软交换电话在核电站的组网及应用

软交换电话在核电站的组网及应用

柴源

西安中核核仪器股份有限公司， 710061

摘要： 电力系统的软交换技术是通过具有编程功能的软件系统实现通信系统设备分离，在电力通信系统的业务中提供
能够操作的页面以及各项功能，形成了网络化的数据服务链形式，为电力系统的可靠性提供保障。软交换技术将通信系统
向新的业务服务结构转化，在电力系统中发挥了重要作用。
关键词： 软交换技术；电力通信系统；应用价值

1. 系统概述

为了充分利用内部网络资源、节约通讯成本、提高沟通效率，核电语音通信系统拟在IP数据网络基础上搭建一套软交换系统。软交换系统需为核电语音通信系统内部办公人员以及外出办公人员提供即时消息、语音通话、多媒体会议、UMS等统一通信业务，方便内部办公提高工作效率提升现有语音系统的用户感知，同时还要为将来用户数量扩容及功能应用留下良好的扩展空间。

利用现有的网络系统，建立一个能满足语音信息传输、处理的统一通信平台，降低企业管理成本；

在核电语音通信系统系统内建立一套完善的软交换电话系统，以满足核电站语音通信系统各职能部门的通信要求；

软交换电话系统具有好的开放性和可扩展性，核电语音通信系统未来在该系统上能够进行特定业务的开发和定制。

在满足核电站基本话音业务基础上，语音电话系统的用户需要能够保持与现有电话系统无缝兼容，实现内部通话免费，降低内部通话费用；同时可实现统一管理. 基于服务对象的特殊性及广泛性，核电站系统内部的有效沟通及通信保障显得非常重要。传统交换机基本可以提供语音业务、传真业务功能，但无法满足不断增多的补充业务（状态、语音、消息、多媒体会议、数据、视频、安全解决方案等功能），故在核电站尝试软交换技术完成语音电话系统的建设。实现企业内部已有应用系统有机融合，帮助客户降低信息化建设及维护成本，提高客户日常工作便利性，提升工作效率，提升企业核心竞争力。

2. 软交换电话系统

1. 1. 软交换的定义

软交换架构是以软交换设备为核心，实现业务与控制、接入与承载彼此分离，其基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，从而实现控制层与承载层的分离，同时各功能部件之间采用标准协议进行互通的体系结构。通过优化网络结构实现网络的融合和业务的融合，使得分组交换网络能够继承原有电路交换网中丰富的业务功能，同时可以在全网范围内快速提供新型业务。

1. 2. 软交换平台架构

软交换平台架构可分成承载层、传输层、控制层和业务层四个层面：

• 承载层：主要用于实现异构网络到核心网络以及异构网络之间的互联互通，集中接入中继、用户或智能终端。相关模块包括：中继网关、用户网关及智能终端。

• 传输层：完成业务层、控制层及承载层信息的传输及交换，也就是标准的IP网络。

• 控制层：决定呼叫的建立、接续和交换，将呼叫控制与媒体承载相分离，接受上层提出的业务请求，通知下层网络单元如何处理业务流。相关模块为软交换核心平台。

• 业务层：主要指面向用户提供各种应用和服务的设备。采用开放、综合的业务接入平台，为软交换平台提供各种增值业务、多媒体业务和第三方业务。相关模块包括：应用服务、网管服务、第三方业务应用接口。参见图1：

图 1软交换架构拓扑图

3. 软交换系统的实现

   1. 系统组网

考虑到核电站语音电话系统现有电话通信的状况，考虑采用如图2的部署方式：

图 2 软交换电话系统逻辑图

语音电话系统由三台软交换设备组成，其中一台部署在W1UYC综合办公楼，另一台部署在T1UYA实验楼，最后一台部署在应急指挥中心。软交换语音交换机与综合接入网关；软交换设备支持主控单板1+1备份，所有资源单板负荷分担的工作方式；集信令网关、媒体网关、接入网关、中继网关、呼叫处理服务器、会议服务器等功能于一体的宽窄带的IP PBX设备。

根据要求部署了综合接入网关，实现模拟电话的接入，具体走线的方式是综合接入网关通过网络注册到对应的内部行政交换机上，后端出模拟线路到配线架，通过配线架再跳线到各个语音点。

