IMS系統(tǒng)在電力通信網(wǎng)的應(yīng)用研究

劉俐利

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司盤錦供電公司，遼寧 盤錦 124000)

隨著信息化的發(fā)展，供電側(cè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能要求越來越高。在傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)流和控制信令是在一起的，交換機(jī)既要轉(zhuǎn)發(fā)信令也要轉(zhuǎn)發(fā)媒體。而軟交換就是信令和媒體分離，終端設(shè)備把呼叫的信令發(fā)給交換機(jī)，交換機(jī)只完成信令的轉(zhuǎn)發(fā)和交互，終端把媒體發(fā)送到目的地[1-3]。如果媒體流不需要經(jīng)過交換機(jī)，能夠升級(jí)為軟交換，軟交換只負(fù)責(zé)解析信令，系統(tǒng)的維護(hù)和開發(fā)新功能就可以更加簡單便捷。通常一個(gè)省級(jí)通訊系統(tǒng)只需要一個(gè)軟交換,多臺(tái)普通交換機(jī)可以改為媒體網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)把電路上的信號(hào)變?yōu)槊襟w包和信令。鑒于以上分析，如果網(wǎng)關(guān)做的比較好，許多業(yè)務(wù)就可以通過控制信令實(shí)現(xiàn)，所有業(yè)務(wù)在軟交換上修改就可以了。隨著用戶對(duì)業(yè)務(wù)需求的不斷提高，促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，在電力通信中使用和優(yōu)化IMS成為必需[4-8]。

IMS采用業(yè)務(wù)、控制、承載分離的架構(gòu)，相比較軟交換以及電路交換技術(shù)高而且更先進(jìn)，適合多媒體及增強(qiáng)類業(yè)務(wù)的部署和開發(fā)；產(chǎn)業(yè)鏈生命力方面，程控交換設(shè)備產(chǎn)能已經(jīng)逐步萎縮，通信運(yùn)營商對(duì)固網(wǎng)軟交換設(shè)備已不在擴(kuò)容，IMS則是通信運(yùn)營商當(dāng)前主流的交換核心網(wǎng)技術(shù)，產(chǎn)業(yè)鏈方面更為成熟；投資方面，軟交換和IMS在投資占比較大的接入網(wǎng)及承載網(wǎng)部分均采用相同的設(shè)備，核心網(wǎng)設(shè)備根據(jù)采購策略的不同，平均投資相差不大。

IMS其關(guān)鍵核心技術(shù)的最根本特點(diǎn)如下：

1)IMS實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)，并且和互聯(lián)網(wǎng)融合，極大的拓展了各種多媒體業(yè)務(wù)的引入。

2)IMS采用歸屬控制網(wǎng)絡(luò)來控制，保證業(yè)務(wù)提供的一致性，易于實(shí)現(xiàn)私有業(yè)務(wù)擴(kuò)展。

3)IMS被設(shè)計(jì)為獨(dú)立于下層IP連通網(wǎng)絡(luò)，具有接入獨(dú)立性的特點(diǎn)。

4)IMS可以通過特定的接口綁定SIP會(huì)話和IP媒體會(huì)話，實(shí)現(xiàn)QoS保障和計(jì)費(fèi)。

5)IMS設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)可以提供本地維護(hù)和遠(yuǎn)程維護(hù)兩種方式。

1 電力通信網(wǎng)中IMS系統(tǒng)的構(gòu)建

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

電力通信網(wǎng)IMS行政交換系統(tǒng)的構(gòu)架主要分為4部分，如圖1所示。

1)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。主要是應(yīng)用服務(wù)器，用于向IMS用戶提供各種增值業(yè)務(wù)，目前在IMS域中主要有3種業(yè)務(wù)提供方式：SIP-AS提供方式、Parlay網(wǎng)關(guān)提供、SCP提供。

2)互通域。包含SGW、MGCF/MGW等實(shí)體，用于IMS域業(yè)務(wù)域傳統(tǒng)的PSTN、PLMN等網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。

