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

（貴州拓視實業(yè)有限公司，貴州 貴陽 550002）

0 引言

軟交換實際是一種功能實體，具有呼叫控制和連接控制的功能，是實現(xiàn)控制功能的主要實體，將各項功能業(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。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，促進了電力通信行業(yè)的全面發(fā)展。想要進一步挖掘軟交換的價值和功能，就需要對軟交換技術(shù)的結(jié)構(gòu)層次以及功能應(yīng)用有一個全面的認識和了解，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，軟交換是一個獨立于傳輸網(wǎng)的獨立的設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)演進的重要組成部分，也是下一代包網(wǎng)的核心設(shè)備，主要完成呼叫控制、認證、協(xié)議處理、資源分配、通話計費等功能。它的技術(shù)特征是包括開放性、兼容性、互通性等。因為它采用了開放式的標準接口，可以很容易地與不同的網(wǎng)關(guān)交換器進行連接。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)，使用起來簡單、可靠。為客戶提供個性化的服務(wù)，采用軟交換技術(shù)，為第三方提供了一個開放的程序界面，方便了客戶的擴展。對可編程的事件和電話事件都有詳盡的記錄，可以實現(xiàn)后店的可編程功能。技術(shù)費用低廉，和程控交換機的專用設(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)的實際應(yīng)用中，各個層級的軟交換網(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，并將其作為一個核心網(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。在軟交換網(wǎng)絡(luò)中，控制層的作用主要是完成呼叫控制、分配和管理交換機的功能，能夠為軟交換網(wǎng)絡(luò)級上的服務(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)中的一個或多個端點集中在一起，它可以與SIP 客戶端、H.323 終端進行直接的連接，從而為用戶提供相應(yīng)的電力通信服務(wù)。媒體網(wǎng)關(guān)是一個對外網(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PSTN/ISDN 交換機的各種服務(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)，并與第三方進行合作，實現(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)的實時資訊，例如：保護、EMS、水調(diào)自動化、雷電監(jiān)測等。電力市場的輔助系統(tǒng)，例如：辦公自動化、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。通過不同的獨立網(wǎng)絡(luò)來完成各種業(yè)務(wù)，例如語音業(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]。這些獨立的網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)之間很難很好地整合，導致了整體服務(wù)能力差、用戶使用不便，而且各網(wǎng)絡(luò)運行費用高，管理和配置也比較復雜。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)體系將會克服上述缺陷和缺陷。隨著通信平臺的不斷完善和完善，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實現(xiàn)。在全面調(diào)研了我國通信網(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)一的計劃、逐步實施的方針，并重視經(jīng)濟效益和支持體系的建設(shè)。

5.1 時間的選擇

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)和運行維護費用將會非常昂貴，NGN 的成本也會隨著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間進行網(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 的部署是一個復雜而長期的過程，不能以分散的、分散的方式進行部署，要做到科學的部署，逐步的進行，減少風險。針對網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，網(wǎng)元的分配等要進行統(tǒng)一的計劃，以滿足將來的業(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、合理的技術(shù)方案。

5.3 逐步執(zhí)行

大型的電信運營商、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，必須制訂逐步演進的實施方案。在項目實施之前，提出了有關(guān)設(shè)備的試驗，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)備的運行性能、設(shè)備運行穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)安全性等。

5.4 以經(jīng)濟發(fā)展為核心

電力通信引入NGN 的終極目標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，在對電力用戶的服務(wù)需求進行詳細的調(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)營提供技術(shù)平臺。在制訂技術(shù)方案時，應(yīng)充分考慮不同類型的電力通信用戶的實際需要。NGN 的業(yè)務(wù)功能很強，針對特定的客戶需要，注重技術(shù)的應(yīng)用，協(xié)調(diào)多個標準、多個廠商、多個決策的關(guān)系，在保證質(zhì)量的情況下，加快項目的進度，以最大限度地發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)點，以達到最大的經(jīng)濟效益。NGN 支持標準的商業(yè)開發(fā)界面，使得第三方能夠在網(wǎng)絡(luò)中獨立地進行商業(yè)開發(fā)，這就要求對其進行強大的支撐和保證。在電力通信NGN 建設(shè)中，應(yīng)注意與運維支持系統(tǒng)的同步建設(shè)，同時要與已有的網(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，國內(nèi)的電力通信網(wǎng)絡(luò)功能主要是為商業(yè)化運營、現(xiàn)代化辦公、以及對電網(wǎng)的自動控制提供服務(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)、視頻會議網(wǎng)等服務(wù)網(wǎng)絡(luò)來實施。電力企業(yè)的業(yè)務(wù)包括語音業(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)來完成。

