龔輝波，周舟，陳運(yùn)生

(湖南省電力公司調(diào)度通信局，湖南長(zhǎng)沙410007)

電力調(diào)度是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電力調(diào)度交換網(wǎng)是電力系統(tǒng)專(zhuān)用的調(diào)度電話(huà)網(wǎng)，是確保電網(wǎng)安全生產(chǎn)的重要通信手段和基礎(chǔ)設(shè)施。電力調(diào)度交換網(wǎng)在可靠性、易操作性等方面的要求與一般的公用電話(huà)交換系統(tǒng)有很大的區(qū)別。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的提高，對(duì)電力調(diào)度交換網(wǎng)在組網(wǎng)模式、增值服務(wù)等方面提出了更高的要求?；贗P網(wǎng)絡(luò)的軟交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了集語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)于一體的多媒體調(diào)度，為具有實(shí)時(shí)性要求的業(yè)務(wù)提供呼叫控制和連接控制功能，是下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN:Next Generation Network)的呼叫與控制核心，代表了新型調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。

1 湖南電力調(diào)度交換網(wǎng)現(xiàn)狀

目前，湖南電力調(diào)度交換網(wǎng)的設(shè)備采用無(wú)阻塞時(shí)分?jǐn)?shù)字程控調(diào)度總機(jī)，省調(diào)建設(shè)的雙機(jī)調(diào)度交換機(jī)系統(tǒng)作為全省調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)，在14個(gè)地調(diào)區(qū)域匯接交換站、3個(gè)網(wǎng)內(nèi)電廠(chǎng)建設(shè)單機(jī)冗余配置的獨(dú)立調(diào)度交換機(jī)，形成一個(gè)由省調(diào)的交換中心層、各地區(qū)局的匯接層和網(wǎng)內(nèi)電廠(chǎng)等一般交換層3個(gè)等級(jí)組成的分級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)字交換網(wǎng)(見(jiàn)圖1:調(diào)度交換組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖)。調(diào)度交換機(jī)間采用2M數(shù)字中繼電路組網(wǎng)。14個(gè)地調(diào)通過(guò)2條完全不同的物理路由分別接入省調(diào)A，B機(jī);網(wǎng)內(nèi)電廠(chǎng)一個(gè)路由接入所屬地調(diào)調(diào)度交換機(jī)，另一路由接入省調(diào)B機(jī);220 kV變電站通過(guò)2個(gè)不同的64K通道分別接入省調(diào)和地調(diào)調(diào)度交換機(jī)。信令方式為Q.SIG。

圖1 調(diào)度交換組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

2 備調(diào)軟交換建設(shè)

目前正在建設(shè)的備調(diào)通信系統(tǒng)作為湖南省調(diào)度交換組網(wǎng)的一部分，先行開(kāi)展軟交換部署試點(diǎn)，為全面實(shí)施調(diào)度軟交換組網(wǎng)開(kāi)展有意義的嘗試。項(xiàng)目計(jì)劃在備調(diào)設(shè)置軟交換核心服務(wù)器1臺(tái)，備調(diào)軟交換機(jī)通過(guò)數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)與主調(diào)、14個(gè)地調(diào)及艾家沖500 kV變的調(diào)度交換機(jī)采用2 Mb/s Q.SIG信令連接 (見(jiàn)圖2:備調(diào)調(diào)度交換組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖)，主調(diào)交換機(jī)與備調(diào)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)異地異機(jī)同組，主、備調(diào)調(diào)度臺(tái)采用同一號(hào)碼，主調(diào)正常情況下，呼叫該號(hào)時(shí)，主、備調(diào)調(diào)度臺(tái)同時(shí)振鈴，主調(diào)失效時(shí)，備調(diào)振鈴，實(shí)現(xiàn)主備調(diào)2套完全獨(dú)立的調(diào)度交換系統(tǒng)無(wú)縫互通。

圖2 備調(diào)調(diào)度交換組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

3 軟交換承載網(wǎng)的選擇

數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是軟交換系統(tǒng)的承載平臺(tái)，是確保軟交換系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量基礎(chǔ)。目前湖南省已具備2張覆蓋全省的IP數(shù)據(jù)承載網(wǎng)，即信息網(wǎng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。信息網(wǎng)主要用于承載電力系統(tǒng)內(nèi)部SG186等辦公自動(dòng)化系統(tǒng)Ⅲ區(qū)業(yè)務(wù)，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)用于承載調(diào)度自動(dòng)化Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)的業(yè)務(wù)，這2張數(shù)據(jù)承載網(wǎng)均已形成一定規(guī)模，理論上具備承載軟交換業(yè)務(wù)的能力。但目前這2張網(wǎng)絡(luò)主要承載的是數(shù)據(jù)類(lèi)業(yè)務(wù)，而語(yǔ)音和實(shí)時(shí)視頻業(yè)務(wù)較少;根據(jù)軟交換對(duì)IP承載網(wǎng)的技術(shù)要求，并結(jié)合湖南電力現(xiàn)有IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況，詳細(xì)分析如下:

(1)信息網(wǎng)。信息網(wǎng)的可靠性和故障切換設(shè)計(jì)是以信息內(nèi)網(wǎng)業(yè)務(wù)的需求為依據(jù)，省內(nèi)各二級(jí)單位通過(guò)防火墻接入省公司信息網(wǎng)一級(jí)網(wǎng)，地市電業(yè)局防火墻采用雙機(jī)熱備，分別與地市局信息網(wǎng)路由器相連，其余單位為單防火墻接入信息網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)的可靠性較高，但故障切換時(shí)間為秒級(jí)別，較難做到軟交換系統(tǒng)所需的毫秒級(jí)別。

對(duì)于業(yè)務(wù)的安全隔離，目前信息網(wǎng)未應(yīng)用MPLS(Multi-ProtocolLabelSwitching) VPN(Virtual Private Nerwork，虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行業(yè)務(wù)間的隔離。而對(duì)于調(diào)度軟交換這種端到端的業(yè)務(wù)，需要全程開(kāi)通單獨(dú)的語(yǔ)音VPN，以實(shí)現(xiàn)軟交換業(yè)務(wù)與其他業(yè)務(wù)的安全隔離。

對(duì)于服務(wù)質(zhì)量保證，由于信息網(wǎng)承載業(yè)務(wù)以非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為主，對(duì)時(shí)延、抖動(dòng)等指標(biāo)要求不高，因此信息網(wǎng)上未部署嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量保證體系，也未實(shí)現(xiàn)SLA(Service Level Agreement)監(jiān)測(cè)機(jī)制。因此，在現(xiàn)有信息網(wǎng)上進(jìn)行調(diào)度軟交換業(yè)務(wù)的承載，需對(duì)整網(wǎng)進(jìn)行改造和調(diào)整，使之通過(guò)劃分語(yǔ)音VPN并部署相應(yīng)的QOS策略，滿(mǎn)足調(diào)度軟交換業(yè)務(wù)的承載需求，配置調(diào)整工作量很大。

(2)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)承載調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，按照相關(guān)安全防護(hù)要求在數(shù)據(jù)網(wǎng)邊界 (路由器與接入交換機(jī)CE之間)均部署了防火墻及正反向安全隔離裝置，可靠性相對(duì)較高高，故障判斷和切換依靠主備路由，基本滿(mǎn)足軟交換故障切換時(shí)間要求。

對(duì)于業(yè)務(wù)需求帶寬，根據(jù)ITU，G.114定義軟交換語(yǔ)音和視頻流量對(duì)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延要求為單向最大不超過(guò)150 ms，抖動(dòng)的要求為單向不超過(guò)30 ms，丟包率不超過(guò)1%，帶寬要求需要根據(jù)信號(hào)采用的壓縮格式和并發(fā)數(shù)來(lái)計(jì)算，為保證最佳的話(huà)音和視頻質(zhì)量，將數(shù)據(jù)封裝包頭也計(jì)算在內(nèi)后，每路語(yǔ)音所占帶寬約為80 K，每路標(biāo)清視頻所占帶寬約為450 K，按照并發(fā)50路語(yǔ)音和10路視頻計(jì)算，數(shù)據(jù)網(wǎng)帶寬為80K×50+450K×10=8.5 M。在實(shí)際業(yè)務(wù)上線(xiàn)運(yùn)行時(shí)，為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)輕載以保證傳送質(zhì)量，所需帶寬可能遠(yuǎn)超上述帶寬要求，而調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)以承載帶寬較低的調(diào)度業(yè)務(wù)為主，目前省中心核心層至地市中心匯聚層鏈路帶寬為9×2 M，變電站接入層至地市中心匯聚層鏈路帶寬為2 M，很難滿(mǎn)足軟交換業(yè)務(wù)的帶寬的要求。

對(duì)于服務(wù)質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能力，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)依然以數(shù)據(jù)流量為主，不具備單獨(dú)的語(yǔ)音VPN，未實(shí)現(xiàn)SLA監(jiān)測(cè)機(jī)制。因此，在現(xiàn)有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上承載調(diào)度軟交換業(yè)務(wù)，需對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行帶寬升級(jí)擴(kuò)容，并調(diào)整相應(yīng)的安全策略，同時(shí)部署相應(yīng)的VPN及QOS策略，會(huì)對(duì)運(yùn)行業(yè)務(wù)造成一定影響，實(shí)施難度較大。

