NGN典型组网高级培训授课ISSUE10讲稿.docx
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NGN典型组网高级培训授课ISSUE10讲稿
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大家好，我是来自核心网产品技术服务部的陈春，今天由我来给大家介绍NGN典型组网。
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NGN作为公司的战略产品，目前已经在海内外得到了大规模的应用，学习完本课程大家应该能够掌握NGN组网模型，熟悉NGN典型组网，并且了解NGN常见接入方式。
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下面是我们的参考资料，在学习NGN典型组网之前大家可以通过这些参考资料对U-SYSNGN解决方案的各个组件进行学习和了解。
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我们今天的课程分四部分进行讲解，
第一章对NGN组网概述
第二章介绍华为公司U-SYS解决方案
第三章介绍U-SYS组网应用
第四章介绍常见NGN接入方式
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在目前NGN主要用于实现电信网从TDM到IP的过渡，狭义的NGN是指以软交换为控制层，兼容语音网、数据网、视频网三网的开放体系架构。
同时也就代表使用NGN可以实现语音、数据、视频三种业务。
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NGN（NextGenerationNetwork）是这三个单词的简写，代表下一代网络，这里有对NGN的描述。
NGN是集话音、数据、传真和视频业务于一体的全新的网络，是一种业务驱动型网络。
通过业务和呼叫控制完全分离，呼叫控制和承载完全分离，从而实现相对独立的业务体系，使业务独立于网络。
这里的红色字体标出了两个分离，业务和呼叫控制完全分离，呼叫控制和承载完全分离，这是基于NGN的四层分层网络体系结构，下面我们还会对NGN的分层体系结构作下一步描述。
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NGN作为基于IP的业务型驱动型网络，相对于PSTN有其明显的特点和优势，下面我们从业务的角度出发列举了其中的五点。
业务与呼叫控制分离，呼叫控制与承载分离：
在NGN的四层分层体系结构中，业务层专门提供各种类型的业务，呼叫控制层，顾名思义主要负责呼叫的接续控制，处理各种各样的协议以及计费等等，承载层，是一个载体，主要指IP承载网络，各层之间通过标准的协议接口连接，分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效的实现业务的提供。
在业务层用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活性。
业务升级与基础设备无关，不需要升级基础设备。
提供可扩展的业务平台，业务投放周期短。
提供开放的业务接口给第三方应用做二次开发。
地域概念消失，同一软交换系统下的用户可以位于任何一个网络可以到达的地方。
只要IP网络可达业务就可以开展到。
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前面我们多次提到了NGN的分层结构，下面我们就对此进行讲解。
NGN主要有边缘接入、核心交换、网络控制、以及业务管理这四个平面组成。
边缘接入层：
通过各种接入手段将各类用户以及终端连接至网络，并将信息格式转换成为能够在NGN网络上传递的信息格式。
边缘接入层实现了与PSTN网络、UMTS网络、智能网、INTERNET网络的互通，例如：
将话音信号分割成ATM信元或IP包。
核心交换层：
采用分组技术，主要由骨干网城域网的各个设备组成，如路由器、三层交换机等组成，为用户提供一个高可靠性的、提供QoS保证和大容量的统一的综合传送平台。
网络控制层：
实现呼叫控制，其核心技术就是软交换技术，完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能，它是与业务无关的，目的是支配网络资源，软交换要支持众多的协议接口。
业务管理层：
在呼叫建立的基础上提供额外的增值服务，以及运营支撑。
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在了解了上面的概念以后我们进入第二章，了解华为公司U-SYS解决方案。
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未完
