（通信与信息系统专业论文）城域综合业务网组网技术研究.pdf

南京邮电大学t 程颤j 研究生学位论文 摘要 躏蛰 随着通信技术向综合化、数据化、智能化、个性化的发展，在单一网络平台上实现语 音、数据、图像等多种综合业务已经成为电信网络发展的目标和必然趋势。n ( ；n 是基r 分 组的、能够提供各种电信业务的网络，可把它总结为多业务、宽带化、分组化、玎放性、 移动性、兼容性、安全性和可管理性等。城域综合业务网络就是为向n g n 网络过渡，o 合 现有电信网络资源，从业务需求角度出发而提出的一个网络概念。 本文首先明确了城域综合业务网建设的目标以及需解决的关键问题，提出了城域综合 业务网网络层次模型和网络架构，明确了各层次功能，详细定义了城域综合业务嘲的关键 设备c c m 和s a c p 的功能。随后描述了城域综合业务网设备与城域承载网的关系、在域域 承载网中的位置以及承载网对城域综合业务中语音视频业务信息流有服务质量保证的解 决方法。本文给出了完整的业务网信令架构，详细描述了城域综合业务网与各骨干、少务网、 与各运营商业务网互通本地、长途语音、视讯业务流程。对于i p 地址的分配提出j 可 行的分配方案，并指明了城域综合业务网的网络安全、业务安全、用户安全的保证措施， 对目前用户驻地网中存在的问题进行了详细的分析，针对当前用户驻地网存在的各类问题 提出的相应的用户接入手段。本文对山东联通城域综合业务网建设方案进行了设计，包括 网络结构、参数计算、设备选型和业务开展情况，并简要介绍了c c m 设备的软、硬件实现。 最后本文对目前网络存在的不足进行了分析，提出了改进建议，并展望了网络的进一 步演迸方向。 关键词：城域综合业务网h 3 2 3 c c ms a c p 南京邮 u 人学丁程碳l 研究生学位论义 a b s t r a c t 摘耍 a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n tt oi n t e g r a t i o n ，d a t a i z a t i o ni n t e l l i g e n t i z al i o n a n di n d i v i d u a t i o no fc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y ，t h a to n es i n 9 1en e t w o r kp r e y j d e s y n t h e t i c a ls e r v i c e ss u c ha s v o i c e d a t aa n dv i d e ee o m m u n i c a t i o nh a v eh ec o m e o bi e c t i v eo ft e l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r ka n dc e r t a i nt r e n d t h en g nn e t w o r kisb l t s e d o nd i v i d i n go ft h ed a t ai n t og r o u p s i tc a np r o v i d e st h ev a t i o u st e l e c o n l n l u n jc d li o n s e r v i c e s ，a n di tc a nb es u m m a r i z e dt ob r o a db a n d ，d i v i d i n gi n t og r o u p s ，o p e n in g p r o p e r t y ，m o v i n gn a t u r e ，c o m p a t i b i l i t y ，s a f e t y ，a d m i n i s t r a b l en a t u r ea n ds oo n f o re v o l v e m e n tt on g na n dc o m b i n ea v a i l a b l et e l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r kr e s o l i f e e a tp r e s e n t m e t r o p o l i t a ni n t e g r a t e ds e r v i c en e t w o r kisp u tf o r w a r db a s e d0 nt h e s e r v i c er e q u i r e m e n t t h i st h e s i sf i r s tc o n f i r m st h ec o n s t r u c to b j e c to fm e t r o p e l i t a n in t e g r ul e d s e r v c en e t w o r k ，a n dk e yq u e s t i o r sw h i c hw i l lb er e s e a r c h e d t h e nt h ef r a m e w o l k a n d l a y e r e dm o d e l so fm e t r o p o l i t a ni n t e g r a t e ds e r v i c en e t w o r ka s w e lla st h e f a c t i o no fe v e r yl a y e ra r ei n t r o d u c e d a sa ne m p h a s e s t h et h e s isd e f i n el h e i m p o r t a n te q u i p m e n tc c ma n ds a c p 。