China New Technology and New Products Magazine
軟交換技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用
吳姝俐
(東莞電力設計院，廣東 東莞 523000）
摘 要：軟交換技術(shù)是下一代通信網(wǎng)絡的核心技術(shù)，在城市智能電網(wǎng)中有所應用及推廣。本文通過分析智能電網(wǎng)當前存在的問題，闡述了軟交換網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)特點，重點就軟交換技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用進行探討，并總結(jié)了電網(wǎng)實施過程中的注意要點，以供類似研究參考。
關(guān)鍵詞：軟交換技術(shù)；智能電網(wǎng)；結(jié)構(gòu)特點；注意要點
中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A
1 潛在問題
(1)采用落后的CAS技術(shù)建設行政交換網(wǎng)。基于CAS技術(shù)的交換網(wǎng)的業(yè)務數(shù)據(jù)其接續(xù)時間長，網(wǎng)絡資源能綜合利用的效率較低。
(2)基于IP技術(shù)的電網(wǎng)系統(tǒng)新建網(wǎng)絡通信業(yè)務不能實現(xiàn)大多數(shù)電話機的IP功能。
(3)電力調(diào)度通信網(wǎng)絡的建設，不能充分利用系統(tǒng)中原有的信息資源傳輸平臺，通信資源利用率極低。
(4)行政交換網(wǎng)和電力調(diào)度交換網(wǎng)，只能提供單一的話音業(yè)務服務，不能提供豐富多彩的動態(tài)視訊業(yè)務，也就不能實現(xiàn)如今現(xiàn)行普遍使用的智能手機的強大功能。
(5)通信網(wǎng)絡設備種類、配置參數(shù)等較復雜，系統(tǒng)維護工作量比較大，設備一旦怠工就要整合系統(tǒng)所有設備的故障以尋找問題所在，耗費不少的時間檢查和維護，嚴重影響正常運行操作。
2 智能電網(wǎng)軟交換網(wǎng)絡
2.1 層次結(jié)構(gòu)和功能
隨著新一代NGN網(wǎng)絡研發(fā)和應用，在智能電網(wǎng)的建設中引入一些能實現(xiàn)系統(tǒng)實時通信需求的新技術(shù)，式電力通信事業(yè)電網(wǎng)建設的的重要發(fā)展方向。新一代NGN網(wǎng)絡建立在單一分組傳送網(wǎng)絡上，以核心基礎采用軟交換技術(shù)和媒體接入技術(shù)構(gòu)建一種開放型融合網(wǎng)絡，即軟交換網(wǎng)絡，實現(xiàn)資源有效的分布式和端與端之間的一體化。軟交換網(wǎng)絡繼承了OSI體系模型和電信網(wǎng)分層集控結(jié)構(gòu)，同步電力用戶的語音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務需求。軟交換網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)包含接入層、傳輸層、控制層、業(yè)務層四個不同層次結(jié)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 軟交換網(wǎng)絡四層結(jié)構(gòu)
軟交換網(wǎng)絡每一層結(jié)構(gòu)都以與網(wǎng)絡相對應的各種軟交換設備為控制核心，每一層都具備各自的功能和特點，每一層結(jié)構(gòu)都以完整的功能成為整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的重要部分。
(1)接入層
接入層利用不同的接入方式和設備來實現(xiàn)多種多樣的網(wǎng)絡資源鏈接，使信息轉(zhuǎn)換設備準確轉(zhuǎn)換不同信息格式，滿足各種用戶的的使用需求。接入層的設備由SG信令網(wǎng)關(guān)、TG中繼網(wǎng)關(guān)、IAD綜合接入網(wǎng)關(guān)、WAG無線接入網(wǎng)關(guān)、以及各種用戶終端等設備組成，所有設備不具有呼叫控制功能，必須依靠傳輸層的分組傳送網(wǎng)絡與控制層軟交換設備實現(xiàn)呼叫控制功能。
