變電站調度電話實現方式分析
蔣小兵
摘要:變電站調度電話業務是極其重要的電力生產業務,本文針對電網中各類變電站調度電話的6 種實現方式,包括程控交換機互聯方式、遠端模塊延伸方式、PCM放小號方式、SDH模擬用戶板放號方式、VoIP方式、IAD電話方式,從技術原理、性能分析、投資分析、發展趨勢等方面進行綜合分析比較,為未來變電站調度電話的發展方向提供依據。綜合考量業務可靠性和未來技術發展趨勢,未來的調度電話主流解決方案是基于軟交換/IMS架構,隨著電路交換設備進一步退出主流市場,以及IP技術可靠性的進一步加強,未來變電站調度業務將進一步朝著全IP化的方向發展。
關鍵詞:VoIP;IAD;IMS;PCM;調度電話;交換設備;通信網
隨著通信語音技術的不斷發展,電力調度電話的實現方式日益增多。由于歷史原因,目前在運行的變電站中同時存在著多種調度電話建設模式。電力通信系統的建設者和運行維護人員在實際工作中可能會存在困惑,在新建工程中究竟應當采用何種電力調度電話的實現方式。本文將對電網中曾經存在、現有以及未來可能出現的調度電話實現方式進行全面分析,重點比較變電站端各種實現方式的優劣,為未來的變電站調度電話發展方向提供參考。
1 變電站電力調度電話的作用
變電站是指電力系統中對電壓和電流進行變換,接受電能及分配電能的場所。變電站是重要的電力基礎設施,對電網的安全至關重要。電力調度電話由電業部門根據調度的重要性和企業管理的繁忙程度自行建設的獨立電話通道。它可以實現系統調度并有效地指揮生產。對于電力調度電話,要求有高度的可靠性,不僅在正常情況下,而且在惡劣的氣候條件下和電力系統發生事故時,保證電話暢通。因此,變電站電力調度電話業務是最重要的電力通信業務之一,對保障電力安全生產至關重要。
2 電力交換系統的構成
電力交換系統由交換中心(呼叫中心)、交換節點(匯接站)、接入用戶組成。根據《電力系統調度通信交換網設計技術規程》,交換網絡按照主網和區域網兩種等級來建立。網絡的交換節點分為不同調度級別的交換中心及相關的匯接交換站兩種類型。主網級交換節點由網、省調交換中心及所轄范圍的匯接交換站組成;區域網級交換節點由省調交換中心、省網內重要地調交換中心及所轄范圍的匯接交換站組成。
3 變電站端調度電話實現方式
由于現網中的變電站建設年代不同,變電站端存在多種調度電話實現方式。以下對變電站各類實現方式進行比較分析。
3 .1 方式1 程控交換機互聯方式
(1)組網方式該方式建立在傳統的程控交換機組網的基礎上,需要在變電站端設置1 套程控交換機。該交換機與交換中心/匯接站通過E1 中繼互聯,站內程控交換機通過模擬用戶板或數字用戶板對變電站各生產崗位進行放號。參見圖1 。該方式具有以下特點:a.程控交換機具有雙電源、冗余的模塊化設計,穩定可靠。b.程控交換機業務接口豐富,可支持模擬用戶、數字用戶、調度臺、維護終端、錄音系統,可滿足電力系統多種業務。c.程控交換機采用模塊化設計,可以根據實際需求配置業務板卡數量,可以滿足大量用戶接入需求。(3)投資效益分析該方式投資較高,一套完整程控交換機的價格根據配置的板卡及端口數量而異,但基礎配置的價格也在20 萬元以上。隨著變電站日益無人化,對電話用戶的數量要求日益下降。調度機的大容量優勢無法發揮,造成了一定程度的投資浪費,性價比不高。
3 .2 方式2 遠端模塊延伸方式
(1)組網方式遠端模塊可以理解為小型程控交換機,其組網方式與程控交換機互聯方式類似,需在變電站端配置調度機遠端模塊,與交換中心/匯接站通過E1 中繼互聯,實現了遠端調度,電話接入放號。參見圖2 。(2)性能分析遠端模塊將交換機強大的調度指揮功能透明地延伸到遠端用戶群,遠端調度和電話分機具備交換機近端同樣強大的調度功能。在滿足相關功能的同時,與程控交換機相比,遠端模塊在用戶接口數量上有所減少。(3)投資效益分析與程控交換機級聯方式相比,遠端模塊的費用有所降低,但由于遠端模塊需和程控交換機配合使用,在選型上受制于現網程控交換機的品牌,相應地缺乏議價權,性價比仍不十分理想。
3 .3 方式3PCM放小號方式
