电力调度通信专网中运用软交换技术的研究分析

王 浩，孙 滨

（国电南瑞南京控制系统有限公司，江苏 南京 211106）

0 引 言

软交换技术是电力调度工作中的一项重要技术，随着电力调度通信专网的普及，软交换技术成为了重要的研发方向，具有较好的发展前景。因此，电力企业要提高软交换研发和改造投入，进一步优化电网配置，保证电网能够满足人们日益增长的使用需求。

1 软交换概念

软交换的概念最初在美国提出。在当时的企业网络中，大部分的用户都已经使用以太网电话，在这一背景下，一企业研发出了一种以电脑服务器为主要远程操控软件的系统，做出了以设备唯一地址为基础的交互功能。这个理念提出后，使得用户无须另外铺设网络，而是通过IP局域网共用来实现对设备的运行与维修，从而减少了系统的开销以及资源的重复消耗，让整个网络更易于维护。由于其结构简单，很多厂家都能为其提供类似的解决方案，因此该软件迅速席卷市场。为增强网络的综合运行效率，改进网络的总体状况，使网络的质量、开放以及安全得到保障，受到IP PBX的启发，行业内产生了将过去的设备零件化，实现把不同功能处理分开的想法。它们基于统一的协议，并以纯软件来完成，因此就出现了软交换技术[1]。

2 软交换的基本原理

2.1 软交换结构

软交换的基本理念是把各项工作的处理过程分开，通过标准化的协议和界面来确保网络的连通和正常通信。其结构性功能如图1所示，功能包括与工作人员实时联系、传递业务信息、实现计费、为使用者提供选择、解析地址、互相通信以及协助工作人员实现功能管理等。服务端的网关、信令网关、对话协议终端、H248终端等各种终端，通过各种软交换的各种功能相互结合，实现了软交换的互联和通信。

图1 软交换结构性功能

2.2 呼叫控制功能

软交换装置能够控制从建立到结束的全部呼叫，其中包含呼叫处理控制和连接控制，通过智能联通实现检验，加强对资源的控制。

软交换机不仅能够对与呼叫控制相关的数据进行分析和加工，而且对呼叫的建立和监控具有支持作用，能够对业务交换功能的呼叫控制信息进行分析和处理。交换系统能够控制呼叫中的各方，具有包括邀请对话人员加入、提示工作人员退出、对不同对话进行隔离以及实现旁听等功能。

在大多交互过程中，软交换设备可以通过用户摘机、拨号以及挂机等方式实现对不同关口的控制，利用拨号音和振铃音等各种不同的信号音来实现对媒体网关的管理，并根据用户的需要给出相应的编码。

软交换中，通过SS7/IP与外部的信令网络进行连接，在这种情况下，软交换机没有内置信令网关，而它主要承载的通常是客户和服务之间的协议，能够执行二次拨号等业务的请求，从而控制媒体关口发送无线语音控制请求。

2.3 业务提供功能

随着交换网络的不断发展和变化，为了适应网络更新和技术挑战，软交换机必须具备公共交换电话网络（Public Switched Telephone Network，PSTN）和综合业务数字网络（Integrated Service Digital Network，ISDN）的全部服务能力。软交换机能够完成的业务主要包括实现智能化任务建设、通过第三方实现增值业务以及新的业务拓展等。

2.4 资源管理功能

软交换技术通过相关技术的核心平台和线上服务设备实现，能够实时统计、分配、控制以及处理网络中的各种资源，如站点统计、资源监测、设备配置等，从而达到资源管理的目的。

2.5 协议功能

由于软交换的开放性十分强，能够兼容多种协议，因此不同的通信关口、应用服务器以及应用设备等都能和软交换机进行连接，通过标准化的协议来实现软交换机之间的连接和互通，保证了整个通信网络的安全。协议包含不同呼叫类型的协议、能够实现传输控制的协议（如TCP、UDP、SCTP等）、媒体控制协议（如H248MGCP等）、应用协议（如ParlayAPI、INAP、MAPRADIUS等）以及管理协议等[2]。

3 某电力调度交换网使用情况

3.1 案例信息

广东省级电力调拨交换网为一级汇接中心，市供电公司为二级汇接中心。省公司负责全省各电力公司及500 kV变电站的汇接工作，安排了3个调度室，负责此次网络的第一级汇接任务，它们分别是省公司广州广哈调度交换机A、B机和某省级备调(安装于某市级电力调度控制中心)交换机C机。各供电公司的调度设备主要负责区域内500 kV变电站、220 kV变电站、电厂等其他设备的汇接工作。每个地区都设有500 kV变电所，并与该地区电力公司的调度交换机相连，以实现迂回保护[3]。电力调度通信网络拓扑如图2所示。

