電力通信的軟交換網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)及功能應(yīng)用體現(xiàn)

陶鴻偉

（貴州拓視實(shí)業(yè)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550002）

0 引言

軟交換實(shí)際是一種功能實(shí)體，具有呼叫控制和連接控制的功能，是實(shí)現(xiàn)控制功能的主要實(shí)體，將各項(xiàng)功能業(yè)務(wù)結(jié)合在一起。軟交換技術(shù)應(yīng)用于電力通信行業(yè)中，體現(xiàn)出重要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)以及主要功能方面，發(fā)揮了重要作用，促進(jìn)了電力通信行業(yè)的全面發(fā)展。想要進(jìn)一步挖掘軟交換的價(jià)值和功能，就需要對(duì)軟交換技術(shù)的結(jié)構(gòu)層次以及功能應(yīng)用有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)和了解，提高技術(shù)人員的操作技能。

1 軟交換技術(shù)概述

軟交換的核心理念是呼叫控制和承載的分離，軟交換是一個(gè)獨(dú)立于傳輸網(wǎng)的獨(dú)立的設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的重要組成部分，也是下一代包網(wǎng)的核心設(shè)備，主要完成呼叫控制、認(rèn)證、協(xié)議處理、資源分配、通話計(jì)費(fèi)等功能。它的技術(shù)特征是包括開放性、兼容性、互通性等。因?yàn)樗捎昧碎_放式的標(biāo)準(zhǔn)接口，可以很容易地與不同的網(wǎng)關(guān)交換器進(jìn)行連接。支持多種不同的電話處理和通信接口，如E1，F(xiàn)E 等，PSTN，ATM，IPP 等[1]。除了可以按地區(qū)組網(wǎng)，還可以按管轄范圍、業(yè)務(wù)組網(wǎng)、靈活配置軟交換設(shè)備，并能適應(yīng)各種操作系統(tǒng)，使用起來(lái)簡(jiǎn)單、可靠。為客戶提供個(gè)性化的服務(wù)，采用軟交換技術(shù)，為第三方提供了一個(gè)開放的程序界面，方便了客戶的擴(kuò)展。對(duì)可編程的事件和電話事件都有詳盡的記錄，可以實(shí)現(xiàn)后店的可編程功能。技術(shù)費(fèi)用低廉，和程控交換機(jī)的專用設(shè)備相比，軟交換系統(tǒng)的成本要高得多。隨著通訊網(wǎng)路技術(shù)的快速發(fā)展，使用者對(duì)網(wǎng)路的需求日益增加，為使用者提供更加靈活多樣的現(xiàn)有業(yè)務(wù)與新服務(wù)，提供更具個(gè)性化的服務(wù)。下一代通信網(wǎng)絡(luò)的概念被提上日程，而軟交換技術(shù)作為新一代通訊技術(shù)的核心技術(shù)，也是近幾年來(lái)備受關(guān)注的話題。

2 電力通信軟交換網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)

軟交換技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)化層次結(jié)構(gòu)主要由4 個(gè)不同的層次組成。包括：業(yè)務(wù)層、接入層、傳輸層、控制層[2]。業(yè)務(wù)層的應(yīng)用界面主要是API 接口，它能將服務(wù)與呼叫控制分開，調(diào)用控制與承載分開。在電力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，各個(gè)層級(jí)的軟交換網(wǎng)絡(luò)所扮演的角色也不盡相同。接入層的作用是將不同的用戶終端與外部網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，并將其作為一個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)，將用戶的服務(wù)集中到指定的地方。接入層的主要組成部分，包含繼電器、無(wú)線接入網(wǎng)關(guān)、用戶接入網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)等。傳輸層的主要作用是為各種介質(zhì)，提供寬頻的信道，以及向目標(biāo)發(fā)送不同的信息。傳輸層中的網(wǎng)元主要是指IP 路由或ATM 交換機(jī)。在軟交換網(wǎng)絡(luò)中，控制層的作用主要是完成呼叫控制、分配和管理交換機(jī)的功能，能夠?yàn)檐浗粨Q網(wǎng)絡(luò)級(jí)上的服務(wù)層設(shè)備提供特定的服務(wù)能力，控制層中以軟交換機(jī)為主的網(wǎng)絡(luò)組件。

