变电站录音设备IP化及组网运行的研究

杜鹃，陆飞飞，刘英，朱信刚(国网江苏徐州供电公司，江苏徐州，221000)

变电站录音设备IP化及组网运行的研究

杜鹃，陆飞飞，刘英，朱信刚
(国网江苏徐州供电公司，江苏徐州，221000)

录音设备是电力调度通信系统的重要组成，随着调度通信技术的IP化，要求录音设备不仅仅能够通过并线的方式对模拟线或数字中继线进行录音，更要求录音设备支持IP网络抓包录音方式，满足调度通信IP化的需求。

录音设备；录音组网；IP网络抓包录音；调度通信

0 引言

目前徐州市电力调度通信主要还是依靠传统电路通信，电路通信方式经过几十年的发展已经十分的成熟和稳定，电力调度通信的主要载体是调度台，目前录音设备主要是对调度台进行录音，录音的主要方式是数字或是模拟语音卡并线的的方式实现录音。

通信IP化是业界公认的未来通信发展方向，目前在电力经过多年发展具备成熟应用的是软交换技术，软交换也是下一代电力调度的主流解决方案，软交换以IP分组交换为基础，核心的协议以会话初始协议（Session Initiation Protocol，SIP）为主，而在通信业务上以实现语音、视频和数据的多媒体通信方式为目的。因此，录音设备的IP化，显得尤为重要。

徐州市电力通信以电力调度通信需求为出发点，结合通信技术的IP化发展趋势，进行了录音设备IP化及组网运行的研究，本文将从录音设备的IP组网和录音设备的IP抓包录音两个实际的录音业务的需求进行分析，来阐述IP录音设备的应用方式。

1 基于电路交换的传统录音设备

目前公司及所辖变电站均已经部署调度台或调度通信电话，并对其进行配套录音，录音设备都是各自独立运行，录音设备的功能比较单一，而且比较孤立，与调度通信系统融合度很低，录音与交换设备的信息没有互通，资源不能共享，录音设备运维管理很分离，效率很低，主要问题有：①数据丢失；②故障未及时发现导致关键录音数据丢失；③变电站调度录音系统出现问题需等待技术人员到场处理，故障处理不及时；④各站调度电话均为独立运行，没有汇总统计数据，统计日常呼叫次数，值班响应速度等；⑤各站部分行政电话有临时作为调度应用，但该部分电话未纳入录音数据采集管理；⑥录音设备无法实现IP交换系统的IP录音。

2 录音设备的IP组网

利用电力IP数据网，将多台录音设备进行IP组网，并通过增加组网管理服务器对被组网的录音设备进行统一管理、集中维护、数据备份，把原来分离的多套录音系统通过网络组成一个有机的整体，可以有效提高各站调度录音数据的安全性，及时发现、处理调度录音系统故障，保证调度录音数据不丢失，并可以根据需求获取有价值的统计汇总报表数据。

图1 录音IP组网示意图

2.1 录音数据上传

录音数据上传包含录音的语音数据信息和录音时间、号码等记录数据信息的上传。录音设备上通常会存放我们所需要的通道、主、被叫号码、名称、开始时间、结束时间、音频文件等录音信息。我们需要找到对应的数据表，并确定一个每条录音数据唯一的标识，我们定义为录音数据的SN(序列)。就可以将录音数据不重复，无错漏地上传到集中管控服务器上，并能实现后述的录音比对和反向恢复功能。

中心站服务器管控平台对下属变电站的录音进行定期检索，发出数据上传请求，该请求会携带最后一条上传数据的录音记录数据的唯一标识SN。我们要根据不同品牌的录音设备的实际数据，确定录音记录数据的唯一序列号SN。如果录音设备没有相应的字段，我们可以在集中管控插件软件中通过录音起止时间，主备叫号码，录音时长等条件智能地判断，生成临时的辅助SN，实现录音上传功能。

收到数据上传请求后，根据SN从录音设备数据中查找下一条录音数据。如果找到，将该记录的记录信息和音频文件数据上传到集中管控服务器，为了分散任务，避免一次做大量的工作，可设定每次上传的记录数量。如果是首次部署，会自动选在深夜等空闲时间加大每次上传的数量和增加轮巡的频率。

中心站服务器管控平台收到话单和录音数据后用MD5校验和校验数据的完整性，如果校验成功，将话单写入数据库，同时将最后一条上传数据的SN置为该条记录的SN,如果失败则将数据丢弃，下一次请求会重传该录音数据。

中心站服务器管控平台上记录着所管属的录音设备的参数信息，可设定某些设备是主备备份的设备，互为备份的设备用同一个标识捆绑在一起。当录音数据上传时，需要判断与其备份的录音设备的对应数据是否存在，也作好相应的标识，方便自动筛选过滤和数据比对，反向覆盖。如果上传的过程中发现音频文件丢失，服务器上做相应的标记，如果备用录音设备上有对应的录音音频文件，可在后面的反向覆盖功能中将该音频文件下载到录音设备中去。文件上传是针对每个地方的主备录音系统的，所以上传以后，会根据录音时间，时长，通道号，主备叫号码等信息智能比较，筛选出重复的数据。

