“三集五大”生產(chǎn)基地行政軟交換系統(tǒng)建設(shè)研究

齊 聰，鄢 波

（1.江西省電力設(shè)計(jì)院，江西南昌 330096；江西省電力科學(xué)研究院，江西南昌 330096）

1 建設(shè)背景

“三集五大”作為國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)的主要發(fā)展戰(zhàn)略方針，其“五大”體系建設(shè)對信息化工作提出了全新的挑戰(zhàn)，通過信息化手段實(shí)現(xiàn)對各大體系業(yè)務(wù)工作的全方位管理，實(shí)現(xiàn)相互間業(yè)務(wù)信息的縱向順暢、橫向貫通是確?！拔宕蟆斌w系持續(xù)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)和有力保障，同時(shí)“五大”體系提出的專業(yè)化管理、一體化運(yùn)作的業(yè)務(wù)要求將進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)級業(yè)務(wù)應(yīng)用的全面整合提升，推動信息系統(tǒng)的快速優(yōu)化調(diào)整和全方位集成，提升平臺和應(yīng)用的集中度，對信息化架構(gòu)的全局設(shè)計(jì)和柔性治理提出了更高要求。

江西省電力公司作為國網(wǎng)公司全面開展“五大”體系建設(shè)首批推廣單位之一。為更好支撐公司“五大體系”建設(shè)，公司決定在昌南江西電力技師學(xué)院校址建設(shè)95598供電服務(wù)中心基地、檢修中心基地、電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院（以下總稱：昌南生產(chǎn)基地），在昌北通源公司建設(shè)計(jì)量中心生產(chǎn)基地（以下總稱：昌北生產(chǎn)基地），為此需要配套建設(shè)相應(yīng)的光纖通信系統(tǒng)、行政電話系統(tǒng)、會議電視系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、機(jī)房及供電系統(tǒng)、大屏顯示系統(tǒng)、通信數(shù)據(jù)網(wǎng)等，助力公司系統(tǒng)大規(guī)劃、大建設(shè)、大運(yùn)行、大檢修、大營銷體系建設(shè)目標(biāo)的高效落地。

本文主要是對生產(chǎn)基地的行政電話系統(tǒng)建設(shè)方案進(jìn)行研究。

2 行政電話交換系統(tǒng)現(xiàn)狀

在電力系統(tǒng)通信中，電話交換系統(tǒng)是電力通信網(wǎng)的重要組成部分，電話交換系統(tǒng)在電力通信領(lǐng)域中主要應(yīng)用于行政管理和電力調(diào)度通信兩方面。

行政程控交換網(wǎng)是電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的重要組成部分，其基本功能是實(shí)現(xiàn)管理中心與企業(yè)內(nèi)部各單位之間（包括內(nèi)部各單位之間）以及企業(yè)內(nèi)部與公用電話交換網(wǎng)（PSTN）及其它專網(wǎng)連接，主要業(yè)務(wù)包括話音通信、電傳及傳真等，是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)現(xiàn)代化管理的重要技術(shù)手段之一。行政交換網(wǎng)作為電力調(diào)度交換網(wǎng)的備用手段，為電力生產(chǎn)的安全運(yùn)行起到十分重要的作用。

江西電網(wǎng)已建成覆蓋全省的行政電話交換網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)以程控交換技術(shù)為主，覆蓋范圍包括省電力公司、各地區(qū)電力公司、省內(nèi)各主要電廠、超高壓分公司、各施工單位、物資公司、電科院、設(shè)計(jì)院等，各單位均配置有行政程控交換機(jī)，各單位交換機(jī)之間通過2 M、E/M、LS等方式互連。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是基于TDM的PSTN話音網(wǎng)，以電路交換為主，主要是為傳輸語音、保證語音質(zhì)量、承擔(dān)語音業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)建造，只能提供64 Kbit/s的業(yè)務(wù)，且業(yè)務(wù)和控制都由交換機(jī)完成。隨著電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)飛速增長，傳統(tǒng)的電話交換網(wǎng)已越來越暴露出等待時(shí)間長、傳輸質(zhì)量低、增加新業(yè)務(wù)難等問題，傳統(tǒng)PSTN語音網(wǎng)正成為電力系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。因此，使用新的軟交換網(wǎng)絡(luò)來逐步取代傳統(tǒng)的電話交換網(wǎng)對電力系統(tǒng)的順利發(fā)展是十分必要的。

