軟交換技術在電網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度中的應用研究

羅志群　陳忠義

摘 要：IPT（IP Telephony）使所有類型的通信業(yè)務（包括音頻、視頻和數(shù)據(jù)以及無線和有線語音業(yè)務）都可以在一套IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）網(wǎng)絡上傳輸，并實現(xiàn)統(tǒng)一管理。軟交換技術的出現(xiàn)一方面造就了網(wǎng)絡的融合，另一方面軟交換采用了開放式應用程序接口（API），方便了第三方應用的開發(fā)和新業(yè)務的引進。文章主要立足服務于電網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度的電力專用通信網(wǎng)，從軟交換提出的必然性、軟交換的概念和主要功能特點等方面對軟交換技術進行論述，并對軟交換技術在電網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度通信專網(wǎng)中的應用作了具體的建議和分析介紹。

關鍵詞：軟交換；NGN；網(wǎng)絡融合；電網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度；電力通信網(wǎng)

引言

1978年，國家批準電力部門組建電力專用通信網(wǎng)服務于電網(wǎng)的生產(chǎn)調(diào)度。之后在相當長的一段時期里，電力通信逐步發(fā)展成為以音頻、載波、模擬微波、調(diào)度總機等設備組成的多用戶、多功能的綜合通信專網(wǎng)。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)字微波、光纖通信、程控交換機等，這也是目前電網(wǎng)通信系統(tǒng)的主要組成單元。高新技術的發(fā)展，特別是計算機技術與通信技術取得了驚人的發(fā)展，兩者相互融合、滲透，奠定了現(xiàn)代信息社會的基礎。新技術改變著傳統(tǒng)電信的概念和體系，通信體制正發(fā)生著深刻的變革，現(xiàn)代通信正經(jīng)歷著從電路交換（面向連接）到IP包交換（無連接）的演變過程。

電力通信作為行業(yè)性的專用通信網(wǎng)，是隨電力系統(tǒng)的發(fā)展需要而逐步形成和發(fā)展的。它主要用來緩解公網(wǎng)發(fā)展緩慢而造成的通信能力不足并填補公網(wǎng)難以滿足一些電力部門特殊通信需求的矛盾，以保證電力專業(yè)化生產(chǎn)正常高效地進行。電力通信的業(yè)務可劃分為關鍵運行業(yè)務和事務管理業(yè)務兩大類。關鍵運行業(yè)務是指遠動信號、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、 繼電保護信號和調(diào)度電話等；事務管理業(yè)務包括行政電話、會議電話和會議電視、管理信息數(shù)據(jù)等。不同的電力通信業(yè)務，要求也不同。關鍵運行業(yè)務信息量不大。但對通信的實時性、準確性和可靠性要求很高；事務管理性業(yè)務則是業(yè)務種類多、變化快、通信流量大。

軟交換技術的引入，將可以解決電力通信網(wǎng)目前面臨的一系列問題。例如：實現(xiàn)電力通信網(wǎng)中各網(wǎng)絡間互通，可以很好實現(xiàn)電話網(wǎng)和計算機網(wǎng)之間的信令互通及不同網(wǎng)關的互操作問題。這就是使得計算機網(wǎng)可以更方便地對電話網(wǎng)進行管理和支持，電話網(wǎng)也可以和計算機網(wǎng)絡配合，更好地提供服務。統(tǒng)一不同介質(zhì)的網(wǎng)絡，在一臺交換服務器上可對多種介質(zhì)的信息進行交換，并且具有操作維護功能（主要包括業(yè)務統(tǒng)計和告警等）。

1 軟交換技術和新一代網(wǎng)絡（NGN）

在企業(yè)網(wǎng)絡環(huán)境下，用戶采用基于以太網(wǎng)的電話，通過一套基于PC服務器的呼叫控制軟件，實現(xiàn)PBX功能（IP-PBX）。對于這樣一套設備，系統(tǒng)不需單獨鋪設網(wǎng)絡，而只通過與局域網(wǎng)共享就可實現(xiàn)管理與維護的統(tǒng)一，綜合成本遠低于傳統(tǒng)的PBX。為了提高網(wǎng)絡綜合運營效益，網(wǎng)絡的發(fā)展更加趨于合理、開放，更好地服務于用戶。業(yè)界提出了這樣一種設想：將傳統(tǒng)的交換設備部件化，分為呼叫控制與媒體處理，二者之間采用標準協(xié)議（MGCP、H.248）且主要使用純軟件進行處理，于是，軟交換（Softswitch）技術便應運而生。

