達(dá)成鐵路ＩＭＳ取代既有程控電話的方案研究

關(guān)鍵詞：IMS;程控交換;組網(wǎng);規(guī)劃

中圖法分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1背景

鐵路語(yǔ)音系統(tǒng)主要承擔(dān)鐵路調(diào)度、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)等多方面的任務(wù)，目前鐵路語(yǔ)音系統(tǒng)利用程控電話交換機(jī)來滿足通信業(yè)務(wù)需求。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，采用電路交換技術(shù)的傳統(tǒng)程控電路交換機(jī)已超過使用年限，出現(xiàn)了無備板備件、網(wǎng)絡(luò)無法繼續(xù)擴(kuò)容、廠商不再提供技術(shù)支持等問題，如何在保持接入網(wǎng)設(shè)備及V5接口不變的情況下，替換傳統(tǒng)程控交換設(shè)備，提升網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、節(jié)省運(yùn)維成本、有效利用現(xiàn)有資產(chǎn)、節(jié)省投資成本，已成為一個(gè)不可忽視的問題。

2達(dá)成鐵路程控電話交換機(jī)現(xiàn)狀

目前，承載達(dá)成鐵路語(yǔ)音業(yè)務(wù)的接入網(wǎng)是在車站、貨運(yùn)樓、牽引變電所（配電所）、動(dòng)車運(yùn)用所等設(shè)置接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），再利用傳輸系統(tǒng)提供的2Mb/s通道接入地區(qū)節(jié)點(diǎn)所設(shè)置的接入網(wǎng)局端設(shè)備（OLT設(shè)備，采用V5.2接口）與程控交換互聯(lián)來滿足通信業(yè)務(wù)需求。

達(dá)成鐵路遂寧通信站及南充通信站設(shè)有1500L程控交換機(jī)1臺(tái)、OLT設(shè)備1套。其中，遂寧通信站管轄城廂、金堂、道觀音、淮口、隆盛、積金、梓潼、倉(cāng)山鎮(zhèn)、大英、遂寧西、遂寧信號(hào)樓，溫家店、高板、轉(zhuǎn)龍、會(huì)龍、騎龍、玉峰、星光等站點(diǎn)的OUN設(shè)備;南充通信站管轄蓬溪、南充、蓬安、大通、南充東，營(yíng)山、小橋、土溪等站點(diǎn)的ONU設(shè)備。萬州通信站程控機(jī)下掛在南充通信站既有程控交換機(jī)上。相關(guān)組網(wǎng)詳見圖1。

由于ICT技術(shù)的發(fā)展以及生產(chǎn)廠家技術(shù)升級(jí)，傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)已經(jīng)被淘汰，達(dá)成鐵路既有程控交換備品備件的采購(gòu)及維修均存在很大困難。同時(shí)，隨著運(yùn)量的增加，原有系統(tǒng)的容量已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要。因此，如何對(duì)遂寧通信站和南充通信站的程控交換機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造已經(jīng)成為一個(gè)刻不容緩的問題。

3達(dá)成鐵路IMS解決方案

3.1整體網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

在成都鐵路局集團(tuán)公司調(diào)度所設(shè)置IMS核心節(jié)點(diǎn)及中繼網(wǎng)關(guān)取代達(dá)成鐵路既有程控交換機(jī)，承擔(dān)和接管既往一切電話、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)。利用新建中繼網(wǎng)關(guān)與運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)及既有程控交換機(jī)對(duì)接ISUP中繼，通過E1接口與既有遂寧通信站、南充通信站、萬州通信站的OLT對(duì)接V5中繼。整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)詳見圖2。

3.2VPN規(guī)劃

建議成都鐵路局集團(tuán)公司承載網(wǎng)采用MPLSVPN方式實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)上的隔離。本方案需要在IP承載網(wǎng)中增加一個(gè)VPN，即IMSVPN，用來承載IMS媒體和信令信息。

IMS網(wǎng)管系統(tǒng)需要根據(jù)成都鐵路局集團(tuán)公司的規(guī)劃承載IP承載網(wǎng)。由于IMS網(wǎng)管系統(tǒng)不存在跨域的管理需求[1]，因此在成都鐵路局集團(tuán)公司中心機(jī)房單獨(dú)集中設(shè)置IMS網(wǎng)管系統(tǒng)，以滿足IMS管理需求。為此，需規(guī)劃一個(gè)網(wǎng)管VPN進(jìn)行承載。

成都鐵路局集團(tuán)公司IP承載網(wǎng)中新增IMSVPN實(shí)現(xiàn)端到端承載IMS媒體和信令信息。

3.3IP地址規(guī)劃

為保證網(wǎng)絡(luò)安全，IMS核心網(wǎng)元應(yīng)做到各類IP地址和業(yè)務(wù)流的物理端口隔離。對(duì)于IP地址的規(guī)劃，按照功能進(jìn)行劃分，即按照信令、媒體、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)IP中繼互通等功能需求，分別規(guī)劃IP地址，使功能的各異IP地址盡量保持連續(xù)性。

3.4接入層規(guī)劃

成都鐵路局集團(tuán)公司的V5用戶接入既有OLT設(shè)備，通過AGCF中繼網(wǎng)關(guān)接入IMS網(wǎng)絡(luò);普通用戶接入新建IAD，通過IP承載網(wǎng)接入IMS網(wǎng)絡(luò)。

