电力系统供电所中VoIP技术的应用解析

田红涛 赵聘

[摘要]乡镇供电所主要承担的是当地客户用电业务申请、用户档案管理、电费结算、表计管理以及低压维护等工作。通过在电力信息网中接入ATM网络资源，并在ATM通信网中接入通信业务，运用IP方式。通过各种IP语音设备在ATM电力信息网络基础上构建VoIP业务系统，并提升IP数据网络为集数据业务和语音业务为一体的综合网络。其次，VoIP网络的应用还连通了现有的语音通信网，配合电话呼叫业务的实现，该方案还具备了完善的管理维护功能，为电力系统提供更好的服务。

[关键词]电力系统;供电所;VoIP技术

一、VoIP基本概念

VoIP一般称作为IP电话，广义上是指在数据网络上承载数据、语音、传真和视频、图像等多媒体业务，而在狭义上讲则是承载语音业务。基于IP的Internet得到迅猛的发展，使IP协议成为信息网络的工具。

1.VoIP业务的基本原理VoIP的英文注解为VoiceOverInternetProtocol顾名思义基于网际协议的语音，目前网际协议（IP）和传输控制协议（TCP）已经成为全世界数据互联网络的公认协议，提起IP必然会和TCP联系在一起，因此简写为TCP/IP协议。传统的模拟语音信号在一定的时间段内是连续的不间断的、在信号的表示上是由脉冲组成的信息，而在数据网络上，信号最终都是由诸如010101的离散信号组成，用离散的信号表示连续的模拟信号，则要经过抽样、量化、编码的过程，通过A/D模数转换电路将人发出的模拟语音信号变成数字信号实现在IP网络上传输，此时流动的信息格式为IP数据报文，由源IP地址、目的IP地址、信息内容、纠错码等相关信息组成，相反由数字到模拟信号需要D/A数模转换电路将IP数据报中的信息内容还原为模拟的语音信号实现在终端上接受。

2.VoIP业务实现的硬件组成IP电话的基本结构由网关（GW）和网守（GK）两部分构成。网关的主要功能是信令处理、H.323协议处理、语音编解码和路由协议处理等，对外分别提供与PSTN网连接的中继接口以及与IP网络连接的接口。网守的主要功能是用户认证、地址解析、带宽管理、路由管理、安全管理和区域管理。一个典型的呼叫过程是：当呼叫由PSTN语音交换机发起时，通过中继接口接入到IP语音网关，网关获得用户希望呼叫的被叫号码后，向网守发出查询信息，网守查找被叫网守的IP地址，并根据网络资源情况来判断是否应该建立连接。如果可以建立连接，则将被叫网守的IP地址通知给主叫网关，主叫网关在得到被叫网关的IP地址后，通过IP网络与对方网关建立起呼叫连接，被叫侧网关向PSTN网络发起呼叫并由交换机向被叫用户振铃，被叫摘机后，被叫侧网关和交换机之间的话音通道被连通，网关之间则开始利用H.245协议进行能力交换，在能力交换完成后，主被叫方即可开始通话。

二、VoIP技术的应用优势

1.通话费用大大降低。将企事业单位内部的局域网和电话网合一，实现0话费。2.建設成本大大降低。无需另外布线。3.功能强大。只需加入相应的软件，可以灵活地提供各种服务功能。4.独特的网内漫游功能。网络电话机可以插入网内的任何位置的网口（RJ45），其电话号码保持不变。5.具有加密和防窃听功能。这对保障政府机关，银行和大型企业等重要集团用户的网络语音通信安全有着十分重要的意义。6.使用方便。网络电话机适用广泛的网络环境，与普通电话的使用习惯一致。7.VoIP产品支持内建代理服务功能;配合代理服务，可以实现局域网之间和局域网内部IP电话的互通;IP电话可以分配保留的私网IP地址，不占用公网IP资源，使应用和组网更加灵活。

三、技术参数

光纤收发器：光接口波长1310、发光功率≥-10dBm;以太网交换机：8～24个10/100M自适应、1～2个千兆端口;网关和关守：支持语音编码方案、支持E1中继接口、支持中国1号信令。

四、组网原理

采用基于通信软交换技术的IP电话系统对数据网络进行了有效的扩展。发送端的IP电话终端通过多种语音压缩算法完成对电话语音的编码、压缩、打包等处理后发送出去，接收端IP电话终端（奥科IP网关）完成相反的功能，将语音数据还原成语音信号。局端SUN软交换平台提供用户认证、呼叫控制、路由管理、地址解析、协议转换等功能，控制IP电话终端完整的IP电话业务及其他业务应用。由于采用IP方式接入，语音和数据都是以以太网数据包方式传输。供电所和接入变电所采用一对光缆连接，通过光传输设备传输以太网数据。光传输设备使用光收发器，它具有E/O（电/光）转换与O/E反转换、编（解）码和光信号传输功能。

五、组网方案

局端的8540思科ATM交换机置配1个多模光口模块，该模块通过多模光纤与S300网络交换机相连，营销中心的三层以太网交换机连接该交换机以太网口，传送供电所端的的各种业务数据;同时S300网络交换机10/100M以太网口连接语音中继网关、SUN软交换机（关守设备）等网络设备。局端配置的关守，类似于一个小型软交换机，统一管理供电所的VoIP电话端口设置、话务流量控制等业务。中继网关通过一块E1板和中国一号信令与局端程控交换机（PBX）互相连接在一起，使得IP网络与局行政交换网络之间可以互联互通。它完成各种网络间信号、语音及数据的转换，并配合软交换控制部分完成整个通话过程。

变电所端的8510ATM交换机与局端一样需配置一块多模光接口模块。该模块的155M多模光口上连变电所网元8510ATM交换机，下连的以太网接口通过中兴通讯公司ZXB10-S300以太网交换机（经光纤收发器）连接一个或多个供电所的小型局域网。ZXB10-S300以太网交换机不仅可以完成24个10/100Base-T以太网端口之间的数据，同时还可以将以太网数据适配成ATM信元，经155MbpsATM端口传送至远端的以太网交换机，便于进行组网。

供电所端的以太网业务，包括4路IP电话及计算机数据终端经一个小型网络交换机（D-Link），用光纤收发器E/O转换后传输到接入变电所，经变电所侧的光电转换器与ATM通信网相连，完成供电所至局端的以太网业务接入。传输带宽10Mb/s。供电所端的以太网交换机用户侧提供24个10M以太网接口，组成供电所的电话、计算机局域网。供电所电话的传输采用VoIP（VoiceoverIP）方案。供电所使用普通电话机，通过奥科公司的IP语音网关，以完成语音的模数转换、压缩和分组（或上述逆过程）以及信令转换建立通信连接。各供电所的语音数据包传输，与供电所的以太网数据传输使用同一通道（争用），也是经变电所传送到局端以太网交换机。

六、结语

通过对现有ATM网络资源的利用，将相应的IP地址分配给每一个网络节点进行调试，在供电所配备了语音电话和数据业务终端，不仅节省了租用邮电电话的费用，而且为各乡镇供电所业务及时上传至营销中心提供了便利，使工作效率得到有效提升。

参考文献

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[2]孙家蔚.计算机电话一体化技术在调度交换机中的应用[J].中国科教期刊学会.

[3]BillDouskalis.IP电话技术稳定的VOIP服务集成.北京：机械工业出版社2000.09