同时在机房部署统一网管平台EMS，可以管理与有语音交换机与综合接入网关，支持图形化配置以及对设备的监控与告警等功能。

中心节点部署软交换语音交换机负责语音电话系统区域共计1200用户的语音控制和路由，并通过E1中继安全电话系统、以及现有语音系统和电话调度系统互连，其中软交换语音交换机下用户出局通过与WOCYA20GH001的4条中继连接进行；

部署UC服务器，提供统一通信业务，包括：

BMU：提供业务管理系统

EMS：提供统一网管系统

由于核电站对可靠性要求较高，部署的一台U1980支持本地逃生功能；

软交换语音交换机容量参见表1：

表‑1 语音电话系统交换机语音容量

系统的设备连接图如图3：

图 3 设备连接示意图

双围墙外的用户电缆由交换机(W0CYA20GH001)引来。双围墙内的用户电缆由交换机(T0CYA40GH001)引来。

1. 2. 冗余解决方案

图 4 本地自交换与断电/断网逃生方案

正常情况下，语音用户在中心节点IP PBX上注册，中心节点IP PBX处理正常的语音业务；

本地自交换：IAD在没有软交换或者与软交换失去连接的情况下，可工作在自交换模式下，提供基本语音通信能力；

断网逃生：当IAD与中心节点网络断开时，IAD支持断网逃生，IAD接入的用户可以通过FXO口呼叫PSTN网络用户。

1. 3. 带宽规划

由于IP系统是多业务系统，承载多种业务数据。因此在进行IP语音系统部署时，需着重考虑带宽占用对原有业务系统的影响，进行合理带宽规划。

各语音编码占用带宽如下：

表‑2不同编码类型的带宽模型

视频电话会议中应用类型很多有桌面共享、应用共享、文档共享、电子白板等，文档共享只有下载的时候占用带宽，电子白板占用带宽比较小，可以忽略不计，桌面共享或应用程序共享需要实时发送屏幕数据占用带宽相对大些，数据应用的带宽占用详见下表：

表‑3 不同应用下的带宽要求

视频电话会议中用户可以根据不同的需求，设置不同帧率，显示不同的视频效果。

每方视频带宽根据分辨率和码流的不同而不同，当帧率为25帧/秒时，占用视频带宽如下：

表：常用分辨率下的视频会议带宽模型

表‑4 视频会议带宽

1. 4. 网络要求

为了保证通话质量良好，对网络要求如下：

表‑5 软交换系统网络要求

1. 5. 号码规划

为了使核电站语音通信系统软交换系统的使用更加方便，电话号码的编号规则应采用结构清晰、扩展性好的原则。

为贴近用户的日常使用习惯，号码编制如下：

以现网号码为基础进行配置，在可行的范围内保留原有号码，或者在原有号码基础上添加；

建议向运营商申请同一号段的连续号码，运营商分配的号码可以作为用户的主号码，号码的后5位（视用户使用习惯）可作为用户短号互拨的号码；

因涉及到整网号码分布，考虑现网号码情况及后续号码扩展，建议设置1~4位号码（根据用户情况设置）作为分支区号用于区分各分支机构的号码；

为保证号码分布的统一性，原有PBX的号码建议也同样进行整理，以符合整网号码规划。

• 拨号方案

1. VOIP呼叫拨号方案：

同一分支内部呼叫采用短号互拨的方式

地市之间内部呼叫采用“分支区号 + 本地内部号码”的方式

2. PSTN呼叫拨号方案：

呼叫本地PSTN用户，采用“出局字冠（如9）+ PSTN号码”的方式

呼叫异地PSTN用户，采用“分支区号 + 出局字冠（如9）+ PSTN用户号码”的方式。

4. 结束语

随着通信技术的飞速发展，核电站现有的网络和交换系统面临越来越大的挑战。 在基于IP的下一代网络中，软交换技术势必取代传统的电路交换技术。核电站语音电话系统一旦采用软交换方案，将减少建设投资，节省管理维护的人力、物力和费用，而且能着眼于企业信息化业务需求，为企业客户提供端到端的整体解决方案，为企业客户提供状态、语音、消息（即时消息、短信）、多媒体会议（数据、视频）、安全解决方案等功能，与企业内部已有应用系统有机融合，帮助客户降低信息化建设及维护成本，提高客户日常工作便利性，提升工作效率，提升企业核心竞争力。

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