基于4G技術(shù)集群電話與調(diào)度電話互聯(lián)互通應(yīng)用研究

李萬勝 趙啟兵 薛晨旭

（國網(wǎng)鶴壁供電公司，河南 鶴壁 458030）

基于4G技術(shù)集群電話與調(diào)度電話互聯(lián)互通應(yīng)用研究

李萬勝 趙啟兵 薛晨旭

（國網(wǎng)鶴壁供電公司，河南 鶴壁 458030）

本文提出一種新型的電力無線寬帶系統(tǒng)的解決方案。該方案基于電力專用頻譜資源，使用4G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)（TD-LTE）實(shí)現(xiàn)了集群、調(diào)度電話的互聯(lián)互通，保證了通信的可靠性、穩(wěn)定性問題。該技術(shù)在河南省某供電公司開展使用，總結(jié)出應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為4G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)大面積推廣提供可靠的支撐。

4G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)；集群電話；調(diào)度電話

河南省某供電公司以加快推進(jìn)“一強(qiáng)三優(yōu)”現(xiàn)代公司及智能電網(wǎng)的發(fā)展為目標(biāo)，不斷探索創(chuàng)新，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全生產(chǎn)、穩(wěn)定運(yùn)行作出顯著成績(jī)。信息及通信網(wǎng)絡(luò)作為電網(wǎng)的重要組成部分，直接體現(xiàn)出電網(wǎng)智能化程度與效能。經(jīng)過發(fā)展，公司骨干光纖通信網(wǎng)絡(luò)得到不斷完善，然而受到配電網(wǎng)分布式結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、通信點(diǎn)多、通信設(shè)備工作環(huán)境差等因素的限制，面向用戶側(cè)乃至最后一公里的通信網(wǎng)絡(luò)資源極其匱乏，設(shè)備監(jiān)控能力弱，現(xiàn)有電力無線通信帶寬不足，傳統(tǒng)通信方式已成為電網(wǎng)建設(shè)的瓶頸［1］。因此，如何有效地利用通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)助構(gòu)建智能配電網(wǎng)絡(luò)，提高電能傳輸能力，實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)與用戶之間的信息交互、需求交互，成為有待探索和解決的課題。

1 TD-LTE 4G傳輸技術(shù)概述

4G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)（TD-LTE）是我國有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的4G標(biāo)準(zhǔn)，是我國政府大力推廣的4G技術(shù)。TD-LTE 1.8G系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)容量大、動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)扁平化，采用兩層加密，TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈豐富、頻段干凈、干擾小等特點(diǎn)，保障了網(wǎng)絡(luò)的通暢和穩(wěn)定性［2］。TD-LTE系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)公網(wǎng)及專網(wǎng)，在電力行業(yè)、政府無線專網(wǎng)中都有成功商用TD-LTE 1.8G系統(tǒng)。以其專有頻譜、覆蓋范圍廣、建網(wǎng)成本低、用戶數(shù)量大、低延時(shí)、高可靠性、高速率傳輸、高安全性及實(shí)時(shí)性等突出的優(yōu)點(diǎn)，成為了新一代無線專網(wǎng)建設(shè)的首選方案。

2013年，河南省某供電公司已經(jīng)建成基于TD-LTE制式的4G電力無線寬帶專網(wǎng)系統(tǒng)，包含1套EPC核心網(wǎng)，1套集群調(diào)度系統(tǒng)，3套基站，以及手持機(jī)、室外固定型CPE等終端設(shè)備若干。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)3個(gè)環(huán)網(wǎng)柜DTU通過4G無線網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用、1個(gè)DTU柜的無線視頻監(jiān)控應(yīng)用、1個(gè)環(huán)網(wǎng)柜的4G智能抄表應(yīng)用，以及一整套的電力語音視頻集群調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用。