(2)傳輸層
傳送網(wǎng)絡具有高帶寬和服務質(zhì)量，較為廣泛應用的是IP和ATM兩種網(wǎng)絡，能實現(xiàn)各種電力通信在線業(yè)務、媒體流等信息在公共平臺上的分組傳輸和共享。
(3)控制層
軟交換是先進的網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其將呼叫控制功能從網(wǎng)關(guān)中獨立起來形成智能呼叫，以集成組網(wǎng)取代常規(guī)的底層網(wǎng)絡元素，以軟交換設備為核心直接快速地處理網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)流，提高處理網(wǎng)絡業(yè)務的傳輸效率和可靠性。
(4)業(yè)務層
如交換網(wǎng)的業(yè)務層是一個高級的應用和管理系統(tǒng)，可以結(jié)合用戶對手機、電話功能的需求和現(xiàn)有科技優(yōu)化信息的配置模式，建立靈活的全網(wǎng)絡業(yè)務信息的分布式管理，同時還能給用戶提供全網(wǎng)絡的參數(shù)優(yōu)化配置、故障告警、安全監(jiān)測等自動巡檢和統(tǒng)計功能，以及實現(xiàn)實時的采集和數(shù)據(jù)動態(tài)運算與分析的高級功能。
2.2 建設
2.2.1 模式
智能電網(wǎng)電力軟交換網(wǎng)絡的集成模式，按照核心軟交換機接入的數(shù)量可以劃分為集中式、大區(qū)域和分布式三種模式。集中式模式的核心設備是兩臺并駕齊驅(qū)的大容量軟交換機，可以實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)所有用戶終端和數(shù)字連接的統(tǒng)一管理，并在各區(qū)域網(wǎng)尚設立了程控交換機、中繼信令和媒體網(wǎng)關(guān)，以促成中繼互聯(lián)的構(gòu)架，如圖2所示。
圖2 集成式組網(wǎng)模式
集中式交換網(wǎng)絡適用于行政和電力調(diào)度行業(yè)的業(yè)務動態(tài)管理。通過建立、開通各種高級、便捷的業(yè)務功能，以兩臺大容量的軟交換機為核心，在兩臺軟交換機上修改調(diào)整和更新升級軟件程序，整個交換網(wǎng)絡的操作比較簡單。但是，集中式組網(wǎng)結(jié)構(gòu)也有嚴重的缺陷，所有IP子站不具有本地軟交換的功能，只要主站或子站IP網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，子站的網(wǎng)關(guān)和用戶服務終端就會全部癱瘓。
分布式的交換網(wǎng)絡在各區(qū)域設置的是小容量的軟交換機，以分散管理各個地區(qū)子站網(wǎng)絡的服務業(yè)務信息來綜合管理全網(wǎng)信息。使用的小容量軟交換機在操作上比大容量交換機簡單，易于工作人員掌握關(guān)鍵操作技術(shù)，實時優(yōu)化單個網(wǎng)絡業(yè)務信息結(jié)構(gòu)的配置，提高單個網(wǎng)絡處理數(shù)據(jù)的效率。由于配置的小容量軟交換機數(shù)量較大，不但增大了網(wǎng)建的成本投入，幾乎不存在較大的經(jīng)濟價值，而且也增大了業(yè)務信息的管理難度，不利于交換中心統(tǒng)一管理業(yè)務和設備。
2.2.2 分期建設
使用電網(wǎng)系統(tǒng)軟交換網(wǎng)絡應建立在國家電網(wǎng)統(tǒng)一管理的基礎之下，使網(wǎng)絡服務信息的覆蓋面擴大，融合和改造原交換網(wǎng)絡，增加網(wǎng)絡服務信息的高級功能，統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施促進技術(shù)升級和改造，結(jié)合電網(wǎng)建設的實際成本投入，加強各類軟交換網(wǎng)絡系統(tǒng)核心設備的配置和支撐的建設。電網(wǎng)系統(tǒng)軟交換網(wǎng)絡技術(shù)的不斷革新和完善，電網(wǎng)系統(tǒng)軟交換網(wǎng)絡的建設不斷擴大，業(yè)務信息傳輸不斷增加，實現(xiàn)了擴大化使用和推廣。這都歸功于軟交換網(wǎng)絡的建設質(zhì)量，處于實現(xiàn)網(wǎng)絡建設的優(yōu)良建構(gòu)，應做好建設初期、中期、后期三個階段技術(shù)的更新改造工作。