sf u n c t i o ni nt h em e t r o p 0 1 i t a ni n t e g r a t e ds e r v i c e n e t w o r ki nd e t a n t h e nt h et h e s i sd e s c r i b e dt h er e l a t i o no fc c ma n ds a c pa n d t h e m e t r o p 0 1i t a ni n t e g r a t e ds e r v i c eb e a r e rn e t w o r k ，s e a t i nt h en e t w o r k ，a sw e i l s t h es o l u t i o no fq u a l i t yg u a r a n t yf o ra u d i o v i d e os e r v ic e t h en e x tc h a p te r9 1v u s o u ts i g n a l i n gt r a n s m i s s i o nn e t w o r kc o n s t r u c t s ，a n dd i s c u s s e s jnd e t a i1h o w m e t r o p o l i t a ni n t e g r a t e ds e r v i c en e t w o r kc o r r e s p o n dw i t h o t h e rb a c k b o n es p r 、i c e n e t w o r k sa n do t h e ro a r r i e r s ，a n da n a l y s e s t h e 1 0 c a l ，d i s l a n ta u d i o vd e o t r a n s m i s s i o nf l o w f o ra c c o m p l is h m e n to fa c c e s su s e rs e r v i c e s ，t h et b e s isg iy e s o u tt h em a n a g e m e n ts c h e m e so fl pa d d r e s s a n dp u tf o r w a r dt h es 0 1 u t io na i l i i “ t h eq u e s t i o n st h a th a v eb e e ne x i s t e di nt h ec u s t o m e rp r e m i s e sn e t w o r k 1 h e nt h e t h e s i sp o i n to u tt h eg u a r a n t ym e a s u r e so fs e c u r i t yi n e l u d i n gn e t w o x 、ks e c u r it y ， s e r v i c es e c u r i t ya n du s e ri n f o r m a t i o ns e c u r i t y ，l a t e rt h et h e s i sgi y e so u ta c o m p r e h e n s i v ep r o j e c t d e s i g no f l e t r o p o li t a ni n t e g r a t e ds e r v i c en e t w o r k f o r c h i n a u n i t o m s h a n g d o n g b r a n c h i n c l u d i n g n e t w o r ks t r u c t u r e ，p a r a m e t e r c a l c u l a t i o n e q u i p m e n t c h o i c ea n dv a l u e a d d e ds e r v i c e s ，m e a n w h i1e ，a n dt b e h a r d w a r ea n ds o f t w a r eo ft h ek e ye q u i p m e n tc c ma r em e n t i o n e db r i e f