基于IMS架構(gòu)的多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)

李興宏

*龍煤集團(tuán)雙鴨山分公司 工程師，155100 黑龍江雙鴨山

網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)從傳統(tǒng)TDM交換、軟交換演進(jìn)到IMS已成為不爭的事實(shí)。從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)角度來看，無論是ITU-T、TISPAN還是3GPP，都將IMS作為固定電話網(wǎng)和移動核心網(wǎng)演進(jìn)的惟一目標(biāo)。作為下一代網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的核心，IMS技術(shù)已經(jīng)逐步走向成熟，能夠滿足用戶對業(yè)務(wù)質(zhì)量、可靠性和可用性的要求。

1 IMS系統(tǒng)簡介

IMS(IP Multimedia Subsystem)即IP多媒體子系統(tǒng)，其技術(shù)對控制層功能做了進(jìn)一步分解，實(shí)現(xiàn)了會話控制實(shí)體CSCF和承載控制實(shí)體MGCF在功能上的分離，使網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更為開放、靈活，所以IMS實(shí)際上比傳統(tǒng)軟交換更“軟”。IMS技術(shù)是引入語音、數(shù)據(jù)、視頻三重融合等差異化業(yè)務(wù)的重要方式，利用IMS能夠?qū)崿F(xiàn)對固定接入和移動接入的統(tǒng)一核心控制。IMS主要特征如下。

1．與接入無關(guān)性。不論用戶使用什么設(shè)備、在何地接入IMS網(wǎng)絡(luò)，理論上都可以使用歸屬地業(yè)務(wù)?？刂茖雍蜆I(yè)務(wù)層之間的開放接口，可統(tǒng)一處理不同接入網(wǎng)的呼叫會話。

2．統(tǒng)一的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制。IMS核心控制部分不實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)，所有的業(yè)務(wù)包括傳統(tǒng)概念上的補(bǔ)充業(yè)務(wù)都由業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺來實(shí)現(xiàn)，IMS核心控制只根據(jù)初始過濾規(guī)則進(jìn)行業(yè)務(wù)觸發(fā)，消除了核心控制相關(guān)功能實(shí)體和業(yè)務(wù)之間的綁定關(guān)系，無論固定接入還是移動接入，都可以使用IMS中定義的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一觸發(fā)。

3．統(tǒng)一的路由機(jī)制。IMS僅保留了傳統(tǒng)移動網(wǎng)中HLR概念，摒棄了VLR的概念，和用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)信息只保存在用戶歸屬地，這樣用戶認(rèn)證及所有和用戶相關(guān)的業(yè)務(wù)都必須經(jīng)過用戶歸屬地認(rèn)證。

4．統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)庫。歸屬業(yè)務(wù)服務(wù)器 (HSS)是一個(gè)統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，既可以存儲移動IMS用戶數(shù)據(jù)，也可以存儲固定用戶數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫本身不再區(qū)分固定用戶和移動用戶。特別是業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制中使用的初始過濾規(guī)則，對MS中所定義的數(shù)據(jù)庫來講是完全透明的數(shù)據(jù)概念，屏蔽了固定和移動用戶在業(yè)務(wù)屬性上的差異。

5．充分考慮了實(shí)際運(yùn)營的需求。在網(wǎng)絡(luò)框架、QoS、安全、計(jì)費(fèi)及與其他網(wǎng)絡(luò)的互通方面都制定了相關(guān)規(guī)范。

2 基于IMS架構(gòu)的多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)組成

基于IMS架構(gòu)的多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)體系架構(gòu)，包括核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、接入網(wǎng)、終端、維護(hù)管理網(wǎng)等5個(gè)子系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

核心網(wǎng)子系統(tǒng)采用IMS體系架構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn):承載和控制分離;核心網(wǎng)與業(yè)務(wù)無關(guān);業(yè)務(wù)可擴(kuò)展性和業(yè)務(wù)融合，以及業(yè)務(wù)快速部署;支持終端移動性。

圖1 多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)體系架構(gòu)

業(yè)務(wù)網(wǎng)子系統(tǒng)提供各種面向調(diào)度和應(yīng)用通信的各種業(yè)務(wù)服務(wù)器，包括:DPS6800調(diào)度應(yīng)用服務(wù)器、FAX6800傳真服務(wù)器、MSG6800手機(jī)短信與即時(shí)消息服務(wù)器、WBS6800白板應(yīng)用服務(wù)器、MRP6800媒體錄制和播放應(yīng)用服務(wù)器、DOC6800公文流轉(zhuǎn)應(yīng)用服務(wù)器、DBS6800數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。

