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(jí)調(diào)度電站，電站下轄一、二級(jí)電站及一、二級(jí)壩區(qū)，管理區(qū)設(shè)置在二級(jí)電站。全廠站共有4臺(tái)機(jī)組，其中一級(jí)電站裝設(shè)有2臺(tái)單機(jī)容量30 MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，二級(jí)電站裝設(shè)有2臺(tái)單機(jī)容量12.5 MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)85 MW。一、二級(jí)電站均為常規(guī)引水式電站，由2個(gè)大壩和2個(gè)廠房組成。一、二級(jí)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(jī)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(jī)由調(diào)度交換主機(jī)、多功能調(diào)度臺(tái)、PCM設(shè)備以及錄音系統(tǒng)等組成。

原先使用的程控交換機(jī)屬于早期傳統(tǒng)數(shù)字式程控交換機(jī)，存在開發(fā)性不好、維護(hù)成本高、只有單純的語(yǔ)音業(yè)務(wù)、無(wú)法實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音及其他數(shù)據(jù)的融合、無(wú)法部署VoIP電話以及不具備無(wú)線手持終端等業(yè)務(wù)的接入等缺點(diǎn)，不適應(yīng)電廠通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

1 光纖通信網(wǎng)絡(luò)改造設(shè)計(jì)原則

光纖通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)。光纖通信技術(shù)被廣泛應(yīng)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(diǎn)之間組建光纖環(huán)網(wǎng)。SDH設(shè)備是一種將復(fù)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(luò)，可以傳輸數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻以及圖像等各種信息。

對(duì)于華光潭水電站生產(chǎn)區(qū)程控交換網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)行升級(jí)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(luò)系統(tǒng)，以承載生產(chǎn)區(qū)所有功能業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息通信和數(shù)據(jù)交互，并保證其運(yùn)行的安全、可靠以及穩(wěn)定。光纖通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)遵循以下原則。第一，遵照開放性原則，符合各類相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。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(yùn)行要求。第三，具備良好的擴(kuò)展性，便于其他業(yè)務(wù)以及系統(tǒng)的擴(kuò)展增加。第四，具有良好的可維護(hù)管理性，便于專業(yè)人員進(jìn)行運(yùn)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(shí)間內(nèi)恢復(fù)故障，不造成所有業(yè)務(wù)的中斷[1]。

2 傳統(tǒng)程控交換網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式

華光潭程控交換網(wǎng)絡(luò)以光潭二級(jí)電站為總調(diào)，采用二級(jí)匯接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。各級(jí)廠站側(cè)應(yīng)實(shí)現(xiàn)華光潭語(yǔ)音交換網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋。

目前，華光潭電站主要采用廣哈MAP512設(shè)備程控交換組網(wǎng)方式。一級(jí)站及兩個(gè)壩區(qū)之間通過(guò)SHD及PCM設(shè)備連接，與辦公樓之間通過(guò)大對(duì)數(shù)線的物理形式實(shí)現(xiàn)華光潭調(diào)度語(yǔ)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?fù)淙鐖D1所示。

圖1 華光潭電站生產(chǎn)區(qū)光纖通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D環(huán)網(wǎng)架構(gòu)（改造前）

3 傳統(tǒng)程控交換網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)的程控交換網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)單一，不可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音以及圖像等的業(yè)務(wù)融合，且不能部署VoIP電話及無(wú)法支持無(wú)線手持終端等業(yè)務(wù)的接入，不適應(yīng)電廠通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，存在開發(fā)性差和維護(hù)成本高的缺點(diǎn)。從原設(shè)備運(yùn)行狀況來(lái)看，由于設(shè)備投運(yùn)年限已久，其中的主控CPU、主控時(shí)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(shè)備

廠房現(xiàn)場(chǎng)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(jí)后的光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中，一級(jí)壩、一級(jí)站以及二級(jí)壩作為終端各配置一套SDH設(shè)備、一套PCM設(shè)備以及一臺(tái)匯聚交換機(jī)接入業(yè)務(wù)系統(tǒng)，二級(jí)站作為中心管理站配置一套SDH設(shè)備、三套PCM設(shè)備、一臺(tái)匯聚交換機(jī)以及一臺(tái)管理終端。

SDH作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，具備光口、網(wǎng)口以及2M E1接口等。光口負(fù)責(zé)SDH之間互聯(lián)形成光環(huán)網(wǎng)。網(wǎng)口負(fù)責(zé)接入交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2M E1口負(fù)責(zé)接入PCM設(shè)備實(shí)現(xiàn)話音通信。對(duì)匯聚交換機(jī)進(jìn)行VLAN劃分，在不改變各業(yè)務(wù)系統(tǒng)VoIP地址網(wǎng)段的情況下接入所在站點(diǎn)的信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)，包括內(nèi)部局域網(wǎng)系統(tǒng)等。PCM設(shè)備負(fù)責(zé)接入所在站點(diǎn)所有通信話音設(shè)備。廠站調(diào)度電話機(jī)經(jīng)由廠站數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和杭州調(diào)度網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互通。調(diào)度交換系統(tǒng)設(shè)備統(tǒng)一基于程控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)承載。