3 軟交換系統(tǒng)介紹

3.1 軟交換的基本概念

軟交換是下一代網(wǎng)絡(luò)的控制功能實(shí)體，為下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）具有實(shí)時(shí)性要求的業(yè)務(wù)提供呼叫控制和連接控制功能，是下一代網(wǎng)絡(luò)呼叫與控制的核心?，F(xiàn)階段的軟交換至少應(yīng)具備以下3個(gè)基本特點(diǎn)：

1）集成分組網(wǎng)和電路交換網(wǎng)；

2）具備匯接局和端局能力；

3）呼叫控制與媒體層和業(yè)務(wù)層分離。

軟交換技術(shù)將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來，通過服務(wù)器上的軟件實(shí)現(xiàn)基本呼叫控制功能，將傳輸與呼叫控制分開，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，使業(yè)務(wù)提供者可以自由的將傳輸業(yè)務(wù)與控制協(xié)議結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移。

軟交換設(shè)備位于控制層，提供多種業(yè)務(wù)的連接控制、路由、網(wǎng)絡(luò)資源管理、計(jì)費(fèi)、認(rèn)證等功能。軟交換設(shè)備與各種媒體網(wǎng)關(guān)、終端、應(yīng)用服務(wù)器、其他軟交換設(shè)備間采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議相互通信。

目前軟交換主要完成以下功能：

1）媒體網(wǎng)關(guān)接入功能；

2）呼叫控制功能；

3）業(yè)務(wù)提供功能；

4）互連互通功能（H.323和SIP、IN）；

5）支持開放的業(yè)務(wù)/應(yīng)用接口功能；

6）認(rèn)證與授權(quán)功能；

7）計(jì)費(fèi)功能；

8）資源控制功能和QoS管理功能；

9）協(xié)議和接口功能。

3.2 軟交換的技術(shù)特點(diǎn)

軟交換體系采用分層的體系架構(gòu)，各層之間通過標(biāo)準(zhǔn)的接口進(jìn)行互連。這使得每一層的功能在具體實(shí)現(xiàn)上是相互獨(dú)立、互不影響的。任一層的設(shè)備的升級改造不會影響到其他各層的正常工作，同時(shí)公用的網(wǎng)絡(luò)平臺為用戶使用第三方設(shè)備提供了可能性。通過分層體系架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)接口可以簡化我們的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的升級維護(hù)能力。

軟交換體系架構(gòu)允許業(yè)務(wù)通過多種物理網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)，這就為網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供了多樣的解決方案。用戶完全可以根據(jù)自己的需要和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源來選擇不同類型的網(wǎng)關(guān)，以達(dá)到最佳的利用率，降低系統(tǒng)投資。

在軟交換體系中，不但各組成部分在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上是分布式的，而且在物理位置上也可以是分散的，軟件還控制設(shè)備、各種網(wǎng)關(guān)以及應(yīng)用服務(wù)器等設(shè)備完全可以放在不同的地方，從而節(jié)省相當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本和運(yùn)輸費(fèi)用。

基于綜合性的平臺加開放的協(xié)議接口，軟交換體系為用戶提供了更多更快的業(yè)務(wù)解決方式。由于軟交換系統(tǒng)主要采用IP網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)，因此采用軟交換技術(shù)更加容易與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)融合。比如和其他信息系統(tǒng)、OA系統(tǒng)等等。

