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基于电力语音通信系统的IP技术研究

2014/04/22 meeteasy

1、引言

随着电力市场和电网建设的进一步发展。传统业务系统发生了巨大变化,对通信系统提出了更高要求。交换机的发展经过了数字交换、时分交换,程控等方面的变革,融合了电话 网与数据网的多种功能.发挥了程控交换机和ATM交换机的多个优点.交换模式也由语音电路交换进化为数据交换.这一系列的技术革新。体现在电力通信系统中就是调度台发生根本性的变革.由传输电话数据替代传输电话语音基于IP网络的电力通信系统正是在这个背景下进行研制开发的。IP语音电力通信系统充分利用电力通信网的带宽。仅需简单的设备便可实现大范围覆盖.为偏远地区的调度人员能够快速进行业务分配和指挥提供了很好的帮助。

2、IP电话技术原理及技术特点

2.1 IP电话技术原理

IP电话可以说是因特网技术的延伸.IP是用于网络互联 的网络协议。IP电话就是借助此协议而产生的IP电话的工作原理如下:首先将公共电话网传来的模拟电话语音信号转换为数字信号,编码和压缩、数据打包之后,通过TCP/IP协议网络进行传送。在接收端经过重新排序、解压缩、解码后,转换为正常的实时语音,通过公共电话网送到最终受话方。

电力通信网与因特网基本一致。且覆盖范围较因特网小,因此可取代因特网,公共电话网由具体的调度所、变电站的内线电话交换机充当,工控机兼作IP网关。电话通过电话交换 机或电话编解码器与IP网关相连.经发端网关鉴别主叫用户之后,对电话号码或网关IP地址进行翻译,发起IP电话呼叫,与最近被叫网连接关,对语音进行编码和打包,最后由接收端网关拆包、解码和连接被叫。

如果变电站的电话数目过大.超过几十部.达到可以引入交换机的条件,可以采用另外一种方式实现电力调度通信系统的IP电话功能

Dialogic语音卡插在工控主机的ISA槽中.与DM/IPLink卡相连。Dialogic是IP网关与PsTN连接部分,为智能计算机提供了符合标准的I/0模板扩展模板。Dialogic集数字程控交换、DSP语音处理、计算机技术、总线技术、网络通信技术于一 体,保证计算机模拟、中继接口和语音处理工作的进行。

运行过程中,语音卡对语音信号在进行数字编码后送往DM/IPLink卡处理:相应地.语音卡把DM/IPLink卡传过来的数字信号转化为PCM信号.发送到PSTN上。工控主机兼作 IP/PSTN网关。与IP网之间。通过DM/IPLink卡连接.并以板载固件的方式实现H.323协议栈。DM,IPLink卡具有完善的开发包,便于开发。

3.2 IP电话技术特点

(1)在给定信息传输通道中,IP电话占用的带宽比传统的语音电话低,能够传输的信息量更 大;

(2)IP电话通信设备简单、便于端口接入、覆盖范围大;

(3)系统可扩展性高,集成智能功能便捷,维护成本低;

(4)所有特殊服务功能网内透明,如调度员优先呼叫、来电显示等:

(5)自检测功能完备,随时提供系统内每个终端的工作状况;

(6)可扩充性能强,从初级系统到完整系统可无缝扩容, 保证投资持续效力。

3、电力语音通信系统中的IP电话技术应用

电力系统数字传输系统由SDH同步数字体系传输系统和ATM交换系统构成:由各地区电力公司组建本地SDH传输系统构成数字传输网络.地区与上级电力公司或地区电力公司之间通过ATM交换系统构成电力信息网络。ATM交换系统具有两大优点:①拥有多接口能力适应业务需求;②升级性能优异。因此可灵活组建各类应用系统,以爱立信交换机为例,其主要应用包括:生产自动化网络、会议电视网、企业信息网、IP电话网、电力监控网等。

在电力通信IP交换系统中,路由器联结上级局和下级局的通信线路.路由器或网关再与本地电话终端连接,电力通信网可以随时添加终端设备。在工控机之前完成模拟电话接口、语音解压缩,在工控机上进行IP流协议处理、呼叫信令处理、以太网接口、呼叫功能处理等工作。IP电力通信系统基于 TCP/IP广域网络建立,以网络管理者为控制核心.交换处理以及网络管理任务.与其他对等网络或上级交换系统网络的互联任务处理也由其处理。IP系统的调度操作台基于计算机集成电话技术.具有更多贴近实际便于使用的操作功能。