由于系統(tǒng)采用開放式架構(gòu)以及核心網(wǎng)的業(yè)務(wù)無關(guān)性，采用分組承載、多業(yè)務(wù)融合，支持多媒體業(yè)務(wù)，支持普遍移動性、承載和控制分離等特點(diǎn)，因此系統(tǒng)可以非常容易地?cái)U(kuò)展，而且由于采用業(yè)務(wù)動態(tài)升級和加載等創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使新業(yè)務(wù)的部署也非常方便。

接入網(wǎng)子系統(tǒng)用于接入不同類型的終端和系統(tǒng)，包括各種電路交換和包交換系統(tǒng)，比如UAG6800用于和其他包交換網(wǎng)絡(luò)互通 (如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、會議視頻系統(tǒng)等)，MDS3400ag用于接入電路域用戶及與PSTN互通。

終端子系統(tǒng)包括各種不同類型的IP終端，如可視化調(diào)度臺、SIP可視話機(jī)、SIP話機(jī)等。

維護(hù)管理子系統(tǒng)包括網(wǎng)管服務(wù)器(AMS6800)和客戶端 (AMC6800)2個(gè)模塊。

網(wǎng)管子系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，跨平臺設(shè)計(jì)，提供系統(tǒng)設(shè)備管理、配置管理、告警管理、性能統(tǒng)計(jì)、安全管理等功能。系統(tǒng)提供靈活的多級權(quán)限控制，能夠滿足不同用戶的專業(yè)分工要求。

2.2 通信協(xié)議

多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)內(nèi)部各模塊之間的接口如圖2所示。

接口說明及支持的協(xié)議如表1所示。

2.3 系統(tǒng)功能

1.指揮調(diào)度功能。

1)單呼、組呼:位于指揮中心的可視化調(diào)度臺之間可一鍵直通對可視化調(diào)度臺、調(diào)度電話、PSTN電話、移動手機(jī)、移動通信車內(nèi)的固定電話或語音對講機(jī)等發(fā)起單呼或組呼。

2)強(qiáng)插、強(qiáng)拆:高呼叫級別的調(diào)度臺可對低呼叫級別的調(diào)度臺進(jìn)行手動強(qiáng)插、強(qiáng)拆。

3)緊急呼叫:調(diào)度臺在緊急情況下可發(fā)緊急呼叫，被叫的可視化調(diào)度臺自動接聽。

4)臨時(shí)會議:可視化調(diào)度臺可對某幾個(gè)用戶發(fā)起臨時(shí)會議呼叫，包括對可視化調(diào)度臺、PSTN電話、手機(jī)、移動通信車內(nèi)的固定電話或語音對講機(jī)等。

表1 接口說明及支持的協(xié)議

5)呼叫保持、召回功能:支持正在通話的調(diào)度臺對通話用戶進(jìn)行保持和召回的功能。

2．視頻會商功能。可實(shí)現(xiàn)各級指揮中心之間的異地視頻會商，會商過程支持視頻分屏顯示和某一種視頻廣播功能。

圖2 多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)內(nèi)部各模塊之間的接口

3．視頻接入功能。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)固定視頻接入及移動單兵視頻接入，以及為了有效的節(jié)省和利用帶寬資源，對于固定視頻和移動視頻具有轉(zhuǎn)分發(fā)功能?？梢暬{(diào)度臺可對現(xiàn)場固定及移動視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)看、抓拍、遠(yuǎn)程控制云鏡等功能，支持現(xiàn)場視頻加入視頻會商的功能。系統(tǒng)還具有現(xiàn)場視頻監(jiān)控圖像與某電話聯(lián)動的功能，即調(diào)用現(xiàn)場視頻時(shí)，與之聯(lián)動的電話，如現(xiàn)場應(yīng)急通信車內(nèi)的電話自動響鈴，應(yīng)答后與企業(yè)應(yīng)急中心的可視化調(diào)度臺通話。

4．錄音、錄像功能?？梢暬{(diào)度臺可對錄音、錄像資料進(jìn)行調(diào)聽、調(diào)看和下載。

5．通訊錄功能。包括企業(yè)通訊錄和個(gè)人通訊錄。企業(yè)通訊錄通過網(wǎng)管維護(hù)和上傳，各可視化調(diào)度臺支持從服務(wù)器下載企業(yè)通訊錄，支持個(gè)人通訊錄的導(dǎo)入和導(dǎo)出 (EXCEL文件)。

