皇甫英杰

（中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司，河南 郑州 450007）

0 引言

电力调度交换系统在电力生产和日常运维中发挥着重要的作用，是保障电力安全稳定运行的基础系统之一。目前，电力交换系统采用程控交换技术体制组网，终端站点采用PCM（脉冲编码调制）设备延伸方式接入系统。随着交换网技术的发展以及电力业务系统的网络升级，现有的技术体制存在的接入能力小、组网灵活性低、单站投资高、设备老化严重以及系统体制延续性差等问题日益突出。同时视频类等多媒体调度业务对调度交换系统提出了IP 化接入需求，“十四五”期间电力通信传输网络升级也在IP业务接入能力和接入带宽上为调度交换系统IP化演进提供了支撑。

1 网络现况及存在问题

目前省级调度交换系统采用程控交换技术体制分层组网，搭建省调网络交换中心、地调网络交换中心和县调网络接入节点三层网络结构。省调、地调交换中心配置双套调度交换机，组成双机冗余系统，设备品牌统一，设备间采用2 M 数字中继方式互联；县调接入节点配置单套调度交换机。220 kV 以下变电站根据调度关系通过调度中心调度机PCM远程放号形式接入调度交换系统；500 kV变电站内在布放调度电话单机外，同时配置有站端调度交换机1套，通过2 M中继和PCM专线方式组织主备调度交换通道，以满足相应可靠性要求。

省级调度交换系统存在以下几个问题：①末端的县域调度交换系统独立组网，尚未与地调系统对接，存在网络缺陷；部分县公司配备专用的调度交换机但设备品牌型号各不相同；部分县公司未建设专用的调度交换系统，采用依附行政交换系统或租用公网设备方式实现县域站点的调度通信，系统网络可靠性差，难以统一管理。

②各级变电站站内PCM 设备陆续到达退运年限，面临设备改造。最初PCM在承载调度交换业务外还同时承载行政交换业务和远动系统备用通道，随着电力业务系统升级，变电站行政交换和远动业务分别调整至IMS（IP 多媒体子系统）和调度数据网，延续PCM 远程放号的接入方式会存在功能用途单一、单站投资较高等问题。

③省、地调调度交换设备虽然为A、B机双设备配置，但是A、B机功能上未起到完全互备冗余作用，其中A机主要负责对下放号，而B机主要负责中继。同时A、B机采用的是集中部署的模式，不满足双机独立部署容灾要求，调度节点抗单点故障能力差，难以应对主调场所失火失电或公共卫生事件。

此解决上述问题，在保护现有投资的情况下，随着设备到达运行年限分阶段对省级调度交换系统进行IP化改造。

2 地、县系统IP化改造

此阶段调整现有地、县调度交换系统网络结构，通过对地调调度机以及变电站接入设备进行IP 化改造，搭建“统一体制、统一录音、统一编号”的地、县一体IP 化系统网络，解决县域网络结构缺陷同时节约全网投资。

2.1 设备配置

①系统变电站：在市、县各辖变电站配置2台IAD（综合接入设备）取代现有PCM 设备，采用SIP（会话发起协议）实现终端IP 化接入。通过IAD 设备改造，相比PCM 设备接入方式单站减少约60%的投资，并且双设备配置方式提高了站点调度电话业务的可靠性。②县调节点：各县调不再新增调度交换机，而是新增2 套调度台，通过U 口延伸器远端接入地调调度机，从而使系统网络扁平化，便于集约化维护和管理。县调新增2台三层交换机用于汇聚本区域站点IAD上联业务。③地调节点：地调调度机增加IP用户板以及调度台接口板分别用于IAD终端接入和县域调度台接入；新增1 套数字录音系统，通过模拟和网络两种方式对地调调度台进行录音；新增3 台三层交换机，其中2 台交换机用于汇聚IAD 接入设备上联业务信息，同时承载网管及录音业务，三层交换机分别与地区传输网设备以太网板对接实现调度交换业务汇聚及上联；另一台用于多机同组、网管、新增板卡接入以及对接外系统（集中网管以及同步业务）。

2.2 传输通道以及网络配置

①传输通道配置：站端2台IAD通过电力传输网双平面组织独立IP 透传通道，汇聚站点至终端站开通点到多点传输通道汇聚至地调三层交换机；县调2套调度台通过电力传输网双平面组织独立2 M通道至地调调度机。②网络配置：各县公司IAD接入设备划分Vlan（虚拟局域网），根据远期站点规模划分专用网段，Vlan网关配置在地调三层交换机。地区IAD接入设备划分独立Vlan，网关同样配置在地调三层交换机。