在这张胶片中大家看到的是华为公司U-SYS解决方案的分层体系结构，以及各个组件的使用情况，在U-SYS解决方案中对于边缘接入层，用于实现用户接入的设备是IAD和UA5000/AMG5000产品，IAD适用于用户量较少的用户接入，用户容量从1个到32个之间，UA5000/AMG5000适用于用户量比较大的用户接入，单个机柜的最大容量为2000多路用户。
NGN需要与PSTN互通就需要实现信令的互通以及语音媒体的互通，信令媒体网关SG7000就实现了PSTN呼叫信令到NGN的分组信令的转换，TMG8010和UMG8900的内置信令网关也可以满足这一要求，同时TMG8010和UMG8900也可以实现语音信号从TDM网络到IP网络的转换，UMG8900使用VIG媒体网关功能时也可以与3G网络互通。
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根据我们前面的讲解，我们再对NGN的分层网络结构作一下描述。
边缘接入层：
通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。
网络控制层：
实现呼叫控制，其核心技术就是软交换技术，完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能，它是与业务无关的，目的是支配网络资源，软交换要支持众多的协议接口。
业务和应用层：
在呼叫建立的基础上提供额外的增值服务，以及运营支撑。
了解了这些对于我们后续规划和了解NGN组网非常重要。
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U-SYS解决方案涉及到了众多的构件，在这些构件中，常见的有：
MRS、NMS、SoftX3000、SG7000、TMG8010、UMG8900、UA5000、IAD以及openeye等，
，其中，比较关键的构件有如下几个：
1、位于业务管理曾的MRS，即媒体资源服务器，用于提供基本和增强业务中的媒体处理功能，包括业务音提供、会议、交互式应答（IVR）、通知、高级语音业务等。
2、位于网络控制层的SoftX3000，它是NGN的核心设备，主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证（鉴权）、计费等功能，并可向用户提供基本语音业务、移动业务、多媒体业务以及API接口。
3、位于边缘接入层的SG7000/UMG8900/TMG8010，主要完成PSTN侧的信令与IP网侧的分组信令的转换，以及PCM信号流与IP媒体流之间的格式转换。
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要理解NGN的组网，除了关注业务的提供方式外，协议还是很重要的一个环节，协议是NGN各个构件之间沟通的标准语言，SoftX3000的主要功能之一就是处理各种各样的协议，下面我对SoftX3000所涉及到的协议做一下简介：
SoftX3000提供开放、标准的协议接口，不仅支持MGCP、H.248、SIP、H.323、SIGTRAN等信令或协议，而且还支持No.7、No.5、R2、DSS1、V5等传统PSTN信令：
（1）支持MGCP与H.248两种媒体网关控制协议，可与IAD、UA、TMG、UMG等网关设备对接，并可接入MGCP分组终端、H.248分组终端等终端设备。
（2）支持SIP/SIP-T协议，不仅可与其他软交换、SIP应用服务器等实现互通，还可直接接入SIP分组终端。
（3）支持H.323协议，不仅可与传统VoIP系统的GW、传统会议电视系统的MCU等设备对接，还可直接接入H.323分组终端。
（4）支持V5.2协议、DSS1信令、No.5与R2信令，当与UMG配合使用时，可实现接入网设备、PBX、NAS、基站控制器等设备的接入。
（5）支持MTP、TUP、ISUP协议，可与No.7信令网中的SP、STP等设备对接，当与TMG、UMG等设备配合使用时，还可提供No.7中继与PSTN交换机对接。
（6）支持SCCP、TCAP、INAP、MAP协议，提供SSF功能，既可用作传统智能网的SSP，也可用作全网智能化组网中的SSP。
（7）支持M2UA协议，可与具有内置信令网关功能的TMG直接对接。
以上便是SoftX3000和周边设备对接时可能涉及到的协议。
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U-SYS的业务提供的业务提供方式有如下五种。
方式一：
软交换设备自身提供业务，包括话音、视频、以及一些补充业务；
方式二：
通过智能网设备提供成熟智能网业务，如预付费、后付费；.
方式三：
软交换与U-NICA业务服务器协同提供提供多媒体增值业务，WEB800。
方式四：
通过Parlay/OSA应用接口将业务开放给第三方提供多媒体增值业务。
方式五：
同其它内容服务提供商配合提供增值业务。
互动电视、实时股评、SVOD...
