關(guān)于提高移動(dòng)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)安全性的探討

1、關(guān)于提高移動(dòng)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)安全性的探討    摘 要：針對(duì)本地移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，提出影響網(wǎng)絡(luò)安全的幾點(diǎn)重要因素：傳輸網(wǎng)絡(luò)物理路由、傳輸網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式、傳輸設(shè)備選型及配置、設(shè)備工作的外部環(huán)境等；并詳細(xì)的探討如何避免這些影響本地傳輸網(wǎng)絡(luò)安全的因素。關(guān)鍵詞：安全性；同纜；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；雙節(jié)點(diǎn)；雙平面；多分支；工作環(huán)境隨著各運(yùn)營(yíng)商逐步完善自己的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋率將不再是影響移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的主要原因，通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量主要取決于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和通信設(shè)備的穩(wěn)定性。隨著各業(yè)務(wù)對(duì)傳輸需求的不斷增加，傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)組織日益復(fù)雜，傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全性成為評(píng)估通信網(wǎng)絡(luò)服

2、務(wù)質(zhì)量的重要因素。針對(duì)本地移動(dòng)通信傳輸網(wǎng)的特點(diǎn)，如何進(jìn)一步完善現(xiàn)有的本地移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化傳輸網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，成為本地移動(dòng)傳輸網(wǎng)建設(shè)和優(yōu)化中的重點(diǎn)問(wèn)題。結(jié)合我多年對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，粗略的探討如何提高本地移動(dòng)通信網(wǎng)中傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全性。一、針對(duì)影響安全因素，采取的措施針對(duì)目前影響本地移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)安全的因素，可以考慮在傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期進(jìn)行合理的規(guī)劃線路路由和組網(wǎng)方式，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后期進(jìn)行合理的傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化來(lái)提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全性。（一）光纜路由方面。在傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前期，根據(jù)工程投資和實(shí)際情況合理的規(guī)劃工程建設(shè)，盡量避免形成傳輸重要節(jié)點(diǎn)出入局同纜現(xiàn)象。對(duì)于已經(jīng)形成的節(jié)點(diǎn)出入局

3、同纜和同纜組環(huán)，考慮期新建或者租用不同路由加以?xún)?yōu)化解決。在傳輸工程設(shè)計(jì)之初和線路施工中，盡量避免形成星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)鏈路結(jié)構(gòu)。（二）傳輸組網(wǎng)方面。工程前期做好前期規(guī)劃、工程建設(shè)中期做好組網(wǎng)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)后期做好傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，盡量采用SDH環(huán)路保護(hù)，甚至采用網(wǎng)狀網(wǎng)保護(hù)。對(duì)于大容量或重要業(yè)務(wù)環(huán)路，考慮采用雙節(jié)點(diǎn)保護(hù)組網(wǎng)；對(duì)大容量或多節(jié)點(diǎn)環(huán)路，考慮物理上組成雙平面?zhèn)鬏敪h(huán)或者多平面?zhèn)鬏敪h(huán)。不能新建線路改造的星型結(jié)構(gòu)，考慮采用相較分支結(jié)構(gòu)安全的同纜組環(huán)方式或跳纖分散支路的方式。不能成環(huán)的重要分支鏈路，考慮利用同速率的SDH微波和傳輸設(shè)備進(jìn)行混合組網(wǎng)，完成環(huán)路保護(hù)。傳輸網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)盡量避免過(guò)于復(fù)雜，盡量采用

4、兩層組網(wǎng)結(jié)構(gòu)（骨干層和接入層）。SDH傳輸環(huán)內(nèi)時(shí)鐘規(guī)劃也相當(dāng)重要，一定要避免時(shí)鐘互鎖或構(gòu)成環(huán)路，盡量避免時(shí)鐘鏈路過(guò)長(zhǎng)。（三）傳輸設(shè)備方面。對(duì)重要傳輸節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵單盤(pán)進(jìn)行1:1或者n:1熱備保護(hù)。對(duì)重要電路采用業(yè)務(wù)分流或者負(fù)荷分擔(dān)的方式進(jìn)行調(diào)整。環(huán)路上設(shè)備盡量采用同一家、同一型號(hào)的傳輸設(shè)備，避開(kāi)不同廠家設(shè)備的對(duì)接；采用具備過(guò)壓保護(hù)功能的傳輸設(shè)備。在傳輸本地網(wǎng)中不建議大量的采用微波和PDH組網(wǎng)。（四）其他一些因素考慮。由于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不少通信機(jī)房在農(nóng)村，經(jīng)常存在著交流停電的現(xiàn)象，通信機(jī)房?jī)?nèi)后備電池在通信網(wǎng)絡(luò)中就起著至關(guān)重要的作用。從提高通信網(wǎng)絡(luò)的安全角度出發(fā)，對(duì)于經(jīng)常停電的重要節(jié)點(diǎn)機(jī)房盡量采用大容量的

