IMS技术在电力系统交换网站中的应用

王小花

【摘 要】本文在简要介绍IMS技术的概念、网络架构的基础上，结合电力系统交换网的发展现状和业务需求以及交换网向IMS网络迁移阶段及迁移实施原则，提出了IMS技术在电力系统交换网中的应用方案，从国家电力系统交换网演进策略、IMS网络的部署及实施、IMS用户接入三个方面探讨了IMS技术的具体应用。

【关键词】IMS技术 电力系统 交换网站 应用

电力企业在近年来发展迅速，对电力通信业务提出了更多的要求，传统的程控语音通信属于窄带业务，现今的电力通信业务的发展趋势呈现出向多媒体通信系统等宽带综合业务演进的局面，IMS即IP多媒体系统，是3GPP在2002年R5版本中首次提出的，旨在顺应网络IP化的发展趋势，在移动分组域上构建具备可管可控的能力的IP多媒体业务控制架构。基于这一标准化体系架构，还可以实现在移动网络中提供更加丰富的移动多媒体业务。IMS在设计理念上结合了移动通信和互联网服务的优点，是一种基于SIP协议的全分布式、分层的架构。IMS技术以其与接入无关性、完全的业务与控制分离的重要特点受到了国内外的高度关注，并纷纷认为IMS将成为网络融合和核心控制层发展的重要技术方向之一。

1 IMS技术网络结构

国际上IMS相关标准组织主要有3GPP、3GPP2、TISPAN和ITU-T，它们分别从不同的出发点对IMS进行了系统的研究，IMS的相关技术标准都采用了分阶段分版本的发布方式。目前IMS国际标准趋于统一，3GPP与TISPAN的Common IMS研究已经合并，ITU-T的IMS架构和理念也基本一致。

（1）业务和应用层：这一网络结构组成中主要包括各种应用服务器，IMS系统在这个体系中提供技术编程接口，为业务生成提供良好的技术环境，从而创建业务和维护系统。（2）会话控制层：作为IMS系统的控制核心，具备协议适配、呼叫处理、资源管理、业务代理等功能，同时能够通过和其他系统的配合实现互联互通功能。（3）媒体接入层：为IMS技术系统间的接入提供信令，实现媒体流的转换，最终接入IMS系统。主要有信令网关和媒体网关两个组成部分，媒体网关借助中继媒体网关、接入媒体网关、综合接入3种设备接入不同业务。

2 电力系统行政交换网现状及其业务需求

电力系统行政交换网是电力通信网的重要组成部分，为国家电网公司进行行政管理工作提供基础通信平台，具体的通信服务包括电话、会议、视频、传真等，还能够在电力系统通信设备发生故障时，作为备用通信设备，确保电力系统安全经济运行。

2.1行政交换网当前存在的主要问题

（1）目前公司电路交换网没有独立的信令网和智能网平台，也没有统一设置的业务平台，造成集中部署一号通、企业通信录、语音识别等补充类增值业务困难；（2）省内汇接交换设备普遍运行时间较长，故障率较高，由于电路交换设备逐步停产，设备供应能力不足，导致后期扩容和维护困难；（3）现网电路交换设备厂家型号过多，不利于统一网管部署和运行维护管理；（4）已建软交换设备缺少统一规划，设备选型过多，对未来统一组网和整体演进造成一定困难；（5）随着原非直管县公司逐步纳入国网公司系统，交换节点大幅增加，各省行政交换网对县公司覆盖不足的情况逐步显现，并且部分区域出现了号码资源紧张的现象。

2.2业务需求分析

电力行政交换网面对生产管理、行政办公、营销服务、运行检修、应急指挥等，分传统通信业务和新业务两个方面加以介绍和分析。

通过对公司系统各单位的需求调研，传统通信业务仍是各单位最大的需求。然而，对视频通话、会议等多媒体业务，以及短信、一号通等新业务的需求，也在行政办公、生产管理等方面占据重要地位。

行政交换网已经到了由纯语音电话交换网向多业务交换网演进的关键时期，而数字电路交换机已无法满足所有新业务需求，必须通过NGN网络来实现。从电路交换机向NGN网络的演进，必须以无缝承接所有传统交换业务为前提，建立统一规范开放的业务平台，供各类新业务的统一部署。防止由于开发标准不统一，造成业务管理和互联互通的困难。另外，由于NGN交换网络承载于IP数据网，对IP承载网、接入网的负荷水平和网络安全管理也提出了新的要求。

电力骨干传输网在近年来得到不断优化，并且引入了波分IMS技术，促进了电力通信业务的融合。IMS技术能通过多种方案解决电力系统交换网络中出现的问题，将电力行业通信和信息化水平大大提高。与此同时，IMS系统的便于扩容的特性，能在已有办公网络和综合布线系统的基础上进行改善，可使部署成本和运行维护费用大大降低。

