軟交換網(wǎng)絡管理系統(tǒng)特點分析

摘要　電信網(wǎng)的網(wǎng)絡管理一直是電信運營商非常關(guān)心的問題。軟交換作為一種新興的技術(shù)，在網(wǎng)絡管理方面體現(xiàn)出了許多新特點。本文針對軟交換網(wǎng)絡的技術(shù)特點和應用模式，提出了對軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)的新增功能要求，并對軟交換網(wǎng)管建設(shè)中的要點提出了建議。

1、前言

電信網(wǎng)的網(wǎng)絡管理一直是電信運營商非常關(guān)心的問題。一個網(wǎng)絡是否能提供網(wǎng)絡運營過程中的管理功能，是衡量其是否具備商用條件的重要參考因素。目前隨著軟交換技術(shù)的不斷成熟，軟交換網(wǎng)絡正逐步由試驗轉(zhuǎn)為大規(guī)模正式商用，軟交換網(wǎng)絡的管理也逐漸成為運維部門關(guān)注的焦點。而軟交換由于其自身的一些技術(shù)特點，也必然對軟交換網(wǎng)絡管理系統(tǒng)提出新的功能要求，且在網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè)中也需要解決一些新的問題。

2、軟交換網(wǎng)絡的特點

軟交換網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示。和傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡相比，其在實現(xiàn)技術(shù)和組網(wǎng)方式上呈現(xiàn)以下特點：

（1）分布式的體系架構(gòu)

傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡由單一的電話交換機組成，電話呼叫僅涉及到一種網(wǎng)元設(shè)備。而軟交換網(wǎng)絡采用了業(yè)務/控制、承載/接入相互分離的體系架構(gòu)，其中軟交換設(shè)備負責業(yè)務和控制，媒體網(wǎng)關(guān)負責接入和承載，對于每一次呼叫，需要軟交換設(shè)備和媒體網(wǎng)關(guān)協(xié)同工作才能完成。這就要求在網(wǎng)絡維護時，不能僅關(guān)注個別網(wǎng)元設(shè)備，而應將各網(wǎng)元設(shè)備關(guān)聯(lián)起來進行綜合管理。

（2）跨區(qū)域的組網(wǎng)方式

由于軟交換網(wǎng)絡體系架構(gòu)中將承載/接入功能從軟交換設(shè)備中分離，從而極大地提升了軟交換設(shè)備的容量。相對于傳統(tǒng)交換機10萬門左右的最大容量，目前主流廠家單個軟交換設(shè)備的最大容量都在200萬用戶左右。同時由于軟交換設(shè)備和媒體網(wǎng)關(guān)間采用了IP分組網(wǎng)絡的承載連接方式，使得兩者之間的組網(wǎng)方式更靈活。正由于這些技術(shù)特點，使得國內(nèi)各主要電信運營商目前在軟交換網(wǎng)絡組網(wǎng)時都可突破本地網(wǎng)的區(qū)域限制，采用大區(qū)制的組網(wǎng)方式，即在一個大區(qū)集中設(shè)置一對軟交換設(shè)備，而各本地網(wǎng)僅部署媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備以接入用戶。這種“集中控制、分散接入”的組網(wǎng)方式，對軟交換網(wǎng)絡管理系統(tǒng)提出了分權(quán)分域等新的功能要求。

圖1　軟交換網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

（3）基于分組網(wǎng)絡的承載方式

軟交換網(wǎng)絡采用了基于分組網(wǎng)絡的承載方式，這有利于電信網(wǎng)絡的統(tǒng)一承載，以降低運營成本，提高管理效率。但同時也應看到，由于IP網(wǎng)絡采用了“盡力而為”的傳送方式，其在保障語音等實時業(yè)務的服務質(zhì)量方面除有充足帶寬保障外其他仍未有有效的實現(xiàn)方案，這對網(wǎng)絡管理提出了新的要求。

