湖南省電力備用調(diào)控中心軟交換系統(tǒng)的實現(xiàn)

龔輝波，唐智翀，向志敏

(湖南省電力公司信息通信公司，湖南 長沙410007)

傳統(tǒng)的電力調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)基于電路交換，經(jīng)過多年的發(fā)展功能已經(jīng)相當(dāng)完善，穩(wěn)定性也很高，但是從發(fā)展的角度來看，存在組網(wǎng)靈活性不夠、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔容^復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和業(yè)務(wù)形式較封閉難以引入新的業(yè)務(wù)、不適合承載視頻等多媒體業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本高、信令種類繁多互通復(fù)雜等缺點(diǎn)。而軟交換技術(shù)的核心是實現(xiàn)控制層與承載層的分離，并采用分組網(wǎng)承載媒體流，使組網(wǎng)靈活性和業(yè)務(wù)提供能力大大增加，因此相比于傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)，軟交換網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上具有一定的優(yōu)勢，是電力調(diào)度通信系統(tǒng)未來發(fā)展的必然方向。

湖南省電力公司及其下屬地區(qū)公司到其所屬變電站之間已經(jīng)建立了基于SDH/MSTP 的光纖環(huán)網(wǎng)，該通信網(wǎng)可以提供高可靠性的IP 通信業(yè)務(wù)，為軟交換的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。省公司及各地區(qū)局的調(diào)度通信目前依然是以電路交換為主，如何從電路交換過渡到軟交換，如何利用現(xiàn)有設(shè)備以減少資源浪費(fèi)，如何保障網(wǎng)絡(luò)在升級過渡過程中的安全性，仍然是值得思考的問題。

1 項目建設(shè)背景

本次調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)升級前，湖南省電力公司中心站使用2 臺電路交換機(jī)作為調(diào)度機(jī)，搭配ADV2 000 系列電路調(diào)度臺，組網(wǎng)情況如圖1 所示:

圖1 湖南省電力公司升級前組網(wǎng)示意圖

為了響應(yīng)國家電網(wǎng)公司要求，湖南省電力公司計劃建設(shè)備用調(diào)控中心(以下簡稱“備調(diào)”)，以達(dá)到異地容災(zāi)、增強(qiáng)調(diào)度系統(tǒng)可靠性的目的。在此之前，很多省份也建設(shè)有備調(diào)中心，但這些備調(diào)都是與主用調(diào)控中心(以下簡稱“主調(diào)”)完全獨(dú)立的調(diào)度中心，備調(diào)與主調(diào)使用不同的號碼，省調(diào)控中心(以下簡稱“省調(diào)”)對外需要公布主調(diào)和備調(diào)2 個號碼，既增加工作量，又對維護(hù)和使用帶來不便。為此，探索是否能找到這樣一種方案:整個省調(diào)包括主調(diào)和備調(diào)、電路交換和軟交換都使用相同號碼，這樣就可以保持原有的號碼和呼叫方式不變，真正實現(xiàn)系統(tǒng)的平滑過渡。

如何合理利用原有調(diào)度A，B 機(jī)也是該方案考慮的一個重點(diǎn)，由于調(diào)度A，B 機(jī)目前還能繼續(xù)使用，應(yīng)該合理地利用，以免造成資源浪費(fèi)，經(jīng)過綜合考慮，采用了軟交換調(diào)度雙歸屬和跨網(wǎng)同組的解決方案，該方案在保持原有電路交換系統(tǒng)不做大改動的前提下，增加一套軟交換調(diào)度系統(tǒng)，該軟交換調(diào)度系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備與原有的電路交換機(jī)系統(tǒng)互連，既滿足了異地容災(zāi)的需求，又能充分合理地利用現(xiàn)有資源，更重要的是增強(qiáng)了系統(tǒng)的健壯性，方便后期的擴(kuò)容和升級。

2 項目建設(shè)情況

2.1 建設(shè)方案

2.1.1 建設(shè)方案的特點(diǎn)

1)雙歸屬功能。方案預(yù)期在主調(diào)和備調(diào)各配置1 套軟交換服務(wù)器，這2 套服務(wù)器工作于主備模式，9 個調(diào)度臺分別放置在主調(diào)調(diào)度大廳和備調(diào)調(diào)度大廳，只有主用服務(wù)器才能接受調(diào)度臺注冊和處理正常的呼叫業(yè)務(wù)，當(dāng)主用服務(wù)器異常，備用服務(wù)器會自動接管，這樣調(diào)度臺會自動注冊到備用服務(wù)器。調(diào)度臺無論注冊到哪個服務(wù)器，調(diào)度組組號都是一樣的，地區(qū)調(diào)控中心(以下簡稱“地調(diào)”)以及華中網(wǎng)調(diào)控中心(以下簡稱“網(wǎng)調(diào)”)呼叫湖南省調(diào)還是使用同一號碼，調(diào)度臺呼叫地調(diào)以及網(wǎng)調(diào)的呼叫方式也一樣，如圖2 所示。

