宋 杰

（河南省交通投資集團(tuán)有限公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000）

0 引 言

高速公路通信系統(tǒng)是高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的重要組成，在整個(gè)系統(tǒng)中有著支撐性的作用，是信息傳輸?shù)闹匾浇?，可為視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等系統(tǒng)創(chuàng)造高效的傳輸渠道，在交通通信網(wǎng)絡(luò)中有著極為關(guān)鍵的作用。從高速公路通信系統(tǒng)的建設(shè)現(xiàn)狀來看，大部分運(yùn)用程控交換設(shè)備，設(shè)備型號(hào)較老，早已停產(chǎn)，加之設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致其存在較高的故障率，維護(hù)成本較高，進(jìn)而對(duì)其正常運(yùn)用、日常維護(hù)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，設(shè)備的改造更新已迫在眉睫。軟交換技術(shù)的引進(jìn)使得當(dāng)下高速公路的視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)充分融合起來，具備接入靈活、成本低等優(yōu)勢(shì)，可使高速公路等業(yè)務(wù)需求得到充分滿足。該技術(shù)的引入及運(yùn)用將推動(dòng)高速公路通信系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化方向發(fā)展。

1 軟交換技術(shù)原理

軟交換技術(shù)為目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的一種信息通信技術(shù)，相較于當(dāng)下各大運(yùn)營(yíng)商所構(gòu)建起的通信網(wǎng)絡(luò)，該技術(shù)有著極大差異。軟交換技術(shù)以通信網(wǎng)絡(luò)為依托，其運(yùn)用有助于移動(dòng)、業(yè)務(wù)、固網(wǎng)間的融合發(fā)展，并且可以推動(dòng)高速公路通信系統(tǒng)向全網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展、過渡。從國(guó)際交換協(xié)議界定的角度來講，軟交換技術(shù)以分組網(wǎng)絡(luò)為依托，通過對(duì)過程控制軟件、相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備予以利用，可將通信網(wǎng)絡(luò)中的功能進(jìn)行模塊處理，使其獨(dú)立。從我國(guó)相關(guān)規(guī)定的角度分析，軟交換技術(shù)在信息傳輸、通信中有著一定的特殊地位，其功能眾多，如資源交換、呼叫輔助控制、路由計(jì)費(fèi)等，可充當(dāng)下一代分組網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備。軟交換技術(shù)在高速公路通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中存在積極影響，可為通信系統(tǒng)的建設(shè)提供多項(xiàng)功能。

媒體服務(wù)器等均為軟交換技術(shù)的實(shí)體組成部分，具備分布廣、綜合性與開放性強(qiáng)等特征。通常情況下，通信網(wǎng)關(guān)通過協(xié)議達(dá)成控制的目的，而軟交換網(wǎng)絡(luò)則采取H323、軟交換技術(shù)、信令傳輸（Signaling Transport，SIGTRAN）協(xié)議、Megaco、會(huì)話初始協(xié)議（Session Initialization Protocol，SIP）等達(dá)成控制目的。自干擾消除（Self-interference Cancellation，SIC）、承載無關(guān)呼叫控制協(xié)議（Bearer Independent Call Control protocol，BICC）主要用于軟交換設(shè)備中；SIGTRAN 用于網(wǎng)關(guān)信令、網(wǎng)關(guān)軟交換設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中交換信號(hào)的傳輸；Megaco 則在媒體及接入網(wǎng)關(guān)、軟交換設(shè)備、H248 終端接口中予以運(yùn)用。IP 網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)多媒體通信，為眾多參與者創(chuàng)建會(huì)話進(jìn)程，并展開相應(yīng)的修訂、終結(jié)[1]。

2 以軟交換技術(shù)為基礎(chǔ)的VoIP 技術(shù)