l iy 1 nt h ee n d t h et h e s i sa n a l y s e st h e1 i m i t a t i o nw h i c ht h ep r e c e d in gs y s t e r ne x is 1 s a n dp o i n to u ti m p r o v e ds u g g e s t i o n ，a n dg i v e so u tae x p e c t a t i o ne l 、t h e f l m lr e d e v e l o p m e n tf o rm e t r o p o l i t a ni n t e g r a t e ds e r v i c en e t w o r k k e y w o r d s ：m i s nh 3 2 3c c ms a c p n 南京邮电大学 工程硕士学位论文摘要 学科、专业：工学通信与信息系统 研究方向：数据通信技术 作 者：翌堕级研究生 赵红英 指导教师壁屋 题目：城域综合业务网组网技术研究 英文题目：n e t w o r k i n gt e c h n o l o g yr e s e a r c ho fm e t r o p o l i t a n i n t e g r a t e ds e r v i c en e t w o r k 主题词：城域综合业务网 k e y w o r d s ：m i s nh 3 2 3 h 3 2 3c c ms a c p c c ms a c p 南京邮电大学学位论文独仓4 性声明 y 85 1 1 1 6 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：垄墓日期：竺生! 凸 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 研究生嬷始导师张越必期：竺生二乡 南宣邮也人学t 程烦l j 研究生学位论文 1 ，l 通信网发展现状 第一章概述 鹕一节概姘 随着通信技术的发展，电信网络的结构目益复杂。电信运营商的网络由过去单纯的电 路交换网的电话业务发展到今天的移动通信、视频通信、i p 电话、勇联网、电子商务等多 种多样的电信业务。以中国联通为例，中国联通是目前国内唯一一家令电信业务运营商， ：兵网络包括国家一千、二干传输网d w d m 、s d h 、移动网g s m 、c d m a 、全国骨fa t m 嘲、 k 途电话网、v o i p 网、v c 网、互联网等。上述网络自成系统，分别向用户移动f n 话、提 供租线、长途电话、i p 电话、会议电视及可视电话、互联网及电子商务以及各类增值、务。 在建设骨干网的同时，为实现用户接入，中国联通自2 0 0 1 年开始建设城域接入刚，j 一要 技术采用了a t m f r 、i p 以及传统窄带接入网( o l t + o n u ) 。 在为用户提供更多服务的同时，运营商所负担的工作也越来越繁杂。不同的业务运行 在不同的网络之上，运营商为每一种网络都要投入相应的人力、物力去建设和维护。如何1 3 节约投资，降低成本，提高生产率成为运营商必须认真研究的课题。 当前，北美、欧洲和日本的一些大的运营商普遍都在进行网络的键台，向所谓全业务 网络迈进，即将所有的业务整合到个大的、能够提供所有业务的统网络中去。同时随 着n g n 相关技术标准的不断成熟和商业应用的不断推广，使得电信运营商可以尽可能地实 现网络和业务的融合，将更多的业务包装在一起，以统的网络面对客户。特别是与i p 棚 关的语音、视频和数据等业务，借助于i p 这一强有力的平台，更有效的为客户提供练台、l p 务，提高产品的竞争力。 1 2 课题的背景及研究的意义 1 2 1 建设城域综合业务网( - i s n ) 的必要性 产品的特殊化是解决低层次竞争的一个极其重要手段，价格战产生的主要原因是产品 相似且技术极易仿制。与传统电信企业一样，中国联通注重网络的建设，通过引进先进的 通信设备，铺设四通八达的网络，不断拓展服务覆盏范围，扩大用户群体，从而达到发展 南京m h 电久学工程硕卜研究生学位论文 筇擎概，盎 的目的，这其中隐含着一个巨大的隐患，即不管网络多么庞大、设备多么先进、服务多么 周到，如果没有统一的产品形象、品牌及市场定位，那么与其它运营商提供的业务服务是 一样的。在这样的环境之下，低层次的恶意竞争不可避免，带来的问题是投资风险加人、 重复投资加剧、企业持续发展能力肖4 弱。 解决这个问题的关键在于加强产品的差异化及增值服务，以特色业务带动基础业务的 发展，使自己在竞争队伍中独树一帜，更为关键的是，这种特色业务以及增值服务的用广z 群体较为稳定，拥有稳定用户群是增强公司竞争力的决定性因素。 随着中国逐步开放电信市场，将会有越来越多的电信运营商出现在竞争行列中，不但 有中国电信，中国移动，网通，铁通等大型电信公司，而且还有众多的i c p ，i s p ，i d c 等 驻地网运营商在分瓜着电信市场，在履行w r o 条约的同时，会有许多斟际火公r 日通过各 种方式进入中国电信市场，因此如何增强中国联通网络的竞争力和扩大f 蕾场份额就显得极 其重要。 