调度软交换技术在管道石油专网中的应用.pdf

石油天然气 学报 江汉石油学院学报2 0 1 4 年 8 月 第 3 6 卷 第 8 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I A u g ． 2 0 1 4 V o 1 ． 3 6 N o ． 8 调度软交换技术在管道石油专网中的应用 杨子慧 中国 石油天然气管道工程有限公司， 河北廊坊0 6 5 0 0 0 邢舟 亢 中国 石油天然气管道局国际事业部， 河北廊坊0 6 5 0 0 0 唐胜 中国 石油天然气管道工程有限公司， 河北廊坊0 6 5 0 0 0 [ 摘 要]语音 交换技 术 目前 主要兮为传统 P AB X p r i v a t e a u t o ma t m’b r a n c h e X c h a n g e ，程控 交换技 术、I P P B X p r i v a t e b r a n c h e X c h a n g e ，专用 交换 机 技 术和 基于 软 交换 的 V I P v o i c e o v e r i n t e r n e t p r o t o c o l ， 模 拟信号数 字化 技 术 3类。通过对 比3种 不同的技术 ，探讨 了其各 自适用 的场合及相应 的接入需求 。调 度 软交换 系统项 目的开展 ，是 实现 远程集 中控制的 重要举措 ，逐 步 向软 交换调度 系统的过 渡 ，能 更好 的 寿石油管道调度话 音业务 的开展提 供相应的技术支撑。 [ 关键词] 石油专 网；软交换；调度 ；传 统 P AB X技 术；I P P B X技术 ；VO I P技 术 [ 中图分类号]T E 9 7 8 [ 文献标 志码]A [ 文章 编号] 1 0 0 0 ～9 7 5 2 2 0 1 4 0 8 0 3 2 7 0 3 1 概述 调度 语音 交换 网是 管道 系统 中不 可 缺少 的重 要组 成部 分 ，是实现 中石 油 各条 管道调 度 自动化 和管理 现代化的基础 。快速准确 、方便灵活的生产调度命令 ，其上送与下达对管道运营意义重大。由于管道生 产、运营的特殊性 ，对管道调度通信网要求高效 、安全 、可靠。因此 ，管道调度语音交换 网对于实时 性、可靠性的要求非常高 。某管道分公司在调度软交换系统实施之前，绝大部分机关及工艺站场用户均 未设 置调 度软 交换 设备 。根据某 管 道分公 司的要 求 ，除 主用调 控 中心外 ，将 在异 地建设 一套 容灾 备份 系 统 ，以达 到增 加 调度 系统 可靠性 的 目的 ，主 、备 调度 服 务器 关 键部 件 1 1热 备份 冗 余 。调 度通 信 系 统 能一 键直 达分 散 在各条 管 线工 艺站 场 的远端 调度 用户 。正 常情 况下 ，主用调 度 中心承 担调 度功能 ，并 进 行调度录音 、管理等操作 ，当主用调度 中心故障时 ，系统 自动切换至备用调度中心。 2 语音交换技术分析 话音技术发展至今，存在多种组网模式 ，目前调度语音交换方式主要有 3 种 传统 P AB X p r i v a t e a u t o ma t i c b r a n c h e X c h a n g e ，程控 交换 技 术 、I P P B X p r i v a t e b r a n c h e X c h a n g e ，专 用交 换 机 技 术 和 基于 软交 换 的 VO I P v o i c e o v e r i n t e r n e t p r o t o c o l ，模 拟信 号数 字化 技 术 。 2 ． 1 传 统 P A B X技术 传 统 P AB X技 术 以电话 交换 的方 式传 输语 音 ，基 本 带 宽 为 6 4 k b ／ s 。通 话 建 立 以后 ，无 论 通 话 双方 是否通信 ，链路都将一直被 占用直到一方挂机才得 以释放。它提供给用户的业务功能及控制功能都必须 通过程控交换机来实现 图 1 。