基于IP 的語(yǔ)音傳輸（Voice over Internet Protocol，VoIP）是以IP 電話為基礎(chǔ)衍生出的一種技術(shù)，其存在一定的增值業(yè)務(wù)，主要是以信息系統(tǒng)的語(yǔ)音傳輸作為依托，可對(duì)全球IP 互聯(lián)及Internet 等運(yùn)行環(huán)境予以廣泛利用，讓信息的傳輸效率更高，質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠。VoIP 技術(shù)的使用，可對(duì)視頻、語(yǔ)音、傳真以及數(shù)據(jù)等展開傳輸，從而實(shí)現(xiàn)低成本的Internet 呼叫以及電視會(huì)議、電子商務(wù)以及多種類型信息的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)。VoIP 技術(shù)還可利用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（Real-time Transport Protocol，RTP）、SIP、H.323（基于分組交換的多媒體通信系統(tǒng)）等傳輸協(xié)議及G722、G729、G711 等編碼技術(shù)，對(duì)VoIP 模擬聲音信號(hào)展開數(shù)字化處理，將相應(yīng)數(shù)據(jù)打包，利用IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)展開相應(yīng)傳輸。其中，VoIP 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成包含終端設(shè)備、接入設(shè)備，在上述設(shè)備中，交換設(shè)備與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中的公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（Public Switched Telephone Network，PSTN）交換機(jī)的相似度較高，接入設(shè)備（中繼網(wǎng)關(guān)）是通過E1 接口實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)PSTN 網(wǎng)絡(luò)間的對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)VoIP、PSTN 網(wǎng)絡(luò)間的互通。從信息傳輸流程的角度分析，其具體流程為向發(fā)送端發(fā)送模擬語(yǔ)音信號(hào)→動(dòng)態(tài)化抽樣、編碼等→將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)化為IP 封包→壓縮、添加地理、控制信息→展開網(wǎng)絡(luò)傳輸→待傳輸至特定終端后解封封包→抹去控制、地址信息→將信號(hào)還原至最初狀態(tài)[2]。

3 軟交換技術(shù)引入通信系統(tǒng)的價(jià)值

目前，針對(duì)高速公路所構(gòu)建的數(shù)字化通信系統(tǒng)普遍缺少標(biāo)準(zhǔn)化的通用公共信道信令，且從軟件層面分析，其版本較老、容量不足。從硬件設(shè)備層面分析，因型號(hào)過老，面臨停產(chǎn)狀況，專業(yè)維護(hù)人員數(shù)量不足，從而使得系統(tǒng)版本升級(jí)花費(fèi)較高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理，進(jìn)而使信息流通速度較慢，所有電話難以實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、統(tǒng)一化管理，已然無法適應(yīng)當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的根本需求。由此可見，全新的交通網(wǎng)絡(luò)不僅要使當(dāng)下的業(yè)務(wù)需求得以滿足，還要具有一定的拓展性和兼容性，能夠適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)與潮流，滿足未來業(yè)務(wù)發(fā)展的更多需求，在此基礎(chǔ)上將成本控制在合理范圍內(nèi)，盡量對(duì)舊設(shè)備予以運(yùn)用。近年來，現(xiàn)代通信技術(shù)、信息技術(shù)高速發(fā)展，部分此方面技術(shù)較為先進(jìn)的國(guó)家，其運(yùn)用體系已經(jīng)逐漸向智能和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式發(fā)展。隨著通信設(shè)備的迭代更新，軟交換技術(shù)的運(yùn)用已成為當(dāng)下高速公路通信系統(tǒng)建設(shè)的必然趨勢(shì)[3]。軟交換技術(shù)可使傳統(tǒng)模擬電話服務(wù)的生存周期得到有效延長(zhǎng)，且經(jīng)IP 網(wǎng)絡(luò)降低運(yùn)營(yíng)成本，保障當(dāng)前通信系統(tǒng)方面的投資，并讓投資得到延續(xù)。相較于傳統(tǒng)交換技術(shù)，此類技術(shù)發(fā)揮的作用不容忽視，其優(yōu)勢(shì)也較為明顯，可實(shí)現(xiàn)成本費(fèi)用較高的業(yè)務(wù)或傳統(tǒng)交換技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)，能夠彌補(bǔ)以往程控交換過程中存在的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)同一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、媒體業(yè)務(wù)間的同時(shí)傳輸，并且使通信業(yè)務(wù)得到充分融合?；谲浗粨Q的VoIP技術(shù)，利用開放協(xié)議（H323、H248、SIP 等）可促進(jìn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)間的融合，并且各設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中無位置限制。從邏輯層面分析，彼此互相獨(dú)立，接入設(shè)備靈活性較強(qiáng)，使用多樣性信令的設(shè)備只要遵循交換的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，便可通過現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)順利和有效地接入，進(jìn)而使成本大幅度降低，提升運(yùn)用效率[4]。

