IMS技術(shù)在電力系統(tǒng)交換網(wǎng)站中的應(yīng)用

王小花

【摘 要】本文在簡(jiǎn)要介紹IMS技術(shù)的概念、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合電力系統(tǒng)交換網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀和業(yè)務(wù)需求以及交換網(wǎng)向IMS網(wǎng)絡(luò)遷移階段及遷移實(shí)施原則，提出了IMS技術(shù)在電力系統(tǒng)交換網(wǎng)中的應(yīng)用方案，從國(guó)家電力系統(tǒng)交換網(wǎng)演進(jìn)策略、IMS網(wǎng)絡(luò)的部署及實(shí)施、IMS用戶接入三個(gè)方面探討了IMS技術(shù)的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】IMS技術(shù) 電力系統(tǒng) 交換網(wǎng)站 應(yīng)用

電力企業(yè)在近年來(lái)發(fā)展迅速，對(duì)電力通信業(yè)務(wù)提出了更多的要求，傳統(tǒng)的程控語(yǔ)音通信屬于窄帶業(yè)務(wù)，現(xiàn)今的電力通信業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)出向多媒體通信系統(tǒng)等寬帶綜合業(yè)務(wù)演進(jìn)的局面，IMS即IP多媒體系統(tǒng)，是3GPP在2002年R5版本中首次提出的，旨在順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)IP化的發(fā)展趨勢(shì)，在移動(dòng)分組域上構(gòu)建具備可管可控的能力的IP多媒體業(yè)務(wù)控制架構(gòu)?；谶@一標(biāo)準(zhǔn)化體系架構(gòu)，還可以實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中提供更加豐富的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)。IMS在設(shè)計(jì)理念上結(jié)合了移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的優(yōu)點(diǎn)，是一種基于SIP協(xié)議的全分布式、分層的架構(gòu)。IMS技術(shù)以其與接入無(wú)關(guān)性、完全的業(yè)務(wù)與控制分離的重要特點(diǎn)受到了國(guó)內(nèi)外的高度關(guān)注，并紛紛認(rèn)為IMS將成為網(wǎng)絡(luò)融合和核心控制層發(fā)展的重要技術(shù)方向之一。

1 IMS技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

國(guó)際上IMS相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織主要有3GPP、3GPP2、TISPAN和ITU-T，它們分別從不同的出發(fā)點(diǎn)對(duì)IMS進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，IMS的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都采用了分階段分版本的發(fā)布方式。目前IMS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)趨于統(tǒng)一，3GPP與TISPAN的Common IMS研究已經(jīng)合并，ITU-T的IMS架構(gòu)和理念也基本一致。

（1）業(yè)務(wù)和應(yīng)用層：這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成中主要包括各種應(yīng)用服務(wù)器，IMS系統(tǒng)在這個(gè)體系中提供技術(shù)編程接口，為業(yè)務(wù)生成提供良好的技術(shù)環(huán)境，從而創(chuàng)建業(yè)務(wù)和維護(hù)系統(tǒng)。（2）會(huì)話控制層：作為IMS系統(tǒng)的控制核心，具備協(xié)議適配、呼叫處理、資源管理、業(yè)務(wù)代理等功能，同時(shí)能夠通過(guò)和其他系統(tǒng)的配合實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通功能。（3）媒體接入層：為IMS技術(shù)系統(tǒng)間的接入提供信令，實(shí)現(xiàn)媒體流的轉(zhuǎn)換，最終接入IMS系統(tǒng)。主要有信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)兩個(gè)組成部分，媒體網(wǎng)關(guān)借助中繼媒體網(wǎng)關(guān)、接入媒體網(wǎng)關(guān)、綜合接入3種設(shè)備接入不同業(yè)務(wù)。

