调度交换机双机同组在河池电网的应用

2012-06-01李永东

电子科技 2012年11期

李永东

(广西电网公司河池供电局调度控制中心，广西河池 547000)

在现代电力系统中，电力调度通信是电网自动化、调度运行和管理现代化的基础，是保证电网安全运行的重要组成部分。快速准确、方便灵活的生产调度命令的上送下达对电力网意义重大，先进的调度通信设备有利于生产指挥和统一调度。电力调度交换机作为电力调度的重要手段，必须适应电网结构的变化发展要求。随着电网规模不断扩大，电力调度交换机在电力系统中的重要性日益突出。因此，为保证电网的安全可靠运行，建立一个技术先进的调度交换网，不仅有利于优化资源配制和各级调度交换网之间互联互通，而且有利于电网的安全运行。

河池电网调度交换机承载着河池电网各相关厂站、跨区联络线的调度语音交换任务。自调度交换机运行以来，亦然成为了河池市电网安全运行的可靠保障。但是，目前河池电网各调度点均采用单台调度交换机运行，一些严重故障如调度交换机死机时，会使整个调度点的调度电话陷于瘫痪。在单台调度交换机运行情况下，经常导致各级调度无法了解相关事故状态下的事故情况，对事故的发展态势无法预计，从而延误处理电网事故的最佳时机，最终导致电网事故的扩大，给人民生活造成严重的损失［1］。文中对河池通信调度交换网现状及存在的安全隐患进行分析，根据需求提出双机同组技术解决方案，为提高河池电网调度系统的运行可靠性提供新的技术参考。

1 双机同组的工作原理及实现方式

1.1 双机同组组网的基本原理

为实现调度信息的共享，可将多个调度台定义成一个调度台组，各调度台组完全独立，既可调度相同用户，又可调度不同用户。双机同组目的是将连接在不同交换机的调度台，定义在同一个调度台组内并共享相互之间的调度信息，从而使双平台级别实现调度系统的冗余和备份。双机同组实现的核心思想是将2台主备交换机的独立调度台在逻辑上组成一个虚拟的调度组，主备交换机对调度台而言是透明的，调度台只看到一个调度组［2］。2台交换机上互相独立的调度组使用扩展的QSIG互相传递同组信息，从而形成一个逻辑上的调度组，实现各种调度功能。调度交换机双机同组拓朴结构如图1所示。

调度交换机双机同组交换系统主要由调度交换机、调度台、传输电路和调度录音系统组成，图1中主、备用交换机联网时采用交换机内部透明信令，以实现资源共享。主、备用调度交换机一般采用同一型号的设备，并通过数字中继进行级连和采用同型号设备的透明信令组网。当一个交换机上接收到通话信息时，通过透明信令发送一份该呼叫信息的拷贝到另一个交换机，这样只要划归在同一个调度组内，连接到任何一个交换机上的调度台均可共享通话。实际上从调度交换机双机同组运行来看，整个双机同组调度系统处于一种双机冗余热备份的状态。备用调度台可脱离主用调度台而独立进行调度指挥，其与行政交换机联网，调度用户与行政用户之间存在隔离，行政用户不得进入调度用户。行政交换机作为主、备用调度交换设备的备用，2套调度交换机均与行政交换机联网，调度用户可通过行政交换机呼叫公网。

图1 调度交换机双机同组拓朴示意图

1.2 调度交换机双机同组的实现

调度交换机双机同组运行典型结构如图2所示，图中A交换机和B交换机分别以双机方式构成“口”字形交换网络，双机之间处于两对2 Mbit·s－1电路连接，本站双机之间采用两对2 Mbit·s－1电路板连接。两站的4台交换机之间用4个2 Mbit·s－1电路串连成一个“口”字形的调度交换网。调度台呼出时将调度台储存的被叫号码发送给交换机，由交换机完成与被叫连接，被叫时以识别主叫号码与调度台储存号码相匹配的方式，实现来电用户名称的中文显示。

图2 双机同组运行典型结构示意图

从图2可看出，调度交换机双机同组系统中每个调度台有两个U口，分别为U1口和U2口，U1口和U2口可同时与A交换机和B交换机连接。系统正常运行时只能激活一个U口工作，当其中一个U口出现故障时，由调度台自动或人工切换至另一U口工作。调度台初始时，优先采用U1口工作，两个U口使用调度台同一个操作界面和同一组用户数据。为防止1台交换机出现故障时造成所有调度台无法同时使用，若由两个或两个以上的调度台组成的调度台组，通常应将一部分调度台U1口与A交换机连接，U2口与B交换机连接;另一部分调度台的U1口与B交换机连接，U2口与A交换机连接，从而实现双机同组更加安全可靠运行。

从实现方式上看，双机同组又可分成两种形式:一是将调度台的2个U接口都接入同本地调度主机的DBRI板中。同组其他调度台的U接口通过接口延伸器接入远端的调度主机，从而实现双机同组;二是将调度台的2个U接口分别接入两台调度主机中。如U1接口直接接入本地的调度主机中，U2接口通过接口延伸器接入远端的调度主机中。当主用端口故障时，能自动启用备用端口，从而保证系统的正常运行。相比第一种方式的调度台级别的冗余，第二种方式从调度台接口级别进行冗余，具备更好的性能和灵活性。

