基于NGN的一机双网铁路专网技术

在最终实现IMS之前，由于条件尚不具备，只能先使用基于NGN的技术为铁路专网提供服务。用NGN技术构建铁路专网时，分组承载网络是一大关键问题。研究如何在分组承载网络上建立稳定而又可靠的铁路专用网络有重要的现实意义。

【关键词】下一代网络 铁路专网 服务质量

1 NGN技术

NGN是“下一代网络（Next Generation Network）”的缩写，它改变了传统的以电路交换为主的PSTN网络的特点，改为以分组交换为主，使得语音、视频以及数据等综合业务的融合更加便利快捷。NGN网络有如下特点：网络架构统一并开放、分离力业务和呼叫控制、分离力承载网和呼叫控制。除此之外，作为实现三网融合的有效途径，NGN还具备如下特征：分组传输；提供开放的接口；提供广泛的应用及业务；具有端到端Qos及透明数据传输能力。

从网络体系结构的纵向上看，NGN主要包括如下层次：接入和传输层、媒体传送层、控制层以及业务层。体系结构如图1所示。

接入与传输层的作用是支持用户通过各种接入技术接入网络；媒体传送层功能在于将各种类型的信息转化为可以从网络上传输的格式，并将数据包路由到目的地；控制层的作用和软交换相关，目的是为网络元素提供端到端的连接，在完成业务逻辑的基础上提供呼叫功能，而且还控制低层次网络元素对业务流的处理；业务层包含一系列业务应用服务器，为用户提供多样的增值业务。

NGN的关键技术包括软交换技术和分组承载技术。软交换技术又被称为呼叫，它分离了呼叫传输和呼叫控制功能，为业务提供者自由结合控制协议和传输业务提供了便利。作为NGN呼叫控制的核心，软交换做的主要工作是将硬件软件化，软件完成业务处理及控制接续的功能。软交换技术结合了IP技术的开放、灵活性和PSTN技术的可靠性，在分层次的网络体系结构下可以采取最佳的网络解决方案。软交换技术一般具备如下功能：

（1）媒体网关接入。可以作为诸如PSTN、IP、ISND以及ATM网关的适配连接，并提供与客户的端到端连接。

（2）提供业务。软交换在PSTN的电路交换以及分组交换间都充当重要的角色，所以它可以提供诸如基本业务、补充业务以及增值业务在内的各种业务。

分组承载网技术涉及到多种相关技术，比如高速路由交换、大容量光传送以及宽带接入技术等。为提供具有Qos保证的网络业务，可以在NGN的传送层设置一个高速路由器，用于实现高速数据的路由及交换。简单的高速传输还无法满足NGN的高容量要求，光纤传输传输正朝着大传输容量、超长传输距离的方向发展。宽带接入技术为NGN提供了突破接入带宽瓶颈的机会，以此接入各种消耗带宽的业务。

2 铁路专网结构及其保证机制

在建设铁路专网时，可以将公网数据和专网业务数据在一起存储，同时分别路由分析两个网络的用户数据，这一过程需要单独设置用户数据、中继群组和路由数据。在设置用户数据时需要正确存储公网和铁路专网的用户号码形式：公网数据只需存储公网区号和号码即可，而使用了NGN一机双网后，还需要将专网用户号码进行存储；此时，需要设置公网和专网不同的号首集，然后根据不同的分析和路由进行不同的指向。当进行中继设置时，考虑到保持网络体系结构不变的同时与PSTN网进行大量互通的需求，可以分别开通NGN媒体网关到铁路专网和公网的直达中继，从而有效区分铁路专网PSTN和公网PSTN；另外，还需要开通NGN媒体网关到铁路话务台的直连中继。目前各种网络一般按照业务区分，比如PSTN网提供的是语音业务，引入NGN的目的是提供综合业务的网络，但在一定时期内还有PSTN和NGN共存的阶段。PSTN向NGN演进的过程中，其互通点可以处于长途交换网或本地交换网。一般而言，当C2长途网被软交换网代替时存在本地网的互通，当软交换网代替本地网中端局、汇接局时，就存在和PSTN C2长途网的互通。

由于铁路专网的复杂性，需要提高网络的服务质量。QoS保证网络单元的业务流和服务达到需要的标准，其性能参数主要包括：传输延迟、吞吐量以及丢包率等。QoS实现上常见的方法是按照服务水平的要求为每个数据流分配资源，但这样可能会耗尽有限的资源；为解决这一问题，可以引入优先级的概念，从而将IP QoS分为基于资源预留和基于优先级两种类型，前者按照业务的QoS要求进行资源分配，后者分配资源时对QoS要求高的业务会优先处理。无论是哪种方法，都可以用于单个数据流或聚集的数据流；单个数据流是业务中单向的数据流，聚集数据流由多个单数据流组成。

3 总结

本文首先研究了NGN技术，并在此基础上分析了其体系结构及关键技术，然后深入分析了基于NGN的铁路专网分组承载网及其保证机制，对后续研究具有一定的参考意义。

作者简介

项扬（1980-），男，大学本科学历。现为中铁通信信号勘测设计（北京）有限公司工程师。研究方向为铁路数据通信及铁路PSTN电话交换网与软交换的融合（或光传送网）。

作者单位

中铁通信信号勘测设计（北京）有限公司 北京市 100036