電力通信的軟交換網絡層次結構及功能應用體現

陶鴻偉

（貴州拓視實業有限公司，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，是實現控制功能的主要實體，將各項功能業務結合在一起。軟交換技術應用于電力通信行業中，體現出重要的應用優勢。在網絡層次結構以及主要功能方面，發揮了重要作用，促進了電力通信行業的全面發展。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的結構層次以及功能應用有一個全面的認識和了解，提高技術人員的操作技能。

1 軟交換技術概述

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的獨立的設備，是網絡演進的重要組成部分，也是下一代包網的核心設備，主要完成呼叫控制、認證、協議處理、資源分配、通話計費等功能。它的技術特征是包括開放性、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關交換器進行連接。支持多種不同的電話處理和通信接口，如E1，FE 等，PSTN，ATM，IPP 等[1]。除了可以按地區組網，還可以按管轄范圍、業務組網、靈活配置軟交換設備，并能適應各種操作系統，使用起來簡單、可靠。為客戶提供個性化的服務，采用軟交換技術，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，可以實現后店的可編程功能。技術費用低廉，和程控交換機的專用設備相比，軟交換系統的成本要高得多。隨著通訊網路技術的快速發展，使用者對網路的需求日益增加，為使用者提供更加靈活多樣的現有業務與新服務，提供更具個性化的服務。下一代通信網絡的概念被提上日程，而軟交換技術作為新一代通訊技術的核心技術，也是近幾年來備受關注的話題。

2 電力通信軟交換網絡層次結構

軟交換技術中的網絡化層次結構主要由4 個不同的層次組成。包括：業務層、接入層、傳輸層、控制層[2]。業務層的應用界面主要是API 接口，它能將服務與呼叫控制分開，調用控制與承載分開。在電力系統的實際應用中，各個層級的軟交換網絡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絡連接起來，并將其作為一個核心網絡，將用戶的服務集中到指定的地方。接入層的主要組成部分，包含繼電器、無線接入網關、用戶接入網關、信令網關等。傳輸層的主要作用是為各種介質，提供寬頻的信道，以及向目標發送不同的信息。傳輸層中的網元主要是指IP 路由或ATM 交換機。在軟交換網絡中，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，能夠為軟交換網絡級上的服務層設備提供特定的服務能力，控制層中以軟交換機為主的網絡組件。

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關接入、呼叫控制、業務提供、互聯互通等。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用非常廣泛。媒體網關的主要功能是將IP 網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的電力通信服務。媒體網關是一個對外網與包網的介面裝置，它的主要功能是為用戶提供程式碼轉換或傳送媒體流。軟交換呼叫控制的功能，主要是在多媒體服務和某些基礎服務中，建立、保持和釋放呼叫的功能[3]。軟交換業務提供功能主要是針對PSTN/ISDN 交換機的各種服務，與已有的智能網相結合，為智能網提供所需的相關服務，并與第三方進行合作，實現各種增值服務、智能服務等。

4 電力通信網的主要承載業務

目前，電力通信網通信業務可劃分為語音、數據及多媒體業務，各種業務所需要的通道模式各不相同，可以分為E1 專線通道和P 數據通道兩大類，承載的業務有以下兩種。

語音服務。包含行政、調度電話等。資料服務：包含電力生產的實時資訊，例如：保護、EMS、水調自動化、雷電監測等。電力市場的輔助系統，例如：辦公自動化、電力采集、電力客戶服務中心等。

視頻及多媒體服務。主要包含視頻、圖像監控、互聯網接人等。通過不同的獨立網絡來完成各種業務，例如語音業務通過電力程控交換網、數據業務通過電力IP/ATM 數據網、介質通過內部視頻網等[4]。這些獨立的網絡與服務之間很難很好地整合，導致了整體服務能力差、用戶使用不便，而且各網絡運行費用高，管理和配置也比較復雜。在通信和信息技術發展的今天，電力通信網絡的技術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IP 主干網的建設與優化，將逐漸形成以IP 為主的傳輸網。通過軟交換技術，可以實現電力系統的多服務，使電力系統能夠實現數據、話音、視頻等多種業務的一體化服務。

5 軟交換技術部署策略

電力通信網絡由線路交換發展到NGN（next generation network），即下一代網絡技術，這是一種全新的電信網絡體系架構，融合了IP 技術和多媒體通信技術。發展主要面臨的主要問題是如何將已有的網絡轉換為NGN，也就是將大量的投入投入以包為基礎的NGN 中，以盡可能低廉的代價實現。在全面調研了我國通信網的發展、投資、建設和使用狀況后，應根據自身的發展和完善，制定統一的計劃、逐步實施的方針，并重視經濟效益和支持體系的建設。

5.1 時間的選擇

由于NGN 是一種新興的技術，廠商在NGN 上投入了大量的資金，所以如果現在投資NGN，網絡的建設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 的業務模型目前尚處在開發和摸索的階段，NGN 技術的基礎架構中，某些參數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絡系統的布設。

5.2 整體規劃

與傳統的通信網絡相比，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。針對網絡的架構，網元的分配等要進行統一的計劃，以滿足將來的業務發展需要。要根據業務能力、互通性、設備成本和可持續發展等因素，選擇一套科學、合理的技術方案。

5.3 逐步執行

大型的電信運營商、調度電話等電信業務需要逐步向NGN 轉型，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，提出了有關設備的試驗，包括與現有業務網絡的互通性分析，不同廠家新設備之間的互通性分析，終端的互通性、設備的運行性能、設備運行穩定性、網絡安全性等。

