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长江航运电话交换网升级方案
摘要：在传统语音通信从程控交换向软交换过渡的大趋势下，本文分析了长江航运电话交换网及软交换网络现状，考虑数据承载网负载率、稳定性等条件，提出了电话交换网向软交换网升级初期和升级后的组网方案，以及软交换系统容灾方案，使升级后的通信网络能满足用户日常通信业务需要。
关键词：程控 异地容灾 软交换
长江航运电话交换网在泸州至上海间共建设有32个节点，主要数字程控交换机型号为华为C&C08B和中兴ZXJ10。全网采用三级网络结构：武汉为一级节点，重庆、宜昌、芜湖、南京、上海为二级节点，万州和九江为辅助二级节点，其他为三级节点，目前实装用户约2.2万线。该网络各数字程控交换机均以全自动联网方式接入当地公用通信网，实现长江航运系统本地和长途电话自动拨号，为沿江长江航运管理部门及相关港航单位提供程控电话的语音服务。
因电话交换网投入使用时间较长，已暴露出交换机板卡备件停产、服务器老化，维护成本高等问题，且由于技术更新换代，该类设备已逐步淡出市场，未来的电话交换网将完全依托更为高效安全、便于维护管理的软交换系统。
目前，在重庆、武汉分别设立了软交换控制中心，建设了一套软交换系统，其他节点配置了媒体网关等设备，即采用NGN软交换技术，基于数据通信网络和长途光传输系统，与现有电话交换网络实现了互通，为各软交换控制中心所管理的用户节点提供语音业务。全线的程控交换业务以现有程控交换机为主，同时利用软交换系统作为备份，并在局部节点进行试运行。
升级方案
1、升级后系统框架
长江航运电话交换网向软交换网升级过程中，考虑网络现状、初期建设规模及长江数据承载网负载率、稳定性和安全性，可分步进行项目实施。
在长江航运软交换网络建设初期考虑采用叠加网的组网方式，也就是传统电路交换网络架构保持不变，建设一套软交换系统，采用双网(即传统电路交换网与软交换网)并行的方式进行建设。对于新增用户采用软交换系统来控制，对于老用户则仍由原有的电路交换机来控制;在原有的电路交换网汇接局与软交换控制下的TG/SG(MSG9000)网关设备之间新增部分E1链路 ，通过TG/SG的协议转换实现软交换系统域内用户与传统电路交换域内用户的互通。
建设初期的架构已初步搭建完成，图中两台软交换控制设备放置在武汉、重庆节点，各网络节点的TG/SG(MSG9000)与原有程控交换机相连，AG连接各站点当地用户群，软交换网管系统实现对网络的实时监控及数据配置功能。下一步，要结合现有软交换网建设情况及各网络节点软交换用户分布情况，着重考虑以下几个方面的升级建设：
软交换系统的业务处理能力方面：原有软交换系统是否能满足用户今后一段时间的业务需求，系统是否具备扩展能力。因此，在全面了解各软交换节点区域用户的业务需求的前提下，分析核心控制设备的业务处理能力，针对每个节点已有软交换设备(含各类网关设备、接入设备)制定板卡扩容或更新计划，根据实际情况进行设备软件版本升级以及软交换网管系统升级等工作。
支撑平台的可靠性方面：原软交换系统建设时，长江数据承载网还未建成，是依托长途传输网和数据网平台在运行，因传输网在部分区域未真正形成环路保护，且受数据网节点间的网络带宽及设备使用年限较长等因素限制，如果某条传输通道中断或数据网某个节点发生中断(特别是核心站点)，均会对软交换业务正常运行造成影响。因此需要完善长途传输网络，包括更新部分区间的光传输设备提升光传输系统容量，对自建长途光缆线路质量进行整治，降低或消除高衰耗点，利用建设项目尽快建成传输通道环路，解决保护电路带宽不足等问题。同时需要通过对数据网升级改造建成承载网，来提高对软交换业务的承载能力，提高软交换网络运行安全性、稳定性。
接入用户方面：对于电话交换网的专网用户的接入可根据用户的业务需求及实际的用户线路资源、用户网络设备等情况来考虑，选择采用IAD、IP电话等终端设备实现接入。如果用户数量较少，或者用户线路资源紧张，有语音需求同时还有访问因特网业务需求，可利用宽带网关设备BGW实现接入控制与网络地址转换，反之在用户较集中区域，则可以利用充足的线路资源解决用户其他数据业务需求。