按照目前电信市场用户业务需求来看：企业高速上网、i p 电话等数掮业务仍然为陂次 f 传统语音业务之后的最大业务需求，基于l p 的v p n 业务，视频电视会议刈视f 叭成为 i j 前企业急需的瓤业务，而这些需求恰恰是目前中国联通数据业务的优势。 = ja i 巾困联通 数据a t m 骨干网、i p 电话网、互联网、会议电视可视电话业务网已通达全国各地，面对 如此多的业务和庞大的网络，中国联通急需将这些业务统一为综合业务，统包装，黯准 企业大客户，以统一的品牌重新进入市场。 城域综合业务网( m i s n ) 以中国联通现有的城域承载网为基础，通过统一的业务和 网络平台，在城域范围内实现语音、视频和互联网等各种业务的综合，以统“。的网络甲台 实现联通现有和未来各种业务从骨干网向用户侧的延伸，同时提供本地话音! 务和本地视 频业务，要求通过城域综合业务网( m i s n ) 提供的这些业务要具有电信级服务质量保证，艮 有电信级的可管理、可运营能力和较强的多业务控制能力。 1 2 2 城域综合业务网( 豫l 洲) 的建设目标 根据联通公司业务发展需求，m i s n 能够实现下列业务 本地、长途话音传真业务： 本地、长途v c 网业务； 互联网接入； 话音网积v c 网话音业务互通； 2 南京邮电大学t 程硕i ：研究生学位论文 笫1 一争概连 v c 网和互联网v c 业务互通： 话音补充业务、增值业务、智能业务： 视讯业务的增值业务、智能业务 目前联通各骨干业务网相互独立各业务都需通过m i s n 实现综合接入，同时也提供本 地用户话音、视讯以及增值业务，并提供业务的服务质量保证、用户管理和、世务管理、本 地计费等。 要实现上述目标，要求做到： 1 、m i s n 实现与骨干业务网四个层面的互通：承载层、媒体层、信令控制层、运营支撵层 豆通。 2 、m i s n 实现与用户驻地网三个层面的互通：承载层、媒体层、信令控制层。 3 、实现m i s n 的运维管理功能：设备维护、用户管理、业务管理、计费营账实现等。 1 3 本课题研究的主要内容 1 、m i s n 的关键设备和技术 2 、基于l p 网的m i s n 业务的服务质量保证( q o s ) 3 、m i s n 业务流程 4 、与骨干业务网的互通 5 、i p 地址分配 6 、安全问题 7 、用户驻地网接入 南京邮电大学工程顿士研究生学位论文 第三章城域综台业务| 叫删络层攻模型和棠捣 第二章城域综合业务网网络层次模型和架构 2 。1 联通骨干业务网现状 21 1 联通v o ip 网现状 中国联通作为中国首批具有i p 电话运营执照的运营商，经过五期 ：程的建没，h 前i ! 实现了对全国3 2 5 个城市的覆盖，业务通达1 6 0 个国家，其i p 电话网关的端几规模达到15 力个e 王，联通v o l p 骨于网在全国形成统一的三级多域的网络体系。 核心骨干网域的第一级为国家顶缴关守，国家顶级关守分为两类：旧内电诋项级天 守和国际电话顶级关守。全国配置有多个国内电话顶级关守和一个国际电话顶级关守。每 个国内电话顶级关守采用点入面出的配嚣方式，既每个顶级关守只接受其所属的多个省际 关守的遗址查诲请求，但可以直接将该请求转发至全国任何一个省际关守，无需经过茭昕 属的顶级关守圜际电话项级关守对国内部分采用面入面出的配置方式既处理国际去话 时，每个省际关守直接向国际电话顶级关守发地址查询请求；处理国际末话时，顶级天j ) 直接向全国任何一个省际关守转发地址查询请求，无需经过其所属的国内电话顶缴关守 省际关守( 区域目录关守) 构成联通v o l p 核心骨干网域的第二层，以下统称省际篾， 省际关守之间对占全国话务量约7 0 的1 4 城市的话务采用点到点的直连方式，：1 4 城市 之外的国内呼叫和国际呼q 转接至其起所属的国内电话顶级关守和国际电话顶级关以 省内本地关守组成联通v o l p 核心骨干网域的第三层同一个省的本地关守之问全部采 用点到点直连的方式，省内话务不经过省际关守本地关守只将出省的话务上连到所属的 省际关守。 4 南京邮f u 大学丁程颂 研究生学位论文 第三帝城域练台业务酬州络甚次模掣和絮 圈2 1v o i p 核心骨于网域的三级多域结构 21 2 联通山东会议电视网现状 联通会议电视网( v c 网) 是一个视频会议系统专网，业务网主要由视讯交换系统( 含 多点控制单元m c u ( m u l t i p o i n tc o n t r o lu n i t ) 、网守g k 、网关和会议电视终端) 以及营运 支持系统( 含计费营帐、网管、业务管理系统) 组成。 在承载层面v c 骨干业务网在联通骨干数据网( a t m f r ) 的基础上采用专用路l b 器设 备，组成路由器加p v c 的i p - o v e r a t m 专用i p 网络。 联通v c 网采用基于l p 网的h 3 2 3 协议组建会议电视网络，网络采用2 级多域结构， 全网分为北京、上海等7 个区域，在每个区域分别配置i 套区域关守，分别管理区域内 m c u 、网关、终端的地址解析、接入控制等，同时在北京安装一套顶级关守，负责管理跨 区域g k 地址解析和与其他运营商会议电视网互通时的地址解析。 