2 電力系統(tǒng)行政交換網(wǎng)現(xiàn)狀及其業(yè)務(wù)需求

電力系統(tǒng)行政交換網(wǎng)是電力通信網(wǎng)的重要組成部分，為國(guó)家電網(wǎng)公司進(jìn)行行政管理工作提供基礎(chǔ)通信平臺(tái)，具體的通信服務(wù)包括電話、會(huì)議、視頻、傳真等，還能夠在電力系統(tǒng)通信設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，作為備用通信設(shè)備，確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.1行政交換網(wǎng)當(dāng)前存在的主要問題

（1）目前公司電路交換網(wǎng)沒有獨(dú)立的信令網(wǎng)和智能網(wǎng)平臺(tái)，也沒有統(tǒng)一設(shè)置的業(yè)務(wù)平臺(tái)，造成集中部署一號(hào)通、企業(yè)通信錄、語(yǔ)音識(shí)別等補(bǔ)充類增值業(yè)務(wù)困難；（2）省內(nèi)匯接交換設(shè)備普遍運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，故障率較高，由于電路交換設(shè)備逐步停產(chǎn)，設(shè)備供應(yīng)能力不足，導(dǎo)致后期擴(kuò)容和維護(hù)困難；（3）現(xiàn)網(wǎng)電路交換設(shè)備廠家型號(hào)過(guò)多，不利于統(tǒng)一網(wǎng)管部署和運(yùn)行維護(hù)管理；（4）已建軟交換設(shè)備缺少統(tǒng)一規(guī)劃，設(shè)備選型過(guò)多，對(duì)未來(lái)統(tǒng)一組網(wǎng)和整體演進(jìn)造成一定困難；（5）隨著原非直管縣公司逐步納入國(guó)網(wǎng)公司系統(tǒng)，交換節(jié)點(diǎn)大幅增加，各省行政交換網(wǎng)對(duì)縣公司覆蓋不足的情況逐步顯現(xiàn)，并且部分區(qū)域出現(xiàn)了號(hào)碼資源緊張的現(xiàn)象。

2.2業(yè)務(wù)需求分析

電力行政交換網(wǎng)面對(duì)生產(chǎn)管理、行政辦公、營(yíng)銷服務(wù)、運(yùn)行檢修、應(yīng)急指揮等，分傳統(tǒng)通信業(yè)務(wù)和新業(yè)務(wù)兩個(gè)方面加以介紹和分析。

通過(guò)對(duì)公司系統(tǒng)各單位的需求調(diào)研，傳統(tǒng)通信業(yè)務(wù)仍是各單位最大的需求。然而，對(duì)視頻通話、會(huì)議等多媒體業(yè)務(wù)，以及短信、一號(hào)通等新業(yè)務(wù)的需求，也在行政辦公、生產(chǎn)管理等方面占據(jù)重要地位。

行政交換網(wǎng)已經(jīng)到了由純語(yǔ)音電話交換網(wǎng)向多業(yè)務(wù)交換網(wǎng)演進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期，而數(shù)字電路交換機(jī)已無(wú)法滿足所有新業(yè)務(wù)需求，必須通過(guò)NGN網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。從電路交換機(jī)向NGN網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，必須以無(wú)縫承接所有傳統(tǒng)交換業(yè)務(wù)為前提，建立統(tǒng)一規(guī)范開放的業(yè)務(wù)平臺(tái)，供各類新業(yè)務(wù)的統(tǒng)一部署。防止由于開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，造成業(yè)務(wù)管理和互聯(lián)互通的困難。另外，由于NGN交換網(wǎng)絡(luò)承載于IP數(shù)據(jù)網(wǎng)，對(duì)IP承載網(wǎng)、接入網(wǎng)的負(fù)荷水平和網(wǎng)絡(luò)安全管理也提出了新的要求。