4 軟交換技術(shù)在高速公路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

軟交換技術(shù)的運(yùn)用使原有交換機(jī)實(shí)現(xiàn)了各功能組塊的獨(dú)立，使其變?yōu)楠?dú)立存在的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)部件。在接口開放期間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，可使原有封閉通信網(wǎng)絡(luò)逐漸展現(xiàn)出開放性特征。使用者可從實(shí)際業(yè)務(wù)層面出發(fā)，自行地對(duì)各功能產(chǎn)品進(jìn)行分配，從而在組建起全新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的同時(shí)，對(duì)各部件的接口展開標(biāo)準(zhǔn)化管理，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的互相聯(lián)系，使其有效性及科學(xué)性得以提升，滿足當(dāng)下用戶愈發(fā)豐富的業(yè)務(wù)需求，也可使網(wǎng)絡(luò)本身的持續(xù)發(fā)展能力與競(jìng)爭(zhēng)力得到進(jìn)一步提升。從功能層面分析，可將軟交換技術(shù)分為4 個(gè)層次，自上而下分別為接入層、傳輸層、控制層以及應(yīng)用層，接入層的組成包含不同類別的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及功能，主要在于軟交換網(wǎng)絡(luò)后，可實(shí)現(xiàn)各終端設(shè)備不同網(wǎng)絡(luò)的接入，其所發(fā)揮的職能類似于以往所用程控交換機(jī)中的用戶模塊及中心模塊；傳輸層則可替代既往電路交換中的交換矩陣，同時(shí)充當(dāng)軟交換中的承載網(wǎng)絡(luò)，該層次可從源頭著手，將軟交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所涵蓋的諸多信息有目的地展開傳輸；控制層為軟交換服務(wù)器，其功能主要是對(duì)呼叫進(jìn)行控制，包含呼叫連接、監(jiān)測(cè)以及超出，與以往程控交換機(jī)中的呼叫處理模塊功能較為類似；應(yīng)用層又名業(yè)務(wù)應(yīng)用層，以呼叫作為基礎(chǔ)進(jìn)行建立，主要為用戶提供增值附加服務(wù)[5]。

4.2 VoIP 語(yǔ)音系統(tǒng)建設(shè)計(jì)劃

當(dāng)前，程控交換系統(tǒng)是我國(guó)現(xiàn)有高速公路的主流通信系統(tǒng)，在我國(guó)高速公路運(yùn)用業(yè)務(wù)中發(fā)揮著重要作用。以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)所構(gòu)建的模擬信號(hào)數(shù)字化語(yǔ)音系統(tǒng)作為基本的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)全部分界線的通話，對(duì)線下?lián)碛械木€路設(shè)備予以有效利用。利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)鏈路對(duì)VoIP 通信業(yè)務(wù)予以承載，從而使IP 網(wǎng)絡(luò)的效用得以最大限度發(fā)揮，降低通信成本，提升生產(chǎn)效率。模擬信號(hào)數(shù)字化系統(tǒng)具備較強(qiáng)的統(tǒng)籌功能，能夠?qū)︿浺簟V播、主播等功能進(jìn)行靈活調(diào)度，合理運(yùn)用；具備運(yùn)用便捷、可靠性強(qiáng)、易維護(hù)以及擴(kuò)容方便等特征，支持常用的網(wǎng)絡(luò)特性通信協(xié)議；還具備極佳的兼容性，支持與各運(yùn)營(yíng)商間的兼容。例如：高速公路負(fù)責(zé)收費(fèi)的工作人員需要向值班人員匯報(bào)業(yè)務(wù)，介紹工作中遇到的各種困難和問題，由收費(fèi)中心值班人員向收費(fèi)工作人員傳達(dá)業(yè)務(wù)指令時(shí)，可以采用面向小組或面向群體的呼叫方式；在收費(fèi)中心安裝電話分機(jī)，通過接入設(shè)備展開數(shù)據(jù)及信息的交換，對(duì)收費(fèi)廣場(chǎng)中的以太網(wǎng)交換機(jī)主機(jī)予以利用，將其與收費(fèi)數(shù)據(jù)在同一通路中傳送到中心。在中心安裝多臺(tái)收費(fèi)對(duì)講主機(jī)，由主機(jī)對(duì)各分路分機(jī)展開統(tǒng)一的調(diào)度和管理，此種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具備極強(qiáng)的可靠性，可保障故障發(fā)生后及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)與倒換。如果某一階段出現(xiàn)故障，也能讓呼叫保持正常，避免對(duì)其產(chǎn)生影響。呼叫路由能夠根據(jù)實(shí)際情況提供多種層級(jí)的備份，實(shí)現(xiàn)再生，進(jìn)而給系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來保障，確保分支的語(yǔ)音不會(huì)受到干擾，隨著網(wǎng)絡(luò)中斷而受到過度影響。