3)IMS核心網(wǎng)。這部分是系統(tǒng)主要需實(shí)現(xiàn)的核心部分，主要完成IMS用戶管理、網(wǎng)間互通、業(yè)務(wù)觸發(fā)等處理，由P/I/S-CSCF網(wǎng)元、SLF/HSS、BGCF、MRFC/MRFP等網(wǎng)元構(gòu)成。

4)IP-CAN網(wǎng)絡(luò)。IP連通網(wǎng)絡(luò)，提供IP接入承載，可以是任意的IP網(wǎng)絡(luò)，包括CDMA PS域、WCDMA PS域、WIMAX、WIFI、固定寬帶接入等。

圖1 電力通信網(wǎng)IMS行政交換系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)架

1.2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)方案

以市級(jí)公司IMS行政交換系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例,經(jīng)工作實(shí)踐建設(shè)的接入層的組網(wǎng)方案，如圖2所示。

1.2.1 接入層組網(wǎng)建設(shè)規(guī)則

接入層組網(wǎng)建設(shè)應(yīng)遵循如下規(guī)則：

1)優(yōu)先部署SIP終端，并保留現(xiàn)有的POTS話機(jī)作為備用，預(yù)留的以太網(wǎng)口數(shù)量應(yīng)滿足話機(jī)、LAN終端、WAN終端以及POTS話機(jī)的接入。

2)如果實(shí)現(xiàn)不了綜合布線的改造，并有著SIP話機(jī)的接入要求，以AG接入方式為主，部分用戶采用SIP終端接入，主要適合地市公司辦公大樓、縣公司辦公大樓的場景。

3)對(duì)于臨時(shí)座席的員工，可以采用普通SIP話機(jī)的方式接入。在這種接入方式下，用戶座席變更不會(huì)引起用戶號(hào)碼的變更。

4)如果用戶所在的位置沒有以太網(wǎng)接口，只有模擬電話接口，而用戶也沒有視頻通話的需求，則可采用AG+POTS話機(jī)完成接入。

5)IMS軟終端安裝在計(jì)算機(jī)上，應(yīng)對(duì)經(jīng)常出差的員工配備，普通員工可以配置軟終端作為補(bǔ)充通信手段。

6)在會(huì)議室，可以設(shè)置高清視頻會(huì)議終端，為舉行全國性會(huì)議或地區(qū)性會(huì)議使用。

圖2 電力公司IMS行政交換系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

1.2.2 接入層組網(wǎng)的構(gòu)建

為節(jié)省建設(shè)成本和方便后期網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期將SBC設(shè)備與IMS核心設(shè)備統(tǒng)一在省級(jí)通訊系統(tǒng)中心部署。對(duì)一些規(guī)模較大的地市，如省會(huì)城市和計(jì)劃單列市，不僅業(yè)務(wù)量大，傳輸距離較遠(yuǎn)，還需要同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)互通，采用將SBC設(shè)備再逐步下沉到地市的方式效果更好。經(jīng)實(shí)踐，目前，SBC下沉到地市層面的條件：

1)傳輸資源緊張，沒有足夠傳輸電路；

2)網(wǎng)間互通話務(wù)量大，MGW無法滿足互通要求；

3)如軟終端等業(yè)務(wù)發(fā)展良好，導(dǎo)致通過SBC的話務(wù)量劇增，SBC容量無法滿足話務(wù)要求；

4)后續(xù)與運(yùn)營商互通方式演進(jìn)至IP互通后，運(yùn)營商層面要求在地市進(jìn)行互通的，需要在地市層面新建I-SBC(互通SBC)。

規(guī)模較大的市局至少需要進(jìn)行SBC下沉?xí)r，至少滿足以上一條時(shí)，才能將SBC下沉到地市層面。

1.2.3 接入層組網(wǎng)建設(shè)的特點(diǎn)

