北疆供水工程中软交换技术的应用

姜广义

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 北疆供水工程通信专网现状

北疆供水工程北起新疆阿勒泰，南至乌鲁木齐，穿越准格尔盆地和古尔班通古特沙漠，渠道全长 800 余 km，已建成的通信专网伴随渠道及沿线建筑物。北疆供水工程通信专网信息化系统由通信、计算机网络、闸门远程控制、水情水质测报、远程图像监控、工程安全监测等多个系统组成。其中，通信专网语音系统主要由 PBX（专用交换机）、采用软交换技术的 IP 语音交换设备组成。由于工程主要跨越乌鲁木齐和阿勒泰 2 个地区，原有语音网络中，乌鲁木齐和 635（地处阿勒泰）这 2 个分中心各有 1 台 PBX 设备，工程沿线 30 多个管理站、管理所为 PBX 接入网设备。2 端 PBX 交换设备均接入电信公网，乌鲁木齐分中心及下挂 PBX 接入网设备采用乌鲁木齐号段，635 分中心及下挂 PBX 接入网设备采用阿勒泰号段[1]。为适应工程建设需要，在暂时不改变原有电路交换模式的情况下，635 分中心增加了 1 台采用软交换技术的 SoftCo IP 语音综合交换机设备，新建管理站、管理所使用语音接入设备 IAD。由于新建管理站人员拨号出局主要是往乌鲁木齐和阿勒泰地区 2 个方向，软交换技术可有效利用现有资源，在 1 个电话机上拨打乌鲁木齐和阿勒泰地区的公网电话为市话，避免产生长途费用，有效节约话费开支，简化工程人员拨号出局的方式。

2 软交换技术在北疆供水工程通信专网中的应用

软交换为语音网向数据网融合的下一代网络（NGN）的主要技术，以清晰的业务分层模式，高效的分组交换机制正得到越来越多的应用。SoftCo作为智能化的 IP-PBX，整合了 SIP 服务器，信令、中继和媒体等网关，媒体资源服务器功能，是个小型的 NGN 系统，可以与 IP 话机，UMS 统一通信设备，综合接入设备 IAD，UA5000 综合接入设备，Quidway AR 系列路由器混合组网，提供全面的 IP 融合通信解决方案，专门用于向企业和行业用户提供高效、高质话音服务。SoftCo 可以通过 SIP 宽带中继与第三方的网关或软交换设备进行互联互通，也可以通过 PRI，AT0，R2，SS7 等窄带中继方式接入传统的 PSTN 网络。SoftCo 设备具有移动办公、语音、计费、黑白名单、1 机多号等业务类型。

2.1 语音业务的应用

2.1.1 可靠、安全的组网结构设计

IP-PBX 设备可以良好地实现 PBX 和 PSTN 原有电话的接入，最大限度地保护用户原有投资。改造前后的电话系统接入示意图如图 1 所示。

图1 改造前后电话系统接入示意图

对于有 PBX 的局点，接入方式如下：将 PBX 与PSTN 之间的 E1 中继线，切换至 SoftCo，从 SoftCo接入 PSTN，由 SoftCo 完成所有的呼叫路由。如果是内部电话，SoftCo 将通过 IP 网络呼叫被叫方；如果是 PSTN 号码，SoftCo 自动将该呼叫路由至PSTN。

应用 SoftCo IP 语音综合交换设备，与原来传统的 PBX 做窄带信令对接，由于原有语音系统中有大量已有的投资，如 PBX、模拟话机，新建 IP 语音系统充分考虑了对原有投资的保护。

由于 SoftCo 上的对外语音业务需要通过乌鲁木齐分中心 PBX 交换机经过乌鲁木齐电信局出局，或经 635 分中心 PBX 交换机经过阿勒泰电信局出局，形成了特殊三角关系。对于乌鲁木齐或 635 分中心交换机，1 机双号使得任何端节点出现故障均不影响SoftCo 上语音业务出局， SoftCo 出现中继断点情况示意图如图 2 所示。这样，可以更好地为供水工程的安全运行提供通信保障。

图2 SoftCo 出现中继断点情况示意图

2.1.2 局内语音通信专网的组建

SoftCo 通过 SIP 协议中继分别与乌鲁木齐和 635中心的 PBX 连接起来，组建了局内语音通信专网。北疆供水工程通信专网充分利用语音、1 机多号和黑白名单等功能，为水利调度提供了实时、安全的通信服务。1 机多号业务是指用户具有多个号码，包括1 个主用号码、1 个或多个备用号码，拨打该用户的任何 1 个号码均能接通该用户。前提条件是用户需具有备用号码，且登记、取消备用号码显示的字冠已经存在；否则，需要在 SoftCo 侧配置。1 个主用号码最多可以配置 10 个备用号码，系统中配置的备用号码和同机改号旧号码的总个数的上限因产品型号而有所不同。

