软交换在陕西电力行政交换网中的应用前景探讨
王晓明 2011/10/19
近几年国内外关于“下一代网络”的讨论此起彼伏，对软交换概念的理解也不尽相同，然而清晰的定位对通信规划起着重要作用。
“下一代网络(Next Generation Network)”或“新一代网络(New Generation Network)”NGN是基于分组的网络，能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，并采用开放、标准体系结构，提供丰富业务的下一代网络。
目前通信行业中NGN特指以软交换为控制层，兼容三网的开放体系架构，很多专家一直将软交换技术视为软交换的发展前提和基础，因为软交换网络最有可能取代现有的PSTN网络，并能承载更多PSTN所难以达到的新业务。因此就目前国内软交换发展的状况来看，国内各大电信运营商开始建设的网络都是基于软交换上的应用。
软交换位于网络控制层，通过与媒体层网关的交互，接收处理中的呼叫相关信息，指示网关完成呼叫，主要任务是在各点之间建立连接。软交换技术主要用于处理实时业务，如话音业务、视频业务、多媒体业务等，此外还提供一些基本补充业务，与传统交换呼叫控制和基本业务的提供非常类似。
软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一，它独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。
四大难题困扰行政交换网
陕西电力通信网作为专用通信网，有很强的行业性、必要性。它是随着电力系统的发展需要而逐步形成和发展的，主要为电网的调度、电网自动化控制、商业化运营以及实现电力企业的现代化管理服务。
电力系统交换网由行政交换网和调度交换网构成。行政交换网是电力交换网的主体，它是调度交换网的支撑和备用电路。
目前，陕西电力行政交换网是以省公司行政交换机为汇接核心，以星型拓扑结构的组网方式，其网络覆盖陕西电网中11个供电单位、14个电厂、12个省公司直属单位，除石泉电厂都以数字中继方式接入系统。
陕西电网交换机总容量已达十万线，其独立于公用通信网又与公用通信网互连互通，并通过西北电网公司以及国电通信中心的汇接与全国电力行政电话网互通，在陕西电力通信网中越来越占据显要的地位。
随着陕西电力事业的迅速发展和电力职工生活水平的不断提高，生产管理和职工生活对通信的依赖程度越来越深，要求也越来越高，在向用户提供更广泛业务的同时，现有的行政交换网逐渐暴露出一些缺陷，主要表现在以下方面。
⑴ 交换组网方式不合理
目前陕西电力行政交换网是以星型结构组网，通道路由单一，缺少备用路由，已不能满足“十二五”期间电力通信业务对通信高可靠性和安全性的要求，因此必须对整个网络结构和汇接点进行重新规划，并合理设置备用路由，以提高行政交换网的可靠性和安全性。
⑵ 网络容灾机制不健全
省公司作为省一级汇接交换中心，目前只有一台行政交换机承担所有的汇接任务，不堪负重，一旦发生故障，不仅省公司机关通信无法保证，陕西电力交换网全网之间及与省外电力系统的电话联系亦将全部中断。
⑶ 提供业务单一
目前基于电路交换方式的交换网仅能提供单一的电话业务，无法满足电力用户个性化、多元化的服务需求。
⑷ 行政交换网中区域的差异性
由于陕西电力行政交换网内设备繁多、机型复杂、接口丰富、新旧设备共存，导致行政交换网在设备型号、网络结构、接口方式等方面存在差异，从而造成目前在全网统一建设规划上的被动局面。
随着“十二五”期间陕西电网的建设，新建变电站和电厂的数量将大大增加。全省将新建发电厂十五座，330KV变电站二十三座，截止到“十二五”末期全电网将共有11个地区局、37座发电厂和47座330KV变电站；同时全省骨干光纤网络将在过去建设的基础上得到进一步加强和完善，为组建全省行政交换网的拓扑结构优化提供了一个坚实的传输平台。
在这种急剧增加的需求面前，不仅要满足电网安全生产的需要，而且对行政交换网的可靠性和接续速度提出了更高的要求，从而使以数字程控交换机为核心的行政交换网面临着巨大的压力。
