電力系統程控交換網IP化改造解決方案研究

梁德敏

（廣州電力設計院有限公司，廣東 廣州510610）

電力交換通信網是電力專網之一，是電力系統不可缺少的組成部分，是電力調度自動化管理及行政管理的基礎，經過多年發展，已基本形成以程控交換機為主的各級調度網絡及備調網絡。但存在信令不統一、開發性差、維護成本高，單純語音業務交換，無法實現語音、數據、多媒體業務融合，不適應智能電網發展，因此部分供電局逐步開展交換系統改造，采用統一通信、調度電話IP化技術代替傳統程控交換機。

1 傳統程控交換網組網模式

南方電網調度語音交換網以總調、備調為中心，采用三級匯接、四級交換的網絡結構。各級調度機構和35 kV及以上變電站應實現南方電網調度語音交換網覆蓋。

目前，東莞供電局交換網采用程控交換的方式組網，主要采用Harris20設備，行政交換網東莞供電局至省公司、東莞局至可園分部、東莞局至主山分部、可園分部至主山分部均采用Q信令進行中繼，東莞局至東莞電信采用1號信令進行中繼，東莞局至東莞移動采用PRI信令進行中繼。東莞局調度交換網東莞局新調度大樓至省公司調度交換機采用1號信令進行中繼，交換網拓撲如圖1所示。

2 傳統程控交換網存在的問題

程控交換網業務單一，無法實現語音、數據、多媒體業務融合，不適應智能電網發展，但存在信令不統一、開發性差、維護成本高。從設備運行狀況來看，現有程控交換機設備已投入運行多年，（部分設備運行超過10年），開始進入故障高發期，同時這些設備還存在技術水平相對落后，設備性能老化、部分備品備件已停產等不利情況。

3 程控交換網IP化改造方案

如圖2所示，調度交換、統一通信（行政交換）系統作為獨立的兩個音視頻局域網子網，跨接在音視頻局域網上，音視頻局域網再通過跨網防火墻與綜合數據網互聯互通。

廠站端調度電話及行政電話經由綜合數據網、音視頻局域網與調度交換及統一通信（行政交換）系統互通。調度交換、統一通信（行政交換）系統主站設備統一基于音視頻局域網承載。各地區局調度交換機之間仍沿用2M中繼互聯，待音視頻局域網建設完善后，增加SIP中繼作為備用互聯中繼。

3.1 調度交換網IP化解決方案

依據此思路，對東莞供電局現有主備用程控交換機進行更換，統一升級為TDM＋IP一體化調度交換設備，其軟硬件支持最新VoIP網絡通信，通過VOIP接口直連網絡，要求設備不僅具有傳統的電路交換、調度功能和業務，還能在廣域范圍內實現IP調度電話、多媒體通信等業務。

新增2臺支持VOIP功能調度交換機，含VOIP中繼接口、VOIP用戶接口模塊、語音網關及錄音系統等設備，交換機通過音視頻網絡與綜合數據網互聯，通過綜合數據網實現廠站段調度電話放號，解決PCM設備退運前，調度電話IP接入問題，新增設備接入方式如圖3。

此外，新建音視頻局域網，配置音視頻局域網高端交換機及萬兆防火墻各2套，調度交換網接入用三層低端交換機、千兆防火墻各2套。調度交換機通過防火墻接入音視頻局域網，經跨網防火墻與綜合數據網互聯互通。

東莞供電局現有變電站187座，變電站調度電話236個。本工程按照300部IP電話接入容量考慮，進行VOIP用戶接口板配置，設備容量滿足未來5年變電站投產變電站接入需求。

圖1 程控交換網拓撲圖

圖2 調度交換、行政交換系統連接示意圖

3.2 行政交換網IP化解決方案

東莞局大樓和東莞城區備調各配置一套中繼網關，提供E1中繼線路接口，實現東莞局行政網絡與PSTN網絡互通（包括本地市話出局），完成電路中繼和分組網上的媒體流的轉換。中繼網關宜具備本地再生功能，在分省公司軟交換系統宕機或網絡中斷時，地市局中繼網關具備再生能力，可接管地市局用戶注冊，實現地市局內的用戶之間互通，并且實現通過地市局本地中繼的呼入及呼出。行政交換系統架構如圖4所示。配置一套網管系統，提供統一管理與維護功能。

圖3 調度交換系統架構圖

圖4 行政交換系統架構圖

4 交換網IP化解決方案優勢

（1）實現網絡融合，降低運營成本

行政交換網IP化改造，采用統一的業務提供、控制、管理平臺，不同用戶共同享用網絡提供的服務，實現網絡共享，采用統計時分復用技術，根據業務使用分配帶寬，不同于電路交換，節約網絡帶寬資源，提高網絡利用率。開放的接口和協議進行互通，減少維護人員，降低技術培訓費。

（2）實現業務、用戶綜合接入

PSTN用戶終端智能化低，接入帶寬窄，難以適應業務發展的速度，軟交換網絡可通過網關接入傳統電話用戶，通過無線網關實現無線用戶接入，通過H．323網關接入IP電話，以及裝在軟件的各類PC軟終端，可通過軟件和享受多媒體業務，允許用戶通過遠程接入，不受地理位置限制。

（3）擴容便捷、維護方便

傳統程控交換機通過增加板卡進行擴容，軟交換只需增加授權，根據擴容數量增加相應IP電話或者模擬電話網關，不需音頻布線工程量和維護工程量。

（4）實現網絡平滑過渡、持續發展

PSTN網絡與軟交換在一段時間內共存，NGN不是對PSTN網絡資源的淘汰，是自然演進，平滑過渡，原有程控設備可繼續使用至壽命終了，PSTN用戶通過中繼網關接入軟交換網絡，實現互通、共存。

5 結束語

軟交換結合了傳統程控交換網絡的可靠性和IP技術的靈活性與有效性的優點，是傳統電路交換向分組交換網絡的重點，對電力交換網演進及利用IP網絡提供豐富業務起至關重要的作用，實現電力系統多業務融合發展，促進電力通信網絡智能化。