軟交換在陜西電力行政交換網(wǎng)中的應(yīng)用前景探討
王曉明 2011/10/19
近幾年國內(nèi)外關(guān)于“下一代網(wǎng)絡(luò)”的討論此起彼伏，對軟交換概念的理解也不盡相同，然而清晰的定位對通信規(guī)劃起著重要作用。
“下一代網(wǎng)絡(luò)(Next Generation Network)”或“新一代網(wǎng)絡(luò)(New Generation Network)”NGN是基于分組的網(wǎng)絡(luò)，能夠提供話音、視頻、數(shù)據(jù)等多媒體綜合業(yè)務(wù)，并采用開放、標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，提供豐富業(yè)務(wù)的下一代網(wǎng)絡(luò)。
目前通信行業(yè)中NGN特指以軟交換為控制層，兼容三網(wǎng)的開放體系架構(gòu)，很多專家一直將軟交換技術(shù)視為軟交換的發(fā)展前提和基礎(chǔ)，因?yàn)檐浗粨Q網(wǎng)絡(luò)最有可能取代現(xiàn)有的PSTN網(wǎng)絡(luò)，并能承載更多PSTN所難以達(dá)到的新業(yè)務(wù)。因此就目前國內(nèi)軟交換發(fā)展的狀況來看，國內(nèi)各大電信運(yùn)營商開始建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)都是基于軟交換上的應(yīng)用。
軟交換位于網(wǎng)絡(luò)控制層，通過與媒體層網(wǎng)關(guān)的交互，接收處理中的呼叫相關(guān)信息，指示網(wǎng)關(guān)完成呼叫，主要任務(wù)是在各點(diǎn)之間建立連接。軟交換技術(shù)主要用于處理實(shí)時業(yè)務(wù)，如話音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)等，此外還提供一些基本補(bǔ)充業(yè)務(wù)，與傳統(tǒng)交換呼叫控制和基本業(yè)務(wù)的提供非常類似。
軟交換是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)以及下一代分組網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，它獨(dú)立于傳送網(wǎng)絡(luò)，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計費(fèi)等主要功能，同時可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機(jī)所能提供的所有業(yè)務(wù)，并向第三方提供可編程能力。
四大難題困擾行政交換網(wǎng)
陜西電力通信網(wǎng)作為專用通信網(wǎng)，有很強(qiáng)的行業(yè)性、必要性。它是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展需要而逐步形成和發(fā)展的，主要為電網(wǎng)的調(diào)度、電網(wǎng)自動化控制、商業(yè)化運(yùn)營以及實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的現(xiàn)代化管理服務(wù)。
電力系統(tǒng)交換網(wǎng)由行政交換網(wǎng)和調(diào)度交換網(wǎng)構(gòu)成。行政交換網(wǎng)是電力交換網(wǎng)的主體，它是調(diào)度交換網(wǎng)的支撐和備用電路。
目前，陜西電力行政交換網(wǎng)是以省公司行政交換機(jī)為匯接核心，以星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方式，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋陜西電網(wǎng)中11個供電單位、14個電廠、12個省公司直屬單位，除石泉電廠都以數(shù)字中繼方式接入系統(tǒng)。
陜西電網(wǎng)交換機(jī)總?cè)萘恳堰_(dá)十萬線，其獨(dú)立于公用通信網(wǎng)又與公用通信網(wǎng)互連互通，并通過西北電網(wǎng)公司以及國電通信中心的匯接與全國電力行政電話網(wǎng)互通，在陜西電力通信網(wǎng)中越來越占據(jù)顯要的地位。