3.2 普通地区调度组网情况

广州市级供电下属有3座500 kV变电站和两座直调电厂，要实现联网，必须要有7座2M以上的网络环境。网络连接的基础方式如下，广州市级属电力公司采用2M网络与广东省公司A型计算机进行连接，将其作为与省公司连接的主用路由，500 kV变电站连接2M做保护路由，并将一个2M网络连接到省公司备用线路，同时与周边区域内另外两座500 kV变电站通过2M网络相连接。图3为交换机组网连接示意图。

图3 地调交换机与行政交换机组网连接

3.3 电力调度软交换组网

（1）软交换核心平台稳定可靠。在新一代网络中，提供了诸如媒体网关控制、业务提供以及信令互通等功能，通过软交换系统来实现对用户的实时要求，因此构建一个安全的软交换平台，就是构建一个可以向下一代网络（Next Generation Network，NGN）过渡的关键技术条件。这一次的设计就是要满足更高的技术要求，构建NGN的趋势，在核心控制区设置关键的设备。该系统具有良好的可扩展性和兼容性，能够满足新一代NGN的组网设备，并进行了组网计划。

（2）实现基于网络的远端规模放号。利用软交换平台可以灵活地进行网络放号。软交换与IP网络紧密相连，它的设备均以IP为基础，其核心控制端是整个地址网络的掌控者，可以实现IP网元的互连。这样，IP网元的特性和编号就可以以软交换服务器为基础，构成灵活的移动放号网路[4]。

（3）电路交换的互连互通。设置软交换平台后，在软交换机和常规电路交换机的基础上，采用中继网关、信令网关（以Q信令为主）来进行互联。使得软交换平台业务能够与常规的程控调度网相结合，可有效保障已有的调度通信投入，改善网络的运营安全。

（4）基于软交换的可视通信。因为有了软交换平台，所以通信不再仅仅用于语音交流，还可以进行视频通话，使通信业务有了质的飞跃，提高了用户的使用体验和生产力。从而适应了电力调度对通信不断变化的要求[5]。

（5）实现基于软交换的新业务。在新业务、新功能的基础上，使其与原来的电路交换机不同。主要包含的新业务有遇忙回拨、语音邮箱、彩铃、自动总机、即时消息、同步浏览以及电子白板等。这种新型的业务可以通过特定的媒体服务器和业务服务器来实现，从而达到对电力调度的智能化调度要求。

3.4 软交换系统特点分析

整个系统的构建需要层次分明，主要实现视频、数据和多媒体的调度，各个节点对应配置了软交换机调度终端，使得各个节点的互连更加直观。省公司调度台使用双模混合接口调度台，既可以满足当前调度交换接口，也可以满足软交换调度台的性能特点。把软交换和电路交换技术结合起来，可以最大限度地解决IP的安全性问题。为了进一步增强网络的安全性能，需要在两台服务器之间进行双归属，同时使用跨网双机同组，使软交换和电路交换之间相互连接[6]。

3.5 多媒体调度功能

3.5.1 视频调度

传统的电话网仅能提供一种话音服务，而在IP分组交换的基础上，软交换可以为用户提供更多视频和数据的调度服务。进行语音对话时，使用者能够通过输出设备看到彼此的影像，从而使得调度人员在运行过程中更加直观、准确地进行调度，这样人性化的设计能够给人带来较好的交流体验。

3.5.2 IP调度

软交换是基于IP的数据包传输网络，能够实现多媒体语音、数据以及视频等的调度和通信。IP调度是新一代软交换平台，它能够构建具有控制、分组、交换等功能的平台，实现IP的智能化调度[7]。

4 电力调度通信专网中应用软交换技术的应用前景

4.1 满足智能电网的多业务接入需求

智能电网能够在电网调度过程中实现多种业务自动化，同时保证这些业务都被接入网络，得到统一管理[8]。该技术是当前电网工作的主要发展方向，能够同时满足接入电网中各项业务的需求，整合电网中不同的运行平台与业务[9]。

4.2 网络结构扩展性强

软交换可以选用扁平化架构，还可以使用分级的交换式架构，实现灵活的架构配置。在电力部门中，实现扁平化架构通常是通过在市供电公司中配置一套较大容量的软交换核心，利用交换平台实现市公司与负责区域供电部、电站、电厂之间多媒体形式的IP通信。分级的交换中心架构通过在市一级的供电公司与区域内供电部分别设置软交换平台，保证两级交换中心能够各自运行，不会互相影响。通过统一化的网络管理，能够让资源合理分散，既能统一管理，又能保证系统可靠性[10]。

5 结 语

电力企业要发扬电力调度通信专网中软交换技术的优势。实际应用中，提高软交换技术的覆盖率，优化组网，实现视频调度。通过多种技术相结合，促进电力调度工作的发展，提高区域内电力系统的稳定程度。