强的增值业务为切入点;双北地区应加快软交换引入步伐,逐步停止PSTN网络建设。

  软交换网络业务发展应本着“南方与北方有别、大客户与普通客户有别”的原则,重点关注有客户需求且能快速形成规模的业务,以快速提供差异化服务、个性化业务为宗旨;以提供现网难以提供的业务、现网能够提供但实施较为困难的业务以及能够迅速应对竞争、抢夺市场的业务为发展目标,重点发展语音数据类的综合业务,大客户业务,宽、窄带融合业务和跨网络融合业务。

  关于PSTN网络向软交换网络的演进,应综合考虑PSTN网络现状、业务发展需求及竞争等因素,基于“统一规划,分步实施”的原则,由集团对长途、汇接与端局层面的演进方案进行统一规划和部署,以省为单位逐年、分批地进行建设。
实际应用效果

  《软交换网络应用技术》课题是中国电信为顺应网络发展趋势,确保电话网平稳转型而下达的前瞻和应用类课题,课题主要内容包括制定《中国电信软交换网技术体制》、编制《中国电信软交换网规划方法》、研究《中国电信软交换网运维体制框架建议》、确定《中国电信软交换网络发展策略》和《中国电信软交换网络建设指导原则》。

  该课题形成了中国电信软交换网络发展系列指导性文件,保证了中国电信PSTN网向软交换网络稳妥演进。其中:《中国电信软交换网技术体制》全面系统地确定了软交换新技术在实施中遵循的原则框架,于2005年4月颁发试行,成为中国电信软交换网络发展和建设的纲领性技术文件;《中国电信软交换网规划方法》首次提出了一套系统的软交换网络规划方法,为各级人员合理规划和设计软交换网络提供了技术指导和依据,于2005年下发到各省,指导了软交换网络的规划工作;《中国电信软交换网运维体制框架建议》为软交换网络的运维提供了远期指导意见,为近期软交换网络的运维提供了可操作的参考意见,研究成果转化为2005年颁布的《软交换相关设备维护管理办法(暂行)》文件,指导了2005年软交换网络维护试点工作;《中国电信软交换网络发展策略》和《中国电信软交换网络建设指导原则》确定了中国电信近期软交换网络发展的策略和路径,研究成果转化为2005年颁布的《中国电信软交换发展指导意见》,指导了2005年软交换网络的建设工作。

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