核心網(wǎng)設(shè)備和調(diào)度集群設(shè)備部署在該公司調(diào)度大樓核心機(jī)房。核心網(wǎng)向上和電網(wǎng)各類業(yè)務(wù)平臺(tái)連接，完成了核心網(wǎng)與業(yè)務(wù)平臺(tái)、管理平臺(tái)等的連接，完成了數(shù)據(jù)流與業(yè)務(wù)后臺(tái)之間的互通。3個(gè)基站的站址分別是在該公司調(diào)度大樓站、淇濱站、衛(wèi)河站。本次網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作頻段為工信部（國家無委）信部無［2003］408號(hào)批復(fù)用于本地專用網(wǎng)的1 792.5～1 797.5MHz頻段。整體網(wǎng)絡(luò)分3層，分別為主站系統(tǒng)控制層、變電子站通信層、終端信息層，如圖1所示。斯交換機(jī)的用戶槽中，其在交換機(jī)內(nèi)定義成一塊采用QSIG信令的數(shù)字中繼DTU板，SIPU采用標(biāo)準(zhǔn)的Q信令，可與中興4G系統(tǒng)設(shè)備互聯(lián)互通。其高效的軟硬件設(shè)計(jì)和強(qiáng)大的DSP處理能力，保證了SIPU在滿負(fù)載流量狀況下仍能保持良好的穩(wěn)定性，滿足了用戶的電信級(jí)需求。同時(shí)，SIPU支持各種專網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)。

圖14 G電力無線寬帶專網(wǎng)系統(tǒng)圖

本次4G集群電話與調(diào)度電話互聯(lián)互通試點(diǎn)應(yīng)用研究，是在充分整合和利用該公司現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，針對(duì)部分光纜覆蓋不到的站所無調(diào)度電話及現(xiàn)場(chǎng)變電運(yùn)維操作人員無可靠移動(dòng)設(shè)備與調(diào)度員移動(dòng)通話的現(xiàn)狀，通過4G多媒體指揮調(diào)度系統(tǒng)的交換機(jī)接口，使用Q信令方式，實(shí)現(xiàn)與該地區(qū)電力目前使用的廣州哈里斯H20-20電話系統(tǒng)的無縫對(duì)接，可實(shí)現(xiàn)LTE手持機(jī)與廣州哈里斯電話系統(tǒng)內(nèi)的電話終端進(jìn)行語音通信，支持調(diào)度業(yè)務(wù)：呼叫轉(zhuǎn)移、前轉(zhuǎn)、強(qiáng)插、強(qiáng)拆、跨網(wǎng)監(jiān)聽、會(huì)議和跨網(wǎng)同組等，并可實(shí)現(xiàn)來電顯示、呼叫轉(zhuǎn)移等業(yè)務(wù)。

2 TD-LTE 4G傳輸系統(tǒng)核心組網(wǎng)

本次項(xiàng)目在14交換機(jī)房廣州哈里斯H20-20交換機(jī)側(cè)新增中繼網(wǎng)關(guān)SIPU板1塊，另從調(diào)度大樓15樓4G中心機(jī)房至14樓哈里斯交換機(jī)房敷設(shè)1根RJ45的網(wǎng)線，線長(zhǎng)56m，用以實(shí)現(xiàn)與15樓4G中心機(jī)房華三5500交換機(jī)相連。通過SIPU直接插入哈里。設(shè)備實(shí)際組網(wǎng)示意圖見圖2。

3 4G集群電話與調(diào)度電話系統(tǒng)業(yè)務(wù)融合

4G無線語音調(diào)度（集群電話）系統(tǒng)通過4G多媒體指揮調(diào)度系統(tǒng)的sip接口，使用IP方式，實(shí)現(xiàn)與該公司目前使用的哈里斯電話（調(diào)度電話）系統(tǒng)的無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)4G手機(jī)與公司內(nèi)任一電話進(jìn)行語音通信，以及與省公司所有哈里斯電話系統(tǒng)內(nèi)的電話終端進(jìn)行語音通信。