（4）雙歸屬的網(wǎng)絡安全保障措施

在軟交換網(wǎng)絡中軟交換設(shè)備負責控制大量設(shè)備和呼叫接續(xù)，處理能力和功能都非常強大，當軟交換設(shè)備出現(xiàn)故障時，將給整個網(wǎng)絡造成非常大的影響。因此在網(wǎng)絡實際應用中，一般都采用雙歸屬的方式保障網(wǎng)絡安全，即每個媒體網(wǎng)關(guān)同時歸屬于兩個軟交換設(shè)備，當主用軟交換設(shè)備發(fā)生故障時，媒體網(wǎng)關(guān)切換到備用軟交換設(shè)備上，由備用軟交換設(shè)備負責業(yè)務處理。

（5）更強的話務統(tǒng)計分析功能

目前國內(nèi)軟交換主要應用于匯接局改造以提升固網(wǎng)的智能化。這對軟交換提出了一些組合統(tǒng)計的功能要求，要求軟交換設(shè)備能根據(jù)中繼群、目的碼、媒體網(wǎng)關(guān)的組合進行業(yè)務量的統(tǒng)計，同時由于單點軟交換設(shè)備的網(wǎng)絡覆蓋范圍比較大（可以是多個本地網(wǎng)），因此在實際應用中，對其話務統(tǒng)計的能力需求也較高。目前一般要求軟交換設(shè)備至少能同時登記和進行2048個統(tǒng)計任務，支持對20000個以上的各種統(tǒng)計對象（目的碼、媒體網(wǎng)關(guān)等）進行統(tǒng)計。

3、軟交換網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的新功能要求

針對以上技術(shù)特點，要求軟交換網(wǎng)絡管理系統(tǒng)除能實現(xiàn)與傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡管理系統(tǒng)相類似的拓撲管理、故障管理、性能管理、配置管理和安全管理中的各項功能外，還應實現(xiàn)以下一些新功能：

（1）綜合化管理功能

傳統(tǒng)的交換網(wǎng)絡管理系統(tǒng)管理的網(wǎng)元設(shè)備較單一，一般僅為電話交換機。而軟交換網(wǎng)絡由軟交換設(shè)備、中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、用戶網(wǎng)關(guān)、綜合接入設(shè)備、邊緣接入控制設(shè)備等幾類網(wǎng)元設(shè)備組成，各網(wǎng)元設(shè)備協(xié)調(diào)工作才能提供完整的業(yè)務，這就要求軟交換網(wǎng)絡管理系統(tǒng)應能對這些設(shè)備進行集中管理。

（2）分權(quán)分域管理功能

傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡中由于一個交換設(shè)備往往僅涉及到一個維護單位，對安全管理功能的要求較簡單，其安全管理的顆粒度一般僅為設(shè)備類別、數(shù)據(jù)類別、操作，即管理用戶能對哪個設(shè)備、哪類數(shù)據(jù)有什么樣的操作權(quán)限。而對于軟交換網(wǎng)絡，由于其跨區(qū)域的組網(wǎng)方式，需要多個本地網(wǎng)的維護人員對同一個軟交換設(shè)備不同數(shù)據(jù)段進行操作和管理。因此需要對網(wǎng)絡安全管理的顆粒度做進一步細化，除了設(shè)備類別、數(shù)據(jù)類別、操作外還需考慮數(shù)據(jù)段，嚴格控制用戶能且僅能對軟交換設(shè)備內(nèi)與所轄區(qū)域相關(guān)的數(shù)據(jù)進行操作和管理，即分權(quán)分域管理。由于目前軟交換設(shè)備實現(xiàn)分權(quán)分域管理功能較困難，因此主要依靠網(wǎng)管系統(tǒng)來實現(xiàn)。目前需要實現(xiàn)分權(quán)分域管理的數(shù)據(jù)主要包括：用戶數(shù)據(jù)、局數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、話務統(tǒng)計數(shù)據(jù)、計費數(shù)據(jù)、日志管理等。

（3）網(wǎng)絡測量功能

在軟交換網(wǎng)絡中由于用戶接入較分散，從成本的角度出發(fā)，許多用戶接入網(wǎng)關(guān)都不具備測試總線，需依靠網(wǎng)元設(shè)備內(nèi)置的測試芯片進行仿真測試。因此要求網(wǎng)管系統(tǒng)能支持用戶線的測試功能，并向用戶故障受理系統(tǒng)提供北向接口。