3 電力通信軟交換主要功能

電力通信中軟交換功能主要有媒體網(wǎng)關(guān)接入、呼叫控制、業(yè)務(wù)提供、互聯(lián)互通等。軟交換在電力通信中的作用豐富多樣，它在電力通信中的應(yīng)用非常廣泛。媒體網(wǎng)關(guān)的主要功能是將IP 網(wǎng)中的一個(gè)或多個(gè)端點(diǎn)集中在一起，它可以與SIP 客戶端、H.323 終端進(jìn)行直接的連接，從而為用戶提供相應(yīng)的電力通信服務(wù)。媒體網(wǎng)關(guān)是一個(gè)對(duì)外網(wǎng)與包網(wǎng)的介面裝置，它的主要功能是為用戶提供程式碼轉(zhuǎn)換或傳送媒體流。軟交換呼叫控制的功能，主要是在多媒體服務(wù)和某些基礎(chǔ)服務(wù)中，建立、保持和釋放呼叫的功能[3]。軟交換業(yè)務(wù)提供功能主要是針對(duì)PSTN/ISDN 交換機(jī)的各種服務(wù)，與已有的智能網(wǎng)相結(jié)合，為智能網(wǎng)提供所需的相關(guān)服務(wù)，并與第三方進(jìn)行合作，實(shí)現(xiàn)各種增值服務(wù)、智能服務(wù)等。

4 電力通信網(wǎng)的主要承載業(yè)務(wù)

目前，電力通信網(wǎng)通信業(yè)務(wù)可劃分為語(yǔ)音、數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)，各種業(yè)務(wù)所需要的通道模式各不相同，可以分為E1 專線通道和P 數(shù)據(jù)通道兩大類，承載的業(yè)務(wù)有以下兩種。

語(yǔ)音服務(wù)。包含行政、調(diào)度電話等。資料服務(wù)：包含電力生產(chǎn)的實(shí)時(shí)資訊，例如：保護(hù)、EMS、水調(diào)自動(dòng)化、雷電監(jiān)測(cè)等。電力市場(chǎng)的輔助系統(tǒng)，例如：辦公自動(dòng)化、電力采集、電力客戶服務(wù)中心等。

視頻及多媒體服務(wù)。主要包含視頻、圖像監(jiān)控、互聯(lián)網(wǎng)接人等。通過不同的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成各種業(yè)務(wù)，例如語(yǔ)音業(yè)務(wù)通過電力程控交換網(wǎng)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過電力IP/ATM 數(shù)據(jù)網(wǎng)、介質(zhì)通過內(nèi)部視頻網(wǎng)等[4]。這些獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)之間很難很好地整合，導(dǎo)致了整體服務(wù)能力差、用戶使用不便，而且各網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行費(fèi)用高，管理和配置也比較復(fù)雜。在通信和信息技術(shù)發(fā)展的今天，電力通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體系將會(huì)克服上述缺陷和缺陷。隨著通信平臺(tái)的不斷完善和完善，電力骨干傳輸網(wǎng)IP 主干網(wǎng)的建設(shè)與優(yōu)化，將逐漸形成以IP 為主的傳輸網(wǎng)。通過軟交換技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的多服務(wù)，使電力系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、視頻等多種業(yè)務(wù)的一體化服務(wù)。