联通山东省v c 网已完成两期建设，建设规模覆盖山东省十七地市。在济南设臀 套 m c u 多点控制单元。配合大区网守完成本身点对点或多点会议中的多个会议f f 主视终端控制。 济南节点作为联通山东v c 网的中心节点，属于v c 网省际网络出i = ，在济南配置了1 台 e s r1 0 0 0 5 以及e s r1 0 0 0 8 骨干路由器，其中e s r l 0 0 0 5 作为骨干汇聚路由器，主要是 起到汇聚各地市业务，向骨干网进行路由转发的作用；e s r 为v c 网互通路由器，是作为 与其他网互联互通的专用路由器。在山东其他i 6 个地市节点，每个地市均设置了v c 专网 路由器，主要是负责本地业务的接入。联通山东v c 网络结构示意图如下： 南京邮电大学t 程烦：研究生学位论文 第二章城域综台业务删叫络层次模掣和紫铂 圈2 2 联通山东v c 网结构幽 2 1 3 联通山东i p 骨干网现状 中国联通公众计算机互联网u n i n e t 网络目前为“汇接层+ 区域层”结构，构筑存n i l u c e n t a t m 交换机和c l s c o 路由器组成的混合平台上。 u n i n e t 汇接层网络采用分级结构，汇接层节点分为核心汇接节点列一般_ | _ 接节点两 类，共同完成汇接疏通u n i n e t 各省区域层网络之间的业务、实现与国际i n t e r n e t 以及隧内 各大互联网互联等功能。 目前，山东省u n i n e t 区域层网络架构在省内s d h 传输网络之上，网络覆盖全省i 7 地 级市。其中济南、青岛为区域层网络汇聚节点，其它地级市为区域层网络接入节点。 山东省u n l n e t 区域层网络采用双星形的组织结构，在区域层汇聚节点济南、青岛提供 f b 省中继，并为区域层接入节点提供数据的高速转发；区域层接入节点负责提供用户接入 和对业务进行汇聚。目前济南、青岛分别配置了i 台c i s c o g s r 2 0 0 8 作为骨： 1 “接路【 器，通过两条a t mp v c 链路分别与汇接层核心汇接节点北京、上海相连，为区域层网络提 供与汇接层的高速连接，并保证出省中继的冗余备份和流量分担。济南、青岛节点的骨干 汇接路出器之间通过a t mp v c 实现连接。同时在济南、青岛节点还分别配置了i 台c i s c o g s r1 2 0 1 2 作为业务汇聚路由器，负责省内区域层节点的上连和提供网络出口，同时提供 对本地业务的接入。济南、青岛节点的业务汇聚路由器之间通过一条p o s1 5 5 m b p s 线路 相连，两节点的骨干汇接路由器与业务汇聚路由器之间均通过g e 相连。 山东省u n i n e t 区域层网络在省内其它五大节点配置1 台c i s c og s r1 2 0 1 2 作为接入 路由器，在其它中小城市节点配置i 台c i s c o7 5 1 3 作为接入路由器，这1 5 个区域层接入 节点分别通过1 条p o s1 5 5 m b p s 线路与济南、青岛节点互联，实现互为分担和备份。 山东省u n i n e t 区域层网络同时在济南节点配置了1 台c i s c oe s r1 0 0 0 8 作为区域层业务汇 聚路由器，通过i 条g e 链路接至业务汇聚路由器c 1 5 c og s r1 2 0 1 2 ，通过1 条f e 链路接 6 南廒邮【乜大学t 程硕j 研究生学位论文第二章城域综含业务州州络层次模型和粜构 至局域网交换机c t s c oc a t a l y s t2 9 4 8 ，同时通过1 条p o s1 5 5 m b p s 链路连接至青岛节点 业务汇聚路由器c l s c og s r1 2 0 1 2 ，以保障在济南节点单台业务汇聚路由器出i 见故障的情 况f ，省内其他节点仍可以通过青岛的迂回路由访问位于济南的d n s 、计费等重要业务。 c i s c oe s r1 0 0 0 8 同时也用作济南节点专线用户的接入。联通山东l p 骨干网网络结构示意 图如下： 幽2 3 山东i p 骨干网网络结构示意酗 2 1 4 联通山东城域网现状 全省各地接入网采用。骨干层、汇接层、接入层”的三层网络结构建设，采用s d h 光亿 输设备构建底层多业务传送平台，承载i p 、a t m 两个业务网络。 ( 1 ) i p 层面网络：全省各个地市均建设了本地的l p 网络，i p 网络一般采用c i s c o 中档路 由器、华为中档路由器以及各类接入交换机，由接入交换机接入本地业务，路由器完 成本地业务的汇聚并输导至本地骨干l p 网路由器。同时为实现用户宽带业务的认证 及计费，在省内业务量较大的地市建设了宽带接入服务器( b r a s ) 及计证系统在 省中心济南建设了一套宽带计费系统，形成。区域认证+ 集中计费。的结构。 ( 2 ) a t m 层面网络：全省共有9 个地市完成了本地a t m 网的建设，主要采用的是l u n c e n t 公司的p p l 5 0 0 0 以及p p 7 4 8 0 a t m 交换机：中兴公司的m 1 0 0 0 以及b i oa t m 交换 机，接入本地a t m 相关业务。