北疆供水工程通信专网中对于 SoftCo 下的用户采取 1 机双号模式，即 1 部话机既有乌鲁木齐号码，又有阿勒泰地区号码，通过设置字冠来实现出局业务。拨打阿勒泰地区市话前加 6 就可以实现经阿勒泰地区北屯镇电信分局出局，此时使用的是阿勒泰地区的号码；拨打乌鲁木齐地区的市话加 2 实现经乌鲁木齐电信局出局，此时使用的是乌鲁木齐地区的号码；拨打局内电话采取直拨或加 9 方式均可；2 个 PBX 交换机下用户可采用直拨 SoftCo 当地局内号码或者加 9 拨打话机另外 1 个号码均可。北疆供水工程通信专网电话拨打示意图如图 3 所示。

图3 北疆供水工程通信专网电话拨打方式示意图

这样就可以有效实现拨打 2 地公网电话均为市话的功能，节约了长途费用。为了更加有效地控制特定用户呼出权限，权限分为国际和国内长途、本地、局内电话 4 个级别，对于拨打长途的部分用户需要强制加 17909 或 11808 出局，则需要运用SoftCo 黑白名单限呼功能来解决。根据北疆供水工程的实际情况，需在被叫限呼组将 60 和 20 设置成黑名单，局内电话号码字冠和一些特殊电话号码如 110，119，120 等需要加入白名单。主叫限呼组中黑名单和普通限呼组用户均不能直接拨打长途，主叫限呼组用户只能通过 11808 或者 17909 来实现，主叫黑名单用户只能拨打被叫为白名单的用户[2]。

2.1.3 与专网内计算机网络的融合

北疆供水工程通信专网传输网络中 30 多个网元节点处均有计算机网络系统节点，它们是以 IP 协议为基础，由 Quidway AR 系列路由器混合组网，功能完善的计算机网络系统。IP 语音综合交换设备能够同时承载语音、数据、视频等多种媒体信息，具有协议简单，终端设备 IP 话机、UMS 统一通信设备、IAD 等对协议的支持性好，价格低廉等优势。这样既保护了传统投资，避免重复投资，又可以使原有 30 多个地点的计算机网络功能发挥最大化。软交换可以提供支持多种信令协议的接口，可以很好地实现电话网和计算机网之间的信令互通，及不同网关的互操作问题，使得计算机网可以更方便地对电话网进行管理和支持，电话网也可以和计算机网络配合，更好地提供服务。这样，计算机网络与语音通信实现较好融合，提供高效、高质话音服务的同时也节约了建设和维护成本。

对于已有 PSTN 直线电话，接入方式如下：将原有直线话机直接接在 IAD 网关的 FXO 接口上，IAD 再接入到 IP 网络，提供系统内部的 VoIP 呼叫，同时为了保证和 PSTN 网络的通信，IAD 网关再通过 FXO 口连接原有的 PSTN 直线。提供 FXO 口的 IAD 网关有 IAD332Q，可提供 8 个 FXO 接口。IAD 网关可以实现 VoIP 与 PSTN 的无缝融合。

2.2 视频电话的应用

随着网络的演进和计算机技术的不断发展，对视频和多媒体业务也提出了新的要求。IP 语音综合交换设备能提供的视频通信包括点对点视频通信和视频会议，接入 VoIP 可视终端即可方便解决单位内部日常沟通。北疆供水工程利用专网内原有计算机网络设施提供视频电话、语音视频会议业务，部署灵活，极大方便了不同区域的人员交流和通信专网内信息设备的远程维护及故障排查，节约了成本。同时由于 IP 语音综合交换设备可在接入多媒体服务器后实现多媒体会议功能，在语音会议的基础上，增加数据和视频会议功能。也可为单位即将建设运行的视频会议系统提供通信基础。

3 结语

软交换技术下的组网方案，轻松实现了 PSTN 与IP 数据网的融合，既保护水利工程通信专网语音系统传统投资，又具有创新能力，结合传统的语音网络的可靠性和新兴的 IP 技术的灵活性与有效性的优点，能使现有 PBX 交换机为载体的交换电话网络的能力极大发挥，并稳步实现向 IP 数据网的转移。通过北疆供水工程中的实践，软交换技术设备带来的技术灵活、通信安全、经济适用、兼容性好的优点得到了一定体现，对于水利系统前期投资的 PBX 设备改造更新有一定引导意义。在长距离、跨地区的水利通信专网中采用软交换技术设备，大幅提高了沟通效率并有效降低通信成本，方便了工程信息设备维护与管理，一定程度上节约了交通和人力成本，同时也能为跨地区水利调度工作提供了更加安全的通信保障。

[1]周小兵，张立德，刘广林，等. 长距离调水工程管理信息系统[M].北京：中国水利水电出版社，2007: 24-25.

[2]华为技术有限公司. HUAWEI SoftCo IP 语音交换机电子手册[M/CD]. 深圳：华为技术有限公司，2010: 11-12.