软交换技术在电网生产调度中的应用研究

罗志群　陈忠义

摘 要：IPT（IP Telephony）使所有类型的通信业务（包括音频、视频和数据以及无线和有线语音业务）都可以在一套IP（互联网协议）网络上传输，并实现统一管理。软交换技术的出现一方面造就了网络的融合，另一方面软交换采用了开放式应用程序接口（API），方便了第三方应用的开发和新业务的引进。文章主要立足服务于电网生产调度的电力专用通信网，从软交换提出的必然性、软交换的概念和主要功能特点等方面对软交换技术进行论述，并对软交换技术在电网生产调度通信专网中的应用作了具体的建议和分析介绍。

关键词：软交换；NGN；网络融合；电网生产调度；电力通信网

引言

1978年，国家批准电力部门组建电力专用通信网服务于电网的生产调度。之后在相当长的一段时期里，电力通信逐步发展成为以音频、载波、模拟微波、调度总机等设备组成的多用户、多功能的综合通信专网。随着大规模集成电路的发展，出现了数字微波、光纤通信、程控交换机等，这也是目前电网通信系统的主要组成单元。高新技术的发展，特别是计算机技术与通信技术取得了惊人的发展，两者相互融合、渗透，奠定了现代信息社会的基础。新技术改变着传统电信的概念和体系，通信体制正发生着深刻的变革，现代通信正经历着从电路交换（面向连接）到IP包交换（无连接）的演变过程。

电力通信作为行业性的专用通信网，是随电力系统的发展需要而逐步形成和发展的。它主要用来缓解公网发展缓慢而造成的通信能力不足并填补公网难以满足一些电力部门特殊通信需求的矛盾，以保证电力专业化生产正常高效地进行。电力通信的业务可划分为关键运行业务和事务管理业务两大类。关键运行业务是指远动信号、数据采集与监视控制系统、能量管理系统、 继电保护信号和调度电话等；事务管理业务包括行政电话、会议电话和会议电视、管理信息数据等。不同的电力通信业务，要求也不同。关键运行业务信息量不大。但对通信的实时性、准确性和可靠性要求很高；事务管理性业务则是业务种类多、变化快、通信流量大。

软交换技术的引入，将可以解决电力通信网目前面临的一系列问题。例如：实现电力通信网中各网络间互通，可以很好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。这就是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。统一不同介质的网络，在一台交换服务器上可对多种介质的信息进行交换，并且具有操作维护功能（主要包括业务统计和告警等）。

1 软交换技术和新一代网络（NGN）

在企业网络环境下，用户采用基于以太网的电话，通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件，实现PBX功能（IP-PBX）。对于这样一套设备，系统不需单独铺设网络，而只通过与局域网共享就可实现管理与维护的统一，综合成本远低于传统的PBX。为了提高网络综合运营效益，网络的发展更加趋于合理、开放，更好地服务于用户。业界提出了这样一种设想：将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议（MGCP、H.248）且主要使用纯软件进行处理，于是，软交换（Softswitch）技术便应运而生。

根据国际软交换论坛的定义，Softswitch是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的设备和系统。因此，软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。

1.1 软交换体系结构

异构网络并存是目前网络的现状，多种异构网络融合则是大势所趋。随着IP网的迅速发展，软交换将以IP网为骨干，在各种网络相互融合的基础上，以一种统一的方式灵活地提供业务。软交换控制器（Softswitch）是软交换体系中的控制核心，它独立于底层承载协议，主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，可以向用户提供现有网络能够提供的业务，并向业务支撑环境提供底层网络能力的访问接口。应用服务器则是软交换体系中业务支撑环境的主体，也是业务提供、开发和管理的核心。

软交换网络从功能上可以分为业务/应用层、控制层、传输层和媒体/接入层。其分层体系结构见图1：

1.1.1 媒体/接入层提供各种网络和设备接入到核心骨干网的方式和手段，主要包括信令网关、媒体网关、接入网关等多种接入设备。

1.1.2 传输层负责提供各种信令和媒体流传输的通道，网络的核心传输网将是IP分组网络。

1.1.3 控制层主要提供呼叫控制、连接控制、协议处理等能力，并为业务平面提供访问底层各种网络资源的开放接口。该平面的主要组成部分是软交换设备。

1.1.4 业务/应用层利用底层的各种网络资源为用户提供丰富多样的网络业务。主要包括功能服务器、应用服务器和策略服务器等。其中最主要的功能实体是应用服务器，它是软交换网络体系中业务的执行环境。

可以看出，软交换采用分层、开放的体系结构，将传统交换机的功能模块分离成独立的网络实体，各实体间采用开放的协议或API接口，从而打破了传统通信网封闭的格局，实现了多种异构网络间的融合。下一代网络的体系通过将业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离，来实现相对独立的业务体系，使得上层业务与底层的异构网络无关，灵活、有效地实现业务的提供，从而能够满足人们多样的、不断发展的业务需求。可以说，软交换完全体现了业务驱动的思想和理念，很好地实现了多网络的融合，提供了开放灵活的业务提供体系。

软交换设备位于控制层，提供多种业务的连接控制、路由、网络资源管理、计费、认证等功能。软交换设备与各种媒体网关、终端、应用服务器、其他软交换设备间采用标准协议相互通信。

1.2 软交换的主要功能