區(qū)域電力行政建設(shè)與測試

時間:2022-12-17 11:34:39

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區(qū)域電力行政建設(shè)與測試

本文作者:許源工作單位:泰州供電公司

泰州地區(qū)電力行政交換網(wǎng)建設(shè)于1997年,主要由泰州電力公司地區(qū)調(diào)度大樓HARRIS-LX程控交換機和4個縣公司程控交換機組成,地區(qū)公司本部交換機容量1216臺,28條2M中繼線路,分別與各電信運營商、省電力公司行政交換機、地區(qū)調(diào)度交換網(wǎng)以2M中繼線路連接,在地區(qū)公司本部配置了管理和計費服務(wù)器。泰州地區(qū)原行政交換網(wǎng)狀況如圖1所示。泰州地區(qū)原行政交換網(wǎng)基于電路交換技術(shù),大量采用2M中繼路由,為電力系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度、行政辦公提供必要的支撐。由于技術(shù)落后、系統(tǒng)建設(shè)年代久遠,在使用、維護和安全方面都存在隱患。如其備件和系統(tǒng)盤在市場上已難覓蹤跡,系統(tǒng)維護和數(shù)據(jù)備份很不方便;行政交換機主機雖采用1+1備份,但主機系統(tǒng)無法實現(xiàn)異地容災(zāi)備份;供電公司生產(chǎn)區(qū)、培訓(xùn)中心與電力公司本部距離較遠,供電所地點分散在郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn),其行政電話一般采用通信電纜、遠端模塊和PCM終端放號,給維護帶來很多不便。因此,對原行政軟交換網(wǎng)絡(luò)進行改造已迫在眉睫。

軟交換系統(tǒng)配置在泰州電力公司本部和災(zāi)備點各配置1臺相同容量的語音綜合交換機和會話邊界控制器,構(gòu)成地區(qū)級交換平臺,泰州電力公司本部與災(zāi)備點軟交換設(shè)備構(gòu)成雙歸屬,2套設(shè)備均實現(xiàn)與公網(wǎng)電信運營商中繼互聯(lián)。語音綜合交換機、會話邊界控制器、網(wǎng)元管理系統(tǒng)(ElementManagementSystem,EMS)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NetworkManagementSystem,NMS)、業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)(ServiceManagementSystem,SMS)、綜合接入設(shè)備管理系統(tǒng)(IntegratedAccessDeviceManagementSystem,IADMS)、計費系統(tǒng)等通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互聯(lián)。所有IAD電話賬號由語音綜合交換機統(tǒng)一注冊管理,承擔(dān)語音業(yè)務(wù)。語音綜合交換機直接通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)管理分布在辦公區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和變電站的IAD、IP電話設(shè)備,并經(jīng)會話邊界控制器與泰州電力公司管理信息系統(tǒng)(ManagementInformationService,MIS)互聯(lián),管理本部鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所的IAD設(shè)備。泰州地區(qū)電力行政軟交換系統(tǒng)如圖2所示。