華光潭水電公司程控交換網(wǎng)優(yōu)化方案研究

邵春林

（浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司，浙江 杭州 311300）

0 引 言

浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司屬于梯級調(diào)度電站，電站下轄一、二級電站及一、二級壩區(qū)，管理區(qū)設置在二級電站。全廠站共有4臺機組，其中一級電站裝設有2臺單機容量30 MW的混流式水輪發(fā)電機組，二級電站裝設有2臺單機容量12.5 MW的混流式水輪發(fā)電機組，總裝機85 MW。一、二級電站均為常規(guī)引水式電站，由2個大壩和2個廠房組成。一、二級電站首尾相距22 km左右。華光潭水電站現(xiàn)有的生產(chǎn)調(diào)度交換機與大壩同步建成，至今已有13年。現(xiàn)有的生產(chǎn)調(diào)度交換機由調(diào)度交換主機、多功能調(diào)度臺、PCM設備以及錄音系統(tǒng)等組成。

原先使用的程控交換機屬于早期傳統(tǒng)數(shù)字式程控交換機，存在開發(fā)性不好、維護成本高、只有單純的語音業(yè)務、無法實現(xiàn)語音及其他數(shù)據(jù)的融合、無法部署VoIP電話以及不具備無線手持終端等業(yè)務的接入等缺點，不適應電廠通信網(wǎng)絡的發(fā)展。

1 光纖通信網(wǎng)絡改造設計原則

光纖通信與計算機網(wǎng)絡集成技術(shù)逐漸融為一體，具有大容量、絕佳的保密性以及不容易受電磁干擾等優(yōu)點。光纖通信技術(shù)被廣泛應用于電力行業(yè)通信系統(tǒng)。電力系統(tǒng)通信中常利用同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技術(shù)在多站點之間組建光纖環(huán)網(wǎng)。SDH設備是一種將復接、線路傳輸和交換等功能融為一體并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡，可以傳輸數(shù)據(jù)、語音、視頻以及圖像等各種信息。

對于華光潭水電站生產(chǎn)區(qū)程控交換網(wǎng)絡存在的問題，應進行升級改造，統(tǒng)一構(gòu)建一套完整、可靠以及智能的光纖通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，以承載生產(chǎn)區(qū)所有功能業(yè)務系統(tǒng)的信息通信和數(shù)據(jù)交互，并保證其運行的安全、可靠以及穩(wěn)定。光纖通信網(wǎng)絡應遵循以下原則。第一，遵照開放性原則，符合各類相關(guān)標準。第二，具有高安全性和可靠性，滿足電力行業(yè)程控交換系統(tǒng)安全和可靠的運行要求。第三，具備良好的擴展性，便于其他業(yè)務以及系統(tǒng)的擴展增加。第四，具有良好的可維護管理性，便于專業(yè)人員進行運行管理監(jiān)視和日常故障處理。第五，具備優(yōu)秀的自愈能力，可以在極短的時間內(nèi)恢復故障，不造成所有業(yè)務的中斷[1]。

2 傳統(tǒng)程控交換網(wǎng)絡組網(wǎng)模式

華光潭程控交換網(wǎng)絡以光潭二級電站為總調(diào)，采用二級匯接的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。各級廠站側(cè)應實現(xiàn)華光潭語音交換網(wǎng)絡的全面覆蓋。

目前，華光潭電站主要采用廣哈MAP512設備程控交換組網(wǎng)方式。一級站及兩個壩區(qū)之間通過SHD及PCM設備連接，與辦公樓之間通過大對數(shù)線的物理形式實現(xiàn)華光潭調(diào)度語音交換網(wǎng)的覆蓋，且使用環(huán)路中繼接入杭州供電公司調(diào)度網(wǎng)。程控交換網(wǎng)拓撲如圖1所示。

圖1 華光潭電站生產(chǎn)區(qū)光纖通信網(wǎng)絡拓撲圖環(huán)網(wǎng)架構(gòu)（改造前）

3 傳統(tǒng)程控交換網(wǎng)絡存在的問題

傳統(tǒng)的程控交換網(wǎng)絡業(yè)務單一，不可實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音以及圖像等的業(yè)務融合，且不能部署VoIP電話及無法支持無線手持終端等業(yè)務的接入，不適應電廠通信網(wǎng)絡的發(fā)展，存在開發(fā)性差和維護成本高的缺點。從原設備運行狀況來看，由于設備投運年限已久，其中的主控CPU、主控時隙板以及總線板等均存在不同程度的老化，存在系統(tǒng)性能下降、故障頻率增加以及部分配件已經(jīng)停止生產(chǎn)等不利情況。