系統(tǒng)互通協(xié)議采用IETF SIP協(xié)議規(guī)范，音頻采用G.711a編碼方式。寬帶多媒體指揮調(diào)度系統(tǒng)是遵循SIP協(xié)議開發(fā)配置的綜合業(yè)務(wù)交換系統(tǒng)，其對(duì)通信資源的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，可以很方便地集成語音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻信息等綜合業(yè)務(wù)。手機(jī)接入4G網(wǎng)絡(luò)后，撥打電力哈里斯電話系統(tǒng)內(nèi)的任意座機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)兩者間的語音呼叫和通話。

圖2 設(shè)備實(shí)際組網(wǎng)示意圖

4 系統(tǒng)功能測(cè)試

語音業(yè)務(wù)支持分組集群、單呼、組呼、會(huì)議。通過調(diào)度臺(tái)還可以進(jìn)行強(qiáng)插、強(qiáng)拆、監(jiān)聽等調(diào)度操作。系統(tǒng)支持完備的網(wǎng)絡(luò)管理、分組管理、用戶管理、權(quán)限管理等多方面的管理功能。接續(xù)時(shí)延不超過500ms，組呼建立時(shí)延不超過500ms，PTT搶占時(shí)延不超過200ms。系統(tǒng)支持多優(yōu)先級(jí)設(shè)置，可設(shè)置8級(jí)優(yōu)先級(jí)。單個(gè)用戶能加入最多30個(gè)組。支持呼叫限時(shí)功能，組呼總時(shí)長(zhǎng)、呼叫時(shí)長(zhǎng)等都可配置。

5 結(jié)語

4G無線語音調(diào)度系統(tǒng)與哈里斯電話系統(tǒng)的融合是在國內(nèi)電力系統(tǒng)中頗具特色的創(chuàng)新型應(yīng)用。這一應(yīng)用成功實(shí)現(xiàn)了4G無線系統(tǒng)與電力現(xiàn)有其他應(yīng)用系統(tǒng)的對(duì)接，由此可實(shí)現(xiàn)電力哈里斯電話系統(tǒng)內(nèi)所有座機(jī)（包括市公司、省公司等）與LTE手持機(jī)之間的直接語音通訊，相當(dāng)于將4G無線語音調(diào)度系統(tǒng)和電力哈里斯電話系統(tǒng)的服務(wù)范圍都進(jìn)行了擴(kuò)展。由此可見，4G無線通信系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)與電力行業(yè)目前成熟應(yīng)用的其他通信系統(tǒng)的無縫融合，并以其業(yè)務(wù)靈活多樣、網(wǎng)絡(luò)易于維護(hù)、帶寬資源豐富、吞吐量大及終端便攜等優(yōu)點(diǎn)完美服務(wù)于電力行業(yè)的各項(xiàng)通信需求。

［1］齊一飛，金學(xué)東，劉振棟，等.煙臺(tái)地區(qū)“十三五”配電通信網(wǎng)規(guī)劃研究［J］.電力信息與通信技術(shù)，2015（7）：65-68.

［2］潘龍，梅林常，辛忠良，等.基于TD-LTE的電力系統(tǒng)通訊［J］.通信電源技術(shù)，2013（5）：81-83.

Research on the Interworking of Trunk Telephone and Dispatching Telephone Based on 4G Technology

Li WanshengZhao QibingXue Chenxu
（State Grid Hebi Power Supply Company,Hebi Henan 458030）

This paper presented a new solution of power wireless broadband system.Based on the power spectrum re?sources,the solution realizes the interconnection of the cluster telephone and the dispatching telephone,and ensures the reliability and stability of the communication by using 4G network transmission technology(TD-LTE).This tech?nology was used in a power supply company in Henan Province,we summed up the application experience,to provide reliable support for large area popularization of TD-LTE.

TD-LTE；cluster telephone；dispatching telephone

TN929.52

：A

：1003-5168（2017）03-0025-02

2017-02-10

李萬勝（1974-），男，本科，副高級(jí)工程師，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化。