软交换技术及其在电力通信工程中的应用

2022-12-07张洲

中国高新科技 2022年16期

张洲

（国网湖北省电力有限公司武汉供电公司信通分公司，湖北武汉 430000）

软交换技术是近几年发展起来的一种新型的代名词，不同于电子通信行业之外的其他代名词，软交换除了被行业内部人们所熟悉之外，在行业以外几乎很少人了解该项技术的真正作用。软交换技术在近几年的发展过程中，在电力通信行业内部应用程度越来越高，并且该项技术在使用过程中具有天然的工作优势，软交换技术和以往交换机的功能相同，可以充分实现电话接打功能，并且在使用过程中具有自身独有的技术优势。比如，软交换技术可以实现在信号接收的情况下，同步进行IP通信，可以以更快的时间处理更加庞大的信息内容，同时，也可以大幅度提高电路交换速率，实现更快的分组对接和交换处理，在时间方面节省了大量的资金和资源，同时也可以保证企业单位获取更高的经济利益。

1 软交换技术体系

1.1 系统结构

1.1.1 媒体接入层

软交换技术主要是将电路式交换机的各项工作业务直接接入到系统模块当中，独立形成一个完整的物理实体部分，也称之为媒体网关。负责将用户及其相关的业务，直接接入到软交换网络当中进行使用，并且在工作过程中同步完成数据信息的转化，以及协议之间的转换处理，将其中所有接入到媒体信息的内容，均换成使用IP协议的数据包，软交换技术系统结构如图1所示。

图1 软交换技术系统结构

在软交换网络中进行传输，根据媒体网关所接入的不同用户以及业务划分，媒体网关在工作过程中，可以分为以下几种类型。

（1）接入网关主要是提供模拟用户的接线入口，适用于直接将普通的电话机用户连接到软交换系统当中进行使用。

（2）无线接入网关主要负责将各种不同类型的无线用户直接接入到软交换网络当中进行使用。

（3）多媒体业务网关主要是对各种不同类型的多媒体信息进行处理和接收，同时将视频信息、音频信息进行混合处理，通过多媒体为其匹配对应的IP数据包。

（4）媒体网关主要负责与PSTN交换机设备、IS-DN交换机设备当中的中继进行连接，同时将这两种交换机设备当中的PCM中继传输64kbit/s语言信号，直接转化成IP数据信号来进行传输。

（5）信息控制指令网关，主要是将PSTN交换机设备当中的语音信息进行连接，并且将交换机当中的7号信息指令直接转化成IP数据包。

1.1.2 核心传输层

核心传输层系统中软交换网络是重要的物理承载部分，主要是实现将边缘接入层中的各环节、网关控制层中的交换机系统，以及业务层中的各种服务器等软交换网络设备之间进行连接。

1.1.3 系统控制层

软交换所处的工作层面也称之为控制层，是实现整个软交换网络控制工作的核心要点，其主要功能是针对边缘位置的接入层，及所有的网关接入业务进行掌控，对其中所有的网元相互之间的通信工作提供必要的连接通道。

1.1.4 业务应用层

软交换技术主要是实现将PSTN当中的业务控制工作模块，独立设置成一个完整的物理实体模块，也称之为应用服务器模块。应用服务器在实际工作过程中，可以实现对用户的各项业务以及所生成的新型业务提供必要的服务。通过数据服务器和AAA服务器，负责对用户的生成信息进行储存，并且认证其中的各项信息内容，有效确认用户对于业务的使用权限，充分实现PSTN当中的基础电话业务，如图2所示。补充业务及其相关智能网络业务，通过使用专用的单个或多个服务器实现语音数据，以及多媒体工作业务，可以根据实际工作要求为用户方面提供必要的增值服务。

图2 业务应用层

1.2 主要技术特点

（1）通过使用分层的网络结构模型，保证各个不同系统层之间直接通过标准化的开放性功能接口进行接口通信工作，使得每一层的系统功能在使用工作过程中实现相互独立，互不产生干扰。

（2）支持设备的综合介入。在软交换体系结构中，可以充分实现各种不同形式设备的综合介入，并且充分满足各种新型业务终端系统接口的工作要求，对一种综合技术设备需要同步提供模拟用户的接线接口，以及相应的以太网接口，主要用于普通的电话机及计算机设备相互之间的连接以及实现信息传输。另外一种综合性技术设备主要是为系统提供以太网的专用接口，通过计算机设备实现语音信息的传输，实现数据业务用户的同步服务。

（3）可充分实现更加强大的业务控制工作能力，在网络系统内部可通过使用分层工作体系架构，工作业务方面可以独立生成，并且在生成的工作速率方面相对较快。业务提供不需要对网络层当中的各部分节点进行篡改，单业务内容形成可以经过网络边缘直接进入其中，并且迅速供给全网络进行使用。

（4）可以提供相应的网管控制工作机制。软交换体系结构中可以为其提供全新的策略，网管控制工作机制，可以充分实现动态化的实时性管控和信息传输。

（5）通过使用软交换技术，建立起新型的网络系统，在实际使用工作过程中具有较大的成本优势。软交换的宽带电话网络，具备更加简洁的系统网络构成特性。相比于传统形式下的PSTN网络，在建设过程中需要经过本地同步网项目进行投入，基于软交换技术条件下的宽带电话，只需要一次性投入即可实现。在宽带数据网络中建立起更加完善的用户端，并且实现语音和多媒体网络构建，可以最大限度地降低网络运行工作过程中的资金投入，如图3所示。

