電力調(diào)度交換系統(tǒng)中軟交換技術(shù)的應(yīng)用

楊忠藩

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局 廣東省佛山市 528000）

通過軟交換技術(shù)的應(yīng)用，有助于提高電力調(diào)度交換系統(tǒng)的工作能力，可達(dá)到系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換和聯(lián)網(wǎng)效果，并在既有基礎(chǔ)上適配企業(yè)通訊業(yè)務(wù)，擴(kuò)展電力調(diào)度交換系統(tǒng)的功能。因此，軟交換技術(shù)的應(yīng)用成為電力調(diào)度交換系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)程中的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，以合理的方式應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)具有必要性。

1 軟交換技術(shù)

軟交換技術(shù)誕生于美國，以PC 服務(wù)器為核心，對(duì)其適配呼叫控制技術(shù)后可提供交換機(jī)功能。換言之，軟交換技術(shù)可理解為是在IP 網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)基礎(chǔ)上而衍生出的新型語音通信技術(shù)，其具有音視頻數(shù)據(jù)融入的基本特征[1]。通過軟交換技術(shù)的應(yīng)用，可有效延伸用戶呼叫的既有功能范疇，為連接控制及呼叫控制的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持。根據(jù)現(xiàn)有的軟交換技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，可以預(yù)見其在未來將取得更為良好的發(fā)展前景，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)呼叫和控制的核心。而從電力調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展需求來看，應(yīng)用軟交換技術(shù)也是必行之舉。

軟交換技術(shù)具有較強(qiáng)的交換控制能力，其發(fā)揮出IP 網(wǎng)絡(luò)的載體作用，有助于增強(qiáng)電力系統(tǒng)的服務(wù)能力，可實(shí)現(xiàn)對(duì)語音、視頻等相關(guān)數(shù)據(jù)的深度融合，從而創(chuàng)建全新的電力調(diào)度通信業(yè)務(wù)模型。通過軟交換技術(shù)的應(yīng)用，電力調(diào)度系統(tǒng)既有的電話IP 語音業(yè)務(wù)范疇得以外延，同時(shí)可提供語音調(diào)度等相關(guān)功能。但從現(xiàn)階段我國的電力技術(shù)水平來看，軟交換技術(shù)在電力調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用依然存在諸多局限之處。例如，軟交換技術(shù)與電力調(diào)度系統(tǒng)在業(yè)務(wù)層面的融合效果較差。鑒于此，從軟交換技術(shù)的基本概念出發(fā)，探討其在電力調(diào)度交換系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)極具必要性，是我國電力行業(yè)技術(shù)人員的重點(diǎn)探索方向。

2 軟交換技術(shù)應(yīng)用于電力調(diào)度系統(tǒng)中的可行性方案

2.1 調(diào)度交換機(jī)組網(wǎng)的軟技術(shù)應(yīng)用方案

基于SDH 傳輸網(wǎng)絡(luò)而衍生出的新型應(yīng)用方案，其以軟交換技術(shù)為核心，可提供IP 電話與可視調(diào)度設(shè)備相連的功能，且通過2M-IP 中繼板的作用能夠滿足IP 網(wǎng)絡(luò)與用戶級(jí)交換機(jī)（PBX）的鏈接。當(dāng)然，該鏈接的實(shí)現(xiàn)應(yīng)得到E1 網(wǎng)管的支持。各調(diào)度交換機(jī)分別適配了2M-IP 中繼板，此舉極具必要性的原因在于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的實(shí)現(xiàn)必須以2M-IP 中繼板為前提。此外，IP 網(wǎng)絡(luò)和SEDPBX 間若要取得聯(lián)系則必須配備W1 網(wǎng)關(guān)。根據(jù)調(diào)度交換機(jī)組網(wǎng)方案的設(shè)計(jì)理念，若要充分發(fā)揮出軟交換技術(shù)在電力調(diào)度系統(tǒng)中的作用，尤為關(guān)鍵的便是創(chuàng)建軟交換中心，從而給權(quán)限工作及網(wǎng)內(nèi)呼叫的實(shí)現(xiàn)提供可靠的支持。此外，軟交換技術(shù)的應(yīng)用還可達(dá)到電力系統(tǒng)各部分實(shí)時(shí)連接的效果，可在既有電氣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組織的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，以便充分提高電力調(diào)度交換系統(tǒng)的作用。