目前一般市級(jí)行政交換網(wǎng)存在著傳統(tǒng)電路交換、軟交換混合組網(wǎng)的現(xiàn)狀，如何利用IMS的技術(shù)先進(jìn)性并且最大程度保護(hù)現(xiàn)網(wǎng)投資，是市級(jí)公司行政交換普遍面臨的問題。該方案的IMS行政交換系統(tǒng)的建設(shè)將原有軟交換核心設(shè)備作為逃生通道，整合了原有網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，提高了原有網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備的利用率并減少了固定資產(chǎn)的無形流失。SBC下沉及逃生通道組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 SBC下沉及軟交換逃生通道組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2 組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的需求

目前，供電公司業(yè)務(wù)主要分為通用業(yè)務(wù)、調(diào)度業(yè)務(wù)、營銷業(yè)務(wù)、運(yùn)檢業(yè)務(wù)4類，隨著信息化網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，各地市供電公司對(duì)行政辦公、生產(chǎn)業(yè)務(wù)能力提出了更高的要求。電力系統(tǒng)各地市通過IMS 系統(tǒng)接入省公司骨干核心層，同時(shí)各二級(jí)單位等部署AG、IAD、IP電話等多種接入方式解決行政辦公電話語音接入問題，最終實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)IP化，語音及相關(guān)業(yè)務(wù)全部由IMS網(wǎng)絡(luò)承載，逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)扁平化，形成以IMS為核心控制層、地市為IMS接入層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，未來各地調(diào)、縣區(qū)供電分公司、變電站、二級(jí)單位、營業(yè)廳等單位可通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)接入IMS核心網(wǎng)。

2.1 生產(chǎn)辦公需求

1)事務(wù)性管理需求：工作流程審批、人/財(cái)/物/工程建設(shè)管理等。

2)辦公會(huì)議需求：電話會(huì)議、視頻會(huì)議等。

3)辦公語音通話需求：語音通話、視頻通話等。

4)協(xié)同辦公效率提升需求：一號(hào)通、即時(shí)通信等。

5)個(gè)人工作效率提升：點(diǎn)擊撥號(hào)、自助服務(wù)門戶等。

6)其他：視頻點(diǎn)播等。

2.2 運(yùn)行維護(hù)管理需求

IMS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備省級(jí)通訊系統(tǒng)集中維護(hù)管理需求：省級(jí)集中配置、省級(jí)集中監(jiān)控。

IMS業(yè)務(wù)省級(jí)通訊系統(tǒng)集中維護(hù)管理需求：要求支持客戶關(guān)系管理、業(yè)務(wù)產(chǎn)品配置管理、放號(hào)、開戶、業(yè)務(wù)開通、業(yè)務(wù)變更、竣工反饋全流程閉環(huán)業(yè)務(wù)運(yùn)維支撐管理，以及相關(guān)從建設(shè)成本和后期網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的角度考慮，IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期建議將SBC設(shè)備與IMS核心設(shè)備統(tǒng)一在省級(jí)通訊系統(tǒng)中心部署，后期對(duì)一些規(guī)模較大的地市可考慮將SBC設(shè)備再逐步下沉到地市，SBC下沉到地市層面的條件如1.2.2節(jié)所述。

當(dāng)至少滿足SBC下沉到地市層面條件中的一條時(shí)，才能將SBC下沉到地市層面。由于市級(jí)不僅業(yè)務(wù)量大，傳輸距離較遠(yuǎn)，還需要同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)互通，所以選擇采用將SBC下沉到地市的方式進(jìn)行建設(shè)。

3 結(jié) 語

IMS技術(shù)是在21世紀(jì)初提出的，短短幾年間，IMS已經(jīng)得到廣泛的使用和認(rèn)可，成為全球眾多運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)。市級(jí)供電側(cè)通過建設(shè)IMS行政交換系統(tǒng)，可以解決生產(chǎn)辦公、業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐與運(yùn)行維護(hù)管理等多重需求，也為省級(jí)公司行政交換網(wǎng)的生產(chǎn)辦公、運(yùn)行維護(hù)管理以及業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐提供保障，為逐步取代原有電路交換功能受限、容量不足、設(shè)備老化的諸多問題打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。