圖2 調(diào)度臺雙歸屬示意圖

網(wǎng)關(guān)設(shè)備也必須支持雙歸屬功能，當(dāng)主、備用服務(wù)器切換之后，從網(wǎng)關(guān)到軟交換的呼叫必須能及時地切換到新主用服務(wù)器上。主、備用服務(wù)器切換前，軟交換服務(wù)器1 為主用服務(wù)器，從SIPU 呼叫軟交換的第一路由也是指向服務(wù)器1，服務(wù)器1 因為某種原因退出主用狀態(tài)，服務(wù)器2 立即接管成為新的主用服務(wù)器，如此時有一個呼叫從SIPU 到軟交換系統(tǒng)，INVITE 消息首先發(fā)送給服務(wù)器1，服務(wù)器1 收到此消息立即給SIPU 回復(fù)一個301(呼叫永久轉(zhuǎn)移)消息，并告訴SIPU 呼叫應(yīng)該送給服務(wù)器2，SIPU 收到這個消息就把這個呼叫送到服務(wù)器2，并把到軟交換系統(tǒng)的第一路由改為服務(wù)器2，下一個呼叫就會直接送到服務(wù)器2，呼叫流程如圖3 所示。

圖3 網(wǎng)關(guān)雙歸屬工作原理1

如果服務(wù)器1 斷電，或者網(wǎng)絡(luò)故障等情況下，不能給SIPU 主動回復(fù)任何消息，SIPU 在等待一段時間后會把呼叫送給服務(wù)器2，并把到軟交換系統(tǒng)的第一路由指向服務(wù)器2，下一個呼叫就會直接送到服務(wù)器2，呼叫流程如圖4 所示。

圖4 網(wǎng)關(guān)雙歸屬工作原理2

2)跨網(wǎng)同組功能?？缇W(wǎng)同組就是工作于電路交換機(jī)上的調(diào)度臺和工作于軟交換服務(wù)器上的調(diào)度臺屬于同一個調(diào)度組，這意味著無論是在電路交換機(jī)上呼叫組號還是軟交換服務(wù)器上呼叫組號，所有調(diào)度臺應(yīng)該都振鈴，而且任意調(diào)度臺都能接聽。所有調(diào)度臺能實時顯示其他成員的狀態(tài)，任意2 個調(diào)度臺之間能實現(xiàn)常用的調(diào)度業(yè)務(wù)，比如監(jiān)聽，如圖5 所示。跨網(wǎng)同組融合了電路交換和軟交換的所有優(yōu)點(diǎn)，對調(diào)度臺的可靠性有了顯著的提升。

圖5 跨網(wǎng)同組示意圖

3)雙模調(diào)度臺。以上介紹了單獨(dú)工作于電路交換機(jī)上的調(diào)度臺和單獨(dú)工作于軟交換服務(wù)器上的調(diào)度臺跨網(wǎng)同組的工作模式，而雙模調(diào)度臺PM600 則是把這2 種調(diào)度臺集成在一起，這個調(diào)度臺就同時具備電路側(cè)和軟交換側(cè)2 種工作模式，正常工作時，調(diào)度臺的電路側(cè)和軟交換側(cè)都能接聽和呼叫，任意一側(cè)故障都不會影響另外一側(cè)的正常工作，大大增強(qiáng)了可靠性。

2.1.2 建設(shè)方案的確定

綜合上述幾大特點(diǎn)，整個軟交換備調(diào)組網(wǎng)方案就基本定型了，組網(wǎng)方案如圖6 所示。

圖6 省調(diào)及備調(diào)設(shè)備連接示意圖

2.2 項目的施工

1)軟交換設(shè)備以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的架設(shè)。包括主調(diào)和備調(diào)的軟交換服務(wù)器、錄音系統(tǒng)、會議服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)設(shè)備的架設(shè)。IP 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃也是該階段的重要工作，從安全性方面考慮，把主調(diào)和備調(diào)的業(yè)務(wù)端口劃分在2 個不同的VLAN，2 臺交換機(jī)之間用鏈路(trunk)方式連接，2 個業(yè)務(wù)VLAN 之間的通信則通過交換機(jī)自身的3 層交換功能來實現(xiàn)。主調(diào)和備調(diào)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的VLAN1 在同一個網(wǎng)段，用于交換機(jī)的維護(hù)，可以通過telnet 登錄任意一個交換機(jī)的VLAN1 的IP 地址，就可以對該交換機(jī)進(jìn)行維護(hù)。