2.2 備用調(diào)度通信系統(tǒng)的軟技術(shù)應(yīng)用方案

圖1：IP/PSTN 網(wǎng)關(guān)在系統(tǒng)中的應(yīng)用

圖2：協(xié)作關(guān)系示意圖

電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是集電力調(diào)度室、集控中心等多部分于一體的體系，各調(diào)度部門都具有相應(yīng)的功能，是調(diào)度管理得以高效實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。依托于備用調(diào)度通信系統(tǒng)的軟技術(shù)應(yīng)用方案，保證了視頻語音數(shù)據(jù)的通信自由度，除此之外在IP 電話、調(diào)度交換機(jī)等層面的語音數(shù)據(jù)通信自由也得到有力的保障?；赟DH 設(shè)備以太網(wǎng)匯聚板的功能，位于電力系統(tǒng)內(nèi)部的IP 調(diào)度臺(tái)和調(diào)度交換機(jī)間依然可以自由通信，并且所配置的SDH 設(shè)備以太網(wǎng)還具有備用系統(tǒng)設(shè)備的作用，能給交匯點(diǎn)調(diào)度系統(tǒng)的使用提供支持。在IP 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)，語音和圖像具備同時(shí)傳輸?shù)哪芰Γ鶕?jù)此特點(diǎn)，可以將軟交換技術(shù)引入調(diào)度匯聚點(diǎn)內(nèi)。置身于電子信息化技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，軟交換技術(shù)也取得突破性的發(fā)展成果，相繼有更多的設(shè)備制造商加大在此方面的研發(fā)力度，從而推出愈發(fā)豐富的功能，例如添載圖像、語音與數(shù)據(jù)，且依托于分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還能夠提高數(shù)據(jù)的傳輸速度。

2.3 變電站IP調(diào)度電話接入的軟技術(shù)應(yīng)用方案

從既有的電力調(diào)度交換系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r來看，通常會(huì)在轄區(qū)的變電站內(nèi)配置IP 電話，利用該工具達(dá)到各站點(diǎn)間高效通信的效果[2]。依據(jù)傳統(tǒng)的技術(shù)條件通常會(huì)采用PCM 電路，以通過該裝置達(dá)到調(diào)度交換用戶間高效連接的效果。在通信技術(shù)持續(xù)發(fā)展之下，電力系統(tǒng)間的通信技術(shù)工作機(jī)制隨之發(fā)生變化，在10/100Base-T 接口的作用下可實(shí)現(xiàn)IP 電話與調(diào)度系統(tǒng)的連接。對(duì)于變電站內(nèi)的IP 電話、可視調(diào)度職能端等，則基于IP 網(wǎng)絡(luò)與SDH 傳輸網(wǎng)絡(luò)而實(shí)現(xiàn)高效的連接。

IP 調(diào)度通信系統(tǒng)的技術(shù)組成體系中，VoIP 技術(shù)是不可或缺的一項(xiàng)，需將其融入至電力調(diào)度網(wǎng)中。此時(shí)，局域網(wǎng)的語音傳輸業(yè)務(wù)形式發(fā)生變化，其代替了以往模擬音頻的形式，且省去通信機(jī)房到調(diào)度室內(nèi)的電纜，提高了調(diào)度臺(tái)的靈活性，可根據(jù)需求及時(shí)移動(dòng)。此外，IP 工作站還發(fā)揮出客戶端軟件的作用，可有效代替硬件調(diào)度臺(tái)，因此可視實(shí)際情況靈活增減調(diào)度員席位。

（1）IP/PSTN 網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)基于Windows NT 而組建，在其支持下可達(dá)到PSTN 與IP 網(wǎng)語音互通的效果。該系統(tǒng)在2M 數(shù)字中繼的作用下實(shí)現(xiàn)與用戶交換機(jī)的連接，IP 網(wǎng)側(cè)則與10/100BaseT 以太網(wǎng)相連。關(guān)于IP 調(diào)度通信系統(tǒng)的具體組成，如圖1 所示。

