軟交換技術在電網生產調度中的應用研究

羅志群　陳忠義

摘 要：IPT（IP Telephony）使所有類型的通信業務（包括音頻、視頻和數據以及無線和有線語音業務）都可以在一套IP（互聯網協議）網絡上傳輸，并實現統一管理。軟交換技術的出現一方面造就了網絡的融合，另一方面軟交換采用了開放式應用程序接口（API），方便了第三方應用的開發和新業務的引進。文章主要立足服務于電網生產調度的電力專用通信網，從軟交換提出的必然性、軟交換的概念和主要功能特點等方面對軟交換技術進行論述，并對軟交換技術在電網生產調度通信專網中的應用作了具體的建議和分析介紹。

關鍵詞：軟交換；NGN；網絡融合；電網生產調度；電力通信網

引言

1978年，國家批準電力部門組建電力專用通信網服務于電網的生產調度。之后在相當長的一段時期里，電力通信逐步發展成為以音頻、載波、模擬微波、調度總機等設備組成的多用戶、多功能的綜合通信專網。隨著大規模集成電路的發展，出現了數字微波、光纖通信、程控交換機等，這也是目前電網通信系統的主要組成單元。高新技術的發展，特別是計算機技術與通信技術取得了驚人的發展，兩者相互融合、滲透，奠定了現代信息社會的基礎。新技術改變著傳統電信的概念和體系，通信體制正發生著深刻的變革，現代通信正經歷著從電路交換（面向連接）到IP包交換（無連接）的演變過程。

電力通信作為行業性的專用通信網，是隨電力系統的發展需要而逐步形成和發展的。它主要用來緩解公網發展緩慢而造成的通信能力不足并填補公網難以滿足一些電力部門特殊通信需求的矛盾，以保證電力專業化生產正常高效地進行。電力通信的業務可劃分為關鍵運行業務和事務管理業務兩大類。關鍵運行業務是指遠動信號、數據采集與監視控制系統、能量管理系統、 繼電保護信號和調度電話等；事務管理業務包括行政電話、會議電話和會議電視、管理信息數據等。不同的電力通信業務，要求也不同。關鍵運行業務信息量不大。但對通信的實時性、準確性和可靠性要求很高；事務管理性業務則是業務種類多、變化快、通信流量大。

軟交換技術的引入，將可以解決電力通信網目前面臨的一系列問題。例如：實現電力通信網中各網絡間互通，可以很好實現電話網和計算機網之間的信令互通及不同網關的互操作問題。這就是使得計算機網可以更方便地對電話網進行管理和支持，電話網也可以和計算機網絡配合，更好地提供服務。統一不同介質的網絡，在一臺交換服務器上可對多種介質的信息進行交換，并且具有操作維護功能（主要包括業務統計和告警等）。

1 軟交換技術和新一代網絡（NGN）

在企業網絡環境下，用戶采用基于以太網的電話，通過一套基于PC服務器的呼叫控制軟件，實現PBX功能（IP-PBX）。對于這樣一套設備，系統不需單獨鋪設網絡，而只通過與局域網共享就可實現管理與維護的統一，綜合成本遠低于傳統的PBX。為了提高網絡綜合運營效益，網絡的發展更加趨于合理、開放，更好地服務于用戶。業界提出了這樣一種設想：將傳統的交換設備部件化，分為呼叫控制與媒體處理，二者之間采用標準協議（MGCP、H.248）且主要使用純軟件進行處理，于是，軟交換（Softswitch）技術便應運而生。

根據國際軟交換論壇的定義，Softswitch是基于分組網利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的設備和系統。因此，軟交換的基本含義就是將呼叫控制功能從媒體網關（傳輸層）中分離出來，通過軟件實現基本呼叫控制功能，從而實現呼叫傳輸與呼叫控制的分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。

1.1 軟交換體系結構

異構網絡并存是目前網絡的現狀，多種異構網絡融合則是大勢所趨。隨著IP網的迅速發展，軟交換將以IP網為骨干，在各種網絡相互融合的基礎上，以一種統一的方式靈活地提供業務。軟交換控制器（Softswitch）是軟交換體系中的控制核心，它獨立于底層承載協議，主要完成呼叫控制、媒體網關接入控制、資源分配、協議處理、路由、認證、計費等主要功能，可以向用戶提供現有網絡能夠提供的業務，并向業務支撐環境提供底層網絡能力的訪問接口。應用服務器則是軟交換體系中業務支撐環境的主體，也是業務提供、開發和管理的核心。

軟交換網絡從功能上可以分為業務/應用層、控制層、傳輸層和媒體/接入層。其分層體系結構見圖1：

1.1.1 媒體/接入層提供各種網絡和設備接入到核心骨干網的方式和手段，主要包括信令網關、媒體網關、接入網關等多種接入設備。

1.1.2 傳輸層負責提供各種信令和媒體流傳輸的通道，網絡的核心傳輸網將是IP分組網絡。

1.1.3 控制層主要提供呼叫控制、連接控制、協議處理等能力，并為業務平面提供訪問底層各種網絡資源的開放接口。該平面的主要組成部分是軟交換設備。

1.1.4 業務/應用層利用底層的各種網絡資源為用戶提供豐富多樣的網絡業務。主要包括功能服務器、應用服務器和策略服務器等。其中最主要的功能實體是應用服務器，它是軟交換網絡體系中業務的執行環境。

可以看出，軟交換采用分層、開放的體系結構，將傳統交換機的功能模塊分離成獨立的網絡實體，各實體間采用開放的協議或API接口，從而打破了傳統通信網封閉的格局，實現了多種異構網絡間的融合。下一代網絡的體系通過將業務與呼叫控制分離、呼叫控制與承載分離，來實現相對獨立的業務體系，使得上層業務與底層的異構網絡無關，靈活、有效地實現業務的提供，從而能夠滿足人們多樣的、不斷發展的業務需求。可以說，軟交換完全體現了業務驅動的思想和理念，很好地實現了多網絡的融合，提供了開放靈活的業務提供體系。

軟交換設備位于控制層，提供多種業務的連接控制、路由、網絡資源管理、計費、認證等功能。軟交換設備與各種媒體網關、終端、應用服務器、其他軟交換設備間采用標準協議相互通信。

1.2 軟交換的主要功能