5 程控交換網(wǎng)優(yōu)化解決方案

根據(jù)設(shè)計(jì)思路優(yōu)化升級(jí)華光潭電站程控交換系統(tǒng)及其網(wǎng)絡(luò)。程控交換機(jī)更新為HARRIS CCS-IXP 256型設(shè)備，并新增MPGW板用于實(shí)現(xiàn)VoIP網(wǎng)絡(luò)通信，使設(shè)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(shí)現(xiàn)VoIP電話和廠房?jī)?nèi)部移動(dòng)式VoIP電話等業(yè)務(wù)。

廠房及壩區(qū)之間交換網(wǎng)接入由新型SDH設(shè)備組成的光纖環(huán)網(wǎng)中。新SDH設(shè)備由1臺(tái)華為OSN500和3臺(tái)華為OSN1500組成環(huán)形網(wǎng)。各個(gè)站點(diǎn)分別配置一套PCM，通過(guò)2M口來(lái)實(shí)現(xiàn)電路交換，并且采用環(huán)路中繼，通過(guò)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(cè)VoIP電話。MPGW板接入廠站管理區(qū)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，通過(guò)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)用戶放號(hào)，并且通過(guò)在一、二級(jí)站廠房?jī)?nèi)部署無(wú)線AP實(shí)現(xiàn)廠房?jī)?nèi)部移動(dòng)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(luò)拓?fù)鋱D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(jìn)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(lái)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(luò)拓?fù)鋱D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(jī)MPGW板件通過(guò)網(wǎng)口接入廠區(qū)綜合數(shù)據(jù)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通，完成用戶電話VoIP化[2]。

5.2 一、二級(jí)站無(wú)線VoIP電話解決方案

由于一二級(jí)廠房?jī)?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(jī)移動(dòng)信號(hào)丟失嚴(yán)重，不利于日常工作的溝通，且在機(jī)組開機(jī)狀態(tài)下噪聲較大無(wú)法聽到廠房?jī)?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(guò)SDH光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)與一二級(jí)站的數(shù)據(jù)互通，在一二級(jí)廠站內(nèi)部署一定數(shù)量的無(wú)線AP，實(shí)現(xiàn)廠房VoIP電話專用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線手持式VoIP電話的應(yīng)用，極大地方便了日常工作的開展。廠房覆蓋VoIP電話專用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。

圖3 實(shí)現(xiàn)廠房覆蓋VoIP電話專用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

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(wù)不需要增加光纖鏈路成本?；赟DH的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每個(gè)站點(diǎn)均有兩個(gè)傳輸方向，任一方向的光纜中斷仍可實(shí)現(xiàn)保護(hù)，保障數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)向環(huán)網(wǎng)另一個(gè)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(luò)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(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)視控制、管理維護(hù)以及故障定位等，節(jié)省了人力和物力[3]。

6 規(guī)劃電話號(hào)碼范圍和撥號(hào)方式等

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

表1 升級(jí)改造前的電話號(hào)碼范圍

表2 技術(shù)改造后電話號(hào)碼范圍

7 調(diào)度臺(tái)的升級(jí)及錄音功能的提升

一方面，調(diào)度臺(tái)可以接入兩個(gè)號(hào)碼，一個(gè)用于普通號(hào)碼，另一個(gè)用于緊急號(hào)碼，而用戶在緊急狀況下可以撥打緊急號(hào)碼。調(diào)度臺(tái)對(duì)收到的緊急來(lái)話和普通來(lái)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(tái)支持VoIP及數(shù)字的共同使用，擁有并席、熱線、群呼、會(huì)議以及廣播等功能。

另一方面，錄音系統(tǒng)可以對(duì)所有調(diào)度話機(jī)進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)錄音，用移動(dòng)硬盤和DVD光盤刻錄等進(jìn)行備份，能顯示并記錄主叫和被叫號(hào)碼，具有可以同時(shí)對(duì)多路電話進(jìn)行錄音、監(jiān)聽以及查詢等功能，保障了調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全[4]。

8 交換網(wǎng)VoIP化解決方案的優(yōu)勢(shì)

8.1 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，降低運(yùn)營(yíng)成本

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

8.2 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和用戶綜合接入

軟交換網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接傳統(tǒng)模擬電話用戶，通過(guò)無(wú)線AP實(shí)現(xiàn)無(wú)線VoIP用戶接入，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)接入VoIP電話。通過(guò)多功能調(diào)度臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)多號(hào)碼使用、廣播、會(huì)議以及群呼等特殊功能。

8.3 擴(kuò)容便捷且維護(hù)方便

程控交換機(jī)系統(tǒng)可以通過(guò)增加板卡進(jìn)行用戶擴(kuò)容，根據(jù)擴(kuò)容數(shù)量增加相應(yīng)VoIP電話或者模擬電話，不需音頻布線工程和維護(hù)工程。

9 結(jié) 論

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