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NGN和PSTN互通ISUP的2种方式
1、SoftX3000通过MG内置SG功能，利用M2UA和PSTN互通
信令：
SoftX3000－－M2UA－－MG－－ISUP－－PSTN
中继：
SoftX3000－－VOIP－－MG－－TDM－－PSTN
2、SoftX3000通过SG7000外置SG功能，利用M3UA和PSTN互通
信令：
SoftX3000－－M3UA－－SG7000－－ISUP－－PSTN
中继：
SoftX3000－－VOIP－－MG－－TDM－－PSTN
在这里媒体网关MG可以是TMG8010或者UMG8900
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下面我们进入第三章讲解U-SYS组网应用。
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U-SYSNGN解决方案的组网应用主要有以下四种：
1、作为长途局或汇接局、关口局应用
2、作为C5端局应用
3、作为多媒体端局应用
4、和3G多媒体网络的互通应用
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U-SYSNGN解决方案在汇接或关口局层面的应用如本页图所示，无需使用前置机即可提供鉴权、计费、黑白名单、平等接入等功能，并具有如下互通的能力：
1.话路承载互通，通过H.248协议控制媒体网关TMG8010/UMG8900完成媒体流的转换；
2.信令互通，通过SIP-I/SIP-T（固定网）实现软交换SoftX3000与其它软交换设备之间的互通；
3.智能网互通，支持SSF功能，可通过信令网关SG7000接入传统的智能网，与SCP互通，开展各种传统的智能业务，特别是适合于C4应用的长途卡号业务；
4.PSTN的互通，有二种方式：
支持通过M3UA协议接入独立的信令网关SG7000、支持通过M2UA协议接入具有内嵌信令网关功能的媒体网关TMG8010;
5.呼叫鉴权、计费、结算等业务层面的互通。
下面，我们就这种应用再做细分，分解成3个小的应用来给大家做讲解：
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第一种应用是NGN汇接局应用，通过SoftX3000来汇接各软交换端局的业务。
SoftX3000可满足分层路由结构下的组网应用方式，即分层软交换结构方式。
在这种方式下，SoftX3000采用平面静态路由，通过SIP中继汇接各端局的来话。
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NGN的关口局应用和前面讲到的NGN汇接局的应用基本类似，不同的是NGN在这里是汇接的是不同运营商之间的业务，SoftX3000作为关口局，之间通过SIP-T或者SIP-I中继对接。
SIP协议相对比较成熟简单，可以满足音频、视频等各种业务的汇接需要。
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PSTN网络之间的可以通过NGN连接实现互通，NGN作为汇接局或长途局使用，在这种应用中，TMG或UMG设备对接PSTN的汇接局或长途局，实现语音和信令的互通，也可以单独使用SG7000和PSTN的STP设备对接，专门用来实现信令的互通。
使用SG7000而不使用TMG/UMG内置SG的优点有很多，比如：
组网结构更加单一、清晰等等。
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总上所述，NGN作为汇接局或关口局的应用中，可以作为PSTN交换机的关口局和汇接局，也可以作为软交换之间的关口局和汇接局。
因为NGN的单局容量大、组网结构清晰，因此在这类应用中，使用NGN有着巨大的优势，目前网上运行的很多NGN局点都是汇接局或关口局的应用。
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NGN在C5端局的应用如图所示。
在C5端局应用时，除了全面继承PSTN的语音基本业务、补充业务、智能业务以外，还提供多媒体业务等功能。
