“三集五大”生产基地行政软交换系统建设研究

齐 聪，鄢 波

（1.江西省电力设计院，江西南昌 330096；江西省电力科学研究院，江西南昌 330096）

1 建设背景

“三集五大”作为国家电网公司系统的主要发展战略方针，其“五大”体系建设对信息化工作提出了全新的挑战，通过信息化手段实现对各大体系业务工作的全方位管理，实现相互间业务信息的纵向顺畅、横向贯通是确保“五大”体系持续高效运转的技术基础和有力保障，同时“五大”体系提出的专业化管理、一体化运作的业务要求将进一步促进企业级业务应用的全面整合提升，推动信息系统的快速优化调整和全方位集成，提升平台和应用的集中度，对信息化架构的全局设计和柔性治理提出了更高要求。

江西省电力公司作为国网公司全面开展“五大”体系建设首批推广单位之一。为更好支撑公司“五大体系”建设，公司决定在昌南江西电力技师学院校址建设95598供电服务中心基地、检修中心基地、电力经济技术研究院（以下总称：昌南生产基地），在昌北通源公司建设计量中心生产基地（以下总称：昌北生产基地），为此需要配套建设相应的光纤通信系统、行政电话系统、会议电视系统、信息系统、机房及供电系统、大屏显示系统、通信数据网等，助力公司系统大规划、大建设、大运行、大检修、大营销体系建设目标的高效落地。

本文主要是对生产基地的行政电话系统建设方案进行研究。

2 行政电话交换系统现状

在电力系统通信中，电话交换系统是电力通信网的重要组成部分，电话交换系统在电力通信领域中主要应用于行政管理和电力调度通信两方面。

行政程控交换网是电力系统通信网的重要组成部分，其基本功能是实现管理中心与企业内部各单位之间（包括内部各单位之间）以及企业内部与公用电话交换网（PSTN）及其它专网连接，主要业务包括话音通信、电传及传真等，是实现电力系统现代化管理的重要技术手段之一。行政交换网作为电力调度交换网的备用手段，为电力生产的安全运行起到十分重要的作用。

江西电网已建成覆盖全省的行政电话交换网，该网络以程控交换技术为主，覆盖范围包括省电力公司、各地区电力公司、省内各主要电厂、超高压分公司、各施工单位、物资公司、电科院、设计院等，各单位均配置有行政程控交换机，各单位交换机之间通过2 M、E/M、LS等方式互连。

传统网络是基于TDM的PSTN话音网，以电路交换为主，主要是为传输语音、保证语音质量、承担语音业务而设计建造，只能提供64 Kbit/s的业务，且业务和控制都由交换机完成。随着电力系统数据业务飞速增长，传统的电话交换网已越来越暴露出等待时间长、传输质量低、增加新业务难等问题，传统PSTN语音网正成为电力系统发展的瓶颈。因此，使用新的软交换网络来逐步取代传统的电话交换网对电力系统的顺利发展是十分必要的。

3 软交换系统介绍

3.1 软交换的基本概念

软交换是下一代网络的控制功能实体，为下一代网络（NGN）具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。现阶段的软交换至少应具备以下3个基本特点：

1）集成分组网和电路交换网；

2）具备汇接局和端局能力；

3）呼叫控制与媒体层和业务层分离。

软交换技术将呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，将传输与呼叫控制分开，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面，使业务提供者可以自由的将传输业务与控制协议结合起来，实现业务转移。

软交换设备位于控制层，提供多种业务的连接控制、路由、网络资源管理、计费、认证等功能。软交换设备与各种媒体网关、终端、应用服务器、其他软交换设备间采用标准协议相互通信。

目前软交换主要完成以下功能：

1）媒体网关接入功能；

2）呼叫控制功能；

3）业务提供功能；

4）互连互通功能（H.323和SIP、IN）；

5）支持开放的业务/应用接口功能；

6）认证与授权功能；

7）计费功能；

8）资源控制功能和QoS管理功能；

9）协议和接口功能。

3.2 软交换的技术特点

软交换体系采用分层的体系架构，各层之间通过标准的接口进行互连。这使得每一层的功能在具体实现上是相互独立、互不影响的。任一层的设备的升级改造不会影响到其他各层的正常工作，同时公用的网络平台为用户使用第三方设备提供了可能性。通过分层体系架构和标准接口可以简化我们的网络结构，提高系统的升级维护能力。

