电力系统程控交换网IP化改造解决方案研究

梁德敏

（广州电力设计院有限公司，广东 广州510610）

电力交换通信网是电力专网之一，是电力系统不可缺少的组成部分，是电力调度自动化管理及行政管理的基础，经过多年发展，已基本形成以程控交换机为主的各级调度网络及备调网络。但存在信令不统一、开发性差、维护成本高，单纯语音业务交换，无法实现语音、数据、多媒体业务融合，不适应智能电网发展，因此部分供电局逐步开展交换系统改造，采用统一通信、调度电话IP化技术代替传统程控交换机。

1 传统程控交换网组网模式

南方电网调度语音交换网以总调、备调为中心，采用三级汇接、四级交换的网络结构。各级调度机构和35 kV及以上变电站应实现南方电网调度语音交换网覆盖。

目前，东莞供电局交换网采用程控交换的方式组网，主要采用Harris20设备，行政交换网东莞供电局至省公司、东莞局至可园分部、东莞局至主山分部、可园分部至主山分部均采用Q信令进行中继，东莞局至东莞电信采用1号信令进行中继，东莞局至东莞移动采用PRI信令进行中继。东莞局调度交换网东莞局新调度大楼至省公司调度交换机采用1号信令进行中继，交换网拓扑如图1所示。

2 传统程控交换网存在的问题

程控交换网业务单一，无法实现语音、数据、多媒体业务融合，不适应智能电网发展，但存在信令不统一、开发性差、维护成本高。从设备运行状况来看，现有程控交换机设备已投入运行多年，（部分设备运行超过10年），开始进入故障高发期，同时这些设备还存在技术水平相对落后，设备性能老化、部分备品备件已停产等不利情况。

3 程控交换网IP化改造方案

如图2所示，调度交换、统一通信（行政交换）系统作为独立的两个音视频局域网子网，跨接在音视频局域网上，音视频局域网再通过跨网防火墙与综合数据网互联互通。

厂站端调度电话及行政电话经由综合数据网、音视频局域网与调度交换及统一通信（行政交换）系统互通。调度交换、统一通信（行政交换）系统主站设备统一基于音视频局域网承载。各地区局调度交换机之间仍沿用2M中继互联，待音视频局域网建设完善后，增加SIP中继作为备用互联中继。

3.1 调度交换网IP化解决方案

依据此思路，对东莞供电局现有主备用程控交换机进行更换，统一升级为TDM＋IP一体化调度交换设备，其软硬件支持最新VoIP网络通信，通过VOIP接口直连网络，要求设备不仅具有传统的电路交换、调度功能和业务，还能在广域范围内实现IP调度电话、多媒体通信等业务。

新增2台支持VOIP功能调度交换机，含VOIP中继接口、VOIP用户接口模块、语音网关及录音系统等设备，交换机通过音视频网络与综合数据网互联，通过综合数据网实现厂站段调度电话放号，解决PCM设备退运前，调度电话IP接入问题，新增设备接入方式如图3。

此外，新建音视频局域网，配置音视频局域网高端交换机及万兆防火墙各2套，调度交换网接入用三层低端交换机、千兆防火墙各2套。调度交换机通过防火墙接入音视频局域网，经跨网防火墙与综合数据网互联互通。

东莞供电局现有变电站187座，变电站调度电话236个。本工程按照300部IP电话接入容量考虑，进行VOIP用户接口板配置，设备容量满足未来5年变电站投产变电站接入需求。

图1 程控交换网拓扑图

图2 调度交换、行政交换系统连接示意图

3.2 行政交换网IP化解决方案

东莞局大楼和东莞城区备调各配置一套中继网关，提供E1中继线路接口，实现东莞局行政网络与PSTN网络互通（包括本地市话出局），完成电路中继和分组网上的媒体流的转换。中继网关宜具备本地再生功能，在分省公司软交换系统宕机或网络中断时，地市局中继网关具备再生能力，可接管地市局用户注册，实现地市局内的用户之间互通，并且实现通过地市局本地中继的呼入及呼出。行政交换系统架构如图4所示。配置一套网管系统，提供统一管理与维护功能。

图3 调度交换系统架构图

图4 行政交换系统架构图

4 交换网IP化解决方案优势

（1）实现网络融合，降低运营成本

行政交换网IP化改造，采用统一的业务提供、控制、管理平台，不同用户共同享用网络提供的服务，实现网络共享，采用统计时分复用技术，根据业务使用分配带宽，不同于电路交换，节约网络带宽资源，提高网络利用率。开放的接口和协议进行互通，减少维护人员，降低技术培训费。

（2）实现业务、用户综合接入

PSTN用户终端智能化低，接入带宽窄，难以适应业务发展的速度，软交换网络可通过网关接入传统电话用户，通过无线网关实现无线用户接入，通过H．323网关接入IP电话，以及装在软件的各类PC软终端，可通过软件和享受多媒体业务，允许用户通过远程接入，不受地理位置限制。

（3）扩容便捷、维护方便

传统程控交换机通过增加板卡进行扩容，软交换只需增加授权，根据扩容数量增加相应IP电话或者模拟电话网关，不需音频布线工程量和维护工程量。

（4）实现网络平滑过渡、持续发展

PSTN网络与软交换在一段时间内共存，NGN不是对PSTN网络资源的淘汰，是自然演进，平滑过渡，原有程控设备可继续使用至寿命终了，PSTN用户通过中继网关接入软交换网络，实现互通、共存。

5 结束语

软交换结合了传统程控交换网络的可靠性和IP技术的灵活性与有效性的优点，是传统电路交换向分组交换网络的重点，对电力交换网演进及利用IP网络提供丰富业务起至关重要的作用，实现电力系统多业务融合发展，促进电力通信网络智能化。