1.PSTN信令互通，有二种方式，这与C4应用相同：
支持通过M3UA协议接入独立的信令网关SG7000、支持通过M2UA协议接入具有内嵌信令网关功能的媒体网关TMG8010、UMG
2.多种用户方式接入：
密集用户接入、分散用户接入、个人用户接入、交换机平滑演进。
（1）.密集用户接入：
主要是针对密集POTS用户接入，采用接入媒体网关UA5000/AMG5000实现，经MGCP/H.248协议接入软交换SoftX3000，实现语音呼叫及各种增值业务，同时接入网关UA5000/AMG5000还支持xDSL用户接入，实现语音、数据的综合接入；
（2）.分散用户接入：
主要是针对相对集中且容量较小的语音和数据用户接入，采用系列化的综合接入设备IAD，通过MGCP/H.248协议接入软交换SoftX3000，实现语音呼叫及各种增值业务，同时具有数据接入功能的IAD可作为LanSwitch实现数据用户的以太接入；
（3）.个人用户接入：
基于Ephone、SoftPhone等实现用户的视频、多媒体、消息类等各种融合媒体业务，终端通过H.323/SIP协议接入软交换SoftX3000，实现语音及各种融合媒体业务，同时终端的智能化能完成各种个性化的业务及用户管理。
（4）.PSTN网络平滑演进:
利用NGN的体系构架，实现传统交换机的平滑演进，并可以支持宽窄带综合业务。
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NGN提供的多媒体业务包括点对点多媒体业务和MCU参与的多媒体视频会议业务。
点对点多媒体基本业务与普通呼叫类似，只是增加了视频通信，在此不单独阐述。
如图所示为SoftX3000在实现多媒体视频会议功能时的组网应用。
下面我们介绍一下各部分组件：
1.MCU（MultipointControlUnit，多点控制单元）为多媒体视频会议的控制和媒体处理部件，该部件为核心设备。
SoftX3000通过H.323协议与MCU互通。
2.SMC（ServiceManagementCenter）为多媒体视频会议管理中心，相当于MCU的管理后台。
RADIUS服务器通过RADIUS协议与SMC互通。
3.RADIUSServer：
SMC通过RADIUS协议与RADIUS服务器互通。
4.H.323视频终端：
可以作为多媒体会议终端，也被称为H.323SoftPhone，相当于华为公司的OpenEye设备。
SoftX3000通过RAS、Q.931协议与H.323视频终端互通。
MCU通过H.245协议与H.323视频终端互通。
5.SIP视频终端：
可以作为多媒体会议终端，也被称为SIPSoftPhone。
SoftX3000通过SIP协议与SIP视频终端互通。
6.会议控制台：
会议控制台可以为不具有主叫呼集的视讯终端提供了主叫呼集的功能。
通过使用会议控制台，可以增加视讯终端的会议控制等扩展功能，如申请主席或释放主席权限等。
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U-SYS3G解决方案的特点是：
1.控制层可分可合。
2.支持R4和R99，支持R99向R4平滑演进。
3.支持SoftX3000+UMG单机柜解决方案。
U-SYS3G解决方案给运营商带来的价值：
1.3G核心网与固定网统一的网络构架，同时支持有线与无线用户的接入，方便综合业务运营商部署网络，降低网络建设与运维成本。
2.提供综合VPN、ONLY等有线、无线融合业务，在运营商业务竞争中建立优势。
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双归属是一种防止软交换设备瘫机或者是当系统出现突发灾害事故时能够提供紧急通信的容灾机制，在发生极端异常的情况下，当系统启动双归属控制机制时，应该能够恢复80%～90%的通信能力。
目前常见的双归属方案采用热备份方式，分为主备用方式或负荷分担方式。
主备用方式的动态双归属解决方案相当于“1＋1热备份”解决方案，两个具有互助功能的SoftX3000在物理上可以位于不同的地理区域，它们在组网上为一个交换局，相互之间为主备用关系。
主备用SoftX3000采用完全相同的硬件配置、软件配置与公共数据，但具有不同的对外IP地址。
在正常情况下，系统仅由主用SoftX3000负责控制与管理全网的媒体网关、并向用户提供业务。
