專用通信三網(wǎng)融合方式探討
重慶市專用通信局 徐斌 2006/07/05
一、專網(wǎng)的產(chǎn)生及其特性
。。業(yè)務的需求促使了現(xiàn)代通信技術(shù)和通信網(wǎng)絡的發(fā)展，除了PSTN網(wǎng)絡外，沿著鐵路干線、長江流域、民用機場等分布著一些特殊的通信網(wǎng)絡，它們在特殊的領(lǐng)域扮演著通信樞紐的角色。這些網(wǎng)絡有其自身的特點：業(yè)務種類比較單一，用戶對業(yè)務質(zhì)量和穩(wěn)定性要求較高，用戶分布較散，其共性就是小而全。同PSTN網(wǎng)一樣，大多數(shù)專網(wǎng)從單一的語音業(yè)務發(fā)展到今天的數(shù)據(jù)、視頻等綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)。
。。專網(wǎng)的發(fā)展一直受到資金的制約，由于通信行業(yè)的逐步市場化，專網(wǎng)有其特殊性，需要可靠穩(wěn)定的技術(shù)來支撐，所以怎樣以最小的投資獲取最大的效益，從實際出發(fā)，合理、規(guī)范、經(jīng)濟、安全、可靠、充分地利用現(xiàn)有網(wǎng)絡資源進行專用網(wǎng)絡的建設(shè)，保障專網(wǎng)協(xié)調(diào)高效發(fā)展和穩(wěn)定可靠地運行，是專網(wǎng)現(xiàn)在及今后很長一段時期的重要任務。
二、建立專網(wǎng)管理網(wǎng)的必要性
。。管理網(wǎng)是為了提高全網(wǎng)質(zhì)量并充分利用網(wǎng)絡設(shè)備、網(wǎng)絡管理來實時地監(jiān)視業(yè)務網(wǎng)絡的運行，它采取控制措施以達到在任何情況下，最大限度地使用網(wǎng)絡中一切可以利用的設(shè)備，使盡可能多的通信得以實現(xiàn)。同時，它還可預防障礙并盡快排除障礙，減少障礙引起的損失，在保證通信質(zhì)量的情況下，合理調(diào)整設(shè)備配置，最大限度地提高設(shè)備利用率，節(jié)約維護費用。
1.通信運行和維護成本的分析
。。重慶市由于地理環(huán)境所限，城區(qū)被長江、嘉陵江環(huán)抱，40個區(qū)縣市離主城較遠，交通也極為不便，再加上端局通信機房及其配套設(shè)施的基建，車輛的使用和保養(yǎng)，工程維護人員的增加，遠端設(shè)備例測例檢工作量大等原因，使得專網(wǎng)維護成本大大增加，成本的增加仍然是目前制約專網(wǎng)發(fā)展的一大“瓶頸”。
2.通信質(zhì)量的保證
。。從保證通信質(zhì)量的角度來考慮，一旦通信出現(xiàn)障礙，會造成障礙修復及時率的降低，及時處理障礙的能力也將減弱。如果網(wǎng)絡復雜，節(jié)點眾多，發(fā)生障礙的幾率就可能增加，同樣不利于維護、查障和排障。若采用集中管理的方式，既可避免系統(tǒng)沒有事件發(fā)生的真實記錄，有利于障礙的查修，又可避免責任不清，完善了系統(tǒng)的可靠性等。
三、網(wǎng)絡規(guī)劃
。。專網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計必須適應當前本市專用網(wǎng)的各項應用，又要面向未來信息化發(fā)展的需要，因此設(shè)計的網(wǎng)絡需要遵循以下原則。
1.實用性和先進性
。。專網(wǎng)需采用先進成熟的技術(shù)滿足業(yè)務需求，兼顧其他相關(guān)的管理需求，盡可能采用先進的網(wǎng)絡技術(shù)以適應更高的數(shù)據(jù)、語音（VoIP）、視頻（多媒體）的傳輸需要，使整個系統(tǒng)在相當一段時期內(nèi)保持技術(shù)上的先進性。
2.安全可靠性
。。為保證各項業(yè)務應用，網(wǎng)絡必須具有高可靠性，盡量避免系統(tǒng)的單點故障。要對網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡設(shè)備、服務器設(shè)備等各個方面進行高可靠性的設(shè)計和建設(shè)。在采用硬件備份、冗余等可靠性技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用相關(guān)的軟件技術(shù)提供較強的管理機制、控制手段和事故監(jiān)控與網(wǎng)絡安全保密等技術(shù)措施，以提高整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的可靠性。