從以上分析可知，目前已有的信息網(wǎng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，為滿(mǎn)足調(diào)度軟交換系統(tǒng)承載的要求都需進(jìn)行規(guī)模較大的升級(jí)擴(kuò)容和配置調(diào)整，工程量和具體實(shí)施難度較大。因此湖南省計(jì)劃主要通過(guò)基于光傳輸設(shè)備提供以太網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)方式，進(jìn)行調(diào)度軟交換業(yè)務(wù)的承載。

4 軟交換的組網(wǎng)方案

電力調(diào)度軟交換組網(wǎng)存在2種模式:分級(jí)模式和集中模式。分級(jí)模式類(lèi)似目前電路交換的應(yīng)用模式，譬如省網(wǎng)規(guī)模一般只分2級(jí):省調(diào)和地 (市)調(diào);集中模式，譬如全省設(shè)置若干個(gè)中心 (一般不超過(guò)4個(gè))，只有在中心才部署軟交換核心平臺(tái)，非中心位置不部署核心平臺(tái)，只部署應(yīng)用服務(wù)器、接入設(shè)備和終端設(shè)備等。分級(jí)模式優(yōu)點(diǎn):符合原有的業(yè)務(wù)管理模式，維護(hù)管理職責(zé)比較清晰，如配置維護(hù)等;降低全網(wǎng)的IP負(fù)荷;單點(diǎn)故障影響范圍小。集中模式優(yōu)點(diǎn):集中管理，中心權(quán)限較大?？紤]到運(yùn)行維護(hù)管理職權(quán)劃分和屬地化管理的需要，湖南省計(jì)劃采用省地一體化建設(shè)，軟交換核心分級(jí)模式。

調(diào)度軟交換組網(wǎng)建議各地 (市)設(shè)置區(qū)域調(diào)度軟交換系統(tǒng)、省調(diào)設(shè)置省級(jí)調(diào)度軟交換系統(tǒng)，區(qū)域內(nèi)調(diào)度電話(huà)通過(guò)區(qū)域軟交換系統(tǒng)進(jìn)行號(hào)碼解析與尋址，跨區(qū)調(diào)度電話(huà)通過(guò)各區(qū)域的軟交換核心之間的IP中繼進(jìn)行號(hào)碼解析與尋址，各地 (市)原有數(shù)字調(diào)度程控交換機(jī)采用E1中繼網(wǎng)關(guān)與軟交換設(shè)備互聯(lián)，互為主備。對(duì)調(diào)度值班室席位配置多媒體調(diào)度臺(tái)，對(duì)其他調(diào)度用戶(hù)可以配備普通的IP話(huà)機(jī)或者IP視頻話(huà)機(jī)，另外也可以使用軟終端來(lái)進(jìn)行通信。特別需要提出的是，因組網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)均配置1臺(tái)數(shù)字程控交換機(jī)和軟交換設(shè)備，若要實(shí)現(xiàn)“異機(jī)同組”功能，需使用具有雙接口的雙模智能調(diào)度臺(tái)，融合 IP接入與 ISDN(Integrated Service Digital Network)2種技術(shù)，一側(cè)接入程控交換機(jī)2B+D—U接口，另外一側(cè)使用RJ45標(biāo)準(zhǔn)SIP協(xié)議接口注冊(cè)到軟交換服務(wù)器，雙接口熱備運(yùn)行，當(dāng)任何一側(cè)的傳輸通道或調(diào)度接口出現(xiàn)故障時(shí)，雙模調(diào)度臺(tái)自動(dòng)切換到另一側(cè)系統(tǒng)。

原有的電路交換調(diào)度系統(tǒng)提供語(yǔ)音調(diào)度，新建軟交換調(diào)度系統(tǒng)提供語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。中繼網(wǎng)關(guān)提供IP網(wǎng)絡(luò)和PSTN(Public Switch Telephone Network)網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音和基本通信信令互通外，使得電路調(diào)度終端和軟交換調(diào)度終端可以混合通信，系統(tǒng)從調(diào)度臺(tái)、接入層、網(wǎng)絡(luò)層、交換控制層以及業(yè)務(wù)層提供多重冗余融合可靠性保障，支持異地互備和異地自備等方式實(shí)現(xiàn)“異機(jī)同組”。

