基于NGN技术的电力系统调度交换网组网分析

陈爱芬，沈骏杰

（华信咨询设计研究院有限公司,浙江 杭州 310051）

0 引 言

目前，电力系统调度交换网主要使用传统电路交换的方式进行组网，仅能满足现阶段调度服务和生产业务的需要[1]。随着电网建设的迅速发展以及智能业务和多媒体应用等需求的不断增加，电网推出适用于调度通信工作的NGN技术替代电路交换技术，不仅能够满足传统的话务业务和低速数据业务需求，而且可以满足越来越多的多媒体业务的需求，更符合智能电网的发展需要[2]。

1 电力调度交换网组网需求

1.1 安全通信需要

电力调度通信是为电力生产及调度服务，并已成为电网安全、稳定、经济运行的重要手段，只有高度重视调度交换网的稳定性和安全性才能保证调度服务的稳定性和电网运行的安全性[3]。传统调度交换网运行年限较长，设备老化严重，性能逐步降低，稳定性下降，经常出现故障，为此埋下了较多的安全隐患。且变电站中过度依赖PCM设备，接入业务灵活性不高，容易出现电力事故对电网运行存在重大威胁，直接影响电网的安全稳定[4]。

1.2 多功能需求

传统调度交换网主要具备通话功能，能够满足下达指令、呼叫以及录音等基础功能。但在电力调度工作中，对于调度通信业务的需求逐渐增多，传统交换网难以满足多元化功能需要[5]。而且随着通信技术的快速发展和交换技术水平的不断提升，使电力调度交换网的功能拥有了更大的发展空间。同时电网建设以智能电网为主，调度交换网只能提供基础交换业务，难以满足智能化和信息化的业务需求，与智能电网的发展不相适应。因此，融入新的组网技术以满足电网多功能需求，对于电网发展具有十分重要的意义。

2 NGN技术在调度交换网中的应用优势

2.1 开放式网络架构

在调度交换网中应用NGN技术能够实现电网的改革，支持开展更广泛的业务。NGN技术可以推动通信业务融合，让电力系统通信功能更加完善。采用NGN技术组网不但可以利用其网络结构开放性的优势提高网络的开放性，还可以让制造商和服务商更便利地进入电力市场，优化服务水平[6]。NGN技术的协议和信令均为标准模式，能够和其他网络保持互通互联，且NGN组网具有分层组网的特征，可以根据业务发展需要进行部署，便于后续维护和扩增容量。NGN网络将控制功能和业务分离，实现真正意义上的业务和网络独立，而且供应商和用户都具有较高的自主性，使网络具有更强的可持续发展能力。

2.2 支持多元化业务

NGN组网是建立在分组传送的基础上，可以满足数据、视频以及语音等多种业务传送的需要，还具有各自的传送特性，不但满足了各个业务的实际需求，还提高了服务质量。电网可以针对不同的业务设置不同盈利方案，从而达到按质论价的效果。普通用户能够通过分组接入网络，借助于不同终端和不同设备满足不同业务需要。NGN组网具有很好的兼容性，允许平滑演进，通过信令网关和媒体网关等接入能够和Internet、PSTN等网络连通，从而在对现有网络设备、资源充分挖掘的基础上实现互联互通[7]。如今移动网络技术快速发展，在电力调度上对于移动服务的需求增多，NGN组网分层特征和部件化特点更有助于移动网络的实现，能够充分满足电力调度的发展需要。

2.3 符合科技发展趋势

电网调度交换网逐渐引进先进通信技术，IP技术逐渐成为主流趋势。面对电网先进技术发展和多元化业务的需求，电路交换技术难以满足安全生产运行需求，更无法开发多元化功能，甚至威胁到电力系统的安全运行。而基于NGN技术的调度交换网组网建设不但具有开放式结构，而且还能实现多元化业务的部署。相比于传统调度交换，NGN调度组网可以结合路由技术和组网技术等手段，让交换网组网更为灵活，更能满足科技发展的需要。在调度交换网组网中引入NGN技术表示传统交换网和通信技术发展关系密切，未来电力调度交换将更加依赖于调度数据，对此应充分发挥电力数据的价值。

3 NGN技术在电力调度交换网组网的应用

3.1 应用原则

软交换技术逐渐发展成熟，但在电力系统中应用尚处于起步阶段。在电力调度网络中通过使用软交换技术可有效改善交换网业务上的相关问题，但电力调度网络对稳定性有较高的要求，且目前我国电力系统中应用NGN技术尚未形成统一标准。因此在电力调度交换网中应用NGN技术应在保证电力系统调度稳定的基础上，按照渐进原则进行组网建设，推动电路交换逐渐向IP交换进化。应用NGN技术应当坚持以下原则，一是和电路交换调度网互为主备，二是尽量和已有投资兼容，保证现阶段软交换和电路交换共存，三是丰富交换网业务，扩展调度系统业务[8]。