5.4 以經濟發展為核心

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方案，提高服務質量。為此，在對電力用戶的服務需求進行詳細的調研后，通信主管和設備廠商應該共同開發安全可靠的電力服務模式，以便為電力公司的生產經營提供技術平臺。在制訂技術方案時，應充分考慮不同類型的電力通信用戶的實際需要。NGN 的業務功能很強，針對特定的客戶需要，注重技術的應用，協調多個標準、多個廠商、多個決策的關系，在保證質量的情況下，加快項目的進度，以最大限度地發揮新技術的優點，以達到最大的經濟效益。NGN 支持標準的商業開發界面，使得第三方能夠在網絡中獨立地進行商業開發，這就要求對其進行強大的支撐和保證。在電力通信NGN 建設中，應注意與運維支持系統的同步建設，同時要與已有的網絡互聯和兼容性。

6 電力通信中軟交換網絡的應用分析

目前，國內的電力通信網絡功能主要是為商業化運營、現代化辦公、以及對電網的自動控制提供服務。電力系統的電力通信網絡，可根據不同的服務網絡，提供十余種不同的服務功能。舉例來說，可以由調度交換網、專線網、廣域數據網、行政交換網、電力客戶中心網、視頻會議網等服務網絡來實施。電力企業的業務包括語音業務、多媒體業務和視頻業務，可以通過各自的業務系統來完成。

6.1 實現電網互聯互通

由于網絡彼此之間存在著獨立的關系，因此很難進行統一，很可能會給使用者帶來一定的不便。另外，系統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絡，可以采用軟交換網絡，它是一個具有較好數據包承載能力的平臺。將軟交換技術引入電力通信網絡，能夠實現語音、數據、視頻等多種業務的集成，從而使電力工業的信息化程度得到進一步提升。

將軟交換技術引入電力通信網，能使電網互聯互通統一，從而改善電網的供電質量。電力通信在國內分布較為廣泛，其傳輸媒介種類繁多。例如，光纖、載波、微波等的傳送媒介。電力通信服務的服務類型繁多，不同的服務具有相互獨立的交換機、復接器等，難以做到互聯互通。由于信息在不同的網絡間進行，因此在不同的網絡間進行數據交換，其處理過程較為煩瑣，既耗費了大量的資源，又給電力系統的運營和管理帶來了困難。然而，將軟交換技術運用到電力通信中，可以將語音、視頻會議、電力傳輸網、因特網有機地結合起來，采用標準化的協議和統一的業務，提供管理和控制平臺，利用各種網關的不同功能，對不同的用戶進行訪問，形成統一的獨立網，從而減少電力通信的運行費用。

隨著社會、經濟、科技的不斷發展，電網的信息化水平逐步提高，使傳統的電力信息服務模式發生了變化。這一轉型，主要表現在變電所的視頻監控、輸變電監控、視頻會議等方面得到了廣泛的應用。在電力通信業務中，采用軟交換技術，使傳統的單機調度自動化系統架構向客戶服務器架構過渡，并對電量計費網絡系統、故障記錄與分析故障濾波系統、雷電定位系統等進行了強化。電力通信業務的實施與轉型，使電力通信的服務品質得到了改善。構建一套軟交換網，能有效地改善用戶的服務品質，提升用戶的服務能力，推動電力通信的發展。在建設軟交換網時，必須遵守一些基本的原則，比如，隨著通信條件的改善，數據網的擴展速度越來越快。在對區域的交換機進行改造時，可以采用軟交換機+IP 數據網的方式。由于該方案的投資相對于傳統的線路交換裝置來說，投資更低，所以可以將其作為優先事項，從而減少電力通信系統的運行費用。

6.2 軟交換在電力調度中的應用

電力調度數據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度所建立的調度數據網，建設以軟交換技術為主導的調度電話交換網，主要以語音服務為主，并逐步拓展其他業務。采用軟交換和應用服務器雙重備份，提高了系統的可靠性，保證了電網的安全、穩定運行。

6.3 軟交換在長途電話中的應用

各省的長途電話網絡通常設有多個接線局，各地和市局采用2M 的單路由接入。這樣，一旦發生了故障，影響非常嚴重。若各局至匯接局的傳送通路發生故障，遠距離線路會被切斷。此外，匯接中心均集中于銀行，對設備的需求也比較大；雖然各個局到匯接局的業務不多，但都要占用2M 的線路，這就導致了資源的浪費。在遠程電話網絡中，采用了軟交換技術，每個局域網僅需要訪問一個局域網，而與網關相連的網關（AM 網或P 網）則要受到一定的保護[5]。由于當前長距離電話網絡的規模尚不大，采用集中式的方式實現，通過在控制層和業務層上建立備份，確保了系統的可靠性。

在此基礎上，電力企業可以在原有的程控交換網基礎上，進行PCENTERX、個人寬帶視頻、統一通信等多種業務。例如IPCentrex 服務，不僅能夠滿足傳統程控交換機Centrex 的全部服務功能，還能夠涵蓋各種類型的下一代網絡終端，其中包括語音終端、多媒體終端等，能夠實現跨地域廣域組網，便于用戶使用，提高企業內部辦公及信息化程度。未來，隨著第三方業務的發展，也可以根據電力行業的需要，開發出更多個性化的、針對性的業務。

7 結語

軟交換是一種實現傳統的程控交換機的呼叫控制功能，由于傳統的呼叫控制功能是與服務相結合的，不同的服務對呼叫控制的需求也各不相同。而軟交換是獨立于服務的，這就要求軟交換具有對各類服務的最基本的呼叫控制。軟交換應當盡可能簡單和智能，并且盡可能的將業務轉移到外部的應用層。作為一個開放的系統，軟交換必須使用標準的協議，并且通過API 接口來支持第三方應用。當前軟交換技術已成為下一代網路的核心技術，軟交換已經在國內外許多領域得到了廣泛的應用。但是，軟交換也存在著諸如協議規范、設備互聯、網絡安全方面的問題還亟待解決。