軟交換體系采用基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的靜態(tài)網(wǎng)管到動態(tài)網(wǎng)管的飛躍。策略網(wǎng)管具有一定的智能化系統(tǒng)，集中處理維護(hù)管理，有利于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理。策略管理實(shí)現(xiàn)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)的、集中統(tǒng)一的話務(wù)負(fù)荷控制和業(yè)務(wù)質(zhì)量控制，保證全網(wǎng)的安全。這是傳統(tǒng)語音通信系統(tǒng)所不具有的功能。

軟交換體系能夠與現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行完好的互通互用，使得終端用戶在使用業(yè)務(wù)的過程中可完全屏蔽網(wǎng)絡(luò)變革說帶來的影響。軟交換體系可以通過不同網(wǎng)元的搭配，實(shí)現(xiàn)不同的解決方案，同時(shí)因?yàn)閼?yīng)用層和控制層都是集中統(tǒng)一的平臺，避免了投資的重復(fù)性。

3.3 軟交換的技術(shù)特點(diǎn)在電力企業(yè)中的體現(xiàn)

軟交換系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)在運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)中體現(xiàn)非常充分，因而得到運(yùn)營商的青睞。電力通信專網(wǎng)是電網(wǎng)調(diào)度自動化和管理現(xiàn)代化的支撐平臺，它并不對公眾提供運(yùn)營服務(wù)，因此分析軟交換技術(shù)的特點(diǎn)對電力企業(yè)的意義是非常必要的。

軟交換采用分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各層之間通過標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行互連。由于采用了網(wǎng)絡(luò)分層的結(jié)構(gòu)，簡化了網(wǎng)絡(luò)層次，使得電力的內(nèi)部管理更為順暢，可以通過整合通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化運(yùn)營成本。此外，由于各層部件之間采用了標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，因此軟交換系統(tǒng)可以由多個(gè)廠商的設(shè)備組成，這樣增加了廠商之間的競爭，有利于減少投資成本并提高廠商的服務(wù)。這是傳統(tǒng)電路交換機(jī)很難做到的。

相比于PSTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入過程中本地網(wǎng)、匯接局、長途局、信令網(wǎng)、同步網(wǎng)等多類項(xiàng)目的投入，軟交換系統(tǒng)只需要一次性投入，同時(shí)，軟交換系統(tǒng)各網(wǎng)元設(shè)備的占地與比PSTN設(shè)備少很多，大大節(jié)省了設(shè)備投入與機(jī)房占地，工程實(shí)施也更加經(jīng)濟(jì)方便。

軟交換系統(tǒng)構(gòu)建于統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)平臺上。傳統(tǒng)的電路交換機(jī)必須將板卡集中到同一機(jī)架中，而軟交換系統(tǒng)則可以靈活的將軟交換控制系統(tǒng)、網(wǎng)關(guān)以及其他設(shè)備通過IP網(wǎng)絡(luò)靈活地進(jìn)行配置，根據(jù)需要安放到不同的地點(diǎn)，使得系統(tǒng)由傳統(tǒng)的集中走向分布。例如各地電網(wǎng)公司正在考慮建立異地備用通信系統(tǒng)，我們可以充分利用軟交換系統(tǒng)的分布特性實(shí)現(xiàn)異地備用。

豐富的業(yè)務(wù)提供能力。軟交換除了能提供傳統(tǒng)電路交換機(jī)提供的語音業(yè)務(wù)外，還可以提供視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)。隨著電力企業(yè)的發(fā)展，員工之間的業(yè)務(wù)交流越來越多，傳統(tǒng)的電話交換有時(shí)已經(jīng)不能適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展。例如，可以利用視頻和數(shù)據(jù)通信技術(shù)由高級專家對現(xiàn)場的故障進(jìn)行診斷、對現(xiàn)場的操作人員進(jìn)行監(jiān)視和指導(dǎo)。