3.2 组网设计

3.2.1 调度电话组网

调度交换网使用NGN技术后可以实现全电力网络的IP调度电话部署。调度电话组网是以NGN技术作为基础平台，实现全网协同管理。将电路交换机转变为模拟网关，系统管理模块由NGN平台统一管理，实现全电力网的统一业务部署。为了保证调度可靠性和安全性，配置两套NGN控制设备，该设备具有双机热备切换功能。原调度交换机更改为模拟接入网关后可接入原调度电话，并在远端接入点设置IP电话，通过通信传输网实现和NGN平台的互联互通[9]。在充分利用现有资源的基础上升级改造原调度交换平台，使其逐渐向软交换呼叫转移，推动交换网技术改革。原调度交换业务不会出现任何变化，且能实现新业务的无缝接入。

3.2.2 语音网关组网

使用NGN技术部署IP语音网关，该组网建设方式以NGN技术为主组网，进行全网的协同管理。NGN技术平台负责管理所有的功能模块，能够让全网IP业务得到统一部署。调度交换网部署两套设备实现双机切换，在完成核心组网后根据不同业务量进行远端部署，分别部署不同容量语音网关。远端部署选择接入IP调度电话，在IP语音网关中汇入业务进行统一管理，由电网调度信息或者通信专网实现互联互通。通过部署IP语音网关可以满足调度网络安全性要求。远端接入部署IP语音网关可以从上联路由进行双归属部署，实现双路由上联对主备调平台的控制，也能让调度交换业务落地，保证本地交换公共网络和调度交换网络达到互联互通。

3.3 双网融合并行

3.3.1 网络架构

根据国家电网要求，推进电路交换网和软交换网并行组网设计，对调度交换网组网结构设计如下。软交换组网主要是控制和业务分开，接入和荷载分开，让各功能离散分布，能够满足软交换网实时性要求。在原有电路交换机基础上，分离功能，形成应用服务器、信令网关以及控制设备等构成的网络[10]。软交换网络可以满足视频和语音等业务，使用分层网络结构，组网更为便捷灵活。

软交换网络架构如图1所示，网络被划分为边缘接入层、业务层以及核心传送层等结构，达到分离媒体层、业务层以及控制层的目的。

图1 软交换网络架构

3.3.2 功能设计

软交换网和电路交换网将作为主备调交换系统双网融合。一旦本地电路交换网出现故障将第一时间接入软交换平台，保证语音网关连续。调度台设置双接口并注册对应的交换系统，保证双重通信网络的可行性。软交换平台的硬件和软件模块均采用热备冗余备份，让交换网络之间切换间隙控制在10 ms左右，保证了交换网稳定性[11]。此外，在软交换网络中提供多元化业务服务，让调度平台能够满足视频通话、同步显示、实时沟通以及电子白板等功能，并具备调度专业功能，包括调度呼叫、呼叫转移、呼叫排队、呼叫保持、三方通话、录音以及多组会议等，充分满足电力调度的需要。

3.3.3 建设软交换平台

软交换网络使用核心服务器作为交换平台，具备可用性高设备冗余的优势，同时可以配置业务服务器，让系统连接的终端可以实现双归属。此外，在软交换平台上对所有终端设备进行注册，对IP进行分开规划，从而实现双归属的功能。

3.3.4 配置调度台

在各个站点设置调度台，使用双模视频调度台能够保证跨网多机同组功能的安全可靠性。调度台具备电路和软交换两种接口，注册电路交换系统和软交换平台，双模接口冗余热备[12]。两种接口可以任意定义，不仅能够将其作为主/副接口，而且也能够定义为双主接口。调度台呼叫对应侧用户，接口自动连接，具有较高智能化水平，保证调度的安全可靠性。

3.3.5 应用案例

目前，某省电力已经将电路交换和软交换调度并网运行，220 kV和500 kV变电站已经投入使用，有以下两种组网方式。一是使用PCM设备调度放号，保证网络通畅稳定。二是未使用PCM设备，通过站端接入设备，或由IP电话接入网，保证和调度台互通。双网融合并行能够最大化降低组网成本，并保证电力调度稳定，交换网通畅。双网融合并行方案如图2所示，同时借助于软交换平台能够在交换网中应用多样化和高带宽的业务。

图2 双网融合并行方案

4 结 论

在电力调度交换网的组网中充分利用NGN技术能够满足智能电网的业务功能和对安全稳定的需要，具有突出优势。因此，应当在电网调度交换网中推动NGN技术组网，逐渐取代传统电路交换网的应用，以满足业务扩展的需求，符合智能电网建设和发展的需要。