同時由于軟交換以IP網(wǎng)作為承載網(wǎng)絡，而目前IP網(wǎng)絡中測量的手段還不夠完善，造成很多軟交換網(wǎng)絡故障不能清晰定位。因此要求軟交換網(wǎng)管能控制各網(wǎng)元設(shè)備進行設(shè)備間的連通性測試，并將測試結(jié)果在網(wǎng)絡拓撲圖上呈現(xiàn)。

（4）協(xié)議跟蹤分析

在軟交換網(wǎng)絡中，采用了SIP、H.248等新型的呼叫控制協(xié)議，這些協(xié)議共同的特點是均基于IP網(wǎng)絡承載、采用ASCII（美國信息交換標準碼）編碼，這些特點使得軟交換網(wǎng)絡中協(xié)議跟蹤和分析功能實現(xiàn)起來更便捷。因此可以將傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡的No.7號信令監(jiān)控系統(tǒng)中面向運行維護的那部分功能移植到軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)中實現(xiàn)，以提高管理效率，降低建設(shè)成本。

（5）關(guān)聯(lián)信息處理

軟交換網(wǎng)絡由于采用了分布式的處理技術(shù)，對于呼叫處理需要軟交換設(shè)備和媒體網(wǎng)關(guān)協(xié)同工作才能完成。這就要求網(wǎng)絡管理中將軟交換設(shè)備和媒體網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來進行管理，如：當維護人員發(fā)現(xiàn)中繼閉塞時，他不僅需要查看軟交換設(shè)備中的中繼信息，還需要查看中繼網(wǎng)關(guān)中該中繼對應的終結(jié)點狀態(tài)和中繼電路的端口狀態(tài)。在軟交換網(wǎng)絡中，需對以下信息進行關(guān)聯(lián)：

●軟交換設(shè)備中繼信息與中繼網(wǎng)關(guān)的中繼終結(jié)點和端口信息。

●軟交換設(shè)備用戶信息與用戶網(wǎng)關(guān)的用戶終結(jié)點和端口信息。

●軟交換設(shè)備的No.7信令鏈路信息與信令網(wǎng)關(guān)的端口和偶聯(lián)信息。

對于這些關(guān)聯(lián)信息，網(wǎng)絡管理系統(tǒng)一方面應能實行告警信息的自動關(guān)聯(lián)，另一方面應能實現(xiàn)關(guān)聯(lián)信息的統(tǒng)一呈現(xiàn)和鏈接。

（6）大容量話務分析處理

由于軟交換設(shè)備話務統(tǒng)計的內(nèi)容非常多，因此對軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)在話務統(tǒng)計的采集方式和處理方式上提出了新的要求。軟交換網(wǎng)管除支持以報告的方式采集統(tǒng)計數(shù)據(jù)外，還要能支持以文件傳輸?shù)姆绞讲杉�統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

在處理方式上應更好地考慮實時性需求和系統(tǒng)處理能力的平衡性，對于以話務監(jiān)控為主的統(tǒng)計應盡量在采集前臺處理，以保證實時性的要求，而面向業(yè)務分析為主的統(tǒng)計應盡可能地考慮放在后臺進行處理，以降低對系統(tǒng)處理能力的要求。

（7）雙歸屬容災管理

軟交換網(wǎng)絡的組網(wǎng)方式中一般都采用雙歸屬的方式實現(xiàn)網(wǎng)絡的異地冗余保護，這就要求軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)具備雙歸屬容災控制管理功能，具體功能要求包括以下幾個方面：

●雙歸屬策略管理。雙歸屬策略包括自動切換的條件、切換的網(wǎng)關(guān)范圍、媒體網(wǎng)關(guān)的切換次序等內(nèi)容。

●人工切換/切回控制。雙歸屬的人工切換/切回由于同時需要對媒體網(wǎng)關(guān)和軟交換設(shè)備等多個網(wǎng)元設(shè)備進行操作，如分別通過人機命令在設(shè)備上控制人工切換和切回，非常繁瑣，效率較低。要提高效率就要求軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)具備統(tǒng)一的人工切換/切回操作界面，使操作人員通過一鍵式的操作就能便捷地實現(xiàn)雙歸屬的人工切換和切回。

●人工切換/切回過程狀態(tài)呈現(xiàn)。由于雙歸屬的切換/切回需要一定的時間，而且成功與否對網(wǎng)絡的影響非常大，因此軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)在切換/切回啟動后，應提供友好、直觀的界面顯示媒體網(wǎng)關(guān)切換/切回的進程狀態(tài)，以便于網(wǎng)絡維護人員采用適當?shù)膽獙Υ胧��?

