摘要：在核电厂中引进软交换技术，建立一个融合数据、语音、视频业务的电力通信宽带综合业务网络，将为提高核电厂通信和信息化水平奠定良好的基础。
关键词：软交换技术；核电厂通信系统
当前通信行业发展趋势是网络融合和业务融合，基于软交换的NGN网络以话音/数据/多媒体融合能力、丰富的业务提供能力、多样化接入支持能力等优势，已成为电信运营商通信网络演进的方向。核电技术中通信系统作为服务核电厂的专网，有着和运营商网络类似的技术特征，在网络建设和业务服务等方面也面临新的挑战。引进软交换技术，建立一个融合数据、语音、视频业务的电力通信宽带综合业务网络，将为提高核电厂通信和信息化水平奠定良好的基础。
1 背景介绍
核电技术中的通信系统属于通信网络中的专用网络，主要包括行政办公电话系统、生产区域自动电话系统、生产区域应急自动电话系统、无线电话系统、呼叫通话系统、警报系统以及时钟系统，通信系统、闭路电视监控系统和信息系统是保证核电厂正常运转的重要组成部分。上述各系统在通信网络中都是通过各自的承载网络得以实现，没有融合成统一的整体网络，从整个网络发展的角度来看，目前的核电厂通信网存在着以下几点不足：
网络互通性差。各项业务通过不同的网络实现，网络互连时不同设备的接口不统一，转换环节多；协议不标准，不利于信息在不同介质的网络间传输，网络互通困难。
网络运维难度大、成本高。网络设备种类繁多，不同厂家、不同型号的产品的数据配置各不相同，运维专业性强，一个人很难掌握所有设备的检修和网管技术，物理线路重复、终端很多且距离很长，这均使网络设备运行维护难度越来越大、成本也越来越高。
网络利用率低，业务接入量受限。业务多采用固定带宽接入，在为用户业务指定了固定带宽后，一方面即使用户空闲，被分配出去的各中继线、接入专线的带宽也不能被其它用户和业务利用，造成带宽的闲置和浪费；另一方面当业务突发或使用的用户数量超过中继允许的容量时，网络中闲置的带宽资源也不能被利用，产生网络拥塞和呼叫阻塞等现象。
网络建设成本高。各种业务独立组网、独立运行，分离的网络难以实现业务的良好的融合，新业务难以融合到现有的网络中去，不仅用户使用不方便，而且在有新业务需求时，往往会根据此项业务再购入一套系统设备，新建一个独立的网络，增加网络的建设成本。
2 软交换技术
目前软交换网络主要采用媒体接入层、传输层、控制层和业务应用层的分层结构模式结构示意图如下所示：
其中，媒体接入层主要将用户及业务接入到软交换网络中的媒体网关（Media Gateway，MG），同时提供模拟用户接口、以太网接口，将普通电话和IP 电话等网络设备接入系统的综合接入设备（Integrated Access Device，IAD）；传输层主要包括各类路由器和交换机等终端设备，构成软交换系统所承载的IP 网络。控制层主要实现对边缘接入层中所有媒体网关之间的通信及业务的有效控制，也称为软交换机（Soft Switch，SS）；业务应用层主要完成各类应用业务的实现，包括业务管理系统及业务管理单元（Business Management Unit，BMU）等各种业务服务器；
核电厂通信系统对网络的实时性、安全性和可靠性要求极高。在建设核电厂通信系统时，采用异地容灾和双归属技术实现软交换系统的可靠性，同时利用边界控制器有效解决了网络安全、服务质量（Quality of Service，QoS）和网络地址转换（Network Address Translation，NAT）穿越等一系列问题。
异地容灾，顾名思义就是在不同的地域，构建一套或者多套相同的应用或者数据库，起到灾难后立刻接管的作用。
“双归属”机制是防止软交换设备瘫痪或出现突发灾害事故时可提供紧急通信的一种容灾机制。
3 软交换技术在核电厂的应用
近年来随着通信技术的发展, 为了满足核电厂安全、稳定、高效生产的需求及电力企业运营走向市场化的需求,电力通信网的发展十分迅速。许多新的通信设备、通信系统都纷纷被引入电力通信网, 使网络的面貌日新月异。技术的发展使某些旧的观念有了根本的改变, 计算机网络技术与通信技术相互交融。传统通信网络的交换、传输等领域引入了计算机网络设备, 某些传统的通信业务通过计算机网络实现, 例如IP 电话、IP 视频业务等。通信网与计算机网的界限已越来越模糊。如今, 电力通信业务已从调度电话、低速率远动通道扩展到高速、数字化、大容量的用户业务, 例如计算机局域网、变电站无人值守监控、会议电视等。电力通信网则有载波网、光纤网、微波网等多种网络形式, 各种网络都有自己的交换设备、复接设备等, 电力通信网的结构日趋复杂化, 为保证不断增长的电力信息传输服务的要求, 整个电力通信网的管理也越来越复杂。在电力通信网中引入软交换技术, 可以整合资源、方便管理, 还能更方便地开展新业务, 满足电力系统通信的新需求。
(1) 实现电力通信网中的电话网与计算机网络的互通。软交换可以提供支持多种信令协议的接口, 可以很好的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。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。
(2) 目前, 电力通信网中传输的信息不仅是语音和数据, 还包括视频业务甚至多媒体业务。软交换技术不但能很好地支持语音业务, 利用新的网络设施可以提供各种增值业务和补充业务, 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。例如, 基于软交换的电力系统呼叫中心( 也称客户服务中心) 可以用更低的成本、更短的周期为用户提供更好的服务, 更好地树立电力系统的形象。
(3) 电力通信网中存在多种传输介质, 如载波、光纤、微波等, 且各自独立, 都各有自己的一套设备。若引进了软交换技术, 在一台交换服务器上可对多种介质的信息进行交换, 这不但在经济上避免了设备的浪费, 而且提高了网络的可靠性, 在管理上也更方便, 只需对一个设备进行维护就可实现整个网络的信息交换。
4 结语
网络技术日新月异, 传统的电路交换网络向下一代网络的演进已势不可挡, 软交换将是下一代网络的关键性技术, 它的出现, 在网络开放性和可编程方面迈出了第一步, 代表了网络发展的方向, 将为网络的演进作出巨大贡献, 不仅是在公用通信网,在各电力通信专网中都有着广泛的应用前途。
参考文献
[1] 刘志飞, 雷徐冰. 基于软交换的 VoIP 系统在火电厂中的应用[J].电力系统通信, 2009, 30(9): 42–45.
[2] 吴新玲, 张伟, 侯思祖 . 软交换技术及其在电力通信网中的应用 [M]. 2002.
[3] 李宝荣 . 软交换—— — 网络革命的前奏 [J]. 广东通信技术, 2001(6) : 10- 15.
论文作者:姜振,马新军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/13
标签：业务论文; 网络论文; 核电厂论文; 软交换论文; 技术论文; 通信网论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第25期论文;