4 程控交換網(wǎng)優(yōu)化所需設備

廠房現(xiàn)場及壩區(qū)程控調(diào)度交換系統(tǒng)由于線路的局限性仍采用老式組網(wǎng)方式。接入電站升級后的光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中，一級壩、一級站以及二級壩作為終端各配置一套SDH設備、一套PCM設備以及一臺匯聚交換機接入業(yè)務系統(tǒng)，二級站作為中心管理站配置一套SDH設備、三套PCM設備、一臺匯聚交換機以及一臺管理終端。

SDH作為整個網(wǎng)絡核心設備，具備光口、網(wǎng)口以及2M E1接口等。光口負責SDH之間互聯(lián)形成光環(huán)網(wǎng)。網(wǎng)口負責接入交換機等網(wǎng)絡設備組建網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。2M E1口負責接入PCM設備實現(xiàn)話音通信。對匯聚交換機進行VLAN劃分，在不改變各業(yè)務系統(tǒng)VoIP地址網(wǎng)段的情況下接入所在站點的信息業(yè)務系統(tǒng)，包括內(nèi)部局域網(wǎng)系統(tǒng)等。PCM設備負責接入所在站點所有通信話音設備。廠站調(diào)度電話機經(jīng)由廠站數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和杭州調(diào)度網(wǎng)絡實現(xiàn)互通。調(diào)度交換系統(tǒng)設備統(tǒng)一基于程控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡承載。

5 程控交換網(wǎng)優(yōu)化解決方案

根據(jù)設計思路優(yōu)化升級華光潭電站程控交換系統(tǒng)及其網(wǎng)絡。程控交換機更新為HARRIS CCS-IXP 256型設備，并新增MPGW板用于實現(xiàn)VoIP網(wǎng)絡通信，使設備不僅具備傳統(tǒng)的調(diào)度和電路交換功能，還能在廣域范圍內(nèi)實現(xiàn)VoIP電話和廠房內(nèi)部移動式VoIP電話等業(yè)務。

廠房及壩區(qū)之間交換網(wǎng)接入由新型SDH設備組成的光纖環(huán)網(wǎng)中。新SDH設備由1臺華為OSN500和3臺華為OSN1500組成環(huán)形網(wǎng)。各個站點分別配置一套PCM，通過2M口來實現(xiàn)電路交換，并且采用環(huán)路中繼，通過音頻配線架接入杭州供電公司調(diào)度網(wǎng)。

新增一塊MPGW板用于注冊VoIP電話。MPGW板接入廠站管理區(qū)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡實現(xiàn)用戶放號，并且通過在一、二級站廠房內(nèi)部署無線AP實現(xiàn)廠房內(nèi)部移動式VoIP電話的使用。改造后的華光潭電站生產(chǎn)區(qū)光纖通信網(wǎng)絡拓撲圖環(huán)網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。華光潭電站廠站側(cè)用戶需求共120門。本工程按照模擬用戶112部MPGW板和128部VoIP電話的接入容量進行考慮，模擬和配置VoIP用戶接口板，用戶容量滿足華光潭電站未來5年的接入需求。

圖2 華光潭電站生產(chǎn)區(qū)光纖通信網(wǎng)絡拓撲圖環(huán)網(wǎng)架構(gòu)（改造后）

5.1 用戶網(wǎng)VoIP化解決方案

程控交換機MPGW板件通過網(wǎng)口接入廠區(qū)綜合數(shù)據(jù)交換機，實現(xiàn)網(wǎng)絡互通，完成用戶電話VoIP化[2]。

5.2 一、二級站無線VoIP電話解決方案

由于一二級廠房內(nèi)部空間較大，廠站內(nèi)部電話部署分散且地下廠房有兩層，手機移動信號丟失嚴重，不利于日常工作的溝通，且在機組開機狀態(tài)下噪聲較大無法聽到廠房內(nèi)部壁掛電話的響鈴聲。

基于廠站管理區(qū)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)通過SDH光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)與一二級站的數(shù)據(jù)互通，在一二級廠站內(nèi)部署一定數(shù)量的無線AP，實現(xiàn)廠房VoIP電話專用無線網(wǎng)絡的覆蓋，從而實現(xiàn)無線手持式VoIP電話的應用，極大地方便了日常工作的開展。廠房覆蓋VoIP電話專用無線網(wǎng)絡如圖3所示。

