IMS技術(shù)在湖南電力中的應(yīng)用

摘要：IMS （IP Multi-media Subsystem，IP多媒體子系統(tǒng)）是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心控制系統(tǒng)，也是業(yè)界公認(rèn)的固定和移動(dòng)融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。本文首先介紹了IMS系統(tǒng)的技術(shù)體制和網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn);然后結(jié)合湖南電力的業(yè)務(wù)需求和用戶規(guī)模及IMS承載網(wǎng)絡(luò)帶寬，提出了IMS技術(shù)的引入方案;最后，根據(jù)湖南電力實(shí)際情況，給出了IMS接入網(wǎng)改造的方案。

關(guān)鍵詞：下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）;電力通信;IMS

1、概述

隨著國(guó)網(wǎng)公司“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”和“三集五大”建設(shè)的開(kāi)展，對(duì)湖南電力行政交換網(wǎng)的覆蓋水平和業(yè)務(wù)要求不斷提高，從而為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)提供有力的通信保障。由于目前湖南電力行政交換網(wǎng)主要采用電路交換及軟交換技術(shù)，存在行政電路交換機(jī)擴(kuò)容能力差、后續(xù)支撐服務(wù)差、站點(diǎn)設(shè)備擴(kuò)容成本高、網(wǎng)絡(luò)層級(jí)較多、架構(gòu)復(fù)雜的、業(yè)務(wù)單一等問(wèn)題。因此，需要尋找降低網(wǎng)絡(luò)成本、便于統(tǒng)一管理、開(kāi)發(fā)新業(yè)務(wù)的技術(shù)新途徑。

軟交換和IMS是繼電路交換技術(shù)后先后出現(xiàn)的兩種下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）交換技術(shù)，在公網(wǎng)和專網(wǎng)中已有大規(guī)模應(yīng)用，是當(dāng)前兩種主流的交換技術(shù)體制，兩種技術(shù)體制各有優(yōu)勢(shì)，其中軟交換技術(shù)商用規(guī)模大、網(wǎng)元設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)難度低、部署靈活，控制與承載分離，定位于傳統(tǒng)窄帶業(yè)務(wù)的IP分組化。

2、IMS系統(tǒng)

2.1技術(shù)體制

IMS是IP多媒體子系統(tǒng)（IP Multimedia Subsystem）的縮寫，基于IP承載網(wǎng)，以SIP協(xié)議做為核心控制協(xié)議，提供與接入無(wú)關(guān)的IP多媒體業(yè)務(wù)控制能力。IMS是一個(gè)多媒體控制/呼叫控制平臺(tái)，支持會(huì)話類和非會(huì)話類多媒體業(yè)務(wù)，核心特點(diǎn)是采用SIP協(xié)議，具有分布式特點(diǎn)、接入無(wú)關(guān)的特性和標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放的業(yè)務(wù)控制接口。目前，IMS被認(rèn)為是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，也是解決移動(dòng)與固網(wǎng)融合，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻三重融合等差異化業(yè)務(wù)的重要方式，IMS是實(shí)現(xiàn)全面網(wǎng)絡(luò)融合的必然選擇，是下一代通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。

2.2網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

IMS網(wǎng)絡(luò)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）歸屬地控制：呼叫控制和業(yè)務(wù)控制都由歸屬網(wǎng)絡(luò)完成，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;

（2）業(yè)務(wù)提供能力：業(yè)務(wù)與控制完全分離，有利于靈活、快速的提供各種業(yè)務(wù)應(yīng)用，更利于業(yè)務(wù)融合，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放的業(yè)務(wù)提供模式;

（3）安全機(jī)制：多種安全接入機(jī)制共存，部署安全域間信令保護(hù)機(jī)制，部署網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆[藏機(jī)制;

（4）統(tǒng)一策略控制：統(tǒng)一的QoS和計(jì)費(fèi)策略控制機(jī)制。

3、湖南電力用戶業(yè)務(wù)需求和規(guī)模預(yù)測(cè)

3.1業(yè)務(wù)需求

（1）現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)及繼承

目前，湖南電力行政交換網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)主要包括基礎(chǔ)及補(bǔ)充業(yè)務(wù)和平臺(tái)類業(yè)務(wù)。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)網(wǎng)調(diào)研，需要繼承的業(yè)務(wù)情況如下：

1）基本業(yè)務(wù)及補(bǔ)充業(yè)務(wù)功能均需要繼承，由IMS網(wǎng)絡(luò)的MMTel業(yè)務(wù)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn);

2）對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)的電話會(huì)議業(yè)務(wù)，將平臺(tái)割接到IMS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)承接。

（2）寬帶多媒體業(yè)務(wù)需求分析

寬帶多媒體業(yè)務(wù)主要包括：視頻電話業(yè)務(wù)及補(bǔ)充業(yè)務(wù)、視頻會(huì)議、短信/彩信互通、網(wǎng)絡(luò)傳真業(yè)務(wù)、視頻點(diǎn)播功能、即時(shí)通信、電子白板、桌面共享、文檔共享、點(diǎn)擊撥號(hào)、企業(yè)通信錄、業(yè)務(wù)自服務(wù)門戶網(wǎng)站等。

從調(diào)研情況可以看出，用戶對(duì)提升辦公溝通效率的業(yè)務(wù)應(yīng)用類，如即時(shí)通信、企業(yè)通訊錄等需求較高。

3.2用戶規(guī)模預(yù)測(cè)