3 软交换异地灾备部署

经过地、县系统IP化改造，省级调度交换系统弥补了网络结构缺陷，实现了全网互联以及系统站点的IP化接入，然而省调及地调A、B调度机同站点集中部署的模式并未改变，调度节点抗单点故障能力差的问题尚未解决。采用软交换系统集中部署方式建设省调和地调异地灾备网络节点，形成程控交换、软交换融合组网的结构。异地灾备节点选择机房条件良好，调度人员配置完备，管理完善的办公区，以最大限度缩短应对突发事件转移调度业务的“空窗期”。同城备调系统建设应功能完备，在主调失去时能够代替主调实现调度功能（对接站点、网调、IMS，录音等）并且系统建设不改变现有调度交换网络结构以及终端配置，减小对现网业务的影响，降低施工难度，缩短工程建设周期。

3.1 设备配置

①省备调：此阶段采用软交换集中部署方式建设省备调系统，省备调选择同城办公区，新增软交换服务器1套（含主备双设备）；新增IP 录音录像系统1套，用于省级软交换系统录音；新增媒体中继网关1台用于对接现有程控交换系统；新增媒体资源服务器1 台用于实现组会、异地多机同组等业务；新增三层交换机2台用于对接程控交换A、B系统；同时新增调度台及U口延伸器，实现省备调调度台程控交换和软交换双注册。

②省调：省调调度机增加IP用户板用于IAD终端接入；新增1套数字录音系统，通过模拟和网络两种方式对地调调度台进行录音；新增3台三层交换机，其中2台交换机用于汇聚IAD接入设备上联业务信息，对接省备调三层交换机，同时承载网管及录音业务，三层交换机分别与地区传输网设备以太网板对接实现调度交换业务汇聚及上联；另一台用于多机同组、网管、新增板卡接入以及对接外系统（集中网管以及同步业务）。

③省辖变电站：配置2台IAD取代现有站端调度机和PCM设备，采用SIP（会话发起协议）实现终端IP化接入。

④地调备调（选择所辖某县调）：新增IP 录音录像系统1套，用于地区软交换系统录音；地调程控交换机新增IP 中继板，与省备调软交换机组织中继链路；新增调度台及U 口延伸器，实现地备调调度台程控交换和软交换双注册。

⑤在地区串通站点（通常选择500kV变电站）：新增2台三层交换机，用于调度交换业务的异地汇聚。

3.2 传输通道以及网络配置

①传输通道配置：此阶段维持原有程控交换通道不变，新增备调至主调业务通道。省备调至省主调三层交换机开通以太网通道，由省级传输网双平面承载，以实现软交换和异地多机同组业务；备调至主调开通2 M 传输通道，使备调调度台注册到主调程控交换机，备调调度台本地以太网接入软交换机，实现双注册。地备调至地区串通站点开通以太网通道，用于实现地区IAD备用业务的接入。变电站点其中1台IAD配置1路备用IP 通道至串通站点三层交换机，接入软交换系统实现双注册，其中程控交换通道为主用通道。串通站点至省备调节点开通以太网通道，实现地区软交换系统控制流信息的接入。

②网络配置：此阶段维持现有各终端IP 地址和Vlan 划分不变，在地区串通站点三层交换机启用冗余网关协议，将变电站“双注册”IAD的网关设备转接至串通站点，以防止主调失去时软交换系统无法三层访问IAD终端，失去备用功能。

4 程控交换、软交换调度系统双平面部署

经过软交换异地灾备部署阶段的改造，省级调度交换系统完成了异地灾备系统部署，实现了调度台以及站端IAD接入设备程控交换和软交换系统的“双注册”，提高了主调系统的抗单点故障能力。但是软交换集中部署的模式，属于简单的备用融合组网，单套软交换系统承担着省、市、县三级调度交换网络的灾备功能，省备调软交换系统本身网络可靠性较低，省备调节点的故障会导致全网失去异地备用调度功能。与此同时省备调软交换设备需要网络访问全网的调度交换设备，网络规模庞大，网络划分复杂，业务配置难度大，在增加网络接入风险和带宽压力的同时给后期网络运行维护带来相当大的困难。此阶段通过软交换系统地市延伸，搭建稳定可靠软交换网络，形成网络结构清晰，程控交换和软交换独立共存的“双平面”结构。

此阶段仅需要在地备调节点增加软交换机，使备调软交换划分为省、地两层结构。传输通道组织方式保持不变，并且由于备调业务的本地化，使得地区串通站点至省备调的带宽可以大大缩小，仅需要保留软交换SIP中继带宽。网络配置方面，调整地区程控交换IP 中继链路方向以及调度台、录音系统软交换注册地址至地备调软交换机。

5 结语

文章针对现有调度交换系统存在的缺点，分析了地、县系统IP化改造、软交换异地灾备部署、程控交换软交换调度系统双平面部署三个阶段调度交换系统IP 化演进的重点、建设成效以及网络结构，最终提出了南北向分层分级、东西向技术体制独立的“双平面”调度交换系统。目前程控交换技术体制在电力调度交换系统中依然是主流，程控交换和软交换共同组网的模式可能会持续相当长的时间。文章分析的网络演进方案在终端部署上已经完全实现了IP 化，为未来的全网软交换改造或者调度IMS系统升级打下了良好基础。