軟交換技術在電力調度系統(tǒng)中的應用

程小麗

【摘 要】 本文通過對軟交換技術的網絡體系和關鍵協(xié)議進行介紹，認識到軟交換技術的必要性，將神經網絡模型應用到軟交換技術的流量模型預測，為軟交換技術在電力調度系統(tǒng)中應用提供依據，并進一步研究了電力調度中軟交換技術的系統(tǒng)設計、網絡設計及提供的業(yè)務功能，使技術應用進一步具體化。

【關鍵詞】 軟交換技術 電力調度 網絡控制 業(yè)務預測

軟交換技術是一種完全開放并高度集成的體系結構轉變技術，能夠分配和協(xié)調網絡資源、控制通信過程，是通信網絡的關鍵紐帶，具有呼叫控制、資源協(xié)調、用戶認證，并向第三方提供可編程能力，使不同類型的通行網絡很好的協(xié)調工作。和傳統(tǒng)的電路交換相比，軟交換技術控制和承載功能更加獨立化、標準化，處理能力強，體積小、容量大，提供開放的第三方業(yè)務，有利于開展多媒體業(yè)務，實現了不同業(yè)務的融合。

1 軟交換技術

1.1 軟交換技術的網絡體系

軟交換體系結構可以分為應用層、控制層、傳輸層和接入層。

接入層主要是最基本的處理層面，負責將不同類型的網絡和用戶設備接入軟交換體系，接入層包括信令網關，負責接收和發(fā)送信令消息，實現NO.7信令網與IP網的互通；接入網關（AG）為用戶提供數字用戶接入、局域網接入等；無線接入網關（WAG）將無線設備與IP網連接；智能終端可以直接通過IP網絡接入軟交換，分為SIP、MGCP和H.323幾種。

傳輸層為軟交換體系提供分組的傳輸平臺，主要設備為交換機和路由器，是一個數據承載網絡，將業(yè)務媒體流和控制信息流傳輸到目的地。

控制層負責呼叫控制，主要設備為軟交換機，是軟交換網絡中的核心設備，控制接入層中的媒體網關業(yè)務和網關之間的通信。

應用層是最終的面向用戶提供的設備，為第三方提供平臺，具有生成網絡業(yè)務和維護網絡環(huán)境的能力。

1.2 軟交換關鍵協(xié)議

SIP協(xié)議是應用層會話發(fā)起協(xié)議，能夠創(chuàng)建、修改和終結多個通信會話進程，應用簡單、靈活，具有較強的擴展性，發(fā)展空間寬闊，其缺點是目前還不夠成熟，需要和其他協(xié)議配合使用，應用范圍還受其獨立性的限制。

H.323協(xié)議屬于多媒體的標準協(xié)議，包括呼叫控制、媒體編碼、網絡安全、會議通信等功能，能夠完成各種不同網絡終端間的交互通信。這種協(xié)議發(fā)展成熟，互通性強，穩(wěn)定性較好，但應用時媒體的壓縮標準過多，調用復雜，不能建成高效的大規(guī)模網絡。

BICC協(xié)議與承載無關應用于NC接口的呼叫控制協(xié)議，解決呼叫和承載分離后的控制問題，實現了傳統(tǒng)網絡向綜合多業(yè)務的發(fā)展。

2 軟交換技術網絡流量預測模型

2.1 網絡流量預測

在建立數學模型的基礎上對網絡流量數據進行預測，以便準確的描述出網絡流量的特性。目前網絡流量增長越來越快，給網絡規(guī)劃和管理帶來了很大的挑戰(zhàn)，網絡流量的預測正是根據計算測量，對將來可能的流量進行預測，獲得流量走勢，盡可能的避免網絡故障的發(fā)生。電力調度網絡業(yè)務種類較多，包括語音業(yè)務、視頻業(yè)務、信令業(yè)務和數據業(yè)務等，但同時業(yè)務量相對于公網又很小，為了使網絡帶寬達到最合理的狀態(tài)，必須對網絡所需的流量進行一個預測。這樣才能使得所建設的網絡既能滿足現有的生產需求，又有能為擴展新業(yè)務提供空間，同時還能有效利用帶寬資源，減少浪費[1]。