隨著陜西電力事業(yè)的迅速發(fā)展和電力職工生活水平的不斷提高，生產(chǎn)管理和職工生活對通信的依賴程度越來越深，要求也越來越高，在向用戶提供更廣泛業(yè)務(wù)的同時，現(xiàn)有的行政交換網(wǎng)逐漸暴露出一些缺陷，主要表現(xiàn)在以下方面。
�、� 交換組網(wǎng)方式不合理
目前陜西電力行政交換網(wǎng)是以星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，通道路由單一，缺少備用路由，已不能滿足“十二五”期間電力通信業(yè)務(wù)對通信高可靠性和安全性的要求，因此必須對整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和匯接點(diǎn)進(jìn)行重新規(guī)劃，并合理設(shè)置備用路由，以提高行政交換網(wǎng)的可靠性和安全性。
�、� 網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)機(jī)制不健全
省公司作為省一級匯接交換中心，目前只有一臺行政交換機(jī)承擔(dān)所有的匯接任務(wù)，不堪負(fù)重，一旦發(fā)生故障，不僅省公司機(jī)關(guān)通信無法保證，陜西電力交換網(wǎng)全網(wǎng)之間及與省外電力系統(tǒng)的電話聯(lián)系亦將全部中斷。
�、� 提供業(yè)務(wù)單一
目前基于電路交換方式的交換網(wǎng)僅能提供單一的電話業(yè)務(wù)，無法滿足電力用戶個性化、多元化的服務(wù)需求。
⑷ 行政交換網(wǎng)中區(qū)域的差異性
由于陜西電力行政交換網(wǎng)內(nèi)設(shè)備繁多、機(jī)型復(fù)雜、接口豐富、新舊設(shè)備共存，導(dǎo)致行政交換網(wǎng)在設(shè)備型號、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接口方式等方面存在差異，從而造成目前在全網(wǎng)統(tǒng)一建設(shè)規(guī)劃上的被動局面。
隨著“十二五”期間陜西電網(wǎng)的建設(shè)，新建變電站和電廠的數(shù)量將大大增加。全省將新建發(fā)電廠十五座，330KV變電站二十三座，截止到“十二五”末期全電網(wǎng)將共有11個地區(qū)局、37座發(fā)電廠和47座330KV變電站；同時全省骨干光纖網(wǎng)絡(luò)將在過去建設(shè)的基礎(chǔ)上得到進(jìn)一步加強(qiáng)和完善，為組建全省行政交換網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了一個堅實(shí)的傳輸平臺。
在這種急劇增加的需求面前，不僅要滿足電網(wǎng)安全生產(chǎn)的需要，而且對行政交換網(wǎng)的可靠性和接續(xù)速度提出了更高的要求，從而使以數(shù)字程控交換機(jī)為核心的行政交換網(wǎng)面臨著巨大的壓力。
運(yùn)營商紛紛試水軟交換
在全球洶涌的軟交換建設(shè)熱潮帶動下，軟交換在我國也受到越來越多的關(guān)注，中國的各大電信運(yùn)營商都開始進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)或組網(wǎng)。
早在2000年就開始了軟交換實(shí)驗(yàn)，并在寧波地區(qū)建立了國內(nèi)第一個軟交換實(shí)驗(yàn)局；2001年底在北京、杭州、廣州、寧波等地開始建設(shè)小規(guī)模的軟交換系統(tǒng)工程；2003年7月開始加大了軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和業(yè)務(wù)拓展的力度，打造出可以呼叫所有的固話、手機(jī)和小靈通的寬帶電話系統(tǒng)；2007年8月又啟動了廣東、陜西和山東3地的軟交換商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，為將來大范圍部署和推廣軟交換做準(zhǔn)備。
步伐稍晚于中國網(wǎng)通，但規(guī)模卻很大，2002年3月下旬確定在杭州、上海、廣州、深圳四地開展軟交換實(shí)驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)；2003年，中國電信軟交換建設(shè)初步進(jìn)入商用階段，在北方，已經(jīng)通過軟交換來開辟本地的綜合通信接入業(yè)務(wù)；在南方，則以進(jìn)行PSTN替換研究和增值業(yè)務(wù)的嘗試為軟交換建設(shè)的重點(diǎn)。