5 軟交換系統(tǒng)與PSTN相融合后的功能應(yīng)用

目前，湖南電力調(diào)度交換系統(tǒng)省調(diào)站具有主備2套程控調(diào)度交換機(jī)實(shí)現(xiàn)冗余熱備，調(diào)度臺(tái)雙機(jī)同組，各地 (市)均有獨(dú)立程控調(diào)度交換機(jī)。鑒于電力調(diào)度通信的高可靠性、實(shí)時(shí)性要求，電力調(diào)度通信可采用傳統(tǒng)電路交換與IP軟交換雙網(wǎng)雙技術(shù)融合的漸進(jìn)式的可靠過(guò)渡方式。

核心軟交換SIP服務(wù)器宜實(shí)現(xiàn)冗余熱備功能，以提高系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，采用中繼網(wǎng)關(guān)與程控交換機(jī)互連，除提供基本語(yǔ)音業(yè)務(wù)之外，還可提供視頻和豐富的數(shù)據(jù)調(diào)度業(yè)務(wù)，調(diào)度員在通話(huà)的同時(shí)也可通過(guò)視頻通信手段，輔助文件傳輸、即時(shí)消息等方式，信息得以全方位的向相關(guān)部門(mén)和人員進(jìn)行傳達(dá)，可以有效提升工作效率、減少誤差，必要時(shí)可開(kāi)啟調(diào)度指揮過(guò)程的視頻錄像功能，方便事后進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)或責(zé)任追溯。

目前，湖南省電力公司加大對(duì)地縣調(diào)專(zhuān)業(yè)管理，調(diào)度錄音作為一種有效的監(jiān)管手段，其重要性日益凸顯;傳統(tǒng)電路交換系統(tǒng)只能提供在錄音設(shè)備上查詢(xún)調(diào)度錄音，通過(guò)配置軟交換系統(tǒng)后，可支持在調(diào)度臺(tái)上查詢(xún)調(diào)度錄音文件，并在調(diào)度臺(tái)設(shè)定Web錄音查詢(xún)頁(yè)面，實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程錄音查詢(xún)。

對(duì)于調(diào)度員常用的EMS，OMS及動(dòng)環(huán)監(jiān)控等系統(tǒng)，均可利用軟交換調(diào)度臺(tái)的數(shù)據(jù)通信功能同步瀏覽，直接在調(diào)度臺(tái)上通過(guò)IE瀏覽器方式作為客戶(hù)端按權(quán)限訪(fǎng)問(wèn)各個(gè)系統(tǒng)，并可把網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容推送至下級(jí)調(diào)度對(duì)象，實(shí)現(xiàn)調(diào)度模式與EMS，OMS及動(dòng)環(huán)等系統(tǒng)的緊耦合，相較于傳統(tǒng)的需在調(diào)度室獨(dú)立建設(shè)EMS，OMS等系統(tǒng)工作站的方式，極大地簡(jiǎn)化了調(diào)度員的日常工作，也有效地降低了經(jīng)濟(jì)資源的消耗。

為最大程度地利用原有程控調(diào)度交換機(jī)的功能，并兼顧調(diào)度員的使用習(xí)慣，可適當(dāng)考慮采用IP雙模話(huà)機(jī)同號(hào)碼應(yīng)用、變電站內(nèi)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)單兵調(diào)度等特色功能。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于軟交換與PSTN相融合的組網(wǎng)方案，通過(guò)E1中繼網(wǎng)關(guān)和多模智能調(diào)度臺(tái)實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)的無(wú)縫互通，保障2種系統(tǒng)的融合性、可靠性，使湖南電力調(diào)度交換系統(tǒng)同時(shí)具備電路交換、分組交換2個(gè)不同性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，具有互為備份的冗余功能，實(shí)現(xiàn)湖南電力調(diào)度交換網(wǎng)從傳統(tǒng)的電路交換向基于IP的軟交換技術(shù)的平滑過(guò)渡。展望未來(lái)，軟交換技術(shù)提供的新業(yè)務(wù)，如視頻調(diào)度、視頻會(huì)議、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等，極大地方便了調(diào)度員在通信的同時(shí)進(jìn)行信息共享，提供了多樣化的交流方式，從而使得調(diào)度業(yè)務(wù)可以更加準(zhǔn)確、迅速。

〔1〕廣州廣哈通信有限公司.軟交換系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)〔Z〕.2007.

〔2〕強(qiáng)磊.基于軟交換的下一代網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)〔M〕.人民郵電出版社，2005.

〔3〕陳建亞，余浩.軟交換與下一代網(wǎng)絡(luò)〔M〕.北京:北京郵電大學(xué)出版社，2002.