图3 软交换技术网络系统

（6）从用户的工作角度进行分析，传统形势下的交换网络中，一个设备厂商通常会提供相应的软硬件及应用系统等所有的关联系统，由于用户方面受到供应商的控制和锁定，并没有过多的自由选择空间，因此，在系统的建设以及后续的维护工作成本上相对较高。基于人机交换新型网络结构，可以有效解决这一问题所产生的影响，因为厂商产品主要是基于开放性标准来进行使用，用户可以面向多个厂商购买各种不同层次的系统产品，同时各类不同的产品性价比方面，也可以自行选择和判断。

（7）具有更高的网络优势。基于软交换技术的应用，可以实现数据信息的承载传送，比如，基于IETF有效解决了PDM网络中容量不足的缺陷和问题，能够将网络系统中的承载部分和系统控制部分之间形成分离，允许二者之间分别进行工作，有效解决了单块集成交换结构所产生的影响。

1.3 主要技术功能

（1）业务提供和交换功能。软交换技术除了具有PSTN交换机所提供的相关业务之外，还可以和智能电网之间进行衔接，有效提供现有的智能网络工作业务，同时，也可以提供可编程和逻辑化控制的API工作协议，充分实现和外部应用平台之间的有效联通，以及第三方工作业务的快速接入。

（2）地址解析与路由功能。通过软交换设备的有效应用，可以完成E.164地址和IP地址之间的转化以及地址到IP地址之间的转化功能，同时也可以实现一种重复性定向控制工作能力。

（3）网管计费功能。软交换技术在实际使用工作过程中，需要采取更加详细的话单以及复式计次功能，并且根据实际工作要求将话单直接输送到对应的计费中心中。

（4）呼叫控制功能。该项功能是软交换技术中非常重要的功能之一，可以完成基础呼叫建立、维持信息和释放，可以提供必要的控制工作条件，包含呼叫处理、信息交换衔接、智能呼叫、触发检测以及资源控制等多项功能。

（5）媒体网关接入功能。该项功能属于一种适配性功能形式，可以有效衔接各种媒体网关，比如PSTN/ISDN的AP、AMD媒体网关以及对应的用户接口等，同时还可以有效完成H.284协议系统功能，可以和H.323终端系统与SIP客户终端系统之间进行连接，提供出相应的工作业务。

（6）互联互通功能。基于软交换技术多项协议支持的功能，与下一代的网络开放式结构保持相同，可以通过满足不同网络相互之间所具有的互通功能和特点。现阶段，存在两种比较流行的IP电话体系结构，其中一种属于ITU-T形式的H.323工作协议，另一种属于IETF所制定的SIP协议控制工作标准，两者之间并列存在属于不可兼容的系统体系结构，可以有效完成信息呼叫传输和信息的快速释放，同时还可以进行业务补充和信息交换等多项功能软交换技术，支持多个协议同步运行兼容多种协议的融合。

2 软交换技术在电力通信网络中的具体应用

2.1 电力通信网络中的业务网络互通

在电力通信网络中，主要包含电话交换、网络电力防护数据、网络电网自动化数据信息收集、计算机信息化管理网络等。通过软交换系统的合理使用，可以为其提供多种信息协议以及信息通信接口，充分实现各网络相互之间的信息互通，同时可以保证不同网关相互之间的有效关联，特别是针对计算机信息网络，与电话网络交互之间的功能与作用，可以进行相互之间的系统化管理和业务技术支撑，可以为用户提供更加方便快捷的通信服务。

2.2 网络业务扩充更加方便

随着我国电力通信业务的不断发展，针对视频业务和多媒体业务工作内容提出了更高的要求和标准，软交换技术的应用不但可以更好地支撑语音工作业务，同时，使用新型的网络设施可以为其提供更多增值性的工作业务，以及补充性的业务内容，并且在交换工作中，可以为其提供开放式的应用程序接口，便于提供新型的工作业务。现阶段，比较流行的电力呼叫系统中心，也称之为客户服务中心，通过引入软交换技术有效配合客服服务中心系统的工作，在整体的工作效率和稳定性上得到了全面提升。基于软交换技术的呼叫中心，在通信工作过程中成本更低、周期更短，同时可以为用户提供更好的电力信息服务，树立起电力企业更好的社会形象。

2.3 融合多种不同介质的网络结构

在电力通信网络中存在各种不同类型的传输工作介质，同时各自相互之间保持独立，具有自身独有的设计工作体系。如果引进软交换技术，可以实现在一台交换服务器当中，对各种介质信息之间的交换处理。不但在经济使用方面避免了设备浪费问题，同时还可以全面提高网络工作的可靠性及稳定性，各种建筑网络在工作过程中，可以实现相互之间的有效融合与联通。在不同的介质网络环境条件下，信息传输工作过程中可以省略一些比较复杂的转化工作环节，在系统管理工作中更加方便快捷，只需要对中心转换设备进行必要的维护工作，即可实现对整个网络信息内容的交换和处理。

2.4 统一方便的网络管理

软交换技术在电力通信网络中的有效应用，具有方便操作及方便维护等特点，其中包含业务统计和报警等各项工作内容。对于业务复杂的供电系统，通过引入软交换技术，可以对各种不同类型的业务进行统一分析，如果发现其中存在故障，可及时发出警告工作信号。不但如此，软交换技术在使用工作过程中，可以详细采集相关工作信息清单，对用户的用电量、用电话信息等进行计费。整体而言，软交换技术在电力系统中的有效应用，并不仅限于以上几种工作优势。如果在电力通信网络中合理引入软交换技术，在后续的发展中将会有更大的工作效益和成果，因此，该项技术在未来的使用过程中应用前景非常明朗。