由于湖南電力行政交換網(wǎng)總體用戶數(shù)趨于穩(wěn)定，建議用戶規(guī)模按年增長(zhǎng)率2%（為一般行業(yè)專網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)預(yù)估值）進(jìn)行”十三五”規(guī)劃期內(nèi)的用戶規(guī)模預(yù)測(cè)。湖南電力行政交換網(wǎng)現(xiàn)有用戶數(shù)約為10萬(wàn)，經(jīng)過(guò)測(cè)算，到規(guī)劃期末預(yù)計(jì)用戶數(shù)約為11萬(wàn)。

4、IMS技術(shù)在湖南電力應(yīng)用的引入方案

結(jié)合IMS系統(tǒng)的特點(diǎn)，湖南電力IMS行政交換網(wǎng)采用省一級(jí)平臺(tái)扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，IMS核心網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)選用湖南省電力公司，容災(zāi)節(jié)點(diǎn)選用湖南電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)第二匯聚點(diǎn)張家界供電公司，利用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)進(jìn)行業(yè)務(wù)承載。

4.1 IMS技術(shù)在湖南電力應(yīng)用的總體架構(gòu)

湖南電力IMS核心網(wǎng)采用異地1+1互備容災(zāi)方式，2套核心設(shè)備同時(shí)運(yùn)行業(yè)務(wù)，主節(jié)點(diǎn)和容災(zāi)節(jié)點(diǎn)采用負(fù)荷分擔(dān)運(yùn)行模式，一旦主節(jié)點(diǎn)或備節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，另一套系統(tǒng)能承接全網(wǎng)業(yè)務(wù)。

IMS核心網(wǎng)的容災(zāi)主要通過(guò)利用網(wǎng)元之間的協(xié)議傳送心跳實(shí)現(xiàn)，一旦網(wǎng)元之間心跳異常，則一方網(wǎng)元即認(rèn)為鏈路或?qū)Χ司W(wǎng)元出現(xiàn)了問(wèn)題，容災(zāi)機(jī)制啟動(dòng)，一方網(wǎng)元將和對(duì)端備份網(wǎng)元進(jìn)行聯(lián)系。在IMS網(wǎng)絡(luò)中，心跳分為應(yīng)用層心跳和傳送層心跳兩種，網(wǎng)元間的應(yīng)用層消息包括SIP、H.248、Diameter和DNS/ENUM協(xié)議，其各自可啟用心跳機(jī)制。

4.2號(hào)碼資源

（1）行政交換網(wǎng)E.164號(hào)碼方案

湖南電力IMS行政交換網(wǎng)電話號(hào)碼編號(hào)遵循《電力系統(tǒng)自動(dòng)交換電話網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》（DL/T 598-2010），采用9位電力系統(tǒng)統(tǒng)一編號(hào)方式，原則上仍保留原局向號(hào)，滿足等位撥號(hào)互通的要求，省內(nèi)不同交換局之間互撥均采用7位號(hào)碼，同一交換局用戶之間互撥采用4位號(hào)碼。

（2）IMS SIP標(biāo)識(shí)分配

每個(gè)IMS用戶應(yīng)分配1個(gè)IMPI、一個(gè)或多個(gè)IMPU，IMPU包含1個(gè)E.164的TEL URI和至少1個(gè)與之對(duì)應(yīng)的SIP URI，其中SIP URI的用戶名部分與TEL URI的E.164號(hào)碼相同。TEL URL中的E.164號(hào)碼應(yīng)沿用國(guó)家電網(wǎng)公司現(xiàn)有行政交換網(wǎng)的9位號(hào)碼。

4.3業(yè)務(wù)平臺(tái)

湖南電力IMS行政交換網(wǎng)的基本呼叫業(yè)務(wù)功能和部分地區(qū)依托軟交換系統(tǒng)開(kāi)展了一號(hào)通業(yè)務(wù)、個(gè)性化振鈴、號(hào)碼簿等增值業(yè)務(wù)通過(guò)MMTEL AS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。

5、IMS接入網(wǎng)改造

IMS接入網(wǎng)改造主要包括省內(nèi)各類型節(jié)點(diǎn)用戶的接入方式選擇、用戶割接、網(wǎng)絡(luò)承載、中繼割接等內(nèi)容。根據(jù)湖南電力本省實(shí)際情況，各類型節(jié)點(diǎn)的典型接入方案具體如下：

接入方式選擇要根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)需求和現(xiàn)有資源的情況，優(yōu)先采用IAD+POTS方式，根據(jù)實(shí)際情況可適當(dāng)采用SIP話機(jī)方式，具體建議如下：

1）布線系統(tǒng)如能進(jìn)行改造，應(yīng)改造現(xiàn)有的布線系統(tǒng)，在樓層安裝IAD設(shè)備，采用IAD+POTS方式，根據(jù)需要部署SIP話機(jī)。

2）如無(wú)法在樓層安裝IAD，在通信機(jī)房安裝IAD/AG設(shè)備，采用IAD+POTS方式。

3）在辦公樓可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)部署SIP話機(jī)。

4）變電站、供電所、營(yíng)業(yè)廳等采用IAD+POTS方式，由信息內(nèi)網(wǎng)承載。

6、結(jié)論

本文將IMS技術(shù)引入了湖南電力行政交換網(wǎng)，搭建了湖南電力行政交換網(wǎng)的省一級(jí)平臺(tái)扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。根據(jù)用戶規(guī)模和業(yè)務(wù)需求，分別計(jì)算了核心網(wǎng)的容量配置，繼承了現(xiàn)網(wǎng)部分業(yè)務(wù)，并實(shí)現(xiàn)了需求度較高的寬帶多媒體業(yè)務(wù)。

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作者簡(jiǎn)介：羅靜玉 1978.10，女，湖南邵東人，2001年畢業(yè)于南京工程學(xué)院，目前主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)通信。