摘要：电力调度交换网是调度系统的重要组成部分，文章分析了电力调度交换网的系统现状，分析了软交换的技术优势，能够解决调度网现存的问题，最后详细分析了软交换技术在电力调度系统中的实际应用，从组网架构、承载网络性能等几个方面进行了探讨。
一引言
电力调度通信网是国家专用通信网之一，是电力系统不可缺少的重要组成部分，是电网调度自动化和管理现代化的基础。快速准确、方便灵活的生产调度命令的上送下达对电力网意义重大，由于电力生产作业的特殊性，电力企业调度通信网的有效性、安全性、合理性和可靠性对企业经营绩效影响很大。我国电力调度通信系统基本成熟，但是现代电力网对调度系统的要求还有一定差距，需要系统除提供话音交换、调度服务外，还应提供文字、视频、数据等特色多媒体综合业务服务功能，实现调度作业信息化。软交换将是下一代网络的关键性技术，可以对PSTN向分组网络的过渡提供无缝连接，它可以把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来, 通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能, 它具有伸缩性强、接口标准、业务开放等特点, 能够很好的支持各种多媒体业务，在电力通信网、电话网等多种专业网都很有应用前途，将为网络的演进作出巨大贡献。
二电力调度系统现状及存在的问题
电力调度交换网虽然能够满足电力调度时的通话需求，但系统中仍然存在以下问题：
(1)设备老化：部分站点调度交换机运行时间长、故障率逐年上升，存在安全隐患。需更换性能高、可靠性高的新型设备来提高整网的安全稳定性。
(2)组网架构不够成熟：很多省级供电公司和下属供电公司及变电站的调度交换机之间相互独立，没有联网。随着电力建设和发展，将会有更多等级的变电站投运，这将会造成主用汇接点、备用汇接点调度交换机的槽位紧张，扩容收到限制，优化组网架构，有利于适应现代电网发展需求。
(3)业务接入灵活性不够：传统的调度交换网络仅能提供基本的语音交换业务，不能提供基于视频和数据的多媒体通信业务，随着建设坚强的智能电网口号的提出，未来的电网要求高度的信息化、自动化和互动化，大部分传输业务(语音、图像、数据)将会采用IP方式，宽带将逐步普及，传统的PCM设备将会被逐步替代，灵活布署IP远端放号。组网更加灵活，实现不同用户类型灵活接入，易于扩展个性化功能。
(4)后续维护力量薄弱：电路交换技术的发展已经达到极限，随着时间的推移，现阶段主流厂商的电路交换机产品必然会退出市场。以IP技术为基础的通信技术已成为不可逆转的发展趋势。新设备的上线对于省掉、地调维护管理人员提出了更高的要求，需要他们各自履行工作职责，更加集中的管理。
三软交换优势分析
针对现在调度交换系统存在的一些问题，提出解决以上问题的技术—软交换，软交换存在以下优势：
(1)软交换成本低：与电路交换机相比，软交换成本低。软交换由于采用了开放式平台，易于接收革新应用，且软交换利用的是普遍计算机器件，其性价比每年提高80%，远高于电路交换(每年提高20%)，可见软交换在经济方面有很大优势。从用户角度考虑, 在传统的交换网络中，一个设备厂商往往供应软件、硬件和应用等所有的东西, 用户被锁定在供应商那里, 没有选择的空间, 实现和维护的费用也很高。基于软交换的新型网络彻底打破了这种局面, 因为厂商的产品都是基于开放标准的，所以，用户可以向多个厂商购买各种层次的产品，可以在每一类产品中选择性价比最好的来构建自己的网络。
(2)提高网络可靠性：软交换将以前的电路交换的核心功能进行了分类, 将功能以功能软件的形式分配到分组网络的骨干网中。这种分门别类的分布式结构是可编程的, 并对服务供应商和第三方特性开发商开放。由于其所有的功能都是以标准的计算机平台为基础, 可以很容易地实现网络的可伸缩性和可靠性。
(3)提高服务质量：随着电力市场的出现以及电网建设的进一步发展, 传统的电力信息系统的业务将发生变化, 这主要体现在会议电视变电站视频监控(无人值守)、输变电线路监控及电厂视频监控等视频业务的出现;传统单一主机的调度自动化体系架构向客户机/服务器体系架构的转变;监视全网运行状况，提供故障记录和分析的故障滤波系统的建设;电量计费网络系统和雷电定位系统的建设多媒体业务的出现等。因此，基于internet/intranet 的、体现信息化综合业务应用的管理信息系统将成为电力企业信息化的发展重点。软交换技术不但能很好地支持语音业务，而且软交换提供了开放式的应用程序接口(API)，非常便于提供新业务，所以引入软交换技术无疑是一种明智的选择。
(4)支持各种增值业务：引入软交换可以使电力通信网中计算机网和电话网更好的配合, 还可以统一不同介质的网络。为以后的电力传输网、语音网、视频网和互联网的四网合一提供条件。软交换系统中的网关接入功能，该功能可以认为是一种适配功能，可以连接各种媒体网关，完成网关控制协议的功能，还可以直接与H.232终端盒SIP客户端连接，提供相应业务。
四软交换在电力调度系统中的应用分析
(1)电力调度软交换组网架构