5 故障分析與處理措施

一般狀況下，VoIP 語(yǔ)音系統(tǒng)故障處理大體分為信息獲取收集、故障的識(shí)別鑒定、故障位置的定位以及故障的清查排除4 個(gè)階段。在故障處理早期，應(yīng)對(duì)相關(guān)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集，幫助維修人員縮小故障鑒別范圍，從而精準(zhǔn)、快速地確定故障位置。待故障信息搜集完成且明晰故障范圍后，鑒別定位故障地點(diǎn)的過程中，利用一定手段對(duì)故障成因進(jìn)行分析，探查出具體的故障原因，從而針對(duì)性地采取合理手段將故障予以排除，清除其中存在的故障。鑒別前，故障分析是一項(xiàng)極為重要的流程，一旦出現(xiàn)問題，就需要先進(jìn)行故障的排查，判斷故障的性質(zhì)。如果是終端出現(xiàn)問題，則需要對(duì)其配置以及軟交換進(jìn)行重點(diǎn)檢查，系統(tǒng)故障則需展開更為深入的判斷，判斷其屬于中繼故障、網(wǎng)絡(luò)故障、電源故障還是單板故障，若不屬于上述故障，則可通過抓取系統(tǒng)日志、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文等方式判斷故障原因。

6 維護(hù)作業(yè)方案

例行維護(hù)預(yù)防性手段是指定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修保養(yǎng)，如對(duì)機(jī)房環(huán)境、線纜系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)以及除塵設(shè)備等進(jìn)行檢查，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛藏的隱患及缺陷，并及時(shí)采取有效的手段對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)、處理，降低設(shè)備故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，有助于相關(guān)維護(hù)人員實(shí)時(shí)了解設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)情況及運(yùn)轉(zhuǎn)趨勢(shì)，增強(qiáng)維護(hù)人員對(duì)突發(fā)事件的處置能力。通過定期的檢查測(cè)試、備份、清潔，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)期間所產(chǎn)生的功能失效、自然老化、性能降低等缺陷，利用合理的手段及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，消除隱患，預(yù)防事故發(fā)生，從而保障設(shè)備穩(wěn)定、長(zhǎng)期、安全以及可靠運(yùn)行，使業(yè)務(wù)需求得到有效滿足。因此，為更好地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，將設(shè)備的作用、性能予以充分發(fā)揮，降低意外事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，保障軟交換設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行，相關(guān)企業(yè)要制定針對(duì)性的維護(hù)作業(yè)方案，如日維護(hù)計(jì)劃表、月維護(hù)計(jì)劃表、年維護(hù)計(jì)劃表等，且在實(shí)際維護(hù)工作中，必須嚴(yán)格遵從相關(guān)規(guī)定展開相關(guān)作業(yè)。

7 結(jié) 論

軟交換技術(shù)為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)，其可將當(dāng)下傳輸網(wǎng)絡(luò)的靈活性特征予以有效利用，運(yùn)用開放式網(wǎng)絡(luò)模式，滿足當(dāng)下客戶日益豐富的數(shù)據(jù)傳輸、通信等需求。同時(shí)，軟交換技術(shù)的運(yùn)用可促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的彼此融合及業(yè)務(wù)間的充分連接，各項(xiàng)技術(shù)在高速公路通信系統(tǒng)建設(shè)中所占比重持續(xù)增大，其必然會(huì)成為我國(guó)高速公路通信系統(tǒng)未來建設(shè)和發(fā)展的關(guān)鍵。