湖南省電力備用調控中心軟交換系統的實現

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)

傳統的電力調度交換網絡基于電路交換，經過多年的發展功能已經相當完善，穩定性也很高，但是從發展的角度來看，存在組網靈活性不夠、網絡拓撲比較復雜、網絡架構和業務形式較封閉難以引入新的業務、不適合承載視頻等多媒體業務、網絡建設和維護成本高、信令種類繁多互通復雜等缺點。而軟交換技術的核心是實現控制層與承載層的分離，并采用分組網承載媒體流，使組網靈活性和業務提供能力大大增加，因此相比于傳統電路交換網，軟交換網絡在技術上具有一定的優勢，是電力調度通信系統未來發展的必然方向。

湖南省電力公司及其下屬地區公司到其所屬變電站之間已經建立了基于SDH/MSTP 的光纖環網，該通信網可以提供高可靠性的IP 通信業務，為軟交換的發展奠定了堅實的基礎。省公司及各地區局的調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，如何利用現有設備以減少資源浪費，如何保障網絡在升級過渡過程中的安全性，仍然是值得思考的問題。

1 項目建設背景

本次調度交換網絡升級前，湖南省電力公司中心站使用2 臺電路交換機作為調度機，搭配ADV2 000 系列電路調度臺，組網情況如圖1 所示:

圖1 湖南省電力公司升級前組網示意圖

為了響應國家電網公司要求，湖南省電力公司計劃建設備用調控中心(以下簡稱“備調”)，以達到異地容災、增強調度系統可靠性的目的。在此之前，很多省份也建設有備調中心，但這些備調都是與主用調控中心(以下簡稱“主調”)完全獨立的調度中心，備調與主調使用不同的號碼，省調控中心(以下簡稱“省調”)對外需要公布主調和備調2 個號碼，既增加工作量，又對維護和使用帶來不便。為此，探索是否能找到這樣一種方案:整個省調包括主調和備調、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，真正實現系統的平滑過渡。

如何合理利用原有調度A，B 機也是該方案考慮的一個重點，由于調度A，B 機目前還能繼續使用，應該合理地利用，以免造成資源浪費，經過綜合考慮，采用了軟交換調度雙歸屬和跨網同組的解決方案，該方案在保持原有電路交換系統不做大改動的前提下，增加一套軟交換調度系統，該軟交換調度系統通過網關設備與原有的電路交換機系統互連，既滿足了異地容災的需求，又能充分合理地利用現有資源，更重要的是增強了系統的健壯性，方便后期的擴容和升級。

2 項目建設情況

2.1 建設方案

2.1.1 建設方案的特點

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

圖2 調度臺雙歸屬示意圖

網關設備也必須支持雙歸屬功能，當主、備用服務器切換之后，從網關到軟交換的呼叫必須能及時地切換到新主用服務器上。主、備用服務器切換前，軟交換服務器1 為主用服務器，從SIPU 呼叫軟交換的第一路由也是指向服務器1，服務器1 因為某種原因退出主用狀態，服務器2 立即接管成為新的主用服務器，如此時有一個呼叫從SIPU 到軟交換系統，INVITE 消息首先發送給服務器1，服務器1 收到此消息立即給SIPU 回復一個301(呼叫永久轉移)消息，并告訴SIPU 呼叫應該送給服務器2，SIPU 收到這個消息就把這個呼叫送到服務器2，并把到軟交換系統的第一路由改為服務器2，下一個呼叫就會直接送到服務器2，呼叫流程如圖3 所示。

圖3 網關雙歸屬工作原理1

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

圖4 網關雙歸屬工作原理2

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

圖5 跨網同組示意圖

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

2.1.2 建設方案的確定

綜合上述幾大特點，整個軟交換備調組網方案就基本定型了，組網方案如圖6 所示。

圖6 省調及備調設備連接示意圖

2.2 項目的施工

1)軟交換設備以及相關網絡設備的架設。包括主調和備調的軟交換服務器、錄音系統、會議服務器、網管服務器、網絡交換機、網關設備的架設。IP 網絡規劃也是該階段的重要工作，從安全性方面考慮，把主調和備調的業務端口劃分在2 個不同的VLAN，2 臺交換機之間用鏈路(trunk)方式連接，2 個業務VLAN 之間的通信則通過交換機自身的3 層交換功能來實現。主調和備調的網絡交換機的VLAN1 在同一個網段，用于交換機的維護，可以通過telnet 登錄任意一個交換機的VLAN1 的IP 地址，就可以對該交換機進行維護。

2)對原有的調度B 機的改造。主要是在調度B 機上增加DBRI 板，該板是PM600 調度臺的電路側接口板，為了增強可靠性，DBRI 板配置2 塊，分布在調度B 機不同的機框，PM600 調度臺的2個U 接口分別與不同的DBRI 板連接，這樣，即使任意一塊DBRI 板出現故障或者任意一個DBRI 板所在的機框斷電，都不會影響調度臺電路側正常工作。其次，在調度B 機上需要增加一塊內置網關SIPU，該網關既是調度B 機與軟交換服務器之間呼叫的通道，又承擔著跨網同組的一些特殊功能。

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

4)備調中心增加到各地調的網關。在備調中心增加到各個地調的網關TG，各個地調增加1 條E1 中繼到備調的網關TG ，在各個地調增加1 條備用路由到省調。

5)調度臺呼叫路由規劃。PM600 調度臺的雙歸屬特性和雙模特性雖然優點明顯，但是它也帶來呼叫路由復雜的問題，調度臺與各個地調之間理論上的呼叫路由比較多，根據經驗，省調到地調的呼叫路由不宜太多，選取3 條最優的路由即可滿足要求。

到省調的呼叫最終在哪個設備落地也是決定路由規劃的核心，有2 種方案可供選擇。第1 種方案是讓所有從A，B 機進來的呼叫都在B 機上落地，從備調TG 進來的呼叫都在軟交換系統上落地;第2 種方案是所有呼叫在軟交換系統落地。這2 種方案沒有本質上的優劣，采用哪種方案完全取決于把哪套系統當作調度通信的重心，由于目前軟交換系統的職能仍然定位為備用，所以采用了第一種方案，讓從A，B 機進來的呼叫在B 機落地，只有當B 機出現故障，地調交換機才會自動從備調TG 呼叫到軟交換系統，這個過程對呼叫發起者來說是透明的。

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

表1 省－地呼叫路由表

3 結束語

湖南備調軟交換系統的建設是軟交換技術在湖南調度交換系統中的一次大膽嘗試，在充分融合現有電路交換系統的基礎上實現了軟交換多媒體調度特色功能，在本次項目的實施過程中，積累了大量經驗，為將來大規模部署軟交換系統和構建統一綜合業務平臺打下了堅實基礎。

〔1〕嚴曉華． 現代通信技術基礎〔M〕． 北京:清華大學出版社出版，2006．

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