4、軟交換網(wǎng)管建設(shè)中需要關(guān)注的問題

4.1　網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)模式

軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)模式有以下兩種：

模式一：以本地網(wǎng)為單位進行建設(shè)。

這種建設(shè)模式沿襲了傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)模式，如圖2所示，每個本地網(wǎng)建設(shè)一套軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)，將軟交換網(wǎng)絡中本轄區(qū)中的網(wǎng)關(guān)設(shè)備納入網(wǎng)管系統(tǒng)中進行統(tǒng)一管理，同時軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)還和軟交換設(shè)備相連，對其本轄區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進行管理。

圖2　以本地網(wǎng)為單位的軟交換網(wǎng)管建設(shè)模式

由于目前傳統(tǒng)運營商的OSS（運營支撐系統(tǒng)）一般都以本地網(wǎng)為單位進行建設(shè)，因此采用該模式比較容易實現(xiàn)軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)和其他OSS的銜接。但由于多個軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)管理同一個軟交換設(shè)備，因此對軟交換設(shè)備的分權(quán)分域的功能要求較高，而且也不適合于省公司對軟交換網(wǎng)絡進行集中管理。

模式二：以省為單位進行建設(shè)。

該模式如圖3所示，每個省統(tǒng)一建設(shè)一套軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)對省內(nèi)軟交換網(wǎng)絡的網(wǎng)元設(shè)備進行統(tǒng)一管理，各本地網(wǎng)通過設(shè)置的維護終端對本轄區(qū)內(nèi)的設(shè)備和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行管理。這種方式能將分權(quán)分域的功能要求從軟交換設(shè)備移至軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)，降低了分權(quán)分域功能的實現(xiàn)難度，同時有利于今后省公司對軟交換網(wǎng)絡進行集中管理。但因此軟交換網(wǎng)絡管理系統(tǒng)需向多個本地網(wǎng)的多個OSS提供北向接口，與其他系統(tǒng)互聯(lián)的難度較大。

圖3　以省為單位的軟交換網(wǎng)管建設(shè)模式

網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)模式要和網(wǎng)絡的運維模式相匹配。傳統(tǒng)PSTN一般都以本地網(wǎng)為單位對網(wǎng)絡進行集中管理，因此網(wǎng)管系統(tǒng)也以本地網(wǎng)為建設(shè)單位。而軟交換網(wǎng)絡由于其跨區(qū)域組網(wǎng)的特征，網(wǎng)絡運維時應突破原有PSTN的運維模式，其網(wǎng)絡運維主體將逐步從本地網(wǎng)向省公司轉(zhuǎn)移。因此建議采用模式二的網(wǎng)絡建設(shè)模式，即以省為單位進行軟交換網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的建設(shè)，同時加強軟交換網(wǎng)絡管理系統(tǒng)北向接口的標準化工作。

4.2　和本地網(wǎng)PSTN網(wǎng)管系統(tǒng)的關(guān)系

目前傳統(tǒng)電信運營商都已建有成熟完善的PSTN網(wǎng)管系統(tǒng)（一般稱為本地網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)），用于對本地網(wǎng)的PSTN進行集中管理。目前軟交換網(wǎng)絡主要用于PSTN的網(wǎng)絡優(yōu)化和替代，提供的是與PSTN相同的業(yè)務，其和PSTN共同組成電話網(wǎng)提供電話業(yè)務，運營商需要將軟交換和PSTN綜合起來進行分析和管理（如全網(wǎng)話務量、全網(wǎng)總的運行質(zhì)量分析等）。這里提出了一個問題：涉及電話網(wǎng)全網(wǎng)性的管理（如全網(wǎng)話務分析、統(tǒng)一告警監(jiān)控等）在哪個網(wǎng)管系統(tǒng)中實現(xiàn)?解決該問題主要應考慮以下兩個因素：