根據(jù)國際軟交換論壇的定義，Softswitch是基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的設備和系統(tǒng)。因此，軟交換的基本含義就是將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關（傳輸層）中分離出來，通過軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能，從而實現(xiàn)呼叫傳輸與呼叫控制的分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。

1.1 軟交換體系結(jié)構(gòu)

異構(gòu)網(wǎng)絡并存是目前網(wǎng)絡的現(xiàn)狀，多種異構(gòu)網(wǎng)絡融合則是大勢所趨。隨著IP網(wǎng)的迅速發(fā)展，軟交換將以IP網(wǎng)為骨干，在各種網(wǎng)絡相互融合的基礎上，以一種統(tǒng)一的方式靈活地提供業(yè)務。軟交換控制器（Softswitch）是軟交換體系中的控制核心，它獨立于底層承載協(xié)議，主要完成呼叫控制、媒體網(wǎng)關接入控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證、計費等主要功能，可以向用戶提供現(xiàn)有網(wǎng)絡能夠提供的業(yè)務，并向業(yè)務支撐環(huán)境提供底層網(wǎng)絡能力的訪問接口。應用服務器則是軟交換體系中業(yè)務支撐環(huán)境的主體，也是業(yè)務提供、開發(fā)和管理的核心。

軟交換網(wǎng)絡從功能上可以分為業(yè)務/應用層、控制層、傳輸層和媒體/接入層。其分層體系結(jié)構(gòu)見圖1：

1.1.1 媒體/接入層提供各種網(wǎng)絡和設備接入到核心骨干網(wǎng)的方式和手段，主要包括信令網(wǎng)關、媒體網(wǎng)關、接入網(wǎng)關等多種接入設備。

1.1.2 傳輸層負責提供各種信令和媒體流傳輸?shù)耐ǖ溃W(wǎng)絡的核心傳輸網(wǎng)將是IP分組網(wǎng)絡。

1.1.3 控制層主要提供呼叫控制、連接控制、協(xié)議處理等能力，并為業(yè)務平面提供訪問底層各種網(wǎng)絡資源的開放接口。該平面的主要組成部分是軟交換設備。

1.1.4 業(yè)務/應用層利用底層的各種網(wǎng)絡資源為用戶提供豐富多樣的網(wǎng)絡業(yè)務。主要包括功能服務器、應用服務器和策略服務器等。其中最主要的功能實體是應用服務器，它是軟交換網(wǎng)絡體系中業(yè)務的執(zhí)行環(huán)境。

可以看出，軟交換采用分層、開放的體系結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)交換機的功能模塊分離成獨立的網(wǎng)絡實體，各實體間采用開放的協(xié)議或API接口，從而打破了傳統(tǒng)通信網(wǎng)封閉的格局，實現(xiàn)了多種異構(gòu)網(wǎng)絡間的融合。下一代網(wǎng)絡的體系通過將業(yè)務與呼叫控制分離、呼叫控制與承載分離，來實現(xiàn)相對獨立的業(yè)務體系，使得上層業(yè)務與底層的異構(gòu)網(wǎng)絡無關，靈活、有效地實現(xiàn)業(yè)務的提供，從而能夠滿足人們多樣的、不斷發(fā)展的業(yè)務需求。可以說，軟交換完全體現(xiàn)了業(yè)務驅(qū)動的思想和理念，很好地實現(xiàn)了多網(wǎng)絡的融合，提供了開放靈活的業(yè)務提供體系。

軟交換設備位于控制層，提供多種業(yè)務的連接控制、路由、網(wǎng)絡資源管理、計費、認證等功能。軟交換設備與各種媒體網(wǎng)關、終端、應用服務器、其他軟交換設備間采用標準協(xié)議相互通信。

1.2 軟交換的主要功能