国家电网公司IMS行政交换网业务发展需求和展望＊

罗松 中国信息通信研究院通信标准研究所高级工程师

苏晓旭 中国电子信息产业集团有限公司系统装备部综合处副处长

国家电网公司IMS行政交换网业务发展需求和展望＊

罗松 中国信息通信研究院通信标准研究所高级工程师

苏晓旭 中国电子信息产业集团有限公司系统装备部综合处副处长

目前，国家电网公司已经选择IMS作为其下一代行政交换网演进方向。本文从国家电网公司行政交换网业务现状出发，分析了国家电网公司IMS行政交换网业务发展需求和面临的挑战；结合IMS技术特点和能够提供的业务能力，提出了国家电网公司IMS业务发展的展望。

国家电网公司 IMS 发展

1 引言

伴随着通信技术的飞速发展，我国话音网络经历了技术发展的3个主要阶段：

●20世纪80年代末～90年代，是程控交换技术为核心的电话网飞速发展阶段。

●从21世纪开始，软交换技术逐渐为我国各大运营商全面促进电话网规模转型的主流技术。

●从2008年开始，我国通信企业开始研究部署IMS技术，表明我国通信网的技术水平、智能化程度迈上了一个新台阶。

相对于公网交换技术的不断变化，国家电网公司交换网技术保持基本稳定。经过了近30年发展，公司已经建成了满足电力分层分区调度和各级行政办公要求，覆盖全国范围的电路交换网络，并为电网生产调度指挥、日常行政办公提供了优质的语音、传真等通信服务。随着交换技术的发展，国家电网公司也将IMS技术作为行政交换网的演进方向，而国家电网公司行政交换网也面临业务选择、业务部署和业务发展等一系列挑战。

2 国家电网公司行政交换网业务现状和发展面临的挑战

现阶段国家电网公司行政交换网主要面对生产管理、行政办公、营销服务、运行检修、应急指挥等系统需求，利用电路交换网络提供业务，主要提供的业务可分为基础业务和补充业务。

●基础业务包括语音通话、直拨呼入、外线直拨、总机话务台、传真、网管计费等。

●补充业务包括来电显示、缩位拨号、热线拨号、遇忙回叫、呼叫等待、呼叫限制、免打扰、呼前转移、呼叫代答、通话转接、闹钟服务、多方通话、语音信箱、电话会议、电话录音等业务。

以上大部分业务通过数字程控交换机可直接实现。此外，电话会议通常采用电话会议汇接机实现；电话录音功能则通过配置录音系统，通过模拟并线或者2M数字中继录音方式实现。

而随着交换网技术的发展，国家电网公司行政交换网业务的发展面临诸多挑战：

（1）产业链整体升级导致现网业务难以长期保持

目前，行政交换在网业务主要为电话、传真、录音和少量的电话会议为主。随着IMS技术的日益发展，公网的交换技术已经逐步升级到IMS技术体制下，多数厂商已经或准备停止生产电路交换设备。国家电网公司交换设备随着使用年限的增长，运行维护问题将会凸显，现有业务难以维继。

（2）电路交换技术难以满足国家电网公司管理体制变革带来的新业务发展需求

随着公司“三集五大”管理体系推进，“人、财、物”等生产要素的集约化管理，体现在人员协作、数据关联、流程衔接与应用整合等方面的高度协同配合，对交换网的业务类型及业务流程等都提出了更新的要求，而电路交换技术对协同通信、视频通话、一号通、调度员身份鉴权、多媒体调度等新业务的支持能力较差，迫切需要引进IP分组交换技术的满足公司业务发展需求。

（3）多技术体制并存导致交换网技术发展演进路线难以选择

软交换与IMS是下一代交换网发展进程中深受瞩目的两项技术。软交换已经具备替代电路交换设备的能力，灵活提供业务的能力、商用成熟性已经得到验证。IMS继承了软交换的主要特点：实现控制和媒体分离；实现业务和网络分离；提供智能终端接入；提供开放业务环境。同时，IMS提供了基于全IP固定和无线宽带接入应用的理想FMC架构，是网络融合的发展方向。国家电网公司行政交换网在从电路交换向下一代交换网络技术演进过程中，面临软交换和IMS两种技术体制，需要从技术成熟度与发展趋势等多方面进行权衡，增加了技术路线演进的选择难度。