5、后備電池，及時(shí)更換劣化的后備電池。設(shè)備的工作電壓直接影響到設(shè)備是否能夠正常工作，不穩(wěn)定的工作電壓直接威脅著通信網(wǎng)絡(luò)的安全。建議做好下述幾點(diǎn)：交流供電電壓不穩(wěn)定的情況，考慮增加交流穩(wěn)壓器；采用具備過(guò)電保護(hù)功能的傳輸設(shè)備，有效的防止“浪涌電流”；采用具備多次下電功能的直流配電柜，并能夠?qū)崿F(xiàn)下電電壓范圍的自行設(shè)置；采用與傳輸設(shè)備耗電量匹配的空開(kāi)；重要傳輸設(shè)備采用雙路供電系統(tǒng)；嚴(yán)格控制關(guān)閉傳輸設(shè)備電源后，立即恢復(fù)供電的操作。傳輸設(shè)備的工作環(huán)境（包括設(shè)備工作的溫、濕度和環(huán)境衛(wèi)生等）也像供電電流一樣，影響著通行網(wǎng)絡(luò)的安全，節(jié)點(diǎn)機(jī)房的溫濕度嚴(yán)格的控制在設(shè)備標(biāo)稱(chēng)范圍內(nèi)，最好控制在最佳溫度。另外，通信機(jī)房應(yīng)該按

6、照規(guī)范嚴(yán)格密封，保持機(jī)房?jī)?nèi)的潔凈。二、與PDH相比SDH有哪些優(yōu)勢(shì)SDH傳輸體制是由PDH傳輸體制進(jìn)化而來(lái)的，因此它具有PDH體制所無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，它是不同于PDH體制的全新的一代傳輸體制，與PDH相比在技術(shù)體制上進(jìn)行了根本的變革。首先，我們先談一談SDH的基本概念。SDH概念的核心是從統(tǒng)一的國(guó)家電信網(wǎng)和國(guó)際互通的高度來(lái)組建數(shù)字通信網(wǎng)，是構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN），特別是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）的重要組成部分。那么怎樣理解這個(gè)概念呢？因?yàn)榕c傳統(tǒng)的PDH體制不同，按SDH組建的網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)高度統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的、智能化的網(wǎng)絡(luò)。它采用全球統(tǒng)一的接口以實(shí)現(xiàn)設(shè)備多廠家環(huán)境的兼容，在全程全網(wǎng)范

7、圍實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)調(diào)一致的管理和操作，實(shí)現(xiàn)靈活的組網(wǎng)與業(yè)務(wù)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。并且由于維護(hù)功能的加強(qiáng)大大降低了設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。下面我們就SDH所具有的優(yōu)勢(shì)（可以算是SDH的特點(diǎn)吧），從幾個(gè)方面進(jìn)一步說(shuō)明。注意與PDH體制相對(duì)比。第一接口方面&(一)電接口方面接口的規(guī)范化與否是決定不同廠家的設(shè)備能否互連的關(guān)鍵。SDH體制對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）作了統(tǒng)一的規(guī)范。規(guī)范的內(nèi)容有數(shù)字信號(hào)速率等級(jí)、幀結(jié)構(gòu)、復(fù)接方法、線路接口、監(jiān)控管理等。這就使SDH設(shè)備容易實(shí)現(xiàn)多廠家互連，也就是說(shuō)在同一傳輸線路上可以安裝不同廠家的設(shè)備，體現(xiàn)了橫向兼容性。SDH體制有一套標(biāo)準(zhǔn)的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，