具有良好的業(yè)務(wù)融合能力。由于軟交換系統(tǒng)提供了開放的API接口并且建立在IP網(wǎng)絡(luò)上，因此軟交換系統(tǒng)與電力其他系統(tǒng)的融合也就成為可能。例如：現(xiàn)在各電力企業(yè)的調(diào)度室里，都擺放著各種專業(yè)設(shè)備，例如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的終端、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的終端、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端、語音調(diào)度設(shè)備、消防信息終端等等各種系統(tǒng)之間都相互孤立，通過軟交換系統(tǒng)可以將各種系統(tǒng)整合起來，簡化系統(tǒng)，這樣可以有效減少工作強(qiáng)度，提高調(diào)度人員的工作效率。事實(shí)上，這也符合電力系統(tǒng)“大二次”的發(fā)展方向。

軟交換體系采用基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的靜態(tài)網(wǎng)管到動態(tài)網(wǎng)管的飛躍。策略網(wǎng)管具有一定的智能化系統(tǒng)，集中處理維護(hù)管理，有利于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理。策略管理實(shí)現(xiàn)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)的、集中統(tǒng)一的話務(wù)負(fù)荷控制和業(yè)務(wù)質(zhì)量控制，保證全網(wǎng)的安全。

軟交換體系能夠與現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行完好的互通互用。目前，各電力企業(yè)廣泛采用了電路交換機(jī)，軟交換系統(tǒng)通過中繼網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)軟交換與電路交換機(jī)的互連互通。這樣既可以保護(hù)現(xiàn)有的投資又可以將現(xiàn)有的電路交換系統(tǒng)平滑升級到軟交換系統(tǒng)。

從上述分析可以看出，軟交換系統(tǒng)的建設(shè)對于電力企業(yè)提高通信系統(tǒng)的可靠性、提高工作效率，降低系統(tǒng)投資，減少運(yùn)行維護(hù)人員都有非常明顯的意義。

4 生產(chǎn)基地行政軟交換系統(tǒng)建設(shè)方案

4.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

軟交換系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分為四層：業(yè)務(wù)層、控制層、核心傳送層和邊緣接入層。

邊緣接入層主要指與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的各種接入網(wǎng)關(guān)和新型接入終端設(shè)備，完成與現(xiàn)有各種類型的通信網(wǎng)絡(luò)的互通并提供各類通信終端(如模擬話機(jī)、SIP Phone、PC Phone可視終端、智能終端等)到IP核心層的接入。該層的設(shè)備主要包含中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)、媒體服務(wù)器、智能終端等設(shè)備。

核心傳送層主要指是由IP路由器或?qū)拵TM交換機(jī)等骨干傳輸設(shè)備組成的包交換網(wǎng)絡(luò)，是軟交換網(wǎng)絡(luò)的承載基礎(chǔ)。

控制層指Softswitch控制單元，完成呼叫的處理控制、接入?yún)f(xié)議適配、互連互通等綜合控制處理功能，提供全網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用支持平臺。

應(yīng)用層主要指為網(wǎng)絡(luò)提供各種應(yīng)用和服務(wù)，提供面向客戶的綜合智能業(yè)務(wù)，提供業(yè)務(wù)的客戶化定制。該層設(shè)備主要包括應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、AAA認(rèn)證服務(wù)器及策略服務(wù)器等。

層與層之間通過標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行通信，在核心設(shè)備Softswitch軟交換控制設(shè)備的控制下，相關(guān)網(wǎng)元設(shè)備分工協(xié)作，共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)功能。

圖1 軟交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)江西電網(wǎng)行政電話交換系統(tǒng)總體規(guī)劃方案：“十二五”期間，江西電力行政交換網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)TDM程控交換網(wǎng)向軟交換網(wǎng)絡(luò)的過渡。在全省范圍內(nèi)建設(shè)以省公司、省調(diào)備調(diào)為核心交換節(jié)點(diǎn)的集中模式軟交換行政電話網(wǎng)絡(luò)，各地市供電公司、相關(guān)直屬單位為接入節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用的星形、網(wǎng)狀網(wǎng)混合組網(wǎng)方式。

全省設(shè)置2臺大容量核心軟交換機(jī)，統(tǒng)一管理全省全部終端及鏈路，各地區(qū)設(shè)立中繼網(wǎng)關(guān)與程控電話中繼連接，示意圖如下。