5 軟交換技術(shù)部署策略

電力通信網(wǎng)絡(luò)由線路交換發(fā)展到NGN（next generation network），即下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這是一種全新的電信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，融合了IP 技術(shù)和多媒體通信技術(shù)。發(fā)展主要面臨的主要問題是如何將已有的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為NGN，也就是將大量的投入投入以包為基礎(chǔ)的NGN 中，以盡可能低廉的代價(jià)實(shí)現(xiàn)。在全面調(diào)研了我國(guó)通信網(wǎng)的發(fā)展、投資、建設(shè)和使用狀況后，應(yīng)根據(jù)自身的發(fā)展和完善，制定統(tǒng)一的計(jì)劃、逐步實(shí)施的方針，并重視經(jīng)濟(jì)效益和支持體系的建設(shè)。

5.1 時(shí)間的選擇

由于NGN 是一種新興的技術(shù)，廠商在NGN 上投入了大量的資金，所以如果現(xiàn)在投資NGN，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用將會(huì)非常昂貴，NGN 的成本也會(huì)隨著NGN 的普及而降低。另外，NGN 的業(yè)務(wù)模型目前尚處在開發(fā)和摸索的階段，NGN 技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)中，某些參數(shù)的處理過程需要不斷地修改。要充分考慮上述各種因素，合理地選取合適的時(shí)間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的布設(shè)。

5.2 整體規(guī)劃

與傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)相比，NGN 的部署是一個(gè)復(fù)雜而長(zhǎng)期的過程，不能以分散的、分散的方式進(jìn)行部署，要做到科學(xué)的部署，逐步的進(jìn)行，減少風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，網(wǎng)元的分配等要進(jìn)行統(tǒng)一的計(jì)劃，以滿足將來(lái)的業(yè)務(wù)發(fā)展需要。要根據(jù)業(yè)務(wù)能力、互通性、設(shè)備成本和可持續(xù)發(fā)展等因素，選擇一套科學(xué)、合理的技術(shù)方案。

5.3 逐步執(zhí)行

大型的電信運(yùn)營(yíng)商、調(diào)度電話等電信業(yè)務(wù)需要逐步向NGN 轉(zhuǎn)型，為了確保用戶的順利過渡，必須制訂逐步演進(jìn)的實(shí)施方案。在項(xiàng)目實(shí)施之前，提出了有關(guān)設(shè)備的試驗(yàn)，包括與現(xiàn)有業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的互通性分析，不同廠家新設(shè)備之間的互通性分析，終端的互通性、設(shè)備的運(yùn)行性能、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)安全性等。

5.4 以經(jīng)濟(jì)發(fā)展為核心

電力通信引入NGN 的終極目標(biāo)是為客戶提供更加多元化的服務(wù)方案，提高服務(wù)質(zhì)量。為此，在對(duì)電力用戶的服務(wù)需求進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研后，通信主管和設(shè)備廠商應(yīng)該共同開發(fā)安全可靠的電力服務(wù)模式，以便為電力公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供技術(shù)平臺(tái)。在制訂技術(shù)方案時(shí)，應(yīng)充分考慮不同類型的電力通信用戶的實(shí)際需要。NGN 的業(yè)務(wù)功能很強(qiáng)，針對(duì)特定的客戶需要，注重技術(shù)的應(yīng)用，協(xié)調(diào)多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、多個(gè)廠商、多個(gè)決策的關(guān)系，在保證質(zhì)量的情況下，加快項(xiàng)目的進(jìn)度，以最大限度地發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益。NGN 支持標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)開發(fā)界面，使得第三方能夠在網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立地進(jìn)行商業(yè)開發(fā)，這就要求對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)大的支撐和保證。在電力通信NGN 建設(shè)中，應(yīng)注意與運(yùn)維支持系統(tǒng)的同步建設(shè)，同時(shí)要與已有的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和兼容性。