软交换网络系统建设可以采用集中式组网和分布式组网。集中式组网只需在总部建立软交换设备和业务服务器，各个地区终端数据通过承载骨干网传送到总部的软交换机上。这样设备投资少，也便于集中管理、业务实现和推广;分布式组网是在公司总部和每个地区都配置独立的软交换设备和相应的业务提供、运营支撑平台。系统的可靠性和容灾性更高且业务接续时间短，系统整体容纳的用户数量更大，但是网络复杂。从两种组网分析来看，电力调度交换网更加适合集中组网，而分布式组网更适合于电力行政交换网。当然从整体的建设组网原则上来看，电力调度软交换网工程，按照“整体设计、分步实施”的建设策略及设计理念。根据电力调度业务的特点，采用“电路、软交换混合同组”的网络拓扑结构。最终实现电路交换向软交换平滑演进。
图1 电力调度软交换组网架构
(2)电力调度软交换承载网络
电力调度交换网是网络控制的核心部分，对其可靠性要求很高，承载网中Qos指标的分析由为重要。在影响软交换承载网的QoS指标，主要有以下几个方面：1)抖动问题：根据实验测量得出，当抖动大于500ms是不可接收的，而抖动达到300ms时，是可以接受的。此时为了消除抖动会引起较大的时延，综合时延对语音质量的影响来考虑，要求承载网的抖动小于80ms。抖动所引起端到端的时延增加，会引起语音质量的降低。影响抖动的因素一般和网络的拥塞程度相关。网络节点流量超忙，数据包在各节点缓存时间过长，使得到达速率变化较大。由于语音同数据在同一条物理线路上传输，语音包通常会由于数据包的突发性而导致阻塞。 2)时延问题 ：当前IP分组网的固有特性和低比特话音编解码器的使用，使得VoIP语音分组的端到端时延要比电路交换网中的时延大得多，组成部分也更为复杂【3】，VoIP应用中网络通信结构和底层传输协议的多样性，决定了时延成分的多样性。3)带宽问题 ：足够的带宽是保障业务QoS的重要手段，基于软交换常用的语音编码方式有G.711、G.729和G.723，如语音编码压缩采用速率为8kbit/s。典型的语音编码器每2Oms分发一个语音数据包，每个数据包中含有两个语音帧，所以每20ms就会采样生成 160bit的信号，即数据包大小为20字节。由于控制信令在承载网占用的带宽较媒体流来说微乎其微，大约只占所需带宽的0.5%。一个简单快速的算法就是按照媒体流带宽的2.5%预留。为实现端到端的QoS保障，提供分组包分类、队列调度、流量监管以及流量整形等功能;实施接纳控制来决定是否允许用户信息流使用网络资源。从承载网分层结构角度看，对骨干网、汇聚层和接入层的QoS方案有以下要求：骨干网轻载时使用超额带宽和DiffServ保障服务质量。随着业务量增加，骨干网重载时，采用MPLS TE以及MPLS FRR等技术来保障骨干网的服务质量。接入层必须采用相应QoS机制，来保证软交换业务的质量。在接入层的L2交换设备上，对接入实时业务的VLAN端口，打上高优先级的802.lp标记,优先转发;在接入层L3交换设备上，直接对实时业务打上高优先级的DSCP标记，优先处理。软交换综合接入设备IAD应具有对不同业务流进行分类标识功能，以便承载网设备根据标识对不同的业务提供相关的QoS保证【2】。
(3)电力调度软交换实现的主要功能
电力调度网络在使用软交换技术后功能明显加强，大体上分为基本调度功能、特色多媒体调度功能和扩展功能。功能列表如下：
图2 电力调度软交换系统实现功能
(4)电力调度软交换冗余体系设计及关键指标
双归属是一种防止软交换设备瘫机或者是当系统出现突发灾害事故时能够提供紧急通信的容灾机制，在发生极端异常的情况下，当系统启动双归属控制机制时，应该能够恢复80%一90%的通信能力。
在双归属组网中，包括软交换和网关、终端三部分，需要共同配置以实现覆盖全网的双归属。在双归属机制启动后，以软交换设备切换的方式实现核心控制层的冗余，原先承载业务的软交换状态变为非激活，原先备用或互助的软交换状态变为激活并承载业务;同时网关配合切换注册路径，从原有软交换注册到另一个已激活的软交换，以实现接入层的冗余。
(5)电力调度软交换建设考虑因素
系统可靠性和组网健壮性、业务扩展能力、多媒体调度应用、协议的兼容性和互操作性、网络融合、网络QoS和安全问题、冗灾备份【6】。
(6)现有电力调度交换网向调度软交换演进策略
在保障传统的电路语音交换系统的稳定运行下，采用渐进方式，由电路交换与软交换结合再到纯粹的软交换的方式。先期以电路交换为主，软交换为辅，慢慢过渡到以软交换为主，电路交换为辅，最终淘汰电路交换的演进过程，实现系统的平滑过渡。渐进演变路线--第一步：“电路为主、软交换为辅、融合组网 ;第二步：“软交换为核心，电路为辅助”;第三步：淘汰电路、平滑过渡。演进方针为统一规划、 统一设计、统一技术标准、先试点后推广、分期实施。
五总结
软交换技术作为下一代通信网的核心技术，具有广阔的发展和应用前景，它实现了业务和呼叫控制分离、呼叫控制与承载网分离、为数据和语音的融合、催生大量新业务做好充足准备。软交换将使调度交换网与数据网融合，实现电路交换与分组交换两种技术的优势互补，实现业务增值，提供语音、视频、数据业务以及其他新的业务，在电力系统中具有良好的发展前景。