雙歸屬容災(zāi)模式該工程采用雙歸屬機制保證軟交換系統(tǒng)的可靠性?!半p歸屬”機制是防止軟交換設(shè)備癱瘓或出現(xiàn)突發(fā)災(zāi)害事故時可提供緊急通信的一種容災(zāi)機制。根據(jù)用作備份設(shè)備的不同數(shù)量,“雙歸屬”組網(wǎng)模式可分為3種工作方式:“主備”、“互助”和“N+1”。其中,“主備”方式為受控設(shè)備被連接到2個互為備用的SS上,一旦主用SS出現(xiàn)故障,將立即啟用備用SS,系統(tǒng)內(nèi)所有受控設(shè)備均重新注冊到備用的SS上,從而保證系統(tǒng)繼續(xù)正常運行。在“互助”方式中,受控設(shè)備連接到2個設(shè)為互助方式的SS上,2臺SS平均管轄系統(tǒng)內(nèi)各受控設(shè)備,當其中一臺SS出現(xiàn)故障時,故障方管理的受控設(shè)備將立即納入互助方的管理中,確保系統(tǒng)中所有受控設(shè)備正常運行。在“N+1”方式中,系統(tǒng)中存在N+1臺SS設(shè)備,其中指定“1”臺作為系統(tǒng)的備份SS,當N個正常工作的任意一臺SS出現(xiàn)故障時,備份的“1”臺SS將接管其后續(xù)的管理業(yè)務(wù),保證系統(tǒng)中所有受控設(shè)備正常運行。為了保證軟交換系統(tǒng)具備更高的可靠性,該工程建設(shè)中將語音綜合交換機、會話邊界控制器及綜合接入設(shè)備、智能終端等受控設(shè)備采用“主備”模式進行組網(wǎng)。系統(tǒng)配置2套互為主備的軟交換設(shè)備,中繼媒體網(wǎng)關(guān)(TrunkingMediaGateway,TG)、接入網(wǎng)關(guān)(AccessGateway,AG)等受控設(shè)備連接到主備2套軟交換設(shè)備上,在正常情況下,主交換設(shè)備處于工作狀態(tài),受控設(shè)備僅受主交換設(shè)備控制。備用交換設(shè)備平時不承載業(yè)務(wù),通過“心跳”感知主交換設(shè)備的運行狀況,隨時準備進入控制狀態(tài),接管主交換設(shè)備業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)安全行政軟交換系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用必須考慮網(wǎng)絡(luò)安全問題,泰州地區(qū)電力行政軟交換系統(tǒng)將會話邊界控制器作為用戶終端和軟交換系統(tǒng)之間的,解決NAT和網(wǎng)絡(luò)安全問題,使系統(tǒng)得到安全保證。建立在通信數(shù)據(jù)網(wǎng)上的軟交換設(shè)備SS通過會話邊界控制器管理泰州電力公司MIS網(wǎng)絡(luò)上的IAD、IP電話等智能終端,但對泰州電力公司MIS網(wǎng)絡(luò)的用戶軟交換系統(tǒng),拓撲結(jié)構(gòu)不可見,即使是通信數(shù)據(jù)網(wǎng)上的終端,也只能通過會話邊界控制器訪問泰州電力公司MIS網(wǎng)絡(luò)。因此可有效隱藏軟交換核心網(wǎng)的拓撲,從而有效防止軟交換網(wǎng)絡(luò)受到攻擊,進而較好地提高軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的安全性。會話邊界控制器可有效控制NAT穿越問題,用于通信數(shù)據(jù)網(wǎng)和泰州電力公司MIS網(wǎng)絡(luò)之間的地址轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)用戶信息(如用戶名、主叫號碼和域名)和IP地址的綁定,在用戶注冊時可根據(jù)綁定規(guī)則判斷該用戶是否具有注冊權(quán)限,較好地防止終端進行非法漫游。