6．?dāng)?shù)據(jù)通信功能。包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫訪問、公文流轉(zhuǎn)、電子白板功能。各級可視化調(diào)度臺之間可以公文流轉(zhuǎn)，具有編輯、發(fā)送、提示下載等功能。各級可視化調(diào)度臺的電子白板，具有選擇、顯示、編輯等功能。

3 多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)應(yīng)用

多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)功能完善，可實(shí)現(xiàn)可視化調(diào)度、語音調(diào)度、數(shù)據(jù)調(diào)度、視頻監(jiān)控、視頻會商、移動視頻等功能，并可整合用戶現(xiàn)有的與指揮調(diào)度相關(guān)的所有資源，作為指揮調(diào)度平臺使用，因此廣泛應(yīng)用于軍事部門、政府部門、生產(chǎn)企業(yè)等。

3.1 石油、石化行業(yè)應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)用

多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)可作為石油、石化行業(yè)的應(yīng)急中心系統(tǒng)使用。采用多級架構(gòu)組網(wǎng)，以集團(tuán)公司總部應(yīng)急平臺為核心，企業(yè)應(yīng)急接入系統(tǒng)為樞紐，移動通信車為主要接入手段，石油、石化IP網(wǎng)絡(luò)及衛(wèi)星網(wǎng)為業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的三級應(yīng)急通信指揮網(wǎng)。

可實(shí)現(xiàn)的功能包括:指揮中心應(yīng)急指揮調(diào)度;指揮中心與搶險(xiǎn)現(xiàn)場遠(yuǎn)程視頻會商;指揮中心接入危險(xiǎn)源及高危場所視頻監(jiān)控圖像;搶險(xiǎn)現(xiàn)場圖像遠(yuǎn)程回傳;搶險(xiǎn)現(xiàn)場無線廣播;搶險(xiǎn)現(xiàn)場有線/無線數(shù)據(jù)通信。

3.2 軍隊(duì)可視化指揮系統(tǒng)應(yīng)用

隨著軍隊(duì)信息化建設(shè)的逐步加快，多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)在未來的軍隊(duì)信息化建設(shè)中會發(fā)揮更廣闊的作用。主要的應(yīng)用:實(shí)戰(zhàn)和演習(xí)的可視化指揮調(diào)度、可視化值班、營房/邊防的視頻監(jiān)控與視頻聯(lián)動。

多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)除了平臺自身所提供的視頻監(jiān)控功能外，還能夠與軍隊(duì)現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合，當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)和指揮員希望了解現(xiàn)場狀況時(shí)，能夠在調(diào)度臺上直接調(diào)用現(xiàn)場視頻圖像，并通過語音、短信等多種方式快速下達(dá)指令。

多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)還具備視頻聯(lián)動功能，可將語音、視頻、傳統(tǒng)監(jiān)控、現(xiàn)代化調(diào)度、聯(lián)動與定位系統(tǒng)相融合。視頻監(jiān)控采集設(shè)備與語音電話之間可實(shí)現(xiàn)一對一、一對多、多對一的捆綁，呼叫語音電話時(shí)，與之聯(lián)動的視頻監(jiān)控圖像自動回傳至可視化調(diào)度臺。當(dāng)有移動終端時(shí)，可利用無線設(shè)備定位技術(shù)，移動終端可以自動綁定到與之最近的視頻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)語音視頻聯(lián)動調(diào)度。在哨崗監(jiān)控、邊防巡檢遇到突發(fā)情況時(shí)，軍隊(duì)可利用視頻聯(lián)動調(diào)度功能，進(jìn)行有效監(jiān)控和調(diào)度。

3.3 生產(chǎn)企業(yè)的多媒體調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用

以多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)為核心的生產(chǎn) (應(yīng)急)指揮調(diào)度平臺，可實(shí)現(xiàn)調(diào)度過程的可視化、生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示的集中化;實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置及重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)源;實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng) (如火災(zāi)報(bào)警)的聯(lián)動，并把信息推送到調(diào)度人機(jī)界面，從而達(dá)到生產(chǎn)過程充分協(xié)同的目的。生產(chǎn)指揮調(diào)度平臺的構(gòu)建，應(yīng)根據(jù)企業(yè)的規(guī)模以及行政組織架構(gòu)可以采用單級或多級網(wǎng)絡(luò)。

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