软交换体系架构允许业务通过多种物理网关来实现，这就为网络的建设提供了多样的解决方案。用户完全可以根据自己的需要和现有的网络资源来选择不同类型的网关，以达到最佳的利用率，降低系统投资。

在软交换体系中，不但各组成部分在网络结构上是分布式的，而且在物理位置上也可以是分散的，软件还控制设备、各种网关以及应用服务器等设备完全可以放在不同的地方，从而节省相当的网络建设成本和运输费用。

基于综合性的平台加开放的协议接口，软交换体系为用户提供了更多更快的业务解决方式。由于软交换系统主要采用IP网络作为承载网络，因此采用软交换技术更加容易与其他业务系统融合。比如和其他信息系统、OA系统等等。

软交换体系采用基于策略的网络管理机制，实现了传统的静态网管到动态网管的飞跃。策略网管具有一定的智能化系统，集中处理维护管理，有利于整个网络统一协调管理。策略管理实现对整个网络进行实时的、集中统一的话务负荷控制和业务质量控制，保证全网的安全。这是传统语音通信系统所不具有的功能。

软交换体系能够与现有的各种网络进行完好的互通互用，使得终端用户在使用业务的过程中可完全屏蔽网络变革说带来的影响。软交换体系可以通过不同网元的搭配，实现不同的解决方案，同时因为应用层和控制层都是集中统一的平台，避免了投资的重复性。

3.3 软交换的技术特点在电力企业中的体现

软交换系统的技术特点在运营商的网络中体现非常充分，因而得到运营商的青睐。电力通信专网是电网调度自动化和管理现代化的支撑平台，它并不对公众提供运营服务，因此分析软交换技术的特点对电力企业的意义是非常必要的。

软交换采用分层的网络结构，各层之间通过标准接口进行互连。由于采用了网络分层的结构，简化了网络层次，使得电力的内部管理更为顺畅，可以通过整合通信网络优化运营成本。此外，由于各层部件之间采用了标准通信协议，因此软交换系统可以由多个厂商的设备组成，这样增加了厂商之间的竞争，有利于减少投资成本并提高厂商的服务。这是传统电路交换机很难做到的。

相比于PSTN网络建设投入过程中本地网、汇接局、长途局、信令网、同步网等多类项目的投入，软交换系统只需要一次性投入，同时，软交换系统各网元设备的占地与比PSTN设备少很多，大大节省了设备投入与机房占地，工程实施也更加经济方便。

软交换系统构建于统一的IP网络平台上。传统的电路交换机必须将板卡集中到同一机架中，而软交换系统则可以灵活的将软交换控制系统、网关以及其他设备通过IP网络灵活地进行配置，根据需要安放到不同的地点，使得系统由传统的集中走向分布。例如各地电网公司正在考虑建立异地备用通信系统，我们可以充分利用软交换系统的分布特性实现异地备用。

丰富的业务提供能力。软交换除了能提供传统电路交换机提供的语音业务外，还可以提供视频、数据等业务。随着电力企业的发展，员工之间的业务交流越来越多，传统的电话交换有时已经不能适应企业的发展。例如，可以利用视频和数据通信技术由高级专家对现场的故障进行诊断、对现场的操作人员进行监视和指导。

具有良好的业务融合能力。由于软交换系统提供了开放的API接口并且建立在IP网络上，因此软交换系统与电力其他系统的融合也就成为可能。例如：现在各电力企业的调度室里，都摆放着各种专业设备，例如数据采集系统的终端、视频监控系统的终端、计算机网络终端、语音调度设备、消防信息终端等等各种系统之间都相互孤立，通过软交换系统可以将各种系统整合起来，简化系统，这样可以有效减少工作强度，提高调度人员的工作效率。事实上，这也符合电力系统“大二次”的发展方向。

软交换体系采用基于策略的网络管理机制，实现了传统的静态网管到动态网管的飞跃。策略网管具有一定的智能化系统，集中处理维护管理，有利于整个网络统一协调管理。策略管理实现对整个网络进行实时的、集中统一的话务负荷控制和业务质量控制，保证全网的安全。

软交换体系能够与现有的各种网络进行完好的互通互用。目前，各电力企业广泛采用了电路交换机，软交换系统通过中继网关可以实现软交换与电路交换机的互连互通。这样既可以保护现有的投资又可以将现有的电路交换系统平滑升级到软交换系统。

