電力系統(tǒng)程控交換網(wǎng)IP化改造解決方案研究

梁德敏

（廣州電力設(shè)計院有限公司，廣東 廣州510610）

電力交換通信網(wǎng)是電力專網(wǎng)之一，是電力系統(tǒng)不可缺少的組成部分，是電力調(diào)度自動化管理及行政管理的基礎(chǔ)，經(jīng)過多年發(fā)展，已基本形成以程控交換機為主的各級調(diào)度網(wǎng)絡(luò)及備調(diào)網(wǎng)絡(luò)。但存在信令不統(tǒng)一、開發(fā)性差、維護成本高，單純語音業(yè)務(wù)交換，無法實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)融合，不適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展，因此部分供電局逐步開展交換系統(tǒng)改造，采用統(tǒng)一通信、調(diào)度電話IP化技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)程控交換機。

1 傳統(tǒng)程控交換網(wǎng)組網(wǎng)模式

南方電網(wǎng)調(diào)度語音交換網(wǎng)以總調(diào)、備調(diào)為中心，采用三級匯接、四級交換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。各級調(diào)度機構(gòu)和35 kV及以上變電站應(yīng)實現(xiàn)南方電網(wǎng)調(diào)度語音交換網(wǎng)覆蓋。

目前，東莞供電局交換網(wǎng)采用程控交換的方式組網(wǎng)，主要采用Harris20設(shè)備，行政交換網(wǎng)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(diào)度交換網(wǎng)東莞局新調(diào)度大樓至省公司調(diào)度交換機采用1號信令進行中繼，交換網(wǎng)拓撲如圖1所示。

2 傳統(tǒng)程控交換網(wǎng)存在的問題

程控交換網(wǎng)業(yè)務(wù)單一，無法實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)融合，不適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展，但存在信令不統(tǒng)一、開發(fā)性差、維護成本高。從設(shè)備運行狀況來看，現(xiàn)有程控交換機設(shè)備已投入運行多年，（部分設(shè)備運行超過10年），開始進入故障高發(fā)期，同時這些設(shè)備還存在技術(shù)水平相對落后，設(shè)備性能老化、部分備品備件已停產(chǎn)等不利情況。

3 程控交換網(wǎng)IP化改造方案

如圖2所示，調(diào)度交換、統(tǒng)一通信（行政交換）系統(tǒng)作為獨立的兩個音視頻局域網(wǎng)子網(wǎng)，跨接在音視頻局域網(wǎng)上，音視頻局域網(wǎng)再通過跨網(wǎng)防火墻與綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)互通。

廠站端調(diào)度電話及行政電話經(jīng)由綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、音視頻局域網(wǎng)與調(diào)度交換及統(tǒng)一通信（行政交換）系統(tǒng)互通。調(diào)度交換、統(tǒng)一通信（行政交換）系統(tǒng)主站設(shè)備統(tǒng)一基于音視頻局域網(wǎng)承載。各地區(qū)局調(diào)度交換機之間仍沿用2M中繼互聯(lián)，待音視頻局域網(wǎng)建設(shè)完善后，增加SIP中繼作為備用互聯(lián)中繼。

3.1 調(diào)度交換網(wǎng)IP化解決方案

依據(jù)此思路，對東莞供電局現(xiàn)有主備用程控交換機進行更換，統(tǒng)一升級為TDM＋IP一體化調(diào)度交換設(shè)備，其軟硬件支持最新VoIP網(wǎng)絡(luò)通信，通過VOIP接口直連網(wǎng)絡(luò)，要求設(shè)備不僅具有傳統(tǒng)的電路交換、調(diào)度功能和業(yè)務(wù)，還能在廣域范圍內(nèi)實現(xiàn)IP調(diào)度電話、多媒體通信等業(yè)務(wù)。

新增2臺支持VOIP功能調(diào)度交換機，含VOIP中繼接口、VOIP用戶接口模塊、語音網(wǎng)關(guān)及錄音系統(tǒng)等設(shè)備，交換機通過音視頻網(wǎng)絡(luò)與綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)，通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)廠站段調(diào)度電話放號，解決PCM設(shè)備退運前，調(diào)度電話IP接入問題，新增設(shè)備接入方式如圖3。