2000年開始關(guān)注軟交換的開發(fā)；2002年底完成了《中國聯(lián)通軟交換實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)測試規(guī)范》；2003年5月在我國率先建成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(UNINET)，真正實(shí)現(xiàn)了多種電信業(yè)務(wù)的綜合。不過由于聯(lián)通的軟交換布局，出于整體發(fā)展戰(zhàn)略的考慮，它在軟交換的投入和發(fā)展在未來1至2年內(nèi)都將非常有限，而將更多的精力和財力放到其最重要的業(yè)務(wù)移動通信市場中。
2001年在北京、上海、廣州3地建設(shè)軟交換實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，側(cè)重于話音業(yè)務(wù)，主要測試分組中長途話音業(yè)務(wù)的技術(shù)性能；2002年7月，鐵通進(jìn)行了以軟交換為核心的第2次軟交換網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場測試；2003年7月，鐵通首先在重慶開展了軟交換本地話音商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的測試和部署。
不可否認(rèn)，2004年國內(nèi)運(yùn)營商對軟交換的商用實(shí)驗(yàn)確實(shí)掀起了一個小高潮。事實(shí)上，新建設(shè)的軟交換試驗(yàn)與國內(nèi)眾多網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容項(xiàng)目相比，無論從規(guī)模還是金額上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如。軟交換僅僅在幾個試驗(yàn)點(diǎn)內(nèi)完成戰(zhàn)略布局，離真正大規(guī)模商用投資階段還有相當(dāng)大的差距。
因此為了避免出現(xiàn)“意料之外的轉(zhuǎn)變”和“不情愿的轉(zhuǎn)變”，必須吸取過去通信發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，不要“就通信論通信”，而應(yīng)該站在比通信更高更廣的觀察點(diǎn)來洞察通信發(fā)展的趨勢，這是因?yàn)樵谑袌鼋?jīng)濟(jì)中利益之爭是不變的主題，新技術(shù)能否大規(guī)模推向市場和成功商用，并不是單憑用戶需求就能決定的，而主要取決于政策、市場經(jīng)濟(jì)主體之間利益博弈的結(jié)果。
技術(shù)、市場仍待發(fā)展
盡管各個廠家對軟交換技術(shù)的描述、發(fā)展前景大致相同，對軟交換的實(shí)際應(yīng)用卻有著不同的理解，有些廠家認(rèn)為在基于對電力通信特殊性的考慮上，軟交換還未成熟，真正在電力上使用還有待時日；有些廠家認(rèn)為綜觀全國電力系統(tǒng)在軟交換上還是空白點(diǎn)，加上軟交換做為三網(wǎng)合一的最佳平臺，將為陜西電力走向市場打下一個良好的基礎(chǔ)，應(yīng)該把握良機(jī)。
表1 國內(nèi)四大廠商軟交換技術(shù)及其產(chǎn)品
然而根據(jù)參觀實(shí)際的情況，并結(jié)合相關(guān)網(wǎng)通和電信人員的交流，隨著軟交換試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，將暴露出許多意想不到的問題，如終端匱乏、消耗IP地址資源、新業(yè)務(wù)缺乏和PSTN網(wǎng)的難互通等，其中最難解決的問題就是如何實(shí)現(xiàn)軟交換與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的長期共存。
