软交换核心网双路由中断业务保护方案的研究与应用

论文摘要

软交换是下一代电信网络中的核心设备,软交换机系统实现媒体网关控制、呼叫控制、业务提供、信令互通四大功能。同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务以及多样化的第三方业务。软交换体系结构的重要特性包括应用分离、呼叫控制和承载控制分离。软交换控制面与用户面的分离决定了软交换技术符合未来电信网络面向全IP发展的趋势,兼顾原有的TDM承载需要。处于控制面的MSS容量相对原有交换机大大提高,可以集中放置；负责交换的MGW则放置在各个本地网中,实现了清晰的网络结构。IP承载话音时,可以将话音承载平面化。控制和承载相分离的软交换技术可以大大降低网络的建设成本和运营成本,但软交换引入后,网络结构发生了重大变化,MGW与MSC Server间(即Mc接口)传输路由需要具备更高的安全和稳定性,否则当传输环网中断或IP承载网故障,MGW所承载的业务就会出现全阻。软交换后引入后MC口的安全性不容乐观,会出现新的网络问题：由于软交换的引入带来CE设备的引入,由于CE设备性能不稳定会导致业务阻断；由于传输环网中断,导致业务阻断；由于传输设备故障导致业务阻断。青海移动西部地区均采用中兴软交换设备,大区制组网方式,在西宁市建设2套100万线MSC Server设备(主备方式),同时在格尔木市,海西州,海南州,海北州,果洛州,玉树州六个本地网各建设1套MGW，实现了青海西部地区的覆盖,同时各端局IP化改造完成。青海省地广人稀,地形复杂,自然环境恶劣,传输线路距离较长,省会西宁至各地市的传输线路极不稳定,传输环网中断概率较大,加之CE设备硬件故障隐患,导致MC口(MGW与MSC Server间)中断,一个本地网业务全阻。本课题主要是围绕着软交换引入后,网络结构发生重大变化,MGW与MSC Server间传输路由需要具备更高的安全和稳定性,对于MGW容量较大,以及MGW与MSC Server间传输出现问题概率较大的路由在传输环网中断后,利用成熟的TDM技术(IPOVER E1)技术结合共享第三方(铁通、电信、卫通)的传输资源(电路E1、卫星)作为Mc接口的备份链路。解决软交换引入后的网络安全问题,为业务网络提供一个更安全的保障,从而提高核心竞争力。具体针对青海西部六个本地网Mc接口进行安全优化,MSC Server和MGW增加支持IP over E1的单板(INLP)以实现连接(IP与PCM的转换)。格尔木,海西,海南,海北与铁通置换E1传输资源,玉树,果洛租用电信的E1传输资源。使用TDM承载方式作为MC接口的负荷分担路由,当传输故障导致原IP承载路由发生中断时，TDM承载方式可以继续接管MC口业务,确保本地业务不受影响。本论文首先介绍软交换的基本概念、原理,包括：软交换核心网的网络结构与接口、软交换的信令传送协议SIGTRAN.呼叫控制协议BICC.媒体网关控制协议H.248。分析软交换引入后带来的安全问题,如：传输中断或IP承载网故障,MGW所承载的业务就会出现全阻情况。基于安全问题,提出核心网软交换MC口IPOVER E1备份方案,提出利用共享第三方传输资源,在选择第三方E1传输资源时充分考虑其传输的敷设路由,光缆的安全性、稳定性。并通过IP over E1技术实现IP包在E1电路上进行传输,使Mc口增加第三备份路由,确保本地通话正常。此外,针对青海西部六个本地网的组网情况进行了核心网软交换MC口IP OVER E1备份技术系统的测试应用。最后对核心网软交换MC口IP OVERE1备份技术进行了前景展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题必要性
• 1.3 课题任务
• 1.4 论文结构
• 第二章 软交换概述
• 2.1 信令网关与媒体网关设备
• 2.2 基于软交换技术的移动核心网络
• 2.2.1 移动核心网的网络结构与接口
• 2.2.2 移动核心网的接口
• 2.3 软交换体系架构
• 2.4 移动软交换的信令体系-信令传送协议SIGTRAN
• 2.4.1 Sigtran协议的体系结构
• 2.4.2 SCTP协议
• 2.4.3 M3UA协议
• 2.5 移动软交换的信令体系-呼叫控制协议BICC
• 2.5.1 BICC体系架构概述
• 2.5.2 BICC体系结构模型
• 2.5.3 BICC体系架构中的相关协议
• 2.6 本章小结
• 第三章 软交换MC口协议及站点接入方式分析
• 3.1 MC接口协议-媒体网关控制协议H.248分析
• 3.1.1 Megaco/H.248协议概述
• 3.1.2 Megaco/H.248协议连接控制模型分析
• 3.1.3 Megaco/H.248协议的终结点控制对象属性分析
• 3.1.4 Megaco/H.248协议的关联控制对象属性分析
• 3.1.5 Megaco/H.248协议控制对象的操作分析
• 3.1.6 Megaco/H.248协议扩展机制分析
• 3.1.7 Megaco/H.248协议分析
• 3.2 软交换的统一站点组网研究
• 3.2.1 软交换设备站点接入研究
• 3.2.2 CE设备站点接入研究
• 3.3 本章小结
• 第四章 核心网软交换MC口IP OVER E1备份方案设计
• 4.1 IP OVER E1功能实现说明
• 4.2 IP OVER E1实现方案
• 4.3 MC口协议栈模型
• 4.4 MC口E1传输资源需求
• 4.4.1 Mc接口H.248消息流量
• 4.4.2 Mc接口BSSAP占用的带宽
• 4.4.3 TUP/ISUP Over IP消息流量计算
• 4.4.4 MC口消息总流量计算
• 4.5 本章小结
• 第五章 核心网软交换MC口IP OVER E1技术备份应用
• 5.1 第三方E1备份路由与IP承载网负荷分担方案
• 5.1.1 MC口备份实施前MC口偶联
• 5.1.2 MC口备份实施后MC口偶联
• 5.2 Mc接口E1传输资源需求计算
• 5.2.1 Mc接口H.248消息流量
• 5.2.2 Mc接口BSSAP占用的带宽
• 5.2.3 TUP/ISUP Over IP消息流量
• 5.2.4 MC口消息总流量
• 5.2.5 本次改造所需INLP单板及E1资源需求汇总
• 5.3 创新点
• 5.4 现网测试应用情况
• 5.4.1 现网测试阶段
• 5.4.2 现网推广阶段
• 5.4.3 现网实际应用案例
• 5.5 经济效益分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 问题和展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