2.2 基于神經網絡的軟交換技術在電力調度中流量預測

人工神經網絡是受到人和動物神經網絡的工作原理啟發(fā)而產生的，它模擬了生物神經網絡的運作特征，對輸入的數據進行并行的分布式信息處理[2]。

軟交換技術中，信令網主要負責協(xié)議的轉換，將軟交換與現有網絡互相通信，雖然目前信令流量較少，在網絡通信中造成的負擔不大，但采用標準信令協(xié)議的網絡設備必須確定流量的大小，以便配置合適的端口速率，所以對軟交換技術中信令流量的帶寬預測具有很大的必要性。預測基本程序為根據電力調度中電話呼叫信息，統(tǒng)計整年的通話次數和通話時長，計算每天的話務量，以每天的通話次數作為輸入，接入網關并配置H.248帶寬作為輸出，由于信令流在軟交換網絡中進行，它與媒體承載的帶寬預測結果一致。

3 電力調度軟交換網絡設計

3.1 設計原則

可靠性原則，保證系統(tǒng)設備的獨立性，即便一層控制出現控制問題，不會影響其他設備的運轉。

可擴展性原則，設備選擇和組裝中要考慮后期的系統(tǒng)擴容問題，以后的節(jié)點增加和減少不能影響整個網絡的總體狀態(tài)，保證系統(tǒng)的二次開發(fā)能力。

可管理原則，將系統(tǒng)中的各種類型設備及調度系統(tǒng)歸結到統(tǒng)一的網絡平臺，實現系統(tǒng)管理。

標準化原則，以國際標準為基礎，統(tǒng)一各種接口和協(xié)議，能夠和不同的系統(tǒng)相互融合。

3.2 組網方案及拓撲

整體的軟交換網絡以二級模式布置，省調作為一級的匯接中心，地調作為二級匯接中心，設立備調中心雙歸屬，提高電力調度的安全性和可靠性。其中省調具有匯接功能，并持續(xù)保持一定時期，當全省網絡建設完成后，再將匯接功能逐漸淡化，最終實現所有站點的獨立運營，相互連接。

省調布局中交換機由中繼網關直接與本地軟交換網絡相接，和軟交換同時運行，本地調軟交換控制層則采用核心冗余平臺作為控制中心，在業(yè)務層采用網管、業(yè)務調度等單元，在接入設備中布置模擬網關、電話等設備。地市局可直接接入省局軟交換系統(tǒng)中，本地具備軟交換系統(tǒng)的可以通過網絡與省調連接，互相通信。

3.3 軟交換系統(tǒng)的承載網要求

每個本地網要分配一個地址段，一部分用于本地設備的互聯(lián)，一部分用于核心節(jié)點?？梢允褂肐S_IS作為IGP協(xié)議，該協(xié)議支持分層設置，能夠滿足數據業(yè)務要求。

語音業(yè)務對IP網的要求時要滿足傳輸時延、時延抖動、丟包率、回聲等要求，視頻業(yè)務還要考慮吞吐量。

3.4 軟交換系統(tǒng)在電力調度中提供的業(yè)務

軟交換技術在電力調度系統(tǒng)中不僅可以提供傳統(tǒng)業(yè)務，還在自身的特點上產生新型增值業(yè)務，傳統(tǒng)業(yè)務包括電話、長途中繼、補充業(yè)務、只能網等，后者包括點擊撥號、傳真、會議類業(yè)務、IP Centrex業(yè)務、UTP一號通業(yè)務以及UC企業(yè)統(tǒng)一通信業(yè)務等。

按照軟交換業(yè)務數據流的特征又可以將其分為會話業(yè)務例如語音業(yè)務和視頻電話，流業(yè)務有多媒體數據流，交互類業(yè)務如瀏覽網絡，后臺業(yè)務如后臺下載等。

參考文獻：

[1]佟大力.電力通信網中軟交換業(yè)務接口的設計與實現[D].北京華北電力大學，2010.7.

[2]范永玲.基于軟交換的NGN網絡關鍵技術與組網研究[D].廣州華南理工大學，2010.

[3]周澍，張聚明.華中電力調度交換網軟交換方案[J]電力系統(tǒng)通信，2008，29（186）：10-12.

[4]郭齊，向力，孫嘉.電力調度數據省級網與國家骨干網連接的幾點思考[J].電力系統(tǒng)自動化，2004，（04）：21-24.

[5]宋璐璐，雒江濤.軟交換技術在下一代網絡NGN中的應用[J].通信技術，2007（5）：34-35.