由于该技术 已经较为成熟 ，一般厂家均可提供基于传统 P AB X技术构 建 的语 音通 信解 决方 案 。 2 ． 2 I P P B X技术 I P P B X技术是以 I P分组交换 网络为传输平 台，通过网关对模拟的语音信号进行压缩 、打包等一系 列的处理 ，将其转化为 I P数据包后 ，通过 TC P ／ I P协议进行传输 。 [ 收稿 日期] 2 0 1 4 一o 62 3 [ 作者 简介] 杨子慧 1 9 8 1 一 ，女 ，2 0 0 3年大学毕业 ，工程师 ，现主要从事通信设计方面工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 油 气管造 工程 2 O 1 4年 8月 从 本 质上 来说 ，基 于 I P P B X技 术 的语音 交 换 系统 采 用 的是 传 统 的 电路 交 换 核 心 设 备 辅 以 I P电话 网关 的形 式 。在语 音 交 换 过 程 中 ，电路 交换 核心 技术 仍 采 用 传 统 的语 音 呼 叫处 理 方 式 和信 令方式 ，I P网关则执行线路侧的信令转换 和媒体转换功能。I I 网关 信号处理方 式如图 2 所示 。I P P AB X语音 交 换 系 统 一 般语 音 交 换 厂 家均 可提 供 。 2 ． 3 基 于软 交换 的 V oI P技术 随着 数 据 网 的 迅 速 发 展 ，基 于 1 P 网 和 AT M s s y n c h r o n o u s t r a n s f e r mo d e ，异 步 传 输 模 式 网的分组 交 换 网 日益 发 展 壮 大 ，各 种 网 络不 断融 合 ，形 成 一 个 可 以 承 载 语 音 、 图像 、 数据 的 多 媒 体 通 信 网 络 。基 于 软 交 换 的 VO 1 P 技术即在此基础上应运而生 ，分层的体系架构、 统 一 的核心 网是 软 交 换 网络 的重 要 特 征 。针 对 软 交换 的这 一特 征 ，从 传 统 单 一 语 音 业 务 的 专 用 网络 演变 到 多 业 务 的软 交 换 系 统 网 络 ，从 一 个垂直结构的通信 网络变为具分层结构的分组 交换 网络 ，软交 换 以它 独 有 的技 术 优 势 逐 渐 成 为业 界发展 的 主流 技术 。 基 于软 交 换 的 VO I P技 术 ，其 主要 思 想 是 将呼叫控制与接入、传送功能相分离 ，即将原 有的 VOI P网关 分解 为媒 体 网关 、信令 网关 、 媒 体 网管 控 制 器 等 多 种 不 同 的 业 务 机 构 图 3 。在 一定 程 度 上 减 轻 了 VOI P网关 由于 功 能 过 于集 中 、业 务 负 荷 相 对 较 大 ，无 法 满 足 多 I P 终端语音同时传输 的缺陷，同时也使得 整个 语 音交 换 网络 的业 务提 供变 得更 加灵 活 和开放 。 2 ． 4技术 比较 通 过对 上述 3种 技 术 的 介 绍 ，无 论 是从 接 入方式 ，还 是 从 通 信 发 展 趋 势 来 看 ，基 于 软 交 换的 V I P技术 与其他 2种技术相 比，都具有 无 可 比拟 的优 势 ，见 表 1 。 作 为 已经 发 展 成 熟 的 技 术 ，传 统 电路 交 换 方 案 中 ， ‘ P AB X应 用广 泛 ，并 且具 有 组 网简便 、 安全可靠等显著 特点。整个 网络 除可 提供 高质 图 1 传 统 P A B X技术组 网示意图 图 2 I P网关信号处理方式示意 图 图 3 软 交换 网络分 层结构 示意图 量的语音外 ，网络运行也十分安全 、可靠。其缺点是技术相对落后 ，无法满足交换网络融合的发展趋势 和用户越来越多的业务需求。 I P P B X技术的交换核心仍为传统的电路交换，在此基础上集成 了 I P网关 。I P网关可 以建立电路 交换 网和 1 P网之 间 的呼 叫连接 。话 音交 换 系统通 过 集成 网关 进 行 媒 体格 式 和 信令 的转 换 ，为 每 个 交换 呼 叫建 立 网关 内部 的语 音 通路 。 