6 電力通信中軟交換網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用分析

目前，國(guó)內(nèi)的電力通信網(wǎng)絡(luò)功能主要是為商業(yè)化運(yùn)營(yíng)、現(xiàn)代化辦公、以及對(duì)電網(wǎng)的自動(dòng)控制提供服務(wù)。電力系統(tǒng)的電力通信網(wǎng)絡(luò)，可根據(jù)不同的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，提供十余種不同的服務(wù)功能。舉例來(lái)說，可以由調(diào)度交換網(wǎng)、專線網(wǎng)、廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)、行政交換網(wǎng)、電力客戶中心網(wǎng)、視頻會(huì)議網(wǎng)等服務(wù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)施。電力企業(yè)的業(yè)務(wù)包括語(yǔ)音業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)，可以通過各自的業(yè)務(wù)系統(tǒng)來(lái)完成。

6.1 實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)互通

由于網(wǎng)絡(luò)彼此之間存在著獨(dú)立的關(guān)系，因此很難進(jìn)行統(tǒng)一，很可能會(huì)給使用者帶來(lái)一定的不便。另外，系統(tǒng)的管理配置也相對(duì)較復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用也較高，有待于進(jìn)一步的完善與提高。為了達(dá)到最佳的輸電網(wǎng)絡(luò)，可以采用軟交換網(wǎng)絡(luò)，它是一個(gè)具有較好數(shù)據(jù)包承載能力的平臺(tái)。將軟交換技術(shù)引入電力通信網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻等多種業(yè)務(wù)的集成，從而使電力工業(yè)的信息化程度得到進(jìn)一步提升。

將軟交換技術(shù)引入電力通信網(wǎng)，能使電網(wǎng)互聯(lián)互通統(tǒng)一，從而改善電網(wǎng)的供電質(zhì)量。電力通信在國(guó)內(nèi)分布較為廣泛，其傳輸媒介種類繁多。例如，光纖、載波、微波等的傳送媒介。電力通信服務(wù)的服務(wù)類型繁多，不同的服務(wù)具有相互獨(dú)立的交換機(jī)、復(fù)接器等，難以做到互聯(lián)互通。由于信息在不同的網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行，因此在不同的網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其處理過程較為煩瑣，既耗費(fèi)了大量的資源，又給電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)和管理帶來(lái)了困難。然而，將軟交換技術(shù)運(yùn)用到電力通信中，可以將語(yǔ)音、視頻會(huì)議、電力傳輸網(wǎng)、因特網(wǎng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，采用標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議和統(tǒng)一的業(yè)務(wù)，提供管理和控制平臺(tái)，利用各種網(wǎng)關(guān)的不同功能，對(duì)不同的用戶進(jìn)行訪問，形成統(tǒng)一的獨(dú)立網(wǎng)，從而減少電力通信的運(yùn)行費(fèi)用。

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技的不斷發(fā)展，電網(wǎng)的信息化水平逐步提高，使傳統(tǒng)的電力信息服務(wù)模式發(fā)生了變化。這一轉(zhuǎn)型，主要表現(xiàn)在變電所的視頻監(jiān)控、輸變電監(jiān)控、視頻會(huì)議等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在電力通信業(yè)務(wù)中，采用軟交換技術(shù)，使傳統(tǒng)的單機(jī)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)向客戶服務(wù)器架構(gòu)過渡，并對(duì)電量計(jì)費(fèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、故障記錄與分析故障濾波系統(tǒng)、雷電定位系統(tǒng)等進(jìn)行了強(qiáng)化。電力通信業(yè)務(wù)的實(shí)施與轉(zhuǎn)型，使電力通信的服務(wù)品質(zhì)得到了改善。構(gòu)建一套軟交換網(wǎng)，能有效地改善用戶的服務(wù)品質(zhì)，提升用戶的服務(wù)能力，推動(dòng)電力通信的發(fā)展。在建設(shè)軟交換網(wǎng)時(shí)，必須遵守一些基本的原則，比如，隨著通信條件的改善，數(shù)據(jù)網(wǎng)的擴(kuò)展速度越來(lái)越快。在對(duì)區(qū)域的交換機(jī)進(jìn)行改造時(shí)，可以采用軟交換機(jī)+IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)的方式。由于該方案的投資相對(duì)于傳統(tǒng)的線路交換裝置來(lái)說，投資更低，所以可以將其作為優(yōu)先事項(xiàng)，從而減少電力通信系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。