此外，新建音視頻局域網(wǎng)，配置音視頻局域網(wǎng)高端交換機及萬兆防火墻各2套，調(diào)度交換網(wǎng)接入用三層低端交換機、千兆防火墻各2套。調(diào)度交換機通過防火墻接入音視頻局域網(wǎng)，經(jīng)跨網(wǎng)防火墻與綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)互通。

東莞供電局現(xiàn)有變電站187座，變電站調(diào)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(shè)備容量滿足未來5年變電站投產(chǎn)變電站接入需求。

圖1 程控交換網(wǎng)拓撲圖

圖2 調(diào)度交換、行政交換系統(tǒng)連接示意圖

3.2 行政交換網(wǎng)IP化解決方案

東莞局大樓和東莞城區(qū)備調(diào)各配置一套中繼網(wǎng)關(guān)，提供E1中繼線路接口，實現(xiàn)東莞局行政網(wǎng)絡(luò)與PSTN網(wǎng)絡(luò)互通（包括本地市話出局），完成電路中繼和分組網(wǎng)上的媒體流的轉(zhuǎn)換。中繼網(wǎng)關(guān)宜具備本地再生功能，在分省公司軟交換系統(tǒng)宕機或網(wǎng)絡(luò)中斷時，地市局中繼網(wǎng)關(guān)具備再生能力，可接管地市局用戶注冊，實現(xiàn)地市局內(nèi)的用戶之間互通，并且實現(xiàn)通過地市局本地中繼的呼入及呼出。行政交換系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。配置一套網(wǎng)管系統(tǒng)，提供統(tǒng)一管理與維護功能。

圖3 調(diào)度交換系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖4 行政交換系統(tǒng)架構(gòu)圖

4 交換網(wǎng)IP化解決方案優(yōu)勢

（1）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合，降低運營成本

行政交換網(wǎng)IP化改造，采用統(tǒng)一的業(yè)務(wù)提供、控制、管理平臺，不同用戶共同享用網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，采用統(tǒng)計時分復(fù)用技術(shù)，根據(jù)業(yè)務(wù)使用分配帶寬，不同于電路交換，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，提高網(wǎng)絡(luò)利用率。開放的接口和協(xié)議進行互通，減少維護人員，降低技術(shù)培訓(xùn)費。

（2）實現(xiàn)業(yè)務(wù)、用戶綜合接入

PSTN用戶終端智能化低，接入帶寬窄，難以適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展的速度，軟交換網(wǎng)絡(luò)可通過網(wǎng)關(guān)接入傳統(tǒng)電話用戶，通過無線網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)無線用戶接入，通過H．323網(wǎng)關(guān)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(yè)務(wù)，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(tǒng)程控交換機通過增加板卡進行擴容，軟交換只需增加授權(quán)，根據(jù)擴容數(shù)量增加相應(yīng)IP電話或者模擬電話網(wǎng)關(guān)，不需音頻布線工程量和維護工程量。

（4）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平滑過渡、持續(xù)發(fā)展

PSTN網(wǎng)絡(luò)與軟交換在一段時間內(nèi)共存，NGN不是對PSTN網(wǎng)絡(luò)資源的淘汰，是自然演進，平滑過渡，原有程控設(shè)備可繼續(xù)使用至壽命終了，PSTN用戶通過中繼網(wǎng)關(guān)接入軟交換網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)互通、共存。

5 結(jié)束語

軟交換結(jié)合了傳統(tǒng)程控交換網(wǎng)絡(luò)的可靠性和IP技術(shù)的靈活性與有效性的優(yōu)點，是傳統(tǒng)電路交換向分組交換網(wǎng)絡(luò)的重點，對電力交換網(wǎng)演進及利用IP網(wǎng)絡(luò)提供豐富業(yè)務(wù)起至關(guān)重要的作用，實現(xiàn)電力系統(tǒng)多業(yè)務(wù)融合發(fā)展，促進電力通信網(wǎng)絡(luò)智能化。