8、即有一套標(biāo)準(zhǔn)的速率等級(jí)?；镜男盘?hào)傳輸結(jié)構(gòu)等級(jí)是同步傳輸模塊STM-1，相應(yīng)的速率是155Mbit/s。高等級(jí)的數(shù)字信號(hào)系列例如：622Mbit/s（STM-4）、2.5Gbit/s（STM-16）等，是通過(guò)將低速率等級(jí)的信息模塊（例如STM-1）通過(guò)字節(jié)間插同步復(fù)接而成，復(fù)接的個(gè)數(shù)是4的倍數(shù)，例如：STM-44×STM-1，STM-164×STM-4。 國(guó)(二)光接口方面線路接口（這里指光口）采用世界性統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，SDH信號(hào)的線路編碼僅對(duì)信號(hào)進(jìn)行擾碼，不再進(jìn)行冗余碼的插入。想想看，為什么會(huì)這樣？擾碼的標(biāo)準(zhǔn)是世界統(tǒng)一的，這樣對(duì)端設(shè)備僅需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的解碼器就可與不同廠家SDH

9、設(shè)備進(jìn)行光口互連。擾碼的目的是抑制線路碼中的長(zhǎng)連“0”和長(zhǎng)連“1”，便于從線路信號(hào)中提取時(shí)鐘信號(hào)。由于線路信號(hào)僅通過(guò)擾碼，所以SDH的線路信號(hào)速率與SDH電口標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)速率相一致，這樣就不會(huì)增加發(fā)端激光器的光功率代價(jià)。三、復(fù)用方式由于低速SDH信號(hào)是以字節(jié)間插方式復(fù)用進(jìn)高速SDH信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中的，這樣就使低速SDH信號(hào)在高速SDH信號(hào)的幀中的位置是固定的、有規(guī)律的，也就是說(shuō)是可預(yù)見(jiàn)的。這樣就能從高速SDH信號(hào)例如2.5Gbit/s（STM-16）中直接分/插出低速SDH信號(hào)例如155Mbit/s（STM-1），從而簡(jiǎn)化了信號(hào)的復(fù)接和分接，使SDH體制特別適合于高速大容量的光纖通信系統(tǒng)。另外，由于

10、采用了同步復(fù)用方式和靈活的映射結(jié)構(gòu)，可將PDH低速支路信號(hào)（例如2Mbit/s）復(fù)用進(jìn)SDH信號(hào)的幀中去（STM-N），這樣使低速支路信號(hào)在STM-N幀中的位置也是可預(yù)見(jiàn)的，于是可以從STM-N信號(hào)中直接分/插出低速支路信號(hào)。注意此處不同于前面所說(shuō)的從高速SDH信號(hào)中直接分插出低速SDH信號(hào)，此處是指從SDH信號(hào)中直接分/插出低速支路信號(hào)，例如2Mbit/s，34Mbit/s與140Mbit/s等低速信號(hào)。于是節(jié)省了大量的復(fù)接/分接設(shè)備（背靠背設(shè)備），增加了可靠性，減少了信號(hào)損傷、設(shè)備成本、功耗、復(fù)雜性等，使業(yè)務(wù)的上、下更加簡(jiǎn)便。SDH的這種復(fù)用方式使數(shù)字交叉連接（DXC）功能更易于實(shí)現(xiàn)，使網(wǎng)

11、絡(luò)具有了很強(qiáng)的自愈功能，便于用戶(hù)按需動(dòng)態(tài)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)靈活的業(yè)務(wù)調(diào)配。技術(shù)細(xì)節(jié)：什么是網(wǎng)絡(luò)自愈功能？網(wǎng)絡(luò)自愈是指當(dāng)業(yè)務(wù)信道損壞導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)將業(yè)務(wù)切換到備用業(yè)務(wù)信道，使業(yè)務(wù)能在較短的時(shí)間（ITU-T規(guī)定為50ms以?xún)?nèi)）得以恢復(fù)正常傳輸。注意這里僅是指業(yè)務(wù)得以恢復(fù)，而發(fā)生故障的設(shè)備和發(fā)生故障的信道則還是要人去修復(fù)。那么為達(dá)到網(wǎng)絡(luò)自愈功能除了設(shè)備具有DXC功能（完成將業(yè)務(wù)從主用信道切換到備用信道）外，還需要有冗余的信道（備用信道）和冗余設(shè)備（備用設(shè)備）。以下是一個(gè)具有自愈功能傳輸網(wǎng)的簡(jiǎn)單例子。四、運(yùn)行維護(hù)方面SDH信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的用于運(yùn)行維護(hù)（OAM）功能的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)，使網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控