3.靈活性和可擴展性
。。網(wǎng)絡系統(tǒng)是一個不斷發(fā)展的系統(tǒng)，所以它必須具有良好的靈活性和可擴展性，能夠根據(jù)本市專用網(wǎng)絡不斷深入發(fā)展的需要，方便地擴展網(wǎng)絡覆蓋范圍、擴大網(wǎng)絡容量和提高網(wǎng)絡的各層次節(jié)點功能，使系統(tǒng)具備支持多種通信媒體、多種物理接口的能力，可實現(xiàn)技術(shù)升級、設(shè)備更新等靈活應用。
4.開放性和互連性
。。網(wǎng)絡需具備與多種協(xié)議網(wǎng)絡互聯(lián)互通的特性，確保本網(wǎng)絡系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的作用可以充分地發(fā)揮，在結(jié)構(gòu)上真正實現(xiàn)開放。只要基于開放式標準，包括各種局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等，再堅持統(tǒng)一規(guī)范的原則，才能為其未來的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
5.經(jīng)濟性及投資保護
。。我們應以較高的性能價格比構(gòu)建專網(wǎng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，使資金的產(chǎn)出投入比達到最大值。當前我們要以較低的成本、較少的人員投入來維持系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，使網(wǎng)絡提供高效能并實現(xiàn)高效益，盡可能保留并延長已有系統(tǒng)的投資，充分發(fā)揮以往在資金與技術(shù)方面的投入。
6.可管理性
。。由于專網(wǎng)系統(tǒng)本身具有一定復雜性，隨著業(yè)務的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡管理的任務必定會日益繁重。所以在網(wǎng)絡設(shè)計中，必須建立一套全面的網(wǎng)絡管理解決方案。網(wǎng)絡必須采用智能化、可管理的設(shè)備，同時采用先進的網(wǎng)絡管理軟件，實現(xiàn)先進的分布式管理，最終能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控、監(jiān)測整個網(wǎng)絡的運行情況，并做到合理分配網(wǎng)絡資源、動態(tài)配置網(wǎng)絡負載、迅速確定網(wǎng)絡故障等。通過先進的管理策略、管理工具來提高網(wǎng)絡的運行可靠性，簡化網(wǎng)絡的維護工作，從而為維護和管理提供有力的保障。
四、專用城域網(wǎng)的構(gòu)建
。。考慮到專用網(wǎng)絡的特性，再加上當前網(wǎng)絡IP化局勢，同時也考慮到承載視訊、VoIP、VPN業(yè)務等安全可靠地運行需求，我們可以利用現(xiàn)有傳統(tǒng)的SDH傳送網(wǎng)平臺，建立一個城域網(wǎng)來構(gòu)建專用的通信網(wǎng)絡。
1.組網(wǎng)方式
。。網(wǎng)絡需采用IP路由交換設(shè)備組網(wǎng)，組網(wǎng)應采取星型結(jié)構(gòu)，每個接點的路由采用2Mbit/sE1鏈路上行到市局的SDH網(wǎng)絡，核心路由器配置一個CPOS接口與市局SDH網(wǎng)絡相連到各個區(qū)縣路由器。
。。市局中心點配置：一臺NE20-8路由器，一臺S6505核心交換機，一臺E200防火墻，一臺S5516千兆交換機。區(qū)縣接點配置：一臺AR28-40路由器，一臺S3026C交換機。核心接點：在市局中心放置一臺NE20-8路由器，支持全線式MPLSVPN，NE20-8路由器配置一個CPOS接口與現(xiàn)有SDH網(wǎng)絡相連到各個區(qū)縣路由器，S6505為市局內(nèi)部網(wǎng)核心交換機與NE20-8相連，實現(xiàn)市局視訊系統(tǒng)GK、終端及市局內(nèi)部網(wǎng)的接入，E200防火墻與NE20-8路由器相連，S5516千兆交換機實現(xiàn)內(nèi)部服務器群的接入。區(qū)縣接點：在每個接點安裝一臺AR28-40路由器，支持MPLSVPN，上行通過2Mbit/sE1鏈接到SDH網(wǎng)絡與核心NE20-8相連，AR28-40下行與S3026C相連，實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)、視訊、語音的接入，網(wǎng)絡拓撲如圖1所示。