目前西安網(wǎng)通和電信在軟交換方面只是實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的試探，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到大規(guī)模的商用，而且提供的業(yè)務(wù)種類有限，沒有形成有規(guī)模的組網(wǎng)，對電力系統(tǒng)的通信交換設(shè)備選型沒有太大的借鑒意義。
通過對目前國內(nèi)電力系統(tǒng)網(wǎng)省一級的用戶使用交換機(jī)設(shè)備品牌進(jìn)行電話調(diào)研統(tǒng)計，從整體上更能體現(xiàn)交換設(shè)備技術(shù)發(fā)展走向，為軟交換應(yīng)用的可行性評估提供可靠的數(shù)據(jù)。表2為重點(diǎn)調(diào)研的匯總結(jié)果。
軟交換應(yīng)用可行性評估
通過對市場的深入調(diào)研和電力系統(tǒng)通信人員內(nèi)部技術(shù)交流，并結(jié)合目前陜西電力通信現(xiàn)狀和特殊性，當(dāng)前軟交換在陜西電力交換系統(tǒng)的應(yīng)用還存在一定的問題和安全隱患。
�、� 電力通信專網(wǎng)的特殊性
電力專網(wǎng)產(chǎn)生和發(fā)展有其特殊性，電力通信專網(wǎng)是為滿足系統(tǒng)內(nèi)部的生產(chǎn)指揮調(diào)度及管理等特殊通信需求而建設(shè)，因此電力通信設(shè)備選型基本標(biāo)準(zhǔn)是：技術(shù)成熟、高可靠性、實(shí)時性強(qiáng)、具有很大的耐“沖擊”性，能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。STN網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過上百年的磨礪，以其成熟、可靠和廉價的特點(diǎn)，針對電力系統(tǒng)而言技術(shù)上是合適的選擇，而且PSTN網(wǎng)還有足夠的潛力可供挖掘，相比而言，軟交換做為一種新技術(shù)，其自身的發(fā)展方向還未明朗，因此市場走向還需觀察。
⑵ 電力通信對軟交換需求的推動力
軟交換基本的特征是嶄新的通信模式和多媒體寬帶業(yè)務(wù)的個性化體驗(yàn)，這種特征對電力通信的基本需求和根本任務(wù)沒有直接的推動力。
從軟交換國內(nèi)外的發(fā)展來看，主要出于兩種動機(jī)：一是競爭態(tài)勢嚴(yán)峻，業(yè)務(wù)收入面向巨大壓力；一是降低設(shè)備投資和運(yùn)營維護(hù)成本。
對于前者，電力通信的根本任務(wù)是服務(wù)，不是贏利性的，因此沒有運(yùn)營商面臨的生存問題；
對于后者，所謂降低設(shè)備投資和運(yùn)營成本，則需要有睿智的眼光來審查。由于軟交換是一種新的技術(shù)體系，設(shè)備制造商投入了巨額資金進(jìn)行研發(fā)，所有軟交換設(shè)備本身成本肯定要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有設(shè)備，因此，從降低設(shè)備投資的短期效益來看，這是不合現(xiàn)實(shí)的；
從投資的長期效益來看，由于通信技術(shù)的發(fā)展速度實(shí)在太快，軟交換能否在如此迅速發(fā)展的時代成為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的目標(biāo)體系，這個問題相當(dāng)關(guān)鍵，直接關(guān)系到巨額投資的走向；
而從運(yùn)營維護(hù)成本來看，軟交換融合了交換、數(shù)據(jù)、接入等多個專業(yè)，需要培訓(xùn)一批精通多個專業(yè)的綜合維護(hù)人才；目前電力通信的維護(hù)體制基本是按照專業(yè)劃分，如果引入軟交換，勢必涉及目前運(yùn)營維護(hù)體制的調(diào)整，這些問題都不是一朝一夕能夠解決的。
⑶ 投資費(fèi)用的問題
從投資性價比的角度看，軟交換下一代網(wǎng)絡(luò)一方面意味著巨大的市場業(yè)務(wù)，另一方面亦顯示出巨大的建設(shè)投入。從運(yùn)營商處獲悉，軟交換的投資比傳統(tǒng)的PSTN交換機(jī)大很多，它不僅涉及到控制層和終端接入的投資，而且還涉及業(yè)務(wù)開發(fā)等相關(guān)投資，對于投資額度電信運(yùn)營商和設(shè)備提供商都比較敏感，因此具體軟交換投資費(fèi)用還是個未知數(shù)。