(1)組網方式在交換中心/匯接站配置1 套多方向PCM設備,在變電站端配置1 套單方向PCM設備。多方向PCM設備與程控交換機通過E1 或者FXS用戶線相連,單方向PCM和多方向PCM之間通過E1 線路連接,單方向PCM通過FXO口與模擬話機相連。參見圖3 。(2)性能分析PCM方式可以實現局端向站端放小號的功能,相當于程控交換機本地電話用戶的延伸。其功能比較單一。PCM設備同時支持低速數據接口,可以滿足自動化遠動及電能量采集等低速業務需求。其缺點在于,無法提供大量的用戶,無法提供調度臺、錄音系統等功能。(3)投資效益分析由于價格適中,同時兼顧模擬語音業務和自動化低速數據業務,在相當長一段時間內,PCM設備得到了廣泛應用。隨著調度數據網的日益完善,自動化站端不再需要低速數據通道,PCM僅需要提供模擬電話業務,其優勢無法發揮,相應性價比大為下降。
3 .4 方式4SDH模擬用戶板放號方式
(1)組網方式從技術原理上,該方式與PCM放號方式類似,其差別在于,本方式不再需要配置單獨的PCM設備,而是利用SDH自身的相關業務板卡,提供類似的業務接口。局端SDH設備與程控交換機通過E1 或者FXS用戶線相連,站端SDH通過FXO口與模擬話機相連,SDH之間利用現有的傳輸通道。參見圖4 。(2)性能分析其局限性與PCM類似,僅能提供基本的模擬語音功能,無法提供調度臺、錄音系統等高級功能。(3)投資效益分析同時由于相關功能集成在SDH設備本身,其投資進一步降低。
3 .5 方式5VoIP電話方式
(1)組網方式該方式基于軟交換/IMS平臺,僅需在調度端建設主備呼叫中心,站端配置IP話機,通過IP網絡實現電話功能。相關業務可以通過電力綜合數據網承載,無需建設單獨的IP網絡。參見圖5 。(2)性能分析由于采用IP的方式,一方面站端除提供基本的語音功能外還可以根據實際需要配置各類高級功能,如彩信功能、視頻功能、電話會議功能,并且支持IP調度臺;另一方面,通話的性能受制于IP網絡狀況,無法避免諸如網絡病毒、廣播風暴、網絡攻擊等網絡問題對通信可靠性造成的影響(3)投資效益分析VoIP方式和傳統程控交換組網方式的單用戶成本比較目前取決于用戶規模,規模越大VoIP的價格優勢越突出。當建成軟交換/IMS平臺后,每個新建變電站,只需要配置IP電話/IP調度臺,不再需要配置電話交換設備。
3 .6 方式6IAD電話方式
(1)組網方式IAD為綜合接入設備,提供電話模擬網關的功能。該方式與VOIP電話方式類似,區別在于站端通過IAD終端和模擬電話實現調度電話功能。IAD終端通過IP接口接入站內綜合數據網設備,IAD提供模擬語音接口與模擬話機相連。參見圖6 。圖6IAD電話方式示意圖(2)性能分析IAD方式僅提供模擬語音接口,如果需要,可單獨配置IP調度臺,接入綜合數據網。(3)投資效益分析與VoIP方式相比,該方式單臺話機費用較低,但增加了IAD網關的費用。二者整體性價比取決于話機的數量,話機較少時,VoIP方式的性價比更高。
4 未來發展趨勢
從技術發展趨勢上看,由于通信業務自身從過去的以語音業務為主向著以海量的數據業務、高清視頻業務為主不斷轉變,因此傳統的基于電路交換的通信設備正在被基于分組的網絡設備所取代。從全通信行業的電話交換設備的出貨量看,基于IP交換設備所占的比例也在不斷增多。因此,未來的語音主流解決方案肯定是基于軟交換/IMS架構。
5 結論
綜合比較以上方式,方式1 ~4 基于傳統的程控交換系統,具有系統穩定、可靠性高的優點,缺點是建設成本較高。方式5 ~6 基于IP分組交換核心,具有業務豐富、靈活多樣的特點,缺點是無法克服IP網絡自身固有缺陷的影響。變電站調度電話業務作為極其重要的電力生產業務,調度電話通常采用雙路冗余模式。綜合考量業務可靠性和未來技術發展趨勢,建議在一定時期內采用電路交換+IP分組交換的疊加模式。同時,為了進一步降低成本,推薦采用方式4+方式5 的方式,即利用SDH的語音板卡提供穩定可靠的模擬語音通道,利用IP網絡提供豐富的調度業務。未來隨著電路交換設備進一步退出主流市場,以及IP技術可靠性的進一步加強,未來變電站調度業務將進一步朝著全IP化的方向發展。
[1 ]羅仁華,方躍生,沈?。〖夒娏π姓粨Q網軟交換改造方案研究[J].電力信息與通信技術.2014(02).
[2 ]陳蕾,王彥波,黃紅兵.基于軟交換架構的調度交換系統研究和應用[J].電力信息與通信技術.2013(12).
[3 ]王亮.江蘇電力調度交換網組網規劃[J].電力系統通信.2007(S1).