随着长江数据承载网建设逐步完善(保护倒换机制、QOS部署的完善)，并单独划分独立的语音承载网，软交换调度系统将完全能取代传统的电话交换网，最终实现所有呼叫由软交换调度系统统一控制和处理。原有的汇接局和端局一样仅作为调度用户的接入，对于老化设备将逐步采用AG或XPON等接入方式进行替换。在接入网络改造中主要工作集中在端局改造为AG的过程中，端局改造为AG设备有两种方式：一是直接新建，原有设备下线退网;二是利旧改造，就是对原来端局设备可能有用的如用户板等板件经过改造后直接插入到AG设备中去，减少网络改造成本。组网示意图如下所示：
2、异地容灾方案
软交换系统对网络可靠性要求很高，在软交换的支撑平台长江数据承载网及长途光传输网能够满足软交换业务性能要求的基础上，各节点软交换设备，特别是武汉、重庆两地软交换控制设备运行的好坏，也关系到整个业务运行安全。为进一步提高软交换业务的运行稳定性，提出了软交换异地容灾方案。
软交换容灾：在有两台软交换控制设备的软交换网络中，利用容灾功能实现当其中一台软交换设备发生故障不能运行，受故障软交换控制的网关设备、终端设备可以切换到另一台软交换设备上，正常进行业务通信。
软交换容灾通常采用1+1备份方式，一个为主用，另一个为备用，也可以是两个互为主备。两个软交换之间通过实时备份机制确保数据的一致性，并通过实时心跳检测对方的状态。
双归属机制：即一个网关或终端设备可同时归属主备两台软交换设备。正常情况下网关设备只注册在主用软交换设备上工作，当主用软交换设备发生故障不能运行时，受主用软交换控制的网关、终端设备可以切换到备用软交换设备上。
异地容灾方案可以保证正常的语音业务不会发生中断(但原有故障软交换设备下的网关、终端设备的数据在容灾期间不能在容灾软交换设备上进行配置修改)。容灾功能实现需要保证现有软交换网络传输通道畅通，利用软交换网管系统在武汉和重庆的软交换设备配置容灾相关数据，原有用户的IAD设备增加第二个注册地址以后，数据会自动同步到另外的一台设备，保证两台设备的数据完全一致。
3、网络运维模式
采用软交换建设后，未来网络会逐步改造成异地容灾方式，跟核心网有关的所有操作都在武汉和重庆的两台软交换上来实现，但是各地市在涉及本区域号码时都需要在软交换上操作，这就需要对操作权限进行详细的规范，在这种情况下，必须对长江航运各级部门的操作帐号进行细致的分权分域限制。首先是管理功能的分权，具体分为网络规划、网络监控、网络优化、运营支撑等分类，涉及配置、故障、话务、营帐等方面，密切结合通信运维人员分工，同时对不同级别网络节点可以划分不同权限，区域管理员只能管理自己所辖区域设备，不能管理其他区域的设备，在管理资源上，可以细分本局号码、中继数据、网关节点等。
4、营帐计费系统
在前期工程中，长江航运已经建设配套营帐及计费系统，未来网络节点接入软交换网络中后，可利用这两套系统，视扩容视网络发展速度、用户数和多媒体业务而定。目前规划软交换采用数据容灾建设方式，营帐系统采用热备份方式实现高稳定性，用户数据在武汉SS10b操作完成后实时同步到重庆SS10b，保持两地软交换数据的一致。计费系统方面，两地目前的软交换计费系统在异地容灾改造完成后保持不变，如果A地接入到武汉软交换下，则该地市的计费终端和话单提取等从武汉获得，如果B地接入到重庆软交换下，则该地市的计费终端和话单提取等从重庆获得。
结束语
现阶段，电话交换网向软交换网升级是通信技术发展的方向，随着长途光传输网、数据承载网等长江通信专网基础设施的进一步完善，作为负责水上安全通信、应急通信、专项通信保障的长江海事局信息中心，将更好地为长江海事“五化”建设、为长江航运通信信息做好服务，为长江经济带建设做出应有贡献。
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