12、功能大大加強(qiáng)，也就是說(shuō)維護(hù)的自動(dòng)化程度大大加強(qiáng)。PDH的信號(hào)中開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)不多，以致于在對(duì)線路進(jìn)行性能監(jiān)控時(shí)，還要通過(guò)在線路編碼時(shí)加入冗余比特來(lái)完成。以PCM30/32信號(hào)為例，其幀結(jié)構(gòu)中僅有TS0時(shí)隙和TS16時(shí)隙中的比特是用于OAM功能。SDH信號(hào)豐富的開(kāi)銷(xiāo)占用整個(gè)幀所有比特的1/20，大大加強(qiáng)了OAM功能。這樣就使系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用大大降低，而在通信設(shè)備的綜合成本中，維護(hù)費(fèi)用占相當(dāng)大的一部分，于是SDH系統(tǒng)的綜合成本要比PDH系統(tǒng)的綜合成本低，據(jù)估算僅為PDH系統(tǒng)的65.8%。五、兼容性移SDH有很強(qiáng)的兼容性，這也就意味著當(dāng)組建SDH傳輸網(wǎng)時(shí)，原有的PDH傳輸網(wǎng)不會(huì)作廢，兩種傳輸網(wǎng)可以共同存在。

13、也就是說(shuō)可以用SDH網(wǎng)傳送PDH業(yè)務(wù)，另外，異步轉(zhuǎn)移模式的信號(hào)（ATM）、FDDI信號(hào)等其他體制的信號(hào)也可用SDH網(wǎng)來(lái)傳輸。那么SDH傳輸網(wǎng)是怎樣實(shí)現(xiàn)這種兼容性的呢？SDH網(wǎng)中用SDH信號(hào)的基本傳輸模塊（STM-1）可以容納PDH的三個(gè)數(shù)字信號(hào)系列和其它的各種體制的數(shù)字信號(hào)系列ATM、FDDI、DQDB等，從而體現(xiàn)了SDH的前向兼容性和后向兼容性，確保了PDH向SDH及SDH向ATM的順利過(guò)渡。SDH是怎樣容納各種體制的信號(hào)呢？很簡(jiǎn)單，SDH把各種體制的低速信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如：SDH/PDH起點(diǎn)）復(fù)用進(jìn)STM-1信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中，在網(wǎng)絡(luò)邊界處（終點(diǎn)）再將它們拆分出來(lái)即可，這樣就可以在SDH傳

14、輸網(wǎng)上傳輸各種體制的數(shù)字信號(hào)了。訣竅：在SDH網(wǎng)中，SDH的信號(hào)實(shí)際上起著運(yùn)貨車(chē)的功能，它將各種不同體制的信號(hào)（本課程主要是指PDH信號(hào)）象貨物一樣打成不同大小的（速率級(jí)別）包，然后裝入貨車(chē)（裝入STM-N幀中），在SDH的主干道上（光纖上）傳輸。在收端從貨車(chē)上卸下打成貨包的貨物（其它體制的信號(hào)），然后拆包封，恢復(fù)出原來(lái)體制的信號(hào)。這也就形象地說(shuō)明了不同體制的低速信號(hào)復(fù)用進(jìn)SDH信號(hào)（STM-N），在SDH網(wǎng)上傳輸和最后拆分出原體制信號(hào)的全過(guò)程。六、SDH的缺陷所在凡事有利就有弊，SDH的這些優(yōu)點(diǎn)是以犧牲其他方面為代價(jià)的。（一）頻帶利用率低我們知道有效性和可靠性是一對(duì)矛盾，增加了有效性必將降低

15、可靠性，增加可靠性也會(huì)相應(yīng)的使有效性降低。例如，收音機(jī)的選擇性增加，可選的電臺(tái)就增多，這樣就提高了選擇性。但是由于這時(shí)通頻帶相應(yīng)的會(huì)變窄，必然會(huì)使音質(zhì)下降，也就是可靠性下降。相應(yīng)的，SDH的一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)是系統(tǒng)的可靠性大大的增強(qiáng)了（運(yùn)行維護(hù)的自動(dòng)化程度高），這是由于在SDH的信號(hào)STM-N幀中加入了大量的用于OAM功能的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)，這樣必然會(huì)使在傳輸同樣多有效信息的情況下，PDH信號(hào)所占用的頻帶（傳輸速率）要比SDH信號(hào)所占用的頻帶（傳輸速率）窄，即PDH信號(hào)所用的速率低。例如：SDH的STM-1信號(hào)可復(fù)用進(jìn)63個(gè)2Mbit/s或3個(gè)34Mbit/s（相當(dāng)于48×2Mbit/s）或1個(gè)