从上述分析可以看出，软交换系统的建设对于电力企业提高通信系统的可靠性、提高工作效率，降低系统投资，减少运行维护人员都有非常明显的意义。

4 生产基地行政软交换系统建设方案

4.1 系统总体结构

软交换系统采用分层结构，整个网络分为四层：业务层、控制层、核心传送层和边缘接入层。

边缘接入层主要指与现有网络相关的各种接入网关和新型接入终端设备，完成与现有各种类型的通信网络的互通并提供各类通信终端(如模拟话机、SIP Phone、PC Phone可视终端、智能终端等)到IP核心层的接入。该层的设备主要包含中继网关、信令网关、接入网关、媒体服务器、智能终端等设备。

核心传送层主要指是由IP路由器或宽带ATM交换机等骨干传输设备组成的包交换网络，是软交换网络的承载基础。

控制层指Softswitch控制单元，完成呼叫的处理控制、接入协议适配、互连互通等综合控制处理功能，提供全网络应用支持平台。

应用层主要指为网络提供各种应用和服务，提供面向客户的综合智能业务，提供业务的客户化定制。该层设备主要包括应用服务器、网管服务器、AAA认证服务器及策略服务器等。

层与层之间通过标准接口进行通信，在核心设备Softswitch软交换控制设备的控制下，相关网元设备分工协作，共同实现系统的各种业务功能。

图1 软交换网络结构

根据江西电网行政电话交换系统总体规划方案：“十二五”期间，江西电力行政交换网将实现TDM程控交换网向软交换网络的过渡。在全省范围内建设以省公司、省调备调为核心交换节点的集中模式软交换行政电话网络，各地市供电公司、相关直属单位为接入节点，网络拓扑结构采用的星形、网状网混合组网方式。

全省设置2台大容量核心软交换机，统一管理全省全部终端及链路，各地区设立中继网关与程控电话中继连接，示意图如下。

图2 江西电力行政软交换部署模式

4.2 生产基地行政软交换系统建设方案

4.2.1 系统组网方案

鉴于江西电网软交换系统尚在前期规划设计阶段，投运时间不能满足“三集五大”生产基地建设的工期要求，因此需先新建1套行政软交换系统，过渡期间采取N×2 M方式与现有的行政程控交换网互联。待全网行政软交换系统建成后，生产基地软交换系统可通过电力数据通信网平台与省网软交换系统IP组网。

本文主要针对过渡时期，生产基地软交换系统的建设方案进行研究：需要在生产基地配置计费系统、网管系统、各业务应用所需服务器以实现全网的计费、各设备的维护管理和业务应用；控制层由1台软交换核心组成，软交换核心设置于昌南生产基地主机房；配置中继网关、信令网关设备，用于与公网运营商、省网行政程控交换网互连；配置软交换业务接入控制设备（SAC），网内IP话机等终端均需通过SAC再接入软交换网络；昌南、昌北生产基地各中心大楼配置接入网关，供楼内模拟电话终端接入使用。

图3 软交换网络组网

4.2.2 编号方案

软交换网络内用户分为模拟电话终端用户与IP电话终端用户。模拟电话终端用户号码采用E.164编码。IP电话终端用户采用E.164编码同时分配URI号码。

4.2.3 网络管理与计费系统

在生产基地需设置一套网管系统，通过软交换网络管理系统应能够实现：

1）利用统一的网管平台在一致的拓扑视图下管理软交换网络；

2）集中操作、维护和管理软交换网络中的各种设备；

3）实时、动态检测软交换网络的运行状态；

4）终端设备的集中、维护管理；

5）实时统计、分析网络的性能，为网络优化与调度提供支持；

6）以网管为核心，提供与多业务系统的集成方法；

7）为实现设备无人值守的管理提供支撑；

8）改善网络服务质量，提高运营效率，提高管理层次和水平。

在生产基地设置一套计费系统，以便于在本地进行单独计费，并且实现对软交换网络上的分布于各处的软交换设备进行集中式或单独的计费处理。

5 结束语

生产基地作为江西电网第一个行政软交换系统实施的试点单位，希望在取得试点经验的基础上，逐步在省公司及其余各地市供电公司、相关直属单位进行推广应用。结合各地市公司数据通信网全面建成，各县公司、变电站全面实现数据通信网覆盖的基础上，将软交换向县公司、变电站等机构进行延伸工作，在“十二五”末，完成全省行政电话交换系统的软交换升级。

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