圖3 實現(xiàn)廠房覆蓋VoIP電話專用無線網(wǎng)絡

5.3 華光潭水電站光纖環(huán)網(wǎng)的成果體現(xiàn)

基于SDH系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，華光潭水電站光纖環(huán)網(wǎng)占用光纖資源極少，新增業(yè)務不需要增加光纖鏈路成本。基于SDH的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每個站點均有兩個傳輸方向，任一方向的光纜中斷仍可實現(xiàn)保護，保障數(shù)據(jù)業(yè)務向環(huán)網(wǎng)另一個方向的傳輸不中斷，從而不影響任何信息系統(tǒng)的通信和數(shù)據(jù)的交互，提升了網(wǎng)絡通信的可靠性和穩(wěn)定性。此外，華光潭水電站光纖環(huán)網(wǎng)配置了網(wǎng)管系統(tǒng)，實現(xiàn)了全網(wǎng)實時監(jiān)視控制、管理維護以及故障定位等，節(jié)省了人力和物力[3]。

6 規(guī)劃電話號碼范圍和撥號方式等

所選廣哈CCS型交換機預定數(shù)字用戶數(shù)量112門和VoIP用戶128門，一、二級站及一、二級壩各使用20門電話號碼，128門VoIP電話能滿足辦公區(qū)使用需求。實際分配號碼時，以保留原先使用的號碼為原則，辦公室因線路變更保留重要外線號碼，其余號碼用于保障未來應用。升級改造前后的電話號碼范圍分別如表1和表2所示。

表1 升級改造前的電話號碼范圍

表2 技術(shù)改造后電話號碼范圍

7 調(diào)度臺的升級及錄音功能的提升

一方面，調(diào)度臺可以接入兩個號碼，一個用于普通號碼，另一個用于緊急號碼，而用戶在緊急狀況下可以撥打緊急號碼。調(diào)度臺對收到的緊急來話和普通來話分別采用不同的聲/光提示方法加以區(qū)分，并且新型調(diào)度臺支持VoIP及數(shù)字的共同使用，擁有并席、熱線、群呼、會議以及廣播等功能。

另一方面，錄音系統(tǒng)可以對所有調(diào)度話機進行自動實時錄音，用移動硬盤和DVD光盤刻錄等進行備份，能顯示并記錄主叫和被叫號碼，具有可以同時對多路電話進行錄音、監(jiān)聽以及查詢等功能，保障了調(diào)度交換網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)安全[4]。

8 交換網(wǎng)VoIP化解決方案的優(yōu)勢

8.1 實現(xiàn)網(wǎng)絡結(jié)合，降低運營成本

程控交換網(wǎng)絡VoIP化優(yōu)化，采用統(tǒng)一的控制管理平臺并提供統(tǒng)一的業(yè)務，摒棄了原有用戶交換的跳線工作，減少了維護人員工作量。不同的用戶通過網(wǎng)絡享受相同的服務，實現(xiàn)了數(shù)字交換和電路交換共存，提升了網(wǎng)絡利用率。

8.2 實現(xiàn)業(yè)務和用戶綜合接入

軟交換網(wǎng)絡可以通過網(wǎng)關(guān)連接傳統(tǒng)模擬電話用戶，通過無線AP實現(xiàn)無線VoIP用戶接入，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)接入VoIP電話。通過多功能調(diào)度臺，可實現(xiàn)多號碼使用、廣播、會議以及群呼等特殊功能。

8.3 擴容便捷且維護方便

程控交換機系統(tǒng)可以通過增加板卡進行用戶擴容，根據(jù)擴容數(shù)量增加相應VoIP電話或者模擬電話，不需音頻布線工程和維護工程。

9 結(jié) 論

本次程控交換網(wǎng)絡的優(yōu)化結(jié)合了傳統(tǒng)程控交換網(wǎng)絡的可靠性、VoIP技術(shù)的靈活性與有效性等優(yōu)點，對老電廠交換網(wǎng)的升級和優(yōu)化具有重要作用，節(jié)省了電廠維護人員的工作量，促進了電力通信系統(tǒng)多業(yè)務融合和電力通信網(wǎng)絡智能化的發(fā)展。