軟交換技術在電力調度系統中的應用

程小麗

【摘 要】 本文通過對軟交換技術的網絡體系和關鍵協議進行介紹，認識到軟交換技術的必要性，將神經網絡模型應用到軟交換技術的流量模型預測，為軟交換技術在電力調度系統中應用提供依據，并進一步研究了電力調度中軟交換技術的系統設計、網絡設計及提供的業務功能，使技術應用進一步具體化。

【關鍵詞】 軟交換技術 電力調度 網絡控制 業務預測

軟交換技術是一種完全開放并高度集成的體系結構轉變技術，能夠分配和協調網絡資源、控制通信過程，是通信網絡的關鍵紐帶，具有呼叫控制、資源協調、用戶認證，并向第三方提供可編程能力，使不同類型的通行網絡很好的協調工作。和傳統的電路交換相比，軟交換技術控制和承載功能更加獨立化、標準化，處理能力強，體積小、容量大，提供開放的第三方業務，有利于開展多媒體業務，實現了不同業務的融合。

1 軟交換技術

1.1 軟交換技術的網絡體系

軟交換體系結構可以分為應用層、控制層、傳輸層和接入層。

接入層主要是最基本的處理層面，負責將不同類型的網絡和用戶設備接入軟交換體系，接入層包括信令網關，負責接收和發送信令消息，實現NO.7信令網與IP網的互通；接入網關（AG）為用戶提供數字用戶接入、局域網接入等；無線接入網關（WAG）將無線設備與IP網連接；智能終端可以直接通過IP網絡接入軟交換，分為SIP、MGCP和H.323幾種。

傳輸層為軟交換體系提供分組的傳輸平臺，主要設備為交換機和路由器，是一個數據承載網絡，將業務媒體流和控制信息流傳輸到目的地。

控制層負責呼叫控制，主要設備為軟交換機，是軟交換網絡中的核心設備，控制接入層中的媒體網關業務和網關之間的通信。

應用層是最終的面向用戶提供的設備，為第三方提供平臺，具有生成網絡業務和維護網絡環境的能力。

1.2 軟交換關鍵協議

SIP協議是應用層會話發起協議，能夠創建、修改和終結多個通信會話進程，應用簡單、靈活，具有較強的擴展性，發展空間寬闊，其缺點是目前還不夠成熟，需要和其他協議配合使用，應用范圍還受其獨立性的限制。

H.323協議屬于多媒體的標準協議，包括呼叫控制、媒體編碼、網絡安全、會議通信等功能，能夠完成各種不同網絡終端間的交互通信。這種協議發展成熟，互通性強，穩定性較好，但應用時媒體的壓縮標準過多，調用復雜，不能建成高效的大規模網絡。

BICC協議與承載無關應用于NC接口的呼叫控制協議，解決呼叫和承載分離后的控制問題，實現了傳統網絡向綜合多業務的發展。

2 軟交換技術網絡流量預測模型

2.1 網絡流量預測

在建立數學模型的基礎上對網絡流量數據進行預測，以便準確的描述出網絡流量的特性。目前網絡流量增長越來越快，給網絡規劃和管理帶來了很大的挑戰，網絡流量的預測正是根據計算測量，對將來可能的流量進行預測，獲得流量走勢，盡可能的避免網絡故障的發生。電力調度網絡業務種類較多，包括語音業務、視頻業務、信令業務和數據業務等，但同時業務量相對于公網又很小，為了使網絡帶寬達到最合理的狀態，必須對網絡所需的流量進行一個預測。這樣才能使得所建設的網絡既能滿足現有的生產需求，又有能為擴展新業務提供空間，同時還能有效利用帶寬資源，減少浪費[1]。

2.2 基于神經網絡的軟交換技術在電力調度中流量預測

人工神經網絡是受到人和動物神經網絡的工作原理啟發而產生的，它模擬了生物神經網絡的運作特征，對輸入的數據進行并行的分布式信息處理[2]。

軟交換技術中，信令網主要負責協議的轉換，將軟交換與現有網絡互相通信，雖然目前信令流量較少，在網絡通信中造成的負擔不大，但采用標準信令協議的網絡設備必須確定流量的大小，以便配置合適的端口速率，所以對軟交換技術中信令流量的帶寬預測具有很大的必要性。預測基本程序為根據電力調度中電話呼叫信息，統計整年的通話次數和通話時長，計算每天的話務量，以每天的通話次數作為輸入，接入網關并配置H.248帶寬作為輸出，由于信令流在軟交換網絡中進行，它與媒體承載的帶寬預測結果一致。

3 電力調度軟交換網絡設計

3.1 設計原則

可靠性原則，保證系統設備的獨立性，即便一層控制出現控制問題，不會影響其他設備的運轉。

可擴展性原則，設備選擇和組裝中要考慮后期的系統擴容問題，以后的節點增加和減少不能影響整個網絡的總體狀態，保證系統的二次開發能力。

可管理原則，將系統中的各種類型設備及調度系統歸結到統一的網絡平臺，實現系統管理。

標準化原則，以國際標準為基礎，統一各種接口和協議，能夠和不同的系統相互融合。

3.2 組網方案及拓撲

整體的軟交換網絡以二級模式布置，省調作為一級的匯接中心，地調作為二級匯接中心，設立備調中心雙歸屬，提高電力調度的安全性和可靠性。其中省調具有匯接功能，并持續保持一定時期，當全省網絡建設完成后，再將匯接功能逐漸淡化，最終實現所有站點的獨立運營，相互連接。

省調布局中交換機由中繼網關直接與本地軟交換網絡相接，和軟交換同時運行，本地調軟交換控制層則采用核心冗余平臺作為控制中心，在業務層采用網管、業務調度等單元，在接入設備中布置模擬網關、電話等設備。地市局可直接接入省局軟交換系統中，本地具備軟交換系統的可以通過網絡與省調連接，互相通信。

3.3 軟交換系統的承載網要求

每個本地網要分配一個地址段，一部分用于本地設備的互聯，一部分用于核心節點。可以使用IS_IS作為IGP協議，該協議支持分層設置，能夠滿足數據業務要求。

語音業務對IP網的要求時要滿足傳輸時延、時延抖動、丟包率、回聲等要求，視頻業務還要考慮吞吐量。

3.4 軟交換系統在電力調度中提供的業務

軟交換技術在電力調度系統中不僅可以提供傳統業務，還在自身的特點上產生新型增值業務，傳統業務包括電話、長途中繼、補充業務、只能網等，后者包括點擊撥號、傳真、會議類業務、IP Centrex業務、UTP一號通業務以及UC企業統一通信業務等。

按照軟交換業務數據流的特征又可以將其分為會話業務例如語音業務和視頻電話，流業務有多媒體數據流，交互類業務如瀏覽網絡，后臺業務如后臺下載等。

參考文獻：

[1]佟大力.電力通信網中軟交換業務接口的設計與實現[D].北京華北電力大學，2010.7.

[2]范永玲.基于軟交換的NGN網絡關鍵技術與組網研究[D].廣州華南理工大學，2010.

[3]周澍，張聚明.華中電力調度交換網軟交換方案[J]電力系統通信，2008，29（186）：10-12.

[4]郭齊，向力，孫嘉.電力調度數據省級網與國家骨干網連接的幾點思考[J].電力系統自動化，2004，（04）：21-24.

[5]宋璐璐，雒江濤.軟交換技術在下一代網絡NGN中的應用[J].通信技術，2007（5）：34-35.