运营商纷纷试水软交换
在全球汹涌的软交换建设热潮带动下，软交换在我国也受到越来越多的关注，中国的各大电信运营商都开始进行相关的试验或组网。
早在2000年就开始了软交换实验，并在宁波地区建立了国内第一个软交换实验局；2001年底在北京、杭州、广州、宁波等地开始建设小规模的软交换系统工程；2003年7月开始加大了软交换网络建设和业务拓展的力度，打造出可以呼叫所有的固话、手机和小灵通的宽带电话系统；2007年8月又启动了广东、陕西和山东3地的软交换商用实验网，为将来大范围部署和推广软交换做准备。
步伐稍晚于中国网通，但规模却很大，2002年3月下旬确定在杭州、上海、广州、深圳四地开展软交换实验网建设；2003年，中国电信软交换建设初步进入商用阶段，在北方，已经通过软交换来开辟本地的综合通信接入业务；在南方，则以进行PSTN替换研究和增值业务的尝试为软交换建设的重点。
2000年开始关注软交换的开发；2002年底完成了《中国联通软交换实验网络测试规范》；2003年5月在我国率先建成统一网络平台(UNINET)，真正实现了多种电信业务的综合。不过由于联通的软交换布局，出于整体发展战略的考虑，它在软交换的投入和发展在未来1至2年内都将非常有限，而将更多的精力和财力放到其最重要的业务移动通信市场中。
2001年在北京、上海、广州3地建设软交换实验网，侧重于话音业务，主要测试分组中长途话音业务的技术性能；2002年7月，铁通进行了以软交换为核心的第2次软交换网络现场测试；2003年7月，铁通首先在重庆开展了软交换本地话音商用实验网的测试和部署。
不可否认，2004年国内运营商对软交换的商用实验确实掀起了一个小高潮。事实上，新建设的软交换试验与国内众多网络扩容项目相比，无论从规模还是金额上都远远不如。软交换仅仅在几个试验点内完成战略布局，离真正大规模商用投资阶段还有相当大的差距。
因此为了避免出现“意料之外的转变”和“不情愿的转变”，必须吸取过去通信发展的经验，不要“就通信论通信”，而应该站在比通信更高更广的观察点来洞察通信发展的趋势，这是因为在市场经济中利益之争是不变的主题，新技术能否大规模推向市场和成功商用，并不是单凭用户需求就能决定的，而主要取决于政策、市场经济主体之间利益博弈的结果。
技术、市场仍待发展
尽管各个厂家对软交换技术的描述、发展前景大致相同，对软交换的实际应用却有着不同的理解，有些厂家认为在基于对电力通信特殊性的考虑上，软交换还未成熟，真正在电力上使用还有待时日；有些厂家认为综观全国电力系统在软交换上还是空白点，加上软交换做为三网合一的最佳平台，将为陕西电力走向市场打下一个良好的基础，应该把握良机。
表1 国内四大厂商软交换技术及其产品
然而根据参观实际的情况，并结合相关网通和电信人员的交流，随着软交换试验网络规模的扩大，将暴露出许多意想不到的问题，如终端匮乏、消耗IP地址资源、新业务缺乏和PSTN网的难互通等，其中最难解决的问题就是如何实现软交换与现有网络的长期共存。
目前西安网通和电信在软交换方面只是实验性质的试探，还远远没有达到大规模的商用，而且提供的业务种类有限，没有形成有规模的组网，对电力系统的通信交换设备选型没有太大的借鉴意义。
通过对目前国内电力系统网省一级的用户使用交换机设备品牌进行电话调研统计，从整体上更能体现交换设备技术发展走向，为软交换应用的可行性评估提供可靠的数据。表2为重点调研的汇总结果。
软交换应用可行性评估
通过对市场的深入调研和电力系统通信人员内部技术交流，并结合目前陕西电力通信现状和特殊性，当前软交换在陕西电力交换系统的应用还存在一定的问题和安全隐患。
⑴ 电力通信专网的特殊性
电力专网产生和发展有其特殊性，电力通信专网是为满足系统内部的生产指挥调度及管理等特殊通信需求而建设，因此电力通信设备选型基本标准是：技术成熟、高可靠性、实时性强、具有很大的耐“冲击”性，能够适应电力系统复杂的通信网络结构。STN网络经过上百年的磨砺，以其成熟、可靠和廉价的特点，针对电力系统而言技术上是合适的选择，而且PSTN网还有足够的潜力可供挖掘，相比而言，软交换做为一种新技术，其自身的发展方向还未明朗，因此市场走向还需观察。