2 双机同组在河池电网的应用

2.1 河池通信调度交换网现状分析

现有河池电网电力通信调度交换网如图3所示。

图3 河池电网电力调度交换通信网现状图

河池地调的HARRIS交换机均经过了扩容和升级，运行状态始终稳定、可靠，通信调度存在的一些问题主要发生在调度台。从图3中可看出，目前河池电网各调度点均采用单台调度交换机运行，如果出现突发性的重大事故，例如电源故障、主控部分失灵、T板故障或自然灾害的发生等，将导致调度交换机功能丧失、调度台瘫痪，无法为调度提供不间断的通信指挥，从而影响调度命令的正常下达，严重影响到电网的正常工作。与此同时，当调度交换机出现严重故障时，将导致该调度点的电话处于瘫痪状态。

在可靠性方面，HARRIS交换机有其不可比拟的优越性能，但是如果一旦单机出现问题，也仍然存在着会导致相关问题出现的隐患。若采用各调度点放号、对端直接分机的方式，只能解决电厂和变电站等调度点存在的单机运行的安全隐患，而对于地调调度端的调度点相对较多，无法采用放号方式来解决地调存在的单机运行的安全隐患［2－3］。调度交换机单机运行条件下，存在着较大的脆弱性，为消除这种情况，预防电网重大事故，确保调度交换机功能稳定，严格保障电力生产、调度指挥的不间断性，提高国家电网的防灾减灾能力，配置调度交换机双机同组的备用调度交换系统已成为电网配置中的关键。

2.2 双机同组在河池电网的应用

根据河池电网安全生产需要，在河池电网的两个通信站利用原有调度交换机组成双机同组系统，调度台的U接口可通过延伸器含传输设备与交换机互连。河池电网调度交换网双机同组应用系统结构如图4所示，调度台1和调度台2安装在主用交换机所在地，调度台3和调度台4安装在备用交换机所在地，4个调度台属于同一调度组。调度交换机通过QSIG连接主用交换机和备用交换机，这样在交换机、调度接口、调度台和组网架构上，可实现多级冗余，进一步提高河池电网调度系统的可靠性。

图4 河池电网调度交换网双机同组应用系统结构

在配置有调度交换网双机同组应用系统的河池电网中，如果系统直连的一个2 Mbit·s－1电路出现故障，将由地调交换机启动自动迂回路由功能，从另一个2 Mbit·s－1电路建立连接。因此，双机同组运行在正常情况下，不必因1台交换机一个2 Mbit·s－1电路的故障而中断调度通信。也不会因1台交换机严重故障而使整个调度通信系统完全瘫痪。在故障时，因有冗余的设备资源可供灵活组合和调用，有效双机组网运行有明显的重要优势。拥有双机同组的河池调度系统具备如下特点:(1)可靠性大幅提高。系统采用双调度主机和双U接口调度台，系统可靠性较普通单机系统有较大提高。(2)强扩展性。调度交换机完成核心交换和呼叫处理，所有调度业务功能在调度台完成，可灵活扩展PTT无线调度、视频调度、软交换调度等新业务功能。(3)调度功能丰富且使用方便。分别连接在2套主机上的调度台组成调度台组，组内成员共享同组调度信息，对调度台而言，主备交换机完全透明，犹如单台交换机，使用方便。无论通话呼叫是何方向，组内各调度台均会同时振铃并进行来电显示，同组任一调度台均可应答通话。组内各调度台在任何时间可随意进行呼出，进行调度指挥［4］。

从上述内容可看出，采用双机同组的河池电网调度系统能有效减少故障的影响范围同时减轻处理故障压力，一旦某套交换机出现停机故障或检修时，调度电话业务可由另一套交换机独立支撑运行，从而提高调度系统的运行可靠性。

2.3 双机同组在应用中需解决的问题

双机组网的网络结构和运行方式较为复杂，如果系统不够稳定、可靠，不仅影响到双机系统整体优势的有效发挥，甚至会比单机运行的故障率高。例如，当交换机的呼叫系统出现故障时，由于工作在该交换机的调度台未必自动切换，或与该交换机连接的其他交换机也启动自动迂回路由功能。因此双机组网部分故障或不合理运行可能会导致更严重的后果，为尽量减少这一类问题的发生，对于现有双机组网设备，需要从技术上解决的主要问题如下:

(1)调度台应可支持两个U口同时处于激活工作状态。由于调度点之间，通常具有两条双重化配置的调度通信电路分别与两台交换机连接，因此开发两个U口可同时处于激活工作状态的调度台。采用更加可靠、方便、快速的切换方式，更能充分发挥双机组网的重要优势。(2)开发一键通功能。操作“一键通”时，可同时发出呼叫对方2～4个电话号码，当对方其中一个电话接听时，其他电话立即停止振铃并置闲，可有效提高调度台的呼通率。(3)增强主叫号码识别功能。可采用全号或分段号码的方式，将来电号码显示为用户的中文名称，可方便地解决电力专网与公网主叫号码与被叫号码不等位识别的问题。(4)在保障系统安全的前提下，应使调度台具有维护调度台和维护交换机的功能，尤其应授权由调度台实现增加、删除、修改和调整小量用户数据的功能，以便适应调度点频繁增加的要求。(5)更新调度台数据的方式应当更加完善，如远端维护方式的传送速度应提高一些。应用明显信息提示被维护调度台，增加导入文件名称和“上传完毕”等维护信息提示。(6)提高双机系统分析故障能力。双机同组系统在应用中应具有更强的分析故障能力和更可靠的自愈能力［3］。