6.2 軟交換在電力調(diào)度中的應(yīng)用

電力調(diào)度數(shù)據(jù)主要是一種自動(dòng)化信息傳輸過程，基于各變電站及各一級(jí)調(diào)度所建立的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，建設(shè)以軟交換技術(shù)為主導(dǎo)的調(diào)度電話交換網(wǎng)，主要以語(yǔ)音服務(wù)為主，并逐步拓展其他業(yè)務(wù)。采用軟交換和應(yīng)用服務(wù)器雙重備份，提高了系統(tǒng)的可靠性，保證了電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

6.3 軟交換在長(zhǎng)途電話中的應(yīng)用

各省的長(zhǎng)途電話網(wǎng)絡(luò)通常設(shè)有多個(gè)接線局，各地和市局采用2M 的單路由接入。這樣，一旦發(fā)生了故障，影響非常嚴(yán)重。若各局至匯接局的傳送通路發(fā)生故障，遠(yuǎn)距離線路會(huì)被切斷。此外，匯接中心均集中于銀行，對(duì)設(shè)備的需求也比較大；雖然各個(gè)局到匯接局的業(yè)務(wù)不多，但都要占用2M 的線路，這就導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)。在遠(yuǎn)程電話網(wǎng)絡(luò)中，采用了軟交換技術(shù)，每個(gè)局域網(wǎng)僅需要訪問一個(gè)局域網(wǎng)，而與網(wǎng)關(guān)相連的網(wǎng)關(guān)（AM 網(wǎng)或P 網(wǎng)）則要受到一定的保護(hù)[5]。由于當(dāng)前長(zhǎng)距離電話網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模尚不大，采用集中式的方式實(shí)現(xiàn)，通過在控制層和業(yè)務(wù)層上建立備份，確保了系統(tǒng)的可靠性。

在此基礎(chǔ)上，電力企業(yè)可以在原有的程控交換網(wǎng)基礎(chǔ)上，進(jìn)行PCENTERX、個(gè)人寬帶視頻、統(tǒng)一通信等多種業(yè)務(wù)。例如IPCentrex 服務(wù)，不僅能夠滿足傳統(tǒng)程控交換機(jī)Centrex 的全部服務(wù)功能，還能夠涵蓋各種類型的下一代網(wǎng)絡(luò)終端，其中包括語(yǔ)音終端、多媒體終端等，能夠?qū)崿F(xiàn)跨地域廣域組網(wǎng)，便于用戶使用，提高企業(yè)內(nèi)部辦公及信息化程度。未來(lái)，隨著第三方業(yè)務(wù)的發(fā)展，也可以根據(jù)電力行業(yè)的需要，開發(fā)出更多個(gè)性化的、針對(duì)性的業(yè)務(wù)。

7 結(jié)語(yǔ)

軟交換是一種實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的程控交換機(jī)的呼叫控制功能，由于傳統(tǒng)的呼叫控制功能是與服務(wù)相結(jié)合的，不同的服務(wù)對(duì)呼叫控制的需求也各不相同。而軟交換是獨(dú)立于服務(wù)的，這就要求軟交換具有對(duì)各類服務(wù)的最基本的呼叫控制。軟交換應(yīng)當(dāng)盡可能簡(jiǎn)單和智能，并且盡可能的將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到外部的應(yīng)用層。作為一個(gè)開放的系統(tǒng)，軟交換必須使用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，并且通過API 接口來(lái)支持第三方應(yīng)用。當(dāng)前軟交換技術(shù)已成為下一代網(wǎng)路的核心技術(shù)，軟交換已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，軟交換也存在著諸如協(xié)議規(guī)范、設(shè)備互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)安全方面的問題還亟待解決。