（2）操作系統(tǒng)為WindowsNT4.0，Dialogic SDK 為DNA3.3，開發(fā)語言為VC++6.0；硬件為工控機(jī)。IP 網(wǎng)關(guān)與PSTN 連接體系中，Dialogic 語音卡為至關(guān)重要的部分，它是智能計(jì)算機(jī)I/O 模板，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性，兼具數(shù)字化程控交換、計(jì)算機(jī)技術(shù)、總線技術(shù)等多重技術(shù)于一體，能夠給計(jì)算機(jī)的運(yùn)行提供可靠的技術(shù)支持，增強(qiáng)其語音處理能力。配置的語音卡置于電腦的ISA 槽內(nèi)，設(shè)置SCBus數(shù)據(jù)線后能夠?qū)CBus 端口與DM/IPLINK 卡相連。電話用戶方面，其產(chǎn)生的語音信號(hào)將進(jìn)入語音卡，經(jīng)過數(shù)字編碼處理后再進(jìn)一步通過SCBus 向DM/IPLINK 卡輸送；與此同時(shí)，DM/IPLINK 卡的數(shù)字信號(hào)也將得到轉(zhuǎn)化處理，即形成PCM 信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)向PSTN 的傳輸。

（3）IP 電話網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的工作機(jī)制為：①呼叫來自PSTN，語音卡可實(shí)現(xiàn)不間斷的檢測(cè)，若有呼叫到來，則及時(shí)將事件通知給應(yīng)用程序，主叫號(hào)碼等一系列信息則在DM/IPLINK 卡的作用下進(jìn)行呼叫轉(zhuǎn)接，進(jìn)入到IP 網(wǎng)某特定的計(jì)算機(jī)，順利接通后利用SCBus傳輸語音信號(hào)，期間各項(xiàng)語音均會(huì)通過語音卡記錄；②呼叫來自IP 網(wǎng)，此時(shí)DM/IPLINK 卡將檢測(cè)呼叫到來，并將具體事件告知應(yīng)用程序，利用語音卡向PSTN 呼叫該被叫號(hào)碼，待呼叫接通后則會(huì)經(jīng)由SCBus 傳輸語音信號(hào)，期間可完成錄音作業(yè)。協(xié)作機(jī)制如圖2所示。

根據(jù)圖2 內(nèi)容可知，DM3DirectInterface 是應(yīng)用程序操縱DM/IPLINK 卡的必要前提，并利用R4APIs 操縱語音卡。為保證DDI與R4APIs 的協(xié)調(diào)性，對(duì)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制作出優(yōu)化，即采用單線程中競(jìng)爭(zhēng)I/O 端口的方式，全程均通過異步模式而實(shí)現(xiàn)。同步模式和異步模式是兩種較為典型的模式，各自的工作機(jī)制具有差異性。其中，同步模式的特點(diǎn)在于各信道均形成一個(gè)子進(jìn)程，此過程中持續(xù)檢測(cè)各自的信道，及時(shí)捕捉事件并處理；異步模式則通過事件驅(qū)動(dòng)，單個(gè)進(jìn)程的覆蓋面廣，需處理所有信道的事件隊(duì)列并執(zhí)行特定的處理函數(shù)，此時(shí)語音卡和DM/IPLINK 卡的函數(shù)具有異步的特點(diǎn)，在調(diào)用函數(shù)時(shí)只在初始化條件下便返回，而非函數(shù)執(zhí)行到位后才返回，此機(jī)制的優(yōu)勢(shì)在于保證進(jìn)程的穩(wěn)定性，以免因某個(gè)處理函數(shù)執(zhí)行異常而導(dǎo)致進(jìn)程堵塞。但多個(gè)信道在相同線程中處理時(shí)各信道要分別跟蹤其狀態(tài)，必須充分關(guān)注信道當(dāng)前發(fā)生的事件及狀態(tài)，根據(jù)此特點(diǎn)做出相應(yīng)的處理，因此程序的復(fù)雜度有所提高。