3.1 VoIP标准的功能

构建IP电话体系结构的标准有H.323协议和SIP协议两种。H.323是ITU的标准,以H.323标准构建IP电话网,具有用传统PsTN电话网高度兼容的特点。由此可见,H.323不仅 可以构建电话间通信网.还可以构建电力通信系统网的IP电话。考虑到当前的VolP发展水平及PSTN在电力通信系统的适用范围,从系统的扩展性和兼容性出发,选定H.323协议作 为IP电话协议是最适合电力通信系统的。

3.2终端设备的功能

部分办公场所由于话机需求较少.单独建设语音交换系统成本高.使用IP话机降低成本。电力通信系统的终端设备通常是IP电话客户终端.可以与IP网相连接进行即时语音通信,能够把声音转换成电信号和把电信号转换成语音.是负责直接与人沟通的系统设备。这些终端设备支持的协议是H.323,因此又被称为H.323终端。

3.3网关的功能

作为IP网络提供电话间语音通信的重要设备.网关是IP 网络和PSTN/PBX/ISDN网络之间的接口设备。用户管理、通话管理和带宽管理构成了网关的主要工作内容。主要包括:具 有IP网络接口和PSTN/PBX/ISDN交换机互联的功能:进行实时语音压缩,将64khit/s的语音信号压缩成低码率语音信号: 完成寻址和呼叫控制,IP电话网关支持H.323协议.又被称为 H.323网关。电力186呼叫中心客服人员使用基于SIP协议的IP话机,而部分电力用户大部分使用基于H.323协议的模拟话机。需在两套独立的语音交换系统之间添加一台媒体网关,实现不同语音协议之前的转换,从而满足用户正常拨叫186客服中心的需求。

3.4网守的功能

所谓网守,就是负责用户注册和管理的网络管理者网守支持H.323协议。也被称为H.323网守。其主要功能如下:区域管理.对系统中的多个网关进行管理;呼叫记录,记录呼叫 详情,便于运营商收费;呼叫认证,验证接入用户的身份,杜绝 非法接入;地址映射,将电话网的E.164地址映射成相应网关 的地址。

3.5多点接入控制单元

电力调度通信系统的通话经常出现多方参与的情况.因此需经过多点接入控制单元的控制。多点接入控制单元 (MCU)同样支持H.323建议,又被称为H.323MCU。另外,多点控制单元还制约着通话语音质量。以往通过纯软件进行多路语音的编码、解码、合成,语音清晰度低,反应延迟、声音颤抖等现象大量存在.现在则采用软硬件结合的方法.同时提高计算机数据处理能力。有效地提高了通话质量。

3.6 CTI调度操作台

CTI调度操作台是系统中的调度员通信服务器.为调度员提供快速呼叫以及接听电话功能。主要调度业务包括强插、强拆、代接、监听、禁话、手动转拨、转接、广播、会议、触发式会议、夜服、拨号盘、热线、成员状态监控、录音、振铃组、轮询组 业务、语音信箱业务、公共会议室、系统扩展、终端自动配置, 通过这些来保证调度员以最快速度将指令下达到基层。调度员的组呼不受现有组织结构的限制.可以将不同岗位的人员组建为扩展组,为扩展组提供了组呼、会议两种业务.满足用户的不同需求,更强大的功能是,扩展组内的任何成员都可以通过拔打一个触发号码来发起对本组的组呼或会议,快捷方便。

4、基于IP技术的电力调度系统展望

基于IP技术的电力系统通过图形化.语音话及先进的数字录音系统电力信息化等,运用现代化的科学技术确保电网调度指挥的正确指令下达并实施.提高各部门信息的收集、处理能力,为安全生产提供了可靠的保障。对于电力系统的语音调度系统来说,随着条件的成熟,逐渐将采取语音以IP包的传输形式,由ATM交换机负责数据包交换,降低时延。这样, 现有的单纯实现电话交换的程控交换机将被ATM交换机所 取代,由交换机负责数据包交换,降低时延。这样,现有的单纯实现电话交换的程控交换机将被交换机所取代.从而实现端到端的全程IP传输。因此开发基于IP网络技术的电力调度系统将改变电力调度系统的落后局面.提高调度通讯系统的数字化水平。促进IP语音调度技术在电力专网中的应用。

5、结语

我国电力调度通信系统基本成熟.IP技术在电力调度系统中的应用完全突破了距离和管制的限制.提供话音交换、调度服务,还提供文字、视频等多种功能.大容量、超远距离的传 输系统记录被不断刷新。IP网调度通信系统的应用必将改变电力调度通信系统落后的局面.对提高电力调度通信系统的数字化水平.促进计算机电话集成技术在专用网中的应用具 有重要的作用。

IP电话技术, 电力, 语音通信

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