電力骨干傳輸網(wǎng)在近年來(lái)得到不斷優(yōu)化，并且引入了波分IMS技術(shù)，促進(jìn)了電力通信業(yè)務(wù)的融合。IMS技術(shù)能通過(guò)多種方案解決電力系統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題，將電力行業(yè)通信和信息化水平大大提高。與此同時(shí)，IMS系統(tǒng)的便于擴(kuò)容的特性，能在已有辦公網(wǎng)絡(luò)和綜合布線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改善，可使部署成本和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用大大降低。

3 IMS應(yīng)用在電力系統(tǒng)交換網(wǎng)中的技術(shù)方案

3.1 行政交換網(wǎng)演進(jìn)策略

隨著廠家的停止研發(fā)和生產(chǎn)，電路交換設(shè)備已處于快速淘汰期，系統(tǒng)內(nèi)行政交換網(wǎng)擁有大量的老舊電路交換設(shè)備急需淘汰更新但也有不少部署時(shí)間在8年以內(nèi)的設(shè)備尚可繼續(xù)運(yùn)營(yíng)。出于保護(hù)投資的目的，IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期應(yīng)不急于全面更新現(xiàn)網(wǎng)電路交換設(shè)備，可根據(jù)設(shè)備服務(wù)年限，廠家支撐維護(hù)力度等因素綜合考慮，制定電路交換設(shè)備退網(wǎng)計(jì)劃。

IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期應(yīng)避免對(duì)現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模改造，保持現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性?？上仍谀硯讉€(gè)省份試點(diǎn)建設(shè)IMS網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)與省匯接局的互連實(shí)現(xiàn)IMS域內(nèi)用戶與域外用戶的互通。為避免全國(guó)范圍內(nèi)與公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商互聯(lián)互通的商務(wù)談判集中開展，IMS域內(nèi)用戶與公網(wǎng)之間的互通可利用現(xiàn)有互通接口不做調(diào)整，IMS網(wǎng)絡(luò)的部署無(wú)需與現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商開設(shè)新增互聯(lián)接口，初期IMS網(wǎng)絡(luò)的部署中無(wú)需一次性將IM-MGW部署到位。IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期由于用戶規(guī)模較小，話務(wù)量不高，允許本地話務(wù)通過(guò)長(zhǎng)途迂回的方式實(shí)現(xiàn)互通是較為經(jīng)濟(jì)和合理的方案。

隨著電路交換接入局的不斷退網(wǎng)，其用戶逐漸遷移至IMS網(wǎng)絡(luò)，IMS的域外呼叫話務(wù)量將不斷增長(zhǎng)，可以適時(shí)考慮IM-MGW的分步下沉，以減輕本地呼叫長(zhǎng)途迂回所造成的傳輸壓力。

IM-MGW作為中繼媒體網(wǎng)關(guān)，主要的作用是對(duì)話務(wù)的TDM承載和IP承載的轉(zhuǎn)換，在PSTN網(wǎng)絡(luò)退網(wǎng)完成后，其作用僅作為與公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商之間的互連接口。出于保護(hù)投資的目的，IMS建設(shè)過(guò)程中，不宜部署過(guò)多的IM-MGW，建議根據(jù)PSTN的退網(wǎng)進(jìn)程，適時(shí)推動(dòng)以省為單位集中部署，通過(guò)省內(nèi)長(zhǎng)途傳輸為各市州提供TDM接入。對(duì)于業(yè)務(wù)量特別大或業(yè)務(wù)級(jí)別特別高的市州，可以考慮部署單獨(dú)的MGW，以最大限度減少省內(nèi)長(zhǎng)途傳輸鏈路中斷所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于有公網(wǎng)出口的電路交換接入局、地市匯接局、省匯接局匯接局的退網(wǎng)，可通過(guò)傳輸調(diào)度的方式將原互聯(lián)互通中繼電路割接至省際IM-MGW，由IMS網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)互聯(lián)互通的功能。

3.2 IMS系統(tǒng)方案

配置1套核心設(shè)備供全網(wǎng)使用，結(jié)合不同的業(yè)務(wù)需求，將各類接入網(wǎng)關(guān)配置在各接入點(diǎn)。