3 調(diào)度交換網(wǎng)的發(fā)展展望

3.1 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展帶動(dòng)通信的多元化需求

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的成型需得到TDM 的PSTN 話音網(wǎng)的支持，以電路交換為主要形式，只具備提供64kbit/s 的能力，各項(xiàng)業(yè)務(wù)與控制工作均要得到數(shù)字程控交換機(jī)的支持，具有較強(qiáng)的局限性。在IP 網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)逐步發(fā)展的背景下，用戶對(duì)業(yè)務(wù)的需求形式趨于多樣化，希望在各時(shí)間與空間條件下都能夠采取高速的接入方式，從而享受具有多樣化的業(yè)務(wù)服務(wù)，不再受時(shí)間及空間的限制[3]。在此背景下，初期的語音網(wǎng)絡(luò)逐步缺乏適用性，傳統(tǒng)PSTN 語音網(wǎng)難以切實(shí)推動(dòng)業(yè)務(wù)的開展。專網(wǎng)調(diào)度通信隨之發(fā)生改變，基于電路交換的語音調(diào)度已經(jīng)逐步退出“舞臺(tái)”，正向以軟交換為核心的新型調(diào)度通信轉(zhuǎn)變。在此進(jìn)程中IP 網(wǎng)絡(luò)逐步趨于成熟，給技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展提供可靠的技術(shù)支撐。

3.2 軟交換系統(tǒng)將與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)融合

現(xiàn)階段，電力調(diào)度系統(tǒng)一、二級(jí)匯接中心普遍配套2 套調(diào)度交換機(jī)（1 臺(tái)作為備用機(jī)），核心交換機(jī)冗余熱備，調(diào)度臺(tái)雙機(jī)同組。在電力調(diào)度通信發(fā)展進(jìn)程中，為有效提高其可靠性與實(shí)時(shí)性，行業(yè)發(fā)展思路逐步轉(zhuǎn)變，異地備調(diào)中心的創(chuàng)建成為主導(dǎo)方向。在現(xiàn)代化多媒體通信技術(shù)迅猛發(fā)展的環(huán)境下，以IP 網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的多媒體調(diào)度技術(shù)逐步趨于成熟，以何種方式合理應(yīng)用軟交換多媒體調(diào)度業(yè)務(wù)已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)重點(diǎn)探索的技術(shù)難點(diǎn)。電力調(diào)度通信的過渡應(yīng)具有平緩性與銜接性，期間可在傳統(tǒng)電路交換的基礎(chǔ)上融入IP 軟交換雙網(wǎng)雙技術(shù)。根據(jù)軟交換系統(tǒng)的特點(diǎn)，可將其作為異地容災(zāi)備用調(diào)度系統(tǒng)而使用，同時(shí)可提供調(diào)度臺(tái)跨網(wǎng)同組的優(yōu)質(zhì)解決方案。隨著行業(yè)技術(shù)的逐步發(fā)展，待軟交換產(chǎn)品逐步成熟且全網(wǎng)IP 網(wǎng)達(dá)到相對(duì)完整的狀態(tài)后，在此條件下可順利向純軟交換調(diào)度網(wǎng)過渡。并且，軟交換系統(tǒng)采用業(yè)務(wù)/控制與傳送/接人分離，各實(shí)體間均以標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為通信支持，在此思路的引導(dǎo)下，軟交換調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)能夠打破獨(dú)立發(fā)展的局限性，實(shí)現(xiàn)與其它應(yīng)用系統(tǒng)開放式接口的互聯(lián)，在此背景下智能電網(wǎng)綜合性能將愈發(fā)優(yōu)越，富有“信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”的特征，顯著增強(qiáng)智能電網(wǎng)的靈活性與可靠性。

4 結(jié)束語

電力調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)，軟交換技術(shù)得以充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵在于依據(jù)IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過IP 電話拓展功能和IP 多媒體調(diào)度臺(tái)的作用，可顯著提高電力調(diào)度的效率，準(zhǔn)確捕捉實(shí)際運(yùn)行情況。在獲得IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持后，電力調(diào)度軟交換技術(shù)將具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，并且能夠提高語音系統(tǒng)的服務(wù)品質(zhì)，無疑是現(xiàn)階段電力系統(tǒng)調(diào)度中最具現(xiàn)實(shí)意義的運(yùn)行方式。文章則圍繞軟交換技術(shù)在電力調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用展開探討，希望所提內(nèi)容可作為電力系統(tǒng)調(diào)度交換發(fā)展進(jìn)程中的技術(shù)參考。