3 IMS应用在电力系统交换网中的技术方案

3.1 行政交换网演进策略

随着厂家的停止研发和生产，电路交换设备已处于快速淘汰期，系统内行政交换网拥有大量的老旧电路交换设备急需淘汰更新但也有不少部署时间在8年以内的设备尚可继续运营。出于保护投资的目的，IMS网络建设初期应不急于全面更新现网电路交换设备，可根据设备服务年限，厂家支撑维护力度等因素综合考虑，制定电路交换设备退网计划。

IMS网络建设初期应避免对现网网络的大规模改造，保持现网网络的稳定性。可先在某几个省份试点建设IMS网络，通过与省汇接局的互连实现IMS域内用户与域外用户的互通。为避免全国范围内与公网运营商互联互通的商务谈判集中开展，IMS域内用户与公网之间的互通可利用现有互通接口不做调整，IMS网络的部署无需与现网运营商开设新增互联接口，初期IMS网络的部署中无需一次性将IM-MGW部署到位。IMS网络建设初期由于用户规模较小，话务量不高，允许本地话务通过长途迂回的方式实现互通是较为经济和合理的方案。

随着电路交换接入局的不断退网，其用户逐渐迁移至IMS网络，IMS的域外呼叫话务量将不断增长，可以适时考虑IM-MGW的分步下沉，以减轻本地呼叫长途迂回所造成的传输压力。

IM-MGW作为中继媒体网关，主要的作用是对话务的TDM承载和IP承载的转换，在PSTN网络退网完成后，其作用仅作为与公网运营商之间的互连接口。出于保护投资的目的，IMS建设过程中，不宜部署过多的IM-MGW，建议根据PSTN的退网进程，适时推动以省为单位集中部署，通过省内长途传输为各市州提供TDM接入。对于业务量特别大或业务级别特别高的市州，可以考虑部署单独的MGW，以最大限度减少省内长途传输链路中断所带来的风险。

对于有公网出口的电路交换接入局、地市汇接局、省汇接局汇接局的退网，可通过传输调度的方式将原互联互通中继电路割接至省际IM-MGW，由IMS网络承担互联互通的功能。

3.2 IMS系统方案

配置1套核心设备供全网使用，结合不同的业务需求，将各类接入网关配置在各接入点。

（1）将1套IMS核心设备以及相应的应用服务器以及网管系统等辅助设备配置在一级调度中心A中；（2）将1套中继网关配置在二级调度中心B中，最终与PSTN公网互通；（3）在变电站C全站的接入方式为IP，因此在此处只需要配置IP话机或IP调度台在值守岗位，不需要配置接入设备；（4）考虑采用传统模拟接入变电站D，将4 套综合接入设备配置在全站，将普通模拟话机布置在各值守、巡检岗位；（5）综合接入方式适用于办公区域E，一些接入点具备IP话机，可将其直接接入公司局域网，针对一些接入底单只有模拟话机及传真机，可以接入点的数量为依据将1套接入媒体网关或综合接入设备配置其中。

为了实现各级端点间的业务互联，可以通过专网专线模式或者将广域网接入其中的方式，传输带宽设置要以业务需求为根据。

3.3 IMS用户接入

IMS网络支持固定接入、移动接入、互联网等多种接入方式，支持IP PBX、IAD、AG、TDM PBX、SIP GW及IP电话、手机等多种接入用户，各类接入用户支持统一Centrex业务应用。IAD、AG设备仅具备接入功能，可将POTS话机接入IMS网络。IP PBX具备接入功能和内部交换功能，同时具有增值业务能力，可满足多种应用需求。SIP GW仅具备接入能力，可下行提供E1中继接口，将TDM PBX接入IMS网络。

基于国家电网实际情况，行政交换网用户接入IMS网络可采取解决方案AG/IAD接入方案：AG 设备容量较大，适合于各省公司或地市分公司办公大楼、国家电网直属单位（培训基地、研究单位等）以及下属超高压输变电公司等单位，通常用户接入容量大而集中（容量一般在100线以上）的场景。在这种场景下建议新建AG设备替换现有PSTN端局或直接扩容新建AG，就可以满足几百到几千或更大规模的双绞线用户接入。

4 结语

目前通信行业向着网络融合和业务多元化的方向发展，在电力系统交换网中应用IMS技术，能够借助其独特的技术优势确保电力通信的安全经济运行。要想实现以IMS技术的应用改善电力系统通信的业务能力，通过IMS技术多样化的接入支持能力逐步优化完善电力系统交换网的技术和产品，就需要在设计具体的IMS的应用技术方案时，追求科学合理，分阶段分布实施，平滑的过渡到IMS网络。

参考文献：

[1]赵秉斌，罗建华，王华.IMS技术在电力系统交换网中的应用[J].信息通信，2014（12）.

[2]任超，赵夏.试论IMS技术在甘肃省电力系统行政交换网中的应用[J].通讯世界，2014（11）.

[3]王刚.IMS技术在电力系统的应用前景分析[J].山东工业技术，2015（06）.