2.2 实时监控

中心站服务器管控平台对下面的录音设备进行实时监控，通过图形化界面使用不同颜色区分不同等级的告警，并需提供声光电、短信、邮件、电话等故障通知接口。监控的内容包括但不限于：

①网络连接失败：网络连接失败包扩硬件连接中断，软件心跳失败，均可检测。

②长时间未录音：可设定长时间无录音的时间判断门限，默认为24小时。如果有主备录音设备，一方有新的录音产生，另一方无新录音产生，超过10分钟，即产生告警。

③磁盘空间信息: 根据集中管控插件实时采集的磁盘空间信息，磁盘剩余空间低设定告警的门限值即产生告警。

2.3 文件查询

用户可以采用客户端或WEB的方式访问到集中管控服务器，根据不同的条件查询录音及回放录音。查询条件包括主叫、被叫、开始时间、结束时间、通道号、名称、通话时长等自由组合，同时支持模糊查找。

2.4 用户管理

系统会保留一个超级管理员，该管理员拥有所有的权限，用户用该管理员登录创建其他用户，用户在创建时会赋予不同的权限，包括管理、删除，同时可以设置只对对指定的通道或号码进行操作。用户登陆时需通过基于RSA密钥对的数字签名认证。

2.5 统计报表

系统可根据数据对远端录音系统的录音情况进行统计，通过图形化的方式进行体现，并形成相关报表。

3 录音设备的IP网络抓包录音

3.1 系统原理

在分组网络中对IP 电话进行录音，首先需要抓到所有通话相关的分组数据包，包括信令数据包和语音数据包。在局域网中捕获数据包主要有两种方式：利用以太网的广播特性或者利用交换机的端口镜像功能。本系统暂时只考虑后者，交换机通过镜像给端口将所有经过该交换机的数据都发送到录音服务器的网卡上，这样录音服务器就可以通过WinPcap抓取到所有的信令和媒体数据。然而一般情况下网卡是工作在非混杂模式，这时网卡只接收写有自己MAC 地址的数据帧。所以还需要设置网卡的工作模式为混杂模式（WinPcap 中有相应的接口函数）。

完成数据包捕获之后便要进行数据包的处理。前面已经提到，捕获到的数据包包括信令和语音及视频。IP 电话的信令协议主要有H.323 和SIP。SIP 协议具有简单、独立、扩展性好等诸多好的特性，因此越来越多的IP 电话采用SIP 协议，本系统便是针对的SIP 信令。通过对SIP 消息进行解析，从而监听到整个呼叫过程，包括呼叫建立、通话、呼叫结束等，并结合从SIP 消息中解析出的SDP 消息得到语言通信的相关信息，从而控制对语音数据包的捕获，并最终将捕获到的语音和视频数据包形成声音文件和视频文件，实现录音录像功能。

3.2 系统软件实现

系统软件实现大致由三个模块组成：网卡抓包模块、sip信令处理模块和语音包处理模块。软件设计采用了多线程技术，使得各模块并行工作。

3.3 SIP会话建立及释放

Sip呼叫建立只要解析出具有相同call_id的invite、200ok、ack消息，便可以判断出一次通话建立了，这时就要启动一语音处理线程，开始进行录音。

同样只要解析出具有相同call_id 的bye、200ok 消息便可以判断出这次通话结束了，这时就要退出相应的语音处理线程。

4 结论

目前录音设备的IP化业务应用在徐州市已经逐步开展，经过实际的验证能够符合徐州市电力调度通信的实际需求，通过调度业务应用的推广，能够让电力调度业务更加高质和高效，能够大幅提高电力调度处置的效率和准确率，对于徐州市电力调度通信未来发展具有指导意义，也为徐州市的电力运行提供更加可靠的业务和技术保障。

[1] 王腾翔.实时动态监测技术在电力系统控制中的应用[J].电气技术,2011(6):29-30.

[2] 张化代,曹新智,王敏.双模录音系统在电力调度交换网中的应用[J].电力信息与通信技术,2015,13(10):83-86.

On the IP tendency and network operation of substation audio recording device

Du Juan,Lu Feifei,Liu Ying,Zhu Xingang
(State Grid XuZhou Power Supply Company, Xuzhou Jiangsu,221000)

As an important part of power dispatching communication system, in accordance with IP tendency of dispatching communication technology, the audio recording devices’ fulfillment is not only recording the artificial line and digital trunk line with doubling line pattern, but also adapting to support IP network capture recording mode, and meet the demand of IP communication scheduling.

audio recording device; recording networking; IP network capture recording; dispatching communication