而基于软交换的 VOI P技术 由于采用 了分层的网络结构，具有全面的开放性 ，因此 ，在系统扩容能 力 、综合接入能力、业务提供能力 、网络管理能力等方面都有 明显的优势。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 6卷第 8期 杨 子慧 等 调度软 交换技术在管道石油专网中的应用 3 2 9 3 基于软交换的 V O I P技术在管道通信中的应用 以某管道分公司调度电话工程为例 ，主用调控中心和备用调控 中心将分别作为调度语音交换系统的 主 、备 用控 制 中心 ，各设 置 一 台基 于软 交换 VOI P技 术 的 调度 语音 交 换 主 机 ，并 采用 S I P s e s s i o n i n i t i a t i o n p r o t o c o l ，发 起会 话 协 议或 H． 2 3 2 协 议完 成 主 、备 软交 换 中心 的互联 、互 通 。呼 叫控制处 理 器 双 机热 备 ，可 以保 证 当主服 务器 不 能正 常工 作时 ，由备份 服务 器进 行 呼叫 的控制 。随 着管 道建设 的 飞速 发 展 ，主 用调 度 中心 的软交 换 服务器 需要 集 中处 理 的并发 人数 将不 断增 加 ，软交换 服 务器 的负 载也会 越 来越严重 ，超负荷的运转将影响调度话音系统的及时性、可靠性及安全性。采用负载均衡技术可实现主 服务器、备服务器 、其他服务器协同工作和并行处理 。负载均衡 的核心是根据当前主服务器的负载情 况 ，将 请 求 的数据 报文 分配 到 不 同 的服 务 器 处 理 ，以减 轻 主 服 务 器 的 负担 ，提 高服 务 器 性 能及 工 作 效 率 。该工程采用分布式组建调度交换服务器组，主、备 用调度服务器及分公 司机关新建的小型服务器均 可实 现对 所属 的用 户不 同并 发需 求 的处 理 。远端 站 的模拟 中继 网关 ，可 以保 证设 备 断 电时 ，通 过连 接在 F X S f o r e i g n e x c h a n g e s t a t i o n ，外部 交换 站 口下 的 电话 机 ，直接 拨 打 P S TN p u b l i c s wi t c h e d t e l e p h o n e n e t wo r k ，公 共交 换 电话 网络 电话 ，实现 “ 断电逃 生” 功能 。 在该工程 中，各分公司机关设置带逃生出 口的 8 ～1 2端 口 I AD i n t e g r a t e d a c c e s s d e v i c e ，综合接 入设备 各 1套 ，用 于连接 调 度 电话分 机 ，同时配 备少 量 的 I P电话 。所 有 工 艺 站场 均 设置 带 逃 生 出 口 的 4端口或 8端 口 I AD和模拟调度电话分机 ，构成调度 电话通信专 网。正常情况下，调度接入设备需 支持双归属功能 ，即同时注册到主用调度中心和备用调度中心。 4 结语 综上所述 ，3 种技术都是 目前语音交换网络中常见的形式 。但就 目前看来 ，P AB X技术作为传统的 电路交换技术，具有 良好的通话质量、极高 的稳定性 及安全性 ，但 由于技术体制 比较落后将逐步被淘 汰 ；I P P B X技术 作为 模 拟到数 字交 换 技术 的过 渡 技术 ，组 网相 对简 便 ，能符 合管道 光传 输 网络 的需求 ， 但不 能成 为 主流 发展 方 向 ；而基 于 软 交 换 的 VoI P技 术 是 下一 代 网络 的核 心 技术 ，提 供 的业 务 类 型 多 样 ，符合 通信 网络 I P化 的总体 发 展方 向 。随着 I P技 术 日益成 熟 ，基 于软交 换 的 V OI P技术 将 更加 安 全 可靠 ，使用灵活方便 。 [ 编辑] 邓磊 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m