而其他未在本地建设a t m 网的地市则通过a t m 骨彳网 完成本地a t m 相关业务的接入。 ( 3 ) 窄带接入：主要完成话音业务接入和2 m 以下数据业务接入，一般采用o l t + o n u 方 式。 南京邮电大学工程硕t 研究生学位论文 2 2 城域综合业务网( u i s n ) 层次模型 m i s n 采用以下的分层模型来描述 l 避营支捧晨 ll i 揸稍桔今屡 ll l 撼体炖疆晨 ll j承载屡 ；g - = f t 城域综台业务嘲嗍络层次模型和挺粕 对城域综合业务网进行管理和维护，包括网络管理、业务管理、 用户管理、计赞，营帐、客服接口等 用户的接入控制、控制端到端媒体连接的建立、控制媒体信息流通道 的开关、计费信息采集，与器骨下业务嘲的信令控制层实现互控。 对媒体流的处理a v 信号的采集和输出、a d d a 转换、媒体编解码 格式转换、媒体参数控制等。 采用联通现有城域城域承载网根据对不同业务的q o s 要求，提供相 庸的q o s 保证可采用多种网络技术：a t m f r 城域嬲、基，：i p 的有 q o s 机制的城域网、或s d h 城域传输网 圈2 4 城域综台业务网分层模型 承载层采用联通现有的城域承载网，承载网的功能是在城域提供一个宵服务质量保汪 的网络传送平台，实现各种骨干业务到用户驻地的延伸，以及各种本地、l p 务流的传送，承 载网根据不同业务对服务质量的不同要求，提供相应的服务质量保证措施。根据城域承拨 刚现状和各业务对承载网的要求，承载网可以采用多种网络技术，包括a t m f r 、基本i p 的有q o s 机制的城域网或s d h 网。 媒体处理层负责对媒体流的处理。包括模拟信号采集和输出、模拟信号和数据信号的 转换、媒体编解鸫、不同媒体解码之间的格式转换、终端与终端之间、终端与m c u 之叫、 终端与v o i p 网关之间的媒体参数控制、混音等媒体处理功能。媒体处理层的设备可以是 媒体网关、m c u 、i p - t o - i pg w 、业务接入控制设备等。 控制信令层负责对用户业务接入的控制、端到端呼叫连接的建立、控制媒体信息流通 道的打丁1 ：和关闭、计费信息的采集，与各骨干业务网的信令控制层的互控。设备主要有g k 、 信令网关、认证服务器、b r a s 、综合业务呼叫控制设备等。 运营支撑层对于m i s n 进行管理、维护和计费，m i s n 中的业务开展必须经过运营支撑 层，才通做到对业务的管理和控制。 上述四个层次之间不是相互独立的，各层之间必须建立关系，才能实现真正的符合运 营条件的综合业务网。信令控制层和运营支撑层对媒体处理层和承载屡进行业务控制，媒 体处理层和承载层接收来自信令控制层和运营支撑层的各种消息，最终实现用户的接入控 制，业务呼叫控制、业务服务质量保证、网络安全和用户信息的安全保障、网络和设备的监 8 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第三章城域综合业务m 刚络层次模型和她构 控管理、业务管理、计费信息的采集、同时解决地址资源不足的问题。 2 3 城域综合业务网( m i s n ) 网络架构 m i s n 的网络架构如下： 例2 5 城域综合业务网网络架构图 整个综合业务网的网络架构分为三层即骨干业务网、m i s n 和c p n ，m i s n 向 ：与骨 二f 业务网互联，向下对c p n 提供接入。实现c p n 中各种业务到联通骨干业务嘲的接入神 业务区分，实现本地各种综合业务的交换和长途业务的分流。 最上层骨干业务网指目前联通已建成的1 9 3 长途电话网、v o i p 网、v c 网和联通公众 互联网。 最下层为c p n 部分，各种业务终端均位于c p n 内。对于c p n ，存在新建c p n 的业务 规划和现有c p n 的改造问题，最终要求应至少在数据链路层区分不同的业务类型，对于用 户终端不做过多的限制，终端类型主要包括：i p 电话终端、可视电话终端、会议电视终端、 鞋 户p c 机上基本i p 分组的各种软终端、以及用户网关、用户综合接入设备( 1 a d ) 援入 的各类普通电话终端。 中间层为城域综合业务网( m i s n ) ，由城域承载网、城域综合业务设备和运营支撑系 统组成。城域承载网采用已有的a t m f r 网络、具有q o s 保证的i p 网或s d h 网：城域综 合业务设备包括：业务接入控制点( s a c p ) 、呼叫控制管理器( c c m ) 、网关g w 、宽带缓 入服务器b r a s 等设备；运营支撑层实现对城域综合业务的的运营维护，并提供与现有相 关业务运营支撑系统的接口。 9 南鼠邮电大学t 程硕l 研究生学位论文 第= 三章城域综合业务嘲州络甚次援掣和浆梅 现分别定义m i s n 中主要设备功能： ( 1 )业务接入控制设备s a c p ：s a c p 是所有业务到城域综合业务网( m i s n ) 断比务接 入点，通过s a c p 实现用户认证、接入控制、网络资源管理和服务质量保证。 ( 2 ) 呼叫管理控制模块c c m ：实现用户注册管理、通过控制s a c p 实现业务接入认证 和控制，与骨干业务网的g k 互通，完成各种业务的呼叫控制，与s a c p 一道采集 计费信息提供给计费系统。 ( 3 ) 网关g w ：m i s n 是基于分组交换的综合业务网，与基于电路交换的1 9 3 长途 乜i 舌 网和本地p s t n 网互通时，由于在媒体层面和控制信令层都不同，需要通过g w 进行互通。 ( 4 )b r a s ：c c m 做为控制设备控制语音和视频等媒体信息流的接入，对f1 l 联刚业务， 由b r a s 接入到骨干互联网。 ( 5 ) 业务运营支撑系统：对于m i s n 提供的各种业务进行管理，对于用户信息进行管i 啭， 对于城域综合业务系统的设备进行管理和维护、生成计费信息等。还可以为用户 提供一些自助服务功能，如话单查询、用户自助业务管理等。 2 4m i s n 需解决的问题 2 4 1ip 地址问题 i p 地址包含有两个方面的问题：一是公共l p 地址资源的不足；二是h 3 2 3 、h 2 4 8 和 m g c p 协议本身地址转换问题，这两个问题是相关联的。 h 3 2 3 、h 2 4 8 和m g c p 等技术，要求每个分组终端都要有规定的i p 地址，需占用大 量的地址资源，因此i p 地址资源成为业务发展的关键问题之一。可采用的方法是各类分组 终端( i p 电话终端、可视电话终端、用户网关和l a d 、p c 机) 均采用私网地址，在域域综 合业务的接入设备上采用n a t p a t ( 端口地址翻译) 技术，将用户的私网i p 转换为公删i p 地址传送到m i s n 来。但带来的问题是由于h 3 2 3 、h 。2 4 8 和m g c p 协议固有的问题， 呼叫信息流是无法穿过传统的地址和端口翻译设备，因此要求s a c p 设备应支持h 3 2 3 、 h 2 4 8 和m g c p 代理的功能，支持上述协议的各种信息流的双向可达。 私网i p 地址的使用在一定程度上不受限制，只要对业务和使用的私网i p 合理规划， 南京邮l u 人学t 程颂i j 研究生学位论文 就可以制定出完善的用户终端i p 地址使用方案 2 4 2 未端用户的接入控制 第三章城域综合业务叫叫络层次攘掣和槊抱 从而解决f p 地址资源缺乏问题。 未端用户的接入控制主要有两个问题：一是能允许合法用户的接入，二理对合法用一 使用业务的控制，解决用户旁路问题。解决的方法是在接入c p n 的位置安装业务接入控0 设备( s a c p ) ，该设备是其接入的用户语音、视讯业务业务的接入点，通过s a c p 进行嗣 户的认证、业务接入控制、网络资源管理和服务质量控制。 2 4 3 城域范围内各种信息流相应的服务质量保证问题 城域范围内各种信息流相应的服务质量由城域承载网和s a c p 一同完成。在s a c p 应 能提供业务区分，对不同的业务信息流做出不同的标记，并采取相应的服务质量保证措施， 城域承载网根据各种不同的业务标记，分别提供不同的服务质量的保证。目蓟可采取的服 务质量保证的措施为：a t m f r 、i pq o s 、m p l sl s p 和i e e e 8 0 2 1 p q ( 此工贝q o s 技术用于_ 以太网中不建议采用以太网做为m i s n 的承载网) ，在没有建设城域网的地市可直接采用 s d h 传输，但不同的业务类型应分别使用不同的虚容器或不同的电路。 2 4 4 监控和管理问题 监控和管理问题涉及到整个m i s n 的各项内容，其核心是运营支撑层，必须使城域综 合内的所有设备，如c c m 、s a c p 、g w 和终端设备都应接受运营支撑层的监控管理，并卜 动上报整个业务网的各种状态( 包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和业务层) 和 采集到的各种信息。 除此之外监控管理还涉及用户管理、业务管理和计费管理，均由运营支撑层各和 m i s n 内的各个设备协作完成。 2 4 5 安全问题 安全问题涉及m i s n 的网络、业务安全以及用户信息安全，网络和业务安全应解决的 问题是防止网络被攻击、非法用户的接入和用户非法业务的使用，可通过放火墙、业务授 l l 商京邮电人学工程颂士研究生学位论文第三犟城域练台业务蜘m 络甚次模型年n 餐捣 权和认证等方式解决。m i s n 内的设备和用户终端应能支持相应的安全措施。 从s a c p 开始，各个业务分别进入不同的承载v p n ( 二层或三层) 运营商能够从s a c p 丌始对各个业务提供一定的安全保证。 南京邮电人学工程硕上研究生学位论文 第三章城域综台业务嘲的关键世蔫j j 能 第三章城域综合业务网的关键设备功能 m i s n 的难点在于如何实现电信级的可控制、可管理。在m i s n 中，业务层( 包括信 令控制层和媒体处理层) 和承载层是分离的。业务网络将采用基于l p 的网络，但i p 网络 本身是没有集中控制和管理的松散的网络，对于用户和网络上的业务都没有电信网络所要 求的控制和管理能力。