電力行政軟交換系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性有較高需求,在其投入運行前,需要實施可靠性和安全性測試。本次工程測試主要包括雙歸屬測試和容災(zāi)測試。雙歸屬測試泰州地區(qū)行政軟交換系統(tǒng)“雙歸屬”機制通過本部和災(zāi)備點(姜堰公司)各配置1臺邊界控制器和軟交換機,并采用1+1互為備份的方式,保證當其中任一臺軟交換設(shè)備出現(xiàn)故障時,分布在泰州電力公司MIS網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的IAD、IP電話能及時注冊到新的設(shè)備上,從而確保通信暢通。正常情況下MIS網(wǎng)絡(luò)用戶通過邊界控制器1注冊到SS1,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)用戶經(jīng)內(nèi)網(wǎng)直接注冊到SS1,行政軟交換網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式如圖3所示。檢測行政軟交換系統(tǒng)主備“雙歸屬”性能的具體測試過程如下。預(yù)置條件:數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和MIS網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸正常,單向延時<40ms,包丟失率<0.1%;邊界控制器、軟交換機和IAD等接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備正常;主備SIP服務(wù)器運行正常;主備軟交換機數(shù)據(jù)完全一致。測試步驟和結(jié)果如下。1)檢查SS1和SS2、邊界控制器運行情況,確認本部設(shè)備作為主用系統(tǒng)運行,網(wǎng)管系統(tǒng)運行正常。檢查IAD、IP電話機在線注冊情況、中繼電路狀態(tài)、CPU占用率,工作人員進行本地及跨區(qū)基本呼叫和業(yè)務(wù)測試,確認軟交換系統(tǒng)運行正常。2)檢測MIS網(wǎng)IAD“雙歸屬”。如圖3所示,測試人員通過網(wǎng)管系統(tǒng)確認6號IAD設(shè)備注冊在邊界控制器1,手動斷開邊界控制器1與MIS網(wǎng)之間的網(wǎng)線FE1,觀測6號IAD的16個電話用戶注冊狀況,各電話用戶先后歸屬到邊界控制器2的時間為31~78s;手動恢復(fù)網(wǎng)線FE1連接,觀測6號IAD的電話用戶恢復(fù)至邊界控制器1的注冊時間為22~69s。手動斷開邊界控制器1與SS1之間Eth0網(wǎng)線,觀測到6號IAD電話用戶歸屬到邊界控制器2的時間為28~88s,手動恢復(fù)Eth0網(wǎng)線連接,觀測到6號IAD恢復(fù)歸屬到邊界控制器1的時間為25~92s。3)檢測數(shù)據(jù)通信網(wǎng)IAD“雙歸屬”。測試人員通過網(wǎng)管系統(tǒng)確認21號IAD設(shè)備已注冊在SS1,將SS1手動倒換到SS2(拆除SS1與外界設(shè)備連接網(wǎng)線),觀測到21號IAD電話用戶歸屬到SS2設(shè)備的時間為19~82s。手動恢復(fù)SS1至正常運行,觀測到21號IAD電話用戶恢復(fù)歸屬到SS1的時間為20~77s。容災(zāi)測試泰州地區(qū)行政軟交換系統(tǒng)的容災(zāi)方案主要包括設(shè)備自身板卡備份和異地系統(tǒng)備份。設(shè)備電源、主板和2M中繼板卡均冗余配置,主處理板以太網(wǎng)口冗余配置,確保系統(tǒng)與外界網(wǎng)絡(luò)連接的高可靠性,同時在姜堰縣電力公司同步配置一套軟交換系統(tǒng)作為行政電話異地容災(zāi)。系統(tǒng)組網(wǎng)如圖2所示,測試步驟和結(jié)果如下。1)設(shè)備板卡備份測試。測試人員模擬本局用戶A、本局用戶B正常通話,模擬本局用戶C與局外公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PublicSwitchedTelephoneNetwork,PSTN)用戶D正常通話,工作人員做以下單板操作,呼叫應(yīng)可保持,并且通話正常。測試項目包括主備單板倒換測試和主備板冗余網(wǎng)口測試,每個單板的測試包括命令倒換、手工倒換、拔插主用板、拔插備用板。測試結(jié)果:主板冗余雙網(wǎng)口切換不影響正常通話、主備系統(tǒng)處理板切換不影響正常通話、電源板卡插拔不影響正常通話、冗余2M中繼板卡切換不影響與PSTN中繼連接。經(jīng)測試,以上測試項目均能滿足系統(tǒng)需求。2)異地容災(zāi)測試。確認本部及姜堰軟交換系統(tǒng)所有設(shè)備運行正常,IAD均注冊在本部SS1,工作人員同時斷開本部邊界控制器1和SS1與MIS網(wǎng)、通信數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接,測試電話出現(xiàn)中斷現(xiàn)象,113s后測試電話恢復(fù)正常,網(wǎng)管系統(tǒng)顯示系統(tǒng)已運行在姜堰容災(zāi)系統(tǒng),內(nèi)部用戶之間及內(nèi)部與PSTN用戶之間通話恢復(fù)正常。3)網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)測試。工作人員通過網(wǎng)管確認系統(tǒng)所有設(shè)備運行正常,人工關(guān)閉本部邊界控制器1與SS1之間的內(nèi)部交換機,觀測到邊界控制器1經(jīng)2s通過SDH網(wǎng)絡(luò)至姜堰災(zāi)備交換機重新與本部SS1聯(lián)通,過程中測試電話中斷,115s后IAD重新注冊成功,用戶通話正常。

行政軟交換直接為電力系統(tǒng)調(diào)度生產(chǎn)和經(jīng)營管理提供基礎(chǔ)通信服務(wù),必須確保其通話質(zhì)量和可靠運行。泰州地區(qū)電力行政軟交換系統(tǒng)采用“雙歸屬”和異地容災(zāi)建設(shè)方案,通過使用邊界控制器將軟交換內(nèi)網(wǎng)與泰州電力公司MIS網(wǎng)進行有效隔離,在保證通話質(zhì)量的同時確保系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全。經(jīng)測試,MIS網(wǎng)和通信數(shù)據(jù)網(wǎng)的IAD各項指標符合呼叫接續(xù)要求,雙歸屬、異地容災(zāi)功能及切換時間均在設(shè)計要求范圍。隨著電力系統(tǒng)軟交換技術(shù)的應(yīng)用,交換系統(tǒng)性能檢測必須在常規(guī)電話交換功能測試基礎(chǔ)上,增加通過雙歸屬、異地容災(zāi)和網(wǎng)絡(luò)安全檢測,及時發(fā)現(xiàn)軟交換系統(tǒng)在安全性能上的不足,為進一步優(yōu)化電力系統(tǒng)行政軟交換系統(tǒng)提供依據(jù)。