当主用SoftX3000发生故障时，备用SoftX3000将检测不到主用SoftX3000发送的心跳信号，各媒体网关也将出现注册失败的故障。
此时，若系统采用自动切换的方式，备用SoftX3000将立即自动激活并接管系统的网关控制与业务控制，随后，各媒体网关将改向备用SoftX3000重新发起注册请求。
负荷分担方式的动态双归属解决方案相当于“1:
1热备份”解决方案,两个具有互助功能的SoftX3000在物理上可以位于不同的地理区域，它们在组网上体现为两个独立的交换局，但它们之间并非主备用关系，而是负荷分担关系。
两个SoftX3000采用相对独立的硬件配置、软件配置与公共数据，且具有不同的对外IP地址。
在正常情况下，两个SoftX3000各自控制与管理一定地域范围内的媒体网关、并分别向用户提供业务。
当某个SoftX3000发生故障时，其互助SoftX3000将检测不到该SoftX3000发送的心跳信号，该SoftX3000所控制与管理的媒体网关也将出现注册失败的故障。
此时，若系统采用自动切换的方式，互助SoftX3000将立即自动激活并接管故障SoftX3000的网关控制与业务控制，随后，各媒体网关将改向互助SoftX3000重新发起注册请求。
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SoftX3000支持采用H.323协议与现有H.323网络实现互通，作用相当于GK。
其中，当软交换网与H.323网分别在不同的运营商时，互通点设置在本端SoftX3000和对方顶级网守之间；当软交换网与H.323在网在同一运营商时，互通点由各运营商根据网络建设的实际情况来确定。
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SoftX3000支持SCCP、TCAP、INAP协议，提供SSF、CCF、SRF和CCAF等功能，可用作智能网的SSP。
在实际组网应用中，可采取以下三种方式来实现与SCP的对接：
（1）SoftX3000与SCP均提供M3UA链路连接到IP核心网，双方的INAP协议均承载于TCAP/SCCP/M3UA/SCTP/IP之上。
（2）SoftX3000提供M3UA链路连接到信令网关SG7000上，SCP提供MTP链路连接到No.7信令网，SG7000负责完成协议的转换。
在SoftX3000侧，INAP协议承载于TCAP/SCCP/M3UA/SCTP/IP之上；在SCP侧，INAP协议承载于TCAP/SCCP/MTP之上。
（3）SoftX3000可通过TCP/IP与SCP连接，INAPoverIP协议承载于IP之上。
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SoftX3000支持SIP协议，可与SIP网络中的SIP应用服务器对接，SIP网络应用解决方案的优点在于最大限度地体现了NGN的分组业务承载优势，在本页的图中，SoftX3000提供呼叫控制功能，SIP网络则提供业务，二者配合可向用户提供基于SIP协议的语音及其与Internet融合的各种业务。
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从NGN局端设备的组网连接角度看，NGN设备组网总览图如下，其中重点描述了局端设备（浅蓝色区域）的组网情况，NGN承载骨干网、接入网的组网不在此讨论。
图中宽带城域网（BBMAN）作为NGN业务的承载网（BearerNetwork），可以由运营商原有的城域网构成，或者利用VPN技术独立构建，NGN承载网主要模式包括：
模式一、IP专网组网模式；模式二、VPN组网模式；模式三、混合地址组网模式；模式四、IP公网/Internet组网模式。
NGN核心网组网框架中主要划分了至少三个不同的逻辑子网，即信令（Signalling）、带外网管（NMS）、媒体承载（Media），而带内网管是产品部件一种信令或媒体的随路信息，存在于二者逻辑子网中。
根据NGN组网框架，局端CO设备主要围绕LAN
（一）、LAN
（二）、LAN（三）和LAN（四）等独立的以太网络组网。
LAN
（一）为信令、带内网管（或计费）网络（考虑安全等，也可进行有效网络隔离设计），与NGNIP核心网在网络层互通，完成局端设备在此平面中的网络互连、带宽汇聚功能。