在联通m i s n 中实现电信级控制和管理的关键是在业务控制层和媒 体承载层之间建立联络，为此提出了呼叫控制模块c c m 和业务接入控制点s a c p 的概念， 其中s a c p 位于联通城域网的汇接p o p 点，把业务层和承载网赢接联系起来。s a c p 接收 业务网控制层的命令，直接控制网络所接入的各种媒体流的通道和资源。c c m 在城域网中 位于控制层面，通过对s a c p 的控制来控制用户的接入，并且对各种业务的通道和资源进 行运态控制。 3 1s a c p 功能描述 业务接入控制设备( s a c p ) 位于城域网中的汇接p o p 点或骨干p o p ，通过s a c p 连 接c p n ( 用户接入点以树形方式连接至汇接p o p 点，要求用户接入点不提供接入的c p n 之间的互通，这样可解决c p n 之间不通过s a c p 直接建立呼叫连接的旁路情况。c p n 的所 有业务都通过s a c p 接入城域网和联通骨干业务网中。在业务控制设备c c m 的控制f ， s a c p 对于接入的各种业务进行网络资源管理和媒体通道的控制，并且配合c c m 产生计费 信息。因此s a c p 设备是联通m i s n 的关键设备之一。s a c p 应具备以下功能： 31 1 用户信息流的动态控制 对于用户信息流的控制，是在c c m 控制下，由s a c p 来实现的。s a c p 根据媒体摔制 设备的指示，对于通过s a c p 的信息流通道进行动态控制。 用户信息流包括控制信息流和媒体信息流，要运念控制用户信息流，必须满足两个条 件： 一是c p n 不通与外部之间建立网络连接，具体实现方法是在c p n 和联通城域网之问 进行路由限制。s a c p 是c p n 接入m i s n 的入口设备，s a c p 对于合法的控制信令可以“透 l3 南京邮电大学1 = 程坝i ：研究生学位论立 第二市女盘域综台业务蚪的天键醴籍坊麓 明”地从c p n 传送到c c m ，对于媒体信息流，通道的打开和关闭受业务控制设备c c m 的 审 制。在网络层控制媒体通道的方法有很多种，主要有动态的l p 地址转换( n a t ) 、动态端 门转换( p a t ) 。 第二个条件是对于媒体通道的控制必须是动态的，次业务呼山次榨制，这就要求 在c c m 和s a c p 之间必须执行一种控制协议，由c c m 根据业务层信息来运态控制s a c p 之间的媒体通道。由于c c m 和s c a p 的控制协议没有标准规范，不同的厂商会有不同的实 现方式。 3 1 2 支持业务优先级 不同的业务对于服务质量的要求是不致的，要求s a c p 能进行业务区分和服务质量 的控制( 实现端到端的服务质量还必须得到c p n 的有效支持) 。s a c p 应该能够将小同睁 t 务标记不同的优先级。 根据承载网的不同，支持优先级的方式不同：在a t m f r 网络中，对于每个p v c 进行 队列管理和优先级调度，不同的p v c 可以定义成不同的优先级，因此需把不同的业务指定 到不同的p v c 进行传送；对于基于i p 的网络，s a c p 要求根据不同的业务设置i p 的q o s 标记，如果支持m p l s ，也可将不同的业务映射到不同优先级的l s p ；如无上述承载网， 可使用s d h 传输，将不同的业务类型分别送入不同的电路，对电路带宽进行控制束达到服 务质量的控制。 3 1 3 流过滤功能 对于不同的流，s a c p 必须能够进行过滤。对于控制信息流，s a c p 可以“透明”地传送 到c c m ，对于媒体流，必须根据c c m 的指令进行动态过滤，只有业务控制层通过认证并 且通过n a t p a t 建立连接的媒体流才能在城域网和c p n 之间转发。从控制管理和计费的 角度考虑，连接到同一s a c p 的不同c p n 之闻的呼叫也必须通过c c m 来建立。 3 1 4 用户资源管理 为保证不同业务的服务质量，必须对不同的业务流所占用的网络资源进行动态管理 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第三章城域综合业务嘲的关链殴蔷功能 如：统计每种业务的呼叫数据，根据每种业务所占带宽情况，确定是否接受新的呼叫。d 于s a c p 是m i s n 的入口设备，因此应该支持这些基本的网络资源管理功能。 31 5 用户管理 用户登录到业务网中时应该首先登记到所连接的s a c p 中，s a c p 与运营支撑系统的剧 户管理系统协作，对用户进行必要的认证，保持用户的连接信息，也用于进 j ：用户定位。 s a c p 还应能接收运营支撑层用户管理系统对用户终端的管理命令，进行必要的处f t t 后，传递给用户终端，同时s a c p 应能监控用户的状念，并将用户状态的变化及时 ：报给 用户管理系统。 3 16 配合产生计费信息 用户的业务计费信息包括两部分，一是与呼叫有关的信息，包括主被叫号码、呼叫、 p 务类型、呼叫建立时间和通话时长等信息，二是与业务量有关的信息，例如收发的包数、 收发的字节数等与流量有关的信息。在联通m i s n