（1）將1套IMS核心設(shè)備以及相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器以及網(wǎng)管系統(tǒng)等輔助設(shè)備配置在一級(jí)調(diào)度中心A中；（2）將1套中繼網(wǎng)關(guān)配置在二級(jí)調(diào)度中心B中，最終與PSTN公網(wǎng)互通；（3）在變電站C全站的接入方式為IP，因此在此處只需要配置IP話機(jī)或IP調(diào)度臺(tái)在值守崗位，不需要配置接入設(shè)備；（4）考慮采用傳統(tǒng)模擬接入變電站D，將4 套綜合接入設(shè)備配置在全站，將普通模擬話機(jī)布置在各值守、巡檢崗位；（5）綜合接入方式適用于辦公區(qū)域E，一些接入點(diǎn)具備IP話機(jī)，可將其直接接入公司局域網(wǎng)，針對(duì)一些接入底單只有模擬話機(jī)及傳真機(jī)，可以接入點(diǎn)的數(shù)量為依據(jù)將1套接入媒體網(wǎng)關(guān)或綜合接入設(shè)備配置其中。

為了實(shí)現(xiàn)各級(jí)端點(diǎn)間的業(yè)務(wù)互聯(lián)，可以通過(guò)專網(wǎng)專線模式或者將廣域網(wǎng)接入其中的方式，傳輸帶寬設(shè)置要以業(yè)務(wù)需求為根據(jù)。

3.3 IMS用戶接入

IMS網(wǎng)絡(luò)支持固定接入、移動(dòng)接入、互聯(lián)網(wǎng)等多種接入方式，支持IP PBX、IAD、AG、TDM PBX、SIP GW及IP電話、手機(jī)等多種接入用戶，各類接入用戶支持統(tǒng)一Centrex業(yè)務(wù)應(yīng)用。IAD、AG設(shè)備僅具備接入功能，可將POTS話機(jī)接入IMS網(wǎng)絡(luò)。IP PBX具備接入功能和內(nèi)部交換功能，同時(shí)具有增值業(yè)務(wù)能力，可滿足多種應(yīng)用需求。SIP GW僅具備接入能力，可下行提供E1中繼接口，將TDM PBX接入IMS網(wǎng)絡(luò)。

基于國(guó)家電網(wǎng)實(shí)際情況，行政交換網(wǎng)用戶接入IMS網(wǎng)絡(luò)可采取解決方案AG/IAD接入方案：AG 設(shè)備容量較大，適合于各省公司或地市分公司辦公大樓、國(guó)家電網(wǎng)直屬單位（培訓(xùn)基地、研究單位等）以及下屬超高壓輸變電公司等單位，通常用戶接入容量大而集中（容量一般在100線以上）的場(chǎng)景。在這種場(chǎng)景下建議新建AG設(shè)備替換現(xiàn)有PSTN端局或直接擴(kuò)容新建AG，就可以滿足幾百到幾千或更大規(guī)模的雙絞線用戶接入。

4 結(jié)語(yǔ)

目前通信行業(yè)向著網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)多元化的方向發(fā)展，在電力系統(tǒng)交換網(wǎng)中應(yīng)用IMS技術(shù)，能夠借助其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)確保電力通信的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。要想實(shí)現(xiàn)以IMS技術(shù)的應(yīng)用改善電力系統(tǒng)通信的業(yè)務(wù)能力，通過(guò)IMS技術(shù)多樣化的接入支持能力逐步優(yōu)化完善電力系統(tǒng)交換網(wǎng)的技術(shù)和產(chǎn)品，就需要在設(shè)計(jì)具體的IMS的應(yīng)用技術(shù)方案時(shí)，追求科學(xué)合理，分階段分布實(shí)施，平滑的過(guò)渡到IMS網(wǎng)絡(luò)。

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