3.5互聯(lián)互通方案

IMS的互聯(lián)互通涉及與電信運(yùn)營(yíng)商交換網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通、與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通及IMS域內(nèi)用戶互聯(lián)互通[2]。IMS網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)用戶通過S?CSCF和I?CSCF進(jìn)行互通。IMS網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)及既有網(wǎng)絡(luò)互通的主要設(shè)備是MGCF，IM?MGW，BGCF和MGCF，以實(shí)現(xiàn)SIP信令與ISUP的映射。其中，IM?MGW在用戶層面進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，同時(shí)提供編碼格式轉(zhuǎn)換、回聲抑制等功能;MGCF對(duì)IM?MGW的行為進(jìn)行控制[3]。

（1）與電信運(yùn)營(yíng)商交換網(wǎng)互通

成都鐵路局集團(tuán)公司的IMS網(wǎng)絡(luò)通過MGCF和IM?MGW與當(dāng)?shù)剡\(yùn)營(yíng)商語(yǔ)音交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)ISUP中繼互通。IMS網(wǎng)絡(luò)通過綜合接入網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與當(dāng)?shù)剡\(yùn)營(yíng)商的語(yǔ)音互通;綜合接入網(wǎng)關(guān)與運(yùn)營(yíng)商語(yǔ)音交換設(shè)備通過ISUP中繼互通;綜合接入網(wǎng)關(guān)通過ISUP中繼與IMS互通。相關(guān)組網(wǎng)詳見圖3。

（2）與現(xiàn)網(wǎng)程控交換機(jī)的互通方案IMS網(wǎng)絡(luò)通過MGCF和IM?MGW與成都鐵路局集團(tuán)公司既有語(yǔ)音交換設(shè)備進(jìn)行ISUP中繼互通。

IMS網(wǎng)絡(luò)通過成都鐵路局集團(tuán)公司的綜合接入網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與南充通信站既有語(yǔ)音交換設(shè)備互通;成都鐵路局集團(tuán)公司調(diào)度所與既有語(yǔ)音交換設(shè)備進(jìn)行ISUP中繼互通;綜合接入網(wǎng)關(guān)通過ISUP中繼與IMS互通。相關(guān)組網(wǎng)詳見圖4。

（3）IMS域內(nèi)用戶互通方案

IMS交換網(wǎng)用戶呼叫本域IMS用戶，信令媒體均在IMS內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，主叫S?CSCF基于本域ENUM/DNS解析將呼叫路由信令傳送至被叫I?CSCF，被叫I?CSCF通過查詢HSS得到被叫服務(wù)的S?CSCF，從而將話路路由信令傳送至被叫設(shè)備。

3.6IMS網(wǎng)管方案

成都鐵路局集團(tuán)公司中心機(jī)房設(shè)置網(wǎng)管服務(wù)器。維護(hù)人員可以分散在各個(gè)地方，通過IP網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登錄到網(wǎng)管服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)。網(wǎng)管服務(wù)器采用分權(quán)分域管理方式，便于各地區(qū)或各部門維護(hù)。網(wǎng)管服務(wù)器可對(duì)S?CSCF，I?CSCF，BGCF，P?CSCF，HSS，MGCF，IM?MGW，MRFC，MRFP，ENS（ENUM/DNS）等設(shè)備進(jìn)行管理。

4結(jié)論

（1）達(dá)成鐵路利用IMS系統(tǒng)取代即將淘汰的程控交換機(jī)，在不改變現(xiàn)有程控交換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上，最大程度上兼容了成都鐵路局集團(tuán)公司已建成的接入網(wǎng)系統(tǒng)，節(jié)省了資金投入，不會(huì)對(duì)既有達(dá)成鐵路通信系統(tǒng)造成影響。IMS系統(tǒng)為達(dá)成鐵路程控交換改造提供了最佳解決方案，其不僅可以實(shí)現(xiàn)達(dá)成鐵路所需的VoIP業(yè)務(wù)，更重要的是IMS系統(tǒng)將更有效地對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源、用戶資源及應(yīng)用資源進(jìn)行管理，提高網(wǎng)絡(luò)的智能化水準(zhǔn)。在成都鐵路局集團(tuán)公司構(gòu)建IMS系統(tǒng)能很好地解決各條鐵路既有程控交換系統(tǒng)維護(hù)難、擴(kuò)容難、業(yè)務(wù)種類單一等問題。

（2）隨著通信技術(shù)的發(fā)展，采用電路交換技術(shù)的傳統(tǒng)程控電路交換機(jī)已超過使用年限，既有鐵路電話交換網(wǎng)絡(luò)普遍存在達(dá)成鐵路所面臨的問題。IMS系統(tǒng)取代既有程控電話交換網(wǎng)絡(luò)是技術(shù)發(fā)展和鐵路語(yǔ)音業(yè)務(wù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。達(dá)成鐵路IMS系統(tǒng)的開通和使用，為今后既有鐵路程控交換機(jī)改造提供了理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有借鑒和指導(dǎo)意義。

（3）在IMS系統(tǒng)取代既有程控電話交換機(jī)的改造工程中，需要注意提前做好傳輸通道測(cè)試及帶寬劃分工作，在充分利舊既有設(shè)備的情況下，不改變使用單位的維護(hù)習(xí)慣，做好VPN和IP地址及接入層的規(guī)劃，提前做好與電信運(yùn)營(yíng)商交換網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通的方案與申報(bào)以及做好IMS域內(nèi)用戶互通方案。

作者簡(jiǎn)介：

周舟（1983—），本科，工程師，研究方向：鐵路通信設(shè)計(jì)。