6.1 實現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)互通

由于網(wǎng)絡(luò)彼此之間存在著獨立的關(guān)系，因此很難進行統(tǒng)一，很可能會給使用者帶來一定的不便。另外，系統(tǒng)的管理配置也相對較復雜，維護費用也較高，有待于進一步的完善與提高。為了達到最佳的輸電網(wǎng)絡(luò)，可以采用軟交換網(wǎng)絡(luò)，它是一個具有較好數(shù)據(jù)包承載能力的平臺。將軟交換技術(shù)引入電力通信網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)語音、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)具有相互獨立的交換機、復接器等，難以做到互聯(lián)互通。由于信息在不同的網(wǎng)絡(luò)間進行，因此在不同的網(wǎng)絡(luò)間進行數(shù)據(jù)交換，其處理過程較為煩瑣，既耗費了大量的資源，又給電力系統(tǒng)的運營和管理帶來了困難。然而，將軟交換技術(shù)運用到電力通信中，可以將語音、視頻會議、電力傳輸網(wǎng)、因特網(wǎng)有機地結(jié)合起來，采用標準化的協(xié)議和統(tǒng)一的業(yè)務(wù)，提供管理和控制平臺，利用各種網(wǎng)關(guān)的不同功能，對不同的用戶進行訪問，形成統(tǒng)一的獨立網(wǎng)，從而減少電力通信的運行費用。

隨著社會、經(jīng)濟、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)的單機調(diào)度自動化系統(tǒng)架構(gòu)向客戶服務(wù)器架構(gòu)過渡，并對電量計費網(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)等進行了強化。電力通信業(yè)務(wù)的實施與轉(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，推動電力通信的發(fā)展。在建設(shè)軟交換網(wǎng)時，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)的擴展速度越來越快。在對區(qū)域的交換機進行改造時，可以采用軟交換機+IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)的方式。由于該方案的投資相對于傳統(tǒng)的線路交換裝置來說，投資更低，所以可以將其作為優(yōu)先事項，從而減少電力通信系統(tǒng)的運行費用。

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)主要是一種自動化信息傳輸過程，基于各變電站及各一級調(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)為主導的調(diào)度電話交換網(wǎng)，主要以語音服務(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)定運行。

6.3 軟交換在長途電話中的應(yīng)用

各省的長途電話網(wǎng)絡(luò)通常設(shè)有多個接線局，各地和市局采用2M 的單路由接入。這樣，一旦發(fā)生了故障，影響非常嚴重。若各局至匯接局的傳送通路發(fā)生故障，遠距離線路會被切斷。此外，匯接中心均集中于銀行，對設(shè)備的需求也比較大；雖然各個局到匯接局的業(yè)務(wù)不多，但都要占用2M 的線路，這就導致了資源的浪費。在遠程電話網(wǎng)絡(luò)中，采用了軟交換技術(shù)，每個局域網(wǎng)僅需要訪問一個局域網(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[5]。由于當前長距離電話網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模尚不大，采用集中式的方式實現(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，進行PCENTERX、個人寬帶視頻、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，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)出更多個性化的、針對性的業(yè)務(wù)。

7 結(jié)語

軟交換是一種實現(xiàn)傳統(tǒng)的程控交換機的呼叫控制功能，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)對呼叫控制的需求也各不相同。而軟交換是獨立于服務(wù)的，這就要求軟交換具有對各類服務(wù)的最基本的呼叫控制。軟交換應(yīng)當盡可能簡單和智能，并且盡可能的將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到外部的應(yīng)用層。作為一個開放的系統(tǒng)，軟交換必須使用標準的協(xié)議，并且通過API 接口來支持第三方應(yīng)用。當前軟交換技術(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。