圖1 組網(wǎng)拓撲圖
2.業(yè)務融合能力
。。隨著網(wǎng)絡逐步深入發(fā)展，IP傳送網(wǎng)在逐步演進，在市城區(qū)建立核心骨干網(wǎng)絡，通過目前流行并可靠的IPoverSDH技術(shù)實現(xiàn)專用通信在語音、數(shù)據(jù)以及視頻等多業(yè)務的融合。它不僅滿足了專網(wǎng)用戶對不同業(yè)務的需求，而且網(wǎng)絡采取全程集中管理和配置，保證遠端設(shè)備的免維護。尤其在端局機房的一體化問題上，此種組網(wǎng)節(jié)約了成本，也順應了網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢，加快了專網(wǎng)信息化的步伐。
五、綜合業(yè)務復用設(shè)備 的選用
。。為了適應日益增長的數(shù)據(jù)和視頻通信，本網(wǎng)絡在部分分散的各點或區(qū)縣市可采用多種形式的接入層設(shè)備，如PCM多功能接入設(shè)備等。這樣可在同一設(shè)備上方便地實現(xiàn)遠端用戶的三網(wǎng)融合。由于專網(wǎng)的特點是用戶點多量少，分布較散，因此利用SDH傳輸網(wǎng)，采用能使服務延伸的設(shè)備是非常經(jīng)濟實惠的。專網(wǎng)有的端點可能只有一二個用戶，放一個遠端模塊很不經(jīng)濟，而且移動很不方便，PCM多功能接入設(shè)備可解決幾個至上百個用戶的選擇。當用戶無通信需求時，設(shè)備可方便地移到別處運行。
。。值得說明的是，通過PCM綜合業(yè)務復用設(shè)備組網(wǎng)的方式實現(xiàn)了語音、數(shù)據(jù)以及視頻等多業(yè)務的融合，該復用設(shè)備在話音、數(shù)據(jù)、視頻應用上若有需求還可進行再次延伸。其優(yōu)勢在于成本低、體積小、穩(wěn)定性高，可以提供N×64kbit/s，最高達2Mbit/s的傳輸速率。它非常適用于小容量的寬窄帶一體化業(yè)務局點，還可實行集中管理和遠程維護，在不改變原有網(wǎng)絡特性的同時降低了運行和維護成本，因為它的語音、數(shù)據(jù)和視頻只通過接入設(shè)備將用戶連接至交換網(wǎng)絡，集中用戶業(yè)務將它們傳送至目的地。從網(wǎng)絡未來的發(fā)展方向來看，這種方式只是一種接入層技術(shù)實現(xiàn)方式。
六、綜合評估
。。以上兩種方式均可實現(xiàn)專用通信的集中管理，達到遠程維護的目的，并能實現(xiàn)三網(wǎng)融合。目前來看，應用IPoverSDH的傳送技術(shù)組網(wǎng)，技術(shù)上相對要復雜些，成本的初期投入較高些；通過IP網(wǎng)傳送的話音質(zhì)量，不如傳統(tǒng)話音質(zhì)量穩(wěn)定，但是其帶寬利用率高；采用分布式體系結(jié)構(gòu)，且利用了SDH傳送網(wǎng)形成的自愈環(huán)，可以提高組網(wǎng)效率，尤其是從路由上的物理可靠性，降低了網(wǎng)絡中斷的危險，是未來網(wǎng)絡發(fā)展的方向。而采用綜合業(yè)務接入設(shè)備組網(wǎng)，其成本低，節(jié)點很少，安裝和維護及其方便，適用于對帶寬要求不高的用戶。這種組網(wǎng)方式為鏈型結(jié)構(gòu)，組網(wǎng)的點不能太多，否則帶寬不能得到保證（局端最大支持64個E1的全時隙交叉，客戶端最大支持44個E1的全時隙交叉），它只在E1不同時隙間進行語音、數(shù)據(jù)和視頻的傳送，不能做到將三網(wǎng)完全隔離，此種組網(wǎng)在語音質(zhì)量得到保證的同時，數(shù)據(jù)和視頻質(zhì)量會降低，需同時采用2個E1互為備份來保證網(wǎng)絡的安全。
。。應用上述哪種方式組網(wǎng)，應根據(jù)具體的通信結(jié)構(gòu)、成本核算、資金運作、不同的優(yōu)缺點和適應性能來考慮。建議初期組網(wǎng)先采用綜合業(yè)務設(shè)備簡單組網(wǎng)，重點解決部分語音用戶的數(shù)據(jù)和視頻過渡問題，再逐步推進核心網(wǎng)的建設(shè)。而作為接入層的設(shè)備最終也會通過接口進入城區(qū)核心網(wǎng)絡。當然，如果用戶對數(shù)據(jù)和視頻要求高，在資金允許的情況下，一次性投入建設(shè)核心網(wǎng)絡，也是可取的方法之一。
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