主要设备有SOFTX/SG、UMG/MRS/MCU的信令接口，以及多媒体RMCC/SMC信令控制（或计费）接口、NMSServer/IAD-MS带内网管接口和DDNRouter（带内网管或计费的出口通道，以与网管或计费中心互通）等。
为保证可靠性，LAN
（一）中的核心设备端口均要求支持主备用或负荷分担工作模式。
如果NGNIP核心网未按要求进行网络分隔（与外部的不信任区），没有足够的安全性，则LAN
（一）出口处需要增加防火墙保护局端设备的安全。
LAN
（二）主要针对局端中各种媒体设备，如UMG/MRS/MCU都有独立的媒体流输出的物理接口，故可单独组网。
主要是考虑把媒体层流量与信令层分离开，减少信令层组网出口带宽，同时可应用防火墙有效保护设备信令接口或信令设备（如SG/SOFTX）。
对于像局端中若有AG的情况，其信令、媒体、控制是一个物理接口时，若组网没有要求严格分离信令与媒体流，也可考虑在此LAN
（二）中，但仍不建议在LAN
（一）中考虑。
LAN（三）为操作维护网络，连接局端中各个设备的BAM接口、N2000UMS操作维护接口（俗称内网口）及操作维护终端，各维护终端均连接到同一个网络中。
同时，通过诸如专线通道与上级网管/OSS/112测试中心的网络进行互通。
注意，若MRS/MCU没有单独的带外网管接口的话，而是信令、网管控制合一配置时，MRS/MCU信令控制合一的物理接口仍需要连接到LAN
（一）网络中。
LAN（四）暂定义为UNICA/UC等相关业务组网区域，目前，主要我们主要考虑UNICA在局端的组网需求与方案建议。
这区域内的组网部件不仅要考虑连接IP公网/Internet，同时还要连接NGN端局设备的网络LAN
（一）。
另外，还有计费系统网路的组网需求，如局端与计费中心在同一机房或异域的情况，设备需要考虑iGWB和多媒体域的RMCC、UINCA等的对外接口（若RMCC/UNICA配置有专用计费接口时）。
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在了解了前面一页我们讲解的LAN划分的概念以后，接下来介绍一下细化的组网方案。
在本页图中这个我们推荐的组网方案中，针对局端中的UMG、MCR和MRS等有媒体层接口设备，考虑到媒体层的流量不对SOFTX等信令层面设备的影响，若NGN承载网边缘路由器接口许可，UMG出主备接口建议直接与NGN承载网边缘路由器R1和R2的接口互联。
而MRS/MUC媒体流端口通过二个三层交换机L3/L4构建组成媒体层的LAN
（二）网络后，再与R1/R2互联。
在LAN
（一）中，出于SOFTX信令层面的安全等方面考虑，一些服务器、工作站类设备（包括带内的网管、IADMS、SMC或调测用机等）也建议采用单独一组三层交换机L10/L20、防火墙F10/F20组网构建LAN
（一）的一部份，而NGN核心网设备（包括SOFTX/MRS/SG/UMG/MCU等）的信令面则由L1/L2三层交换机、防火墙F1/F2组网构成LAN
（一）网络的主体部分。
具体说明如下：
l针对LAN
（一）中L1/L2组网需求，图中的L1和L2作为三层交换机配置，并相对局端核心网设备如SOFTX/SG/MRS等的信令端口，在2个三层交换机之间通过二层接口设置VRRP（按上图各设备连接方式，建议L1配置VRRP主用）。
F1/F2若工作在二层模式（transparentmode）的话，即不占IP地址，之间网线连接的是F1与F2的心跳，并各自出FE分别与R1、R2互联。
lL1或L2三层交换机可划分为两个VLAN：
2＃VLAN——上行端口（这个VLAN仅仅只包含本设备的上行接口，并且配置单独的三层IP网段）、3＃VLAN——信令，VLAN之间通过三层互通。
lL1/L2交换机之间用捆绑的多条Trunk链路（FE或GE）互联，实现3＃VLAN的二层互通，但L1与L2的2＃VLAN不作Trunk。
3＃VLAN的端口平均分配在这二台交换机L1/L2上，分别连接NGN设备的主备用端口。
通过Trunk互联后，L1或L2交换机上共分布了2个VLAN，每个VLAN都配置接口IP，实现VLAN之间的三层互通。
l在LAN
（一）的L10/L20组网中，主要针对
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