由于陜西電力行政交換網(wǎng)的業(yè)務(wù)以話音業(yè)務(wù)為主的狀況在很長的歷史階段都不會有大的改變，因此如果從PSTN網(wǎng)絡(luò)遷移到軟交換網(wǎng)絡(luò)，僅僅是以提供語音應(yīng)用為主，從經(jīng)濟(jì)角度來講，沒有任何意義；從應(yīng)用角度來看，因?yàn)檐浗粨Q并不成其為提供高品質(zhì)、易維護(hù)語音應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)，因此語音并不是軟交換發(fā)展的最主要動力。
�、� 系統(tǒng)中繼匯接的復(fù)雜性
陜西電力公司交換系統(tǒng)作為陜西電力通信的樞紐，其交換設(shè)備主要做為陜西電力交換網(wǎng)的骨干匯接機(jī)來使用，應(yīng)該具備豐富的線路和信令接口，而與全省電力系統(tǒng)相關(guān)單位信令的互連互通是至關(guān)重要的，目前陜西行政交換網(wǎng)中的各級設(shè)備差異性較大，對于電力系統(tǒng)復(fù)雜信令組網(wǎng)方面的需求，軟交換能否與自身的協(xié)議做到兼容性，還沒有可以遵循的案例可以借鑒，因此軟交換在信令組網(wǎng)匯接上能否滿足電力系統(tǒng)的實(shí)際需求還有待事實(shí)證明。
�、� 承載網(wǎng)的QoS（服務(wù)質(zhì)量保障）問題
由于軟交換在設(shè)計的時候默認(rèn)承載網(wǎng)沒有問題，而在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)故障是由承載網(wǎng)的問題所引發(fā)，目前的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)是為傳送非實(shí)時、突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而設(shè)計.，還不能為軟交換所承載的話音及視頻等實(shí)時業(yè)務(wù)提供所需的QoS服務(wù)保證，由此可能帶來話音傳送延遲性和音質(zhì)下降所帶來的問題是電力通信業(yè)務(wù)不能接受的。
�、� 業(yè)務(wù)重復(fù)的問題
能夠提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體等多種業(yè)務(wù)，這是軟交換的一個優(yōu)勢，而陜西在電力信息化方面（數(shù)據(jù)和視頻）已經(jīng)投入大量資金加以建設(shè)，提供業(yè)務(wù)的重復(fù)性必然帶來資源的浪費(fèi)和管理的混亂，加上國內(nèi)電信市場中軟交換的應(yīng)用相對比較單一，僅能提供的業(yè)務(wù)多用于通過本地寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，來開展本地話音業(yè)務(wù)和長途話音業(yè)務(wù)，而視頻、多媒體等相關(guān)業(yè)務(wù)并沒有在國內(nèi)軟交換網(wǎng)絡(luò)上得到大規(guī)模應(yīng)用，應(yīng)用效果和前景還有待觀察。
�、� 管理體制的問題
技術(shù)和體制似乎是兩個相去甚遠(yuǎn)的概念，但是在實(shí)際組網(wǎng)過程中，卻是息息相關(guān)的。管理體制正成為陜西電力通信選擇技術(shù)的重要評判標(biāo)準(zhǔn)。
軟交換的組網(wǎng)方式與傳統(tǒng)的PSTN組網(wǎng)方式有很大不同，它的集中控制能力強(qiáng)，要求的管理節(jié)點(diǎn)相應(yīng)減少，這對于現(xiàn)有的維護(hù)、網(wǎng)管、計費(fèi)體系都是極大的挑戰(zhàn)，牽一動百的人事問題在國家重點(diǎn)監(jiān)管的企業(yè)中是重大問題。
通過以上分析表明，無論從投資的角度還是從電力通信安全運(yùn)行的角度看，基于軟交換技術(shù)的軟交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入陜西電力行政交換網(wǎng)將會是一個相當(dāng)漫長的過程，因此，深入挖掘現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的潛力、充分保護(hù)現(xiàn)有的投資將是一種明智的選擇。
通信世界周刊
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