【摘要】NGN采用呼叫和承载控制相分离的技术，软交换设备给运营商简化了网络结构，但也带来了安全隐患，当软交换设备出现问题时，将导致大范围的通信故障。为了做好通信安全保障工作，需采用安全容灾技术来避免软交换设备故障所造成的影响，因此考虑到“双归属”的解决方案。
【关键词】NGN；双归属；安全容灾技术
【中图分类号】TN91 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0085-02
1、简述
1.1 双归属的概念
在NGN网络中，“双归属”通过两套处于不同地理位置的互为备份的软交换系统，来保证网络在紧急时刻的通信安全。“双归属”安全容灾技术是NGN领域独特的机制，能够实现异地的容灾备份，当其中某一台软交换设备出现故障的时候，另一台互为备份的软交换设备能够将其业务全部接管过来，而这种能力是传统PSTN网络所难以实现的，对于应付突发事件具有重要意义。
1.2 解决的问题
要实现双归属功能，必须解决如下问题：
（1）连接性检测；
（2）网关、终端设备的重新注册功能；
（3）软交换之间数据的同步；
（4）软交换的切换策略。
2、NGN双归属解决方案
2.1 设计NGN双归属解决方案
针对NGN网络中的软交换冗余安全问题，设计两种双归属方式：IP终结方式和7号终结方式。这两种模式在正常运行时：两个软交换互为主用备用关系，中继网关（TG）、接入网关（AG）和终端设备由各自的主/备软交换控制，完成自身控制域的呼叫和业务控制功能，当其中一个软交换发生故障时，相应的备份软交换将其控制的中继网关、接入网关和终端设备接管过来。为确保网络的安全性，中继网关、接入网关和终端设备与主备软交换的呼叫信令通道在IP网络上保持相对独立。
在此方案中，中继网关、接入网关和终端设备采用H.248协议与软交换进行心跳检测，若终端采用SIP协议，则采用SIP协议进行心跳检测。中继网关、接入网关和终端设备配置主备软交换的地址。在中继网关、接入网关和终端设备发现主软交换不可达时自动向备份软交换注册，以保证后续的呼叫控制和业务不受影响。以下是对中继网关进行描述，对于接入网关和终端设备采用同样的机制实现。
2.2 IP终结方式
在采用IP终结方式时，软交换与PSTN的信令互通通过信令网关（SG）进行，可以采用M2UA/M3UA等协议，以M3UA为例，双归属的配置如下图所示：
其中主软交换配置主点码1（PCI）和辅点码2（PC2），在备份软交换配置辅点码1（PCI）和主点码2（PC2），假设PSTN交换局或STP的点码为PC5。
软交换SSl和SS2正常工作时，AG1和AG2之间的呼叫通过软交换之间SIP-I互通完成。
当SSl发生故障时，SS2通过心跳检测到SSl不可达，允许来自SS1的TG1、TG2和AGl注册请求（无单网关切换时），并将AG1的用户路由状态设置为本地落地，同时自动激活与SG之间的PC1辅助关联。
TG1、TG2和AG1通过心跳检测到主软交换不可达，连接中断，自动向备份软交换发起注册，备份软交换接受注册，与此同时PSTNPC5检测到PC1的直达7号链路中断，根据路由配置，PC5将把指向PC1的呼叫送到PC2进行转发，此时备份软交换接收到目的点码为PC1的呼叫时，直接送到上层协议栈（ISUP）进行处理。话路仍经过相应的TG接续。AG1和AG2之间的呼叫在SS2内部完成落地，请见上图。
2.3 7号终结方式
在NGN组网时，初期考虑到原有信令网的利用和新建信令网关的投资，可以采用7号直接终结在软交换的方式进行组网，在这种方式下，中继网关和接入网关双归属的配置如下图所示：
其中SS1配置主点码9（PC1）和辅点码2（PC2），在SS2配置辅点码1（PC1）和主点码2（PC2）。假设PSTN交换局或STP的点码为PC5。
软交换SS1和SS2正常工作时，AGl和AG2之间的呼叫通过软交换之间SIP-1互通完成。
当SS1发生故障时，SS2通过心跳检测到SS1不可达，允许来自SS1的TG1、TG2和AG1注册请求，并将AG1的用户路由状态设置为本地落地：
TG1、TG2和AGl通过心跳检测到主软交换不可达，连接中断，自动向备份软交换发起注册，备份软交换接受网关的注册，与此同时PSTN PC5检测到PC1的直达7号链路中断，根据路由配置，PC5将把指向PC1的呼叫送到PC2进行转发，此时备份软交换接收到目的点码为PC1的呼叫时，直接送到上层协议栈（ISUP）进行处理。话路仍经过相应的TG接续。AG1和AG2之间的呼叫在SS2内部完成落地。
2.4 主备软交换之间的路由问题
由于主备软交换各承担1/2的话务，因此存在主备软交换之间互通的情况。正常情况下主备软交换配置对方的路由信息，通过SIP-I进行互通。当主软交换失效后，所有呼叫都会经过备份软交换，此时备份软交换发现有路由到主软交换的呼叫时，自动完成呼叫的本地接续。
2.5 与其它软交换的互通
在其它软交换与主备软交换之间，为了达到同样的1/2话务分担的目的，主备软交换与其它软交换之间要通过SIP-I的心跳机制来检测主备软交换的存活状态，以便于其它软交换选择合理的路由规则，实现话务分担。一旦主软交换失效，其它软交换也将把话务引导到备用软交换上。
2.6 切换方式与时间
网关与软交换心跳异常或软交换故障时，网关自动发生切换，同时软交换和网关通过网管上报相应事件。在软交换进行例常维护、升级时，可通过网管进行人工切换。主软交换恢复工作后，可以用手动方式通过网管将业务从备份软交换切换回到主用软交换。
软交换系统的切换时间主要有软交换与中继网关/接入网关之间的心跳来控制，为了避免IP网络不太稳定时会导致频繁的切换，建议设置切换时间在30s左右。
3、双归属方案优势
从网络和设备等多方面考虑提供了全面的NGN双归属安全容灾方案，构建一个可靠、安的NGN网络：完备的心跳机制；快速的切换机制；高效的路由分析；可靠的信令传输机制。