16、140Mbit/s（相當(dāng)于64×2Mbit/s）的PDH信號(hào)。只有當(dāng)PDH信號(hào)是以140Mbit/s的信號(hào)復(fù)用進(jìn)STM-1信號(hào)的幀時(shí)，STM-1信號(hào)才能容納64×2Mbit/s的信息量，但此時(shí)它的信號(hào)速率是155Mbit/s，速率要高于PDH同樣信息容量的E4信號(hào)（140Mbit/s），也就是說(shuō)STM-1所占用的傳輸頻帶要大于PDH E4信號(hào)的傳輸頻帶（二者的信息容量是一樣的）。（二）指針調(diào)整機(jī)理復(fù)雜SDH體制可從高速信號(hào)（例如STM-1）中直接下低速信號(hào)（例如2Mbit/s），省去了多級(jí)復(fù)用/解復(fù)用過(guò)程。而這種功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)指針機(jī)理來(lái)完成的，指針的作用就是時(shí)刻指示低速信

17、號(hào)的位置，以便在“拆包”時(shí)能正確地拆分出所需的低速信號(hào)，保證了SDH從高速信號(hào)中直接下低速信號(hào)的功能的實(shí)現(xiàn)?？梢哉f(shuō)指針是SDH的一大特色。但是指針功能的實(shí)現(xiàn)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。最重要的是使系統(tǒng)產(chǎn)生SDH的一種特有抖動(dòng)由指針調(diào)整引起的結(jié)合抖動(dòng)。這種抖動(dòng)多發(fā)于網(wǎng)絡(luò)邊界處（SDH/PDH），其頻率低、幅度大，會(huì)導(dǎo)致低速信號(hào)在拆出后性能劣化，這種抖動(dòng)的濾除會(huì)相當(dāng)困難。（三）軟件的大量使用對(duì)系統(tǒng)安全性的影響SDH的一大特點(diǎn)是OAM的自動(dòng)化程度高，這也意味著軟件在系統(tǒng)中占用相當(dāng)大的比重，這就使系統(tǒng)很容易受到計(jì)算機(jī)病毒的侵害，特別是在計(jì)算機(jī)病毒無(wú)處不在的今天。另外，在網(wǎng)絡(luò)層上人為的錯(cuò)誤操作、軟件故障，對(duì)系統(tǒng)

18、的影響也是致命的。這樣，系統(tǒng)的安全性就成了很重要的一個(gè)方面。SDH體制是一種在發(fā)展中不斷成熟的體制，盡管還有這樣那樣的缺陷，但它已在傳輸網(wǎng)的發(fā)展中，顯露出了強(qiáng)大的生命力，傳輸網(wǎng)從PDH過(guò)渡到SDH是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。七、結(jié)論傳輸網(wǎng)絡(luò)是電信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，承載著電信運(yùn)營(yíng)商的所有業(yè)務(wù)，傳輸網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量的好壞直接影響著運(yùn)營(yíng)商能夠提供服務(wù)的質(zhì)量水平。傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全性主要受光纜線路路由、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)性、傳輸設(shè)備性能，及其他外部環(huán)境等因數(shù)影響。為有效的提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全性，在傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前合理的規(guī)劃傳輸網(wǎng)絡(luò)；在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)期間嚴(yán)格的對(duì)傳輸設(shè)備進(jìn)行選型、合理的規(guī)劃網(wǎng)管數(shù)據(jù)；在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后期，積極的優(yōu)化傳輸網(wǎng)絡(luò)；在日常維護(hù)中，嚴(yán)格的保持設(shè)備正常的工作環(huán)境等。參考文獻(xiàn)：1Optix2500+光網(wǎng)絡(luò)工程師培訓(xùn)組網(wǎng)手冊(cè)，華為技術(shù)有限公司.2陳冰固定網(wǎng)絡(luò)數(shù)字微波傳輸解決方案及應(yīng)用通信世界2006.40.作者簡(jiǎn)介：肖榮（出生年1979年）、性別：男、籍貫（江蘇省揚(yáng)州市）現(xiàn)供職單位全稱(chēng)