⑵ 电力通信对软交换需求的推动力
软交换基本的特征是崭新的通信模式和多媒体宽带业务的个性化体验，这种特征对电力通信的基本需求和根本任务没有直接的推动力。
从软交换国内外的发展来看，主要出于两种动机：一是竞争态势严峻，业务收入面向巨大压力；一是降低设备投资和运营维护成本。
对于前者，电力通信的根本任务是服务，不是赢利性的，因此没有运营商面临的生存问题；
对于后者，所谓降低设备投资和运营成本，则需要有睿智的眼光来审查。由于软交换是一种新的技术体系，设备制造商投入了巨额资金进行研发，所有软交换设备本身成本肯定要远远高于现有设备，因此，从降低设备投资的短期效益来看，这是不合现实的；
从投资的长期效益来看，由于通信技术的发展速度实在太快，软交换能否在如此迅速发展的时代成为未来网络发展的目标体系，这个问题相当关键，直接关系到巨额投资的走向；
而从运营维护成本来看，软交换融合了交换、数据、接入等多个专业，需要培训一批精通多个专业的综合维护人才；目前电力通信的维护体制基本是按照专业划分，如果引入软交换，势必涉及目前运营维护体制的调整，这些问题都不是一朝一夕能够解决的。
⑶ 投资费用的问题
从投资性价比的角度看，软交换下一代网络一方面意味着巨大的市场业务，另一方面亦显示出巨大的建设投入。从运营商处获悉，软交换的投资比传统的PSTN交换机大很多，它不仅涉及到控制层和终端接入的投资，而且还涉及业务开发等相关投资，对于投资额度电信运营商和设备提供商都比较敏感，因此具体软交换投资费用还是个未知数。
由于陕西电力行政交换网的业务以话音业务为主的状况在很长的历史阶段都不会有大的改变，因此如果从PSTN网络迁移到软交换网络，仅仅是以提供语音应用为主，从经济角度来讲，没有任何意义；从应用角度来看，因为软交换并不成其为提供高品质、易维护语音应用的经济可行的技术，因此语音并不是软交换发展的最主要动力。
⑷ 系统中继汇接的复杂性
陕西电力公司交换系统作为陕西电力通信的枢纽，其交换设备主要做为陕西电力交换网的骨干汇接机来使用，应该具备丰富的线路和信令接口，而与全省电力系统相关单位信令的互连互通是至关重要的，目前陕西行政交换网中的各级设备差异性较大，对于电力系统复杂信令组网方面的需求，软交换能否与自身的协议做到兼容性，还没有可以遵循的案例可以借鉴，因此软交换在信令组网汇接上能否满足电力系统的实际需求还有待事实证明。
⑸ 承载网的QoS（服务质量保障）问题
由于软交换在设计的时候默认承载网没有问题，而在实际应用中发现绝大多数故障是由承载网的问题所引发，目前的分组数据网是为传送非实时、突发性数据业务而设计.，还不能为软交换所承载的话音及视频等实时业务提供所需的QoS服务保证，由此可能带来话音传送延迟性和音质下降所带来的问题是电力通信业务不能接受的。
⑹ 业务重复的问题
能够提供语音、数据和多媒体等多种业务，这是软交换的一个优势，而陕西在电力信息化方面（数据和视频）已经投入大量资金加以建设，提供业务的重复性必然带来资源的浪费和管理的混乱，加上国内电信市场中软交换的应用相对比较单一，仅能提供的业务多用于通过本地宽带接入网络，来开展本地话音业务和长途话音业务，而视频、多媒体等相关业务并没有在国内软交换网络上得到大规模应用，应用效果和前景还有待观察。
⑺ 管理体制的问题
技术和体制似乎是两个相去甚远的概念，但是在实际组网过程中，却是息息相关的。管理体制正成为陕西电力通信选择技术的重要评判标准。
软交换的组网方式与传统的PSTN组网方式有很大不同，它的集中控制能力强，要求的管理节点相应减少，这对于现有的维护、网管、计费体系都是极大的挑战，牵一动百的人事问题在国家重点监管的企业中是重大问题。
通过以上分析表明，无论从投资的角度还是从电力通信安全运行的角度看，基于软交换技术的软交换网络进入陕西电力行政交换网将会是一个相当漫长的过程，因此，深入挖掘现有网络的潜力、充分保护现有的投资将是一种明智的选择。
通信世界周刊
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