（1）軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)的成熟度

目前軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)主要由軟交換網(wǎng)絡的設(shè)備廠家提供，主要提供子網(wǎng)管理的功能，相對于PSTN網(wǎng)管系統(tǒng)，其網(wǎng)元層的功能較強，而網(wǎng)絡層的管理功能稍弱。因此就目前而言，PSTN網(wǎng)管系統(tǒng)肯定更適合承擔全網(wǎng)性的管理功能。

（2）軟交換在本地網(wǎng)的具體應用模式

目前軟交換在本地網(wǎng)的應用模式主要有兩種：一種是混合網(wǎng)方式，即采用軟交換進行匯接局的替代實現(xiàn)固網(wǎng)的智能化；另一種是疊加網(wǎng)方式，通過軟交換提供端局應用。在第一種方式中，軟交換成為了電話網(wǎng)核心控制網(wǎng)絡，已成為網(wǎng)絡的主體。而在第二種方式中，由于目前新增電話用戶已逐年減少，端局的退網(wǎng)是一個長期的過程，因此PSTN長期內(nèi)仍將是電話網(wǎng)絡的主體。

針對對以上兩個因素的分析，建議在采用疊加網(wǎng)建設(shè)的地區(qū)，電話網(wǎng)網(wǎng)絡層的管理仍由PSTN網(wǎng)管提供，軟交換網(wǎng)絡僅提供對自身的管理功能。對于采用混合網(wǎng)方式建設(shè)的地區(qū)，由于軟交換網(wǎng)絡已成為電話網(wǎng)絡的主體，電話網(wǎng)絡全網(wǎng)性的管理功能應由軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)提供，在軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)尚不能提供全網(wǎng)性管理功能以前，可暫由PSTN網(wǎng)管系統(tǒng)提供該功能進行過渡。

5、網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)設(shè)備的管理

軟交換網(wǎng)絡的一個主要的特點是基于IP分組網(wǎng)絡進行業(yè)務承載，因此在組網(wǎng)應用中必然存在大量的數(shù)據(jù)設(shè)備，這些數(shù)據(jù)設(shè)備主要包括兩部分：IP核心承載網(wǎng)絡設(shè)備、邊緣專用接入數(shù)據(jù)設(shè)備。其中IP核心承載網(wǎng)絡一般都有獨立的網(wǎng)管進行管理，軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)并不需要對這些設(shè)備進行直接管理，而只需定義與其網(wǎng)管系統(tǒng)的接口，以便在故障和性能分析時和數(shù)據(jù)網(wǎng)部分信息進行適當?shù)年P(guān)聯(lián)。而邊緣專用接入數(shù)據(jù)設(shè)備作為軟交換網(wǎng)絡和IP核心承載網(wǎng)的接口設(shè)備往往會成為管理上的盲點，給網(wǎng)絡帶來極大的安全隱患。由于這部分設(shè)備和軟交換網(wǎng)絡關(guān)聯(lián)度非常高，因此建議將這部分設(shè)備也納入軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理，主要是實現(xiàn)對這部分設(shè)備的故障監(jiān)控和性能分析。

6、結(jié)束語

本文通過對軟交換網(wǎng)絡的技術(shù)特點和應用模式的分析，提出了軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)的新增功能要求，并對軟交換網(wǎng)管建設(shè)中應注意的要點提出了建議。目前軟交換網(wǎng)絡大多尚還處于大規(guī)模工程建設(shè)階段，軟交換網(wǎng)絡的許多運維工作尚未正�；�、規(guī)范化，因此各地對軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)的需求尚未明確，隨著軟交換應用的不斷深入將逐步明確對軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)的需求和發(fā)現(xiàn)其中的問題，進一步促進軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)不斷走向成熟，便于運營商對網(wǎng)絡進行高效、安全的維護和管理。