(1)建設初期
軟交換網(wǎng)絡初期的建設工作是整個軟交換網(wǎng)絡建設的關(guān)鍵，也是整個電力系統(tǒng)交換網(wǎng)的建設基礎，直接影響到網(wǎng)建中期建設和后期的應用擴展工作的進行。軟交換網(wǎng)絡初期建設要根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)設備的實際情況，實現(xiàn)程控電路交換網(wǎng)絡與交互中心的互聯(lián)互通能力。同時要結(jié)合新建的變電站、行政管理部門等網(wǎng)絡節(jié)點IP語音連接的確切情況，在網(wǎng)絡的建設過程中設置一整套通用的網(wǎng)關(guān)設備，使交換中心和公網(wǎng)全面匯接各個電路交換專網(wǎng)，組建電力系統(tǒng)軟交換網(wǎng)絡初期建設的架構(gòu)。
(2)建設中期
軟交換網(wǎng)絡中期的建設，電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能由于初期的設備更新和改造因而變得十分復雜，也大大增加了網(wǎng)絡服務業(yè)務量。電力軟交換網(wǎng)絡的建設規(guī)模需要再擴展，逐步增加網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量。為此，可以按照內(nèi)在功能把軟交換網(wǎng)絡設備劃分層次，分為一、二級設備，二級設備只存儲交換網(wǎng)絡中心的業(yè)務信息，一級設備存儲和管理各個二級設備的網(wǎng)絡業(yè)務服務信息，充分運用網(wǎng)絡的通信通道，提高在線業(yè)務信息傳輸?shù)乃俣群涂煽啃?/span>。軟交換網(wǎng)絡一級設備是建立在各個地區(qū)電力公司的通用網(wǎng)關(guān)，地區(qū)電力公司的通用網(wǎng)關(guān)分別鏈接電話交換公網(wǎng)和省級電力總公司，以中繼媒體網(wǎng)關(guān)的使用功能實現(xiàn)統(tǒng)一匯接和覆蓋所有的電路交換專網(wǎng)，進而實現(xiàn)全地區(qū)的電力通信的遠程控制和調(diào)度。
(3)建設后期
軟交換網(wǎng)絡經(jīng)過初期和中期兩個建設過程，架構(gòu)將近完善，其建設后期則是擴大軟交換網(wǎng)絡在全區(qū)電力公司的使用范圍和規(guī)模。出于后期建設的目標，需要根據(jù)電力系統(tǒng)和軟交換網(wǎng)絡的實際功能來確定和引入路由服務器，按照平等權(quán)限把網(wǎng)絡建構(gòu)中的各個網(wǎng)絡節(jié)點和子站的軟交換設備連接起來，集成大區(qū)域的開放性組網(wǎng)。首先，按照區(qū)域信息的特點將整個軟交換網(wǎng)絡劃分成多個大型區(qū)域網(wǎng)絡，分區(qū)管轄應用范圍和規(guī)模擴展的進程，實現(xiàn)軟交換系統(tǒng)網(wǎng)絡監(jiān)督和管理得權(quán)限分配、分域管理等高級功能。
結(jié)語
綜上所述，軟交換技術(shù)是近年來發(fā)展速度較快的通信技術(shù)，具有多方面的優(yōu)勢，能夠為城市智能電網(wǎng)網(wǎng)絡業(yè)務的通信提供重要技術(shù)支撐。因此，在智能電網(wǎng)中引入并實施軟交換技術(shù)，一方面需要做好技術(shù)交接工作，確保軟交換技術(shù)能夠較好地應用于電網(wǎng)當中，另一方面還要結(jié)合電網(wǎng)系統(tǒng)的通信設備，做好調(diào)研、整體規(guī)劃和技術(shù)升級改造等工作，從而提高智能電網(wǎng)的安全性能及經(jīng)濟效益。
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