2)對原有的調(diào)度B 機(jī)的改造。主要是在調(diào)度B 機(jī)上增加DBRI 板，該板是PM600 調(diào)度臺的電路側(cè)接口板，為了增強(qiáng)可靠性，DBRI 板配置2 塊，分布在調(diào)度B 機(jī)不同的機(jī)框，PM600 調(diào)度臺的2個U 接口分別與不同的DBRI 板連接，這樣，即使任意一塊DBRI 板出現(xiàn)故障或者任意一個DBRI 板所在的機(jī)框斷電，都不會影響調(diào)度臺電路側(cè)正常工作。其次，在調(diào)度B 機(jī)上需要增加一塊內(nèi)置網(wǎng)關(guān)SIPU，該網(wǎng)關(guān)既是調(diào)度B 機(jī)與軟交換服務(wù)器之間呼叫的通道，又承擔(dān)著跨網(wǎng)同組的一些特殊功能。

3)調(diào)度臺的改造。原來的ADV2000 調(diào)度臺全部更換為PM600 雙模調(diào)度臺。調(diào)度臺的割接無法做到平滑過渡，也就是說2 種調(diào)度臺無法同時工作，只能采取一刀切的方式，把所有調(diào)度業(yè)務(wù)切換到PM600 調(diào)度臺上，在割接過程中要做好數(shù)據(jù)的備份，原有調(diào)度系統(tǒng)保持原狀，以便萬一出現(xiàn)割接失敗的情況時能迅速回退到原系統(tǒng);確認(rèn)割接后的新系統(tǒng)工作正常以后方可撤除原有調(diào)度設(shè)備。

4)備調(diào)中心增加到各地調(diào)的網(wǎng)關(guān)。在備調(diào)中心增加到各個地調(diào)的網(wǎng)關(guān)TG，各個地調(diào)增加1 條E1 中繼到備調(diào)的網(wǎng)關(guān)TG ，在各個地調(diào)增加1 條備用路由到省調(diào)。

5)調(diào)度臺呼叫路由規(guī)劃。PM600 調(diào)度臺的雙歸屬特性和雙模特性雖然優(yōu)點(diǎn)明顯，但是它也帶來呼叫路由復(fù)雜的問題，調(diào)度臺與各個地調(diào)之間理論上的呼叫路由比較多，根據(jù)經(jīng)驗，省調(diào)到地調(diào)的呼叫路由不宜太多，選取3 條最優(yōu)的路由即可滿足要求。

到省調(diào)的呼叫最終在哪個設(shè)備落地也是決定路由規(guī)劃的核心，有2 種方案可供選擇。第1 種方案是讓所有從A，B 機(jī)進(jìn)來的呼叫都在B 機(jī)上落地，從備調(diào)TG 進(jìn)來的呼叫都在軟交換系統(tǒng)上落地;第2 種方案是所有呼叫在軟交換系統(tǒng)落地。這2 種方案沒有本質(zhì)上的優(yōu)劣，采用哪種方案完全取決于把哪套系統(tǒng)當(dāng)作調(diào)度通信的重心，由于目前軟交換系統(tǒng)的職能仍然定位為備用，所以采用了第一種方案，讓從A，B 機(jī)進(jìn)來的呼叫在B 機(jī)落地，只有當(dāng)B 機(jī)出現(xiàn)故障，地調(diào)交換機(jī)才會自動從備調(diào)TG 呼叫到軟交換系統(tǒng)，這個過程對呼叫發(fā)起者來說是透明的。

基于以上考慮，規(guī)劃出省調(diào)(包括備調(diào))與各個地調(diào)之間的呼叫路由，如表1 所示。

表1 省－地呼叫路由表

3 結(jié)束語

湖南備調(diào)軟交換系統(tǒng)的建設(shè)是軟交換技術(shù)在湖南調(diào)度交換系統(tǒng)中的一次大膽嘗試，在充分融合現(xiàn)有電路交換系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了軟交換多媒體調(diào)度特色功能，在本次項目的實施過程中，積累了大量經(jīng)驗，為將來大規(guī)模部署軟交換系統(tǒng)和構(gòu)建統(tǒng)一綜合業(yè)務(wù)平臺打下了堅實基礎(chǔ)。

〔1〕嚴(yán)曉華． 現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)〔M〕． 北京:清華大學(xué)出版社出版，2006．

〔2〕葉敏． 程控數(shù)字交換與交換網(wǎng)(第2 版)〔M〕． 北京:北京郵電大學(xué)出版社，2003．