圖2 江西電力行政軟交換部署模式

4.2 生產(chǎn)基地行政軟交換系統(tǒng)建設(shè)方案

4.2.1 系統(tǒng)組網(wǎng)方案

鑒于江西電網(wǎng)軟交換系統(tǒng)尚在前期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，投運(yùn)時(shí)間不能滿足“三集五大”生產(chǎn)基地建設(shè)的工期要求，因此需先新建1套行政軟交換系統(tǒng)，過渡期間采取N×2 M方式與現(xiàn)有的行政程控交換網(wǎng)互聯(lián)。待全網(wǎng)行政軟交換系統(tǒng)建成后，生產(chǎn)基地軟交換系統(tǒng)可通過電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)平臺與省網(wǎng)軟交換系統(tǒng)IP組網(wǎng)。

本文主要針對過渡時(shí)期，生產(chǎn)基地軟交換系統(tǒng)的建設(shè)方案進(jìn)行研究：需要在生產(chǎn)基地配置計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)、各業(yè)務(wù)應(yīng)用所需服務(wù)器以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的計(jì)費(fèi)、各設(shè)備的維護(hù)管理和業(yè)務(wù)應(yīng)用；控制層由1臺軟交換核心組成，軟交換核心設(shè)置于昌南生產(chǎn)基地主機(jī)房；配置中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)設(shè)備，用于與公網(wǎng)運(yùn)營商、省網(wǎng)行政程控交換網(wǎng)互連；配置軟交換業(yè)務(wù)接入控制設(shè)備（SAC），網(wǎng)內(nèi)IP話機(jī)等終端均需通過SAC再接入軟交換網(wǎng)絡(luò)；昌南、昌北生產(chǎn)基地各中心大樓配置接入網(wǎng)關(guān)，供樓內(nèi)模擬電話終端接入使用。

圖3 軟交換網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

4.2.2 編號方案

軟交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用戶分為模擬電話終端用戶與IP電話終端用戶。模擬電話終端用戶號碼采用E.164編碼。IP電話終端用戶采用E.164編碼同時(shí)分配URI號碼。

4.2.3 網(wǎng)絡(luò)管理與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)

在生產(chǎn)基地需設(shè)置一套網(wǎng)管系統(tǒng)，通過軟交換網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)：

1）利用統(tǒng)一的網(wǎng)管平臺在一致的拓?fù)湟晥D下管理軟交換網(wǎng)絡(luò)；

2）集中操作、維護(hù)和管理軟交換網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備；

3）實(shí)時(shí)、動態(tài)檢測軟交換網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)；

4）終端設(shè)備的集中、維護(hù)管理；

5）實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、分析網(wǎng)絡(luò)的性能，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與調(diào)度提供支持；

6）以網(wǎng)管為核心，提供與多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成方法；

7）為實(shí)現(xiàn)設(shè)備無人值守的管理提供支撐；

8）改善網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，提高運(yùn)營效率，提高管理層次和水平。

在生產(chǎn)基地設(shè)置一套計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，以便于在本地進(jìn)行單獨(dú)計(jì)費(fèi)，并且實(shí)現(xiàn)對軟交換網(wǎng)絡(luò)上的分布于各處的軟交換設(shè)備進(jìn)行集中式或單獨(dú)的計(jì)費(fèi)處理。

5 結(jié)束語

生產(chǎn)基地作為江西電網(wǎng)第一個(gè)行政軟交換系統(tǒng)實(shí)施的試點(diǎn)單位，希望在取得試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，逐步在省公司及其余各地市供電公司、相關(guān)直屬單位進(jìn)行推廣應(yīng)用。結(jié)合各地市公司數(shù)據(jù)通信網(wǎng)全面建成，各縣公司、變電站全面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)覆蓋的基礎(chǔ)上，將軟交換向縣公司、變電站等機(jī)構(gòu)進(jìn)行延伸工作，在“十二五”末，完成全省行政電話交換系統(tǒng)的軟交換升級。

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