（4）公网通信技术在专网中应用面临的挑战

我国的电信网由公网和专网组成，专网服务于行业信息化和应急通信等专业通信领域，以保障安全生产、提高劳动生产率。应用于专网的通信技术和公网相比具有以下特点：

●与公网技术的发展突飞猛进相比，专网的技术明显落后。由于受专网自身发展规模的影响，专网通信基本上采用“跟踪－引进”方式，待公网通信技术发展成熟后“移植”到专网。“大而全”的公网通信体系架构和多样化业务，为满足专网的管理体系和行业业务的特征，面临业务“裁剪”和特色业务的二次开发。

●电力关乎国家能源安全，电力通信专网的安全性和保密性更高，必须具备比较完备的安全防护体系和安全防护能力。

●公网通信采用开放式的体系架构，具有固定、移动等多种接入方式，呈现便捷性和灵活性。当采用通信专网承载业务时，其安全性和灵活性难以平衡。

3 IMS提供的业务类型和业务能力

IMS（IPMultimediaSubsystem）是3GPP（第三代合作伙伴计划）在R5版本中提出的提供IP多媒体业务的交换网技术。IMS实现了承载层、控制层、业务层互相分离，承载层主要完成IMS信令及媒体流量的承载和路由选择；控制层主要完成呼叫控制、用户管理、业务触发、资源控制、网络互通；业务层可细分为业务能力层和应用层，其中业务能力层主要提供各种各样的业务能力。目前，IMS能够提供的业务类型可分为：

（1）传统电话及话音增强业务，包括基本语音呼叫、补充、传真、智能网、语音会议、IPCentrex、一号通、点击拨号业务等。

（2）多媒体呼叫基本及补充业务，包括视频基本呼叫和补充、视频会议、多媒体彩铃、多媒体彩振业务等。

（3）多媒体增强业务，包括富通信、PoC、统一通信（UC）、视频共享、WebRTC业务等。

在业务提供方式上，标准的IMS业务实现方式有两种，即应用服务器方式和第三方提供方式。IMS网络除了实现承载和控制分离外，业务和呼叫控制也做到了进一步的分离。负责呼叫路由的实体基本不处理业务，业务逻辑存储在应用服务器中。不同的业务可能采用不同的应用服务器。为了吸引业界更多的软件厂商和业务提供商利用电信网络的资源提供更多更丰富的业务，IMS引入了API技术，将电信网内复杂的网络结构和网络协议进行屏蔽，并将电信网的资源和能力抽象成具体的API，并开放给业务开发者。业务开发者通过灵活地调用这些API开发出具体的业务。

在业务开发和部署方面，由于IMS提供宽带多媒体业务的种类更加丰富，终端能力更强，同时需要实现多业务嵌套，使得IMS业务开发的难度较大，但业务能力灵活，功能较强。IMS业务部署采取集中方式，在IMS网络中新部署业务时，需要改造或新增应用服务器，并且在HSS、AS上配置数据，不需要对CSCF等控制实体进行改造，在大规模网络下开展新业务时升级的成本较小，部署也比较容易。

在业务能力开放方面，IMS技术已经成为各标准化组织研究网络融合和业务融合的基础，并被认为是成为实现固定移动融合的核心控制层技术。同时，由于IMS体系业务能力引擎标准化，网络层与业务层接口协议的标准化，使得IMS的业务开放性更为突出。

4 国家电网公司业务发展需求和IMS业务展望

“十二五”期间，国网公司发展方式和电网发展方式的转变所带来的业务新特征和对信息通信系统新的要求，以及新通信技术的不断涌现，给IMS行政网业务发展带来新的需求。

（1）电网业务新的特征导致数据类业务成为发展主流，要求交换网技术满足业务发展

伴随着智能电网与公司现代化建设的展开，电网业务应用特征发生了较大变化，除传统生产调度业务特征基本没有变化外，数据业务应用呈爆发式增长，对整体通信网带宽的贡献成为主流，占据主要位置。同时，业务应用的转型会给通信网在网络结构、网络覆盖范围等方面带来新的变化。以三华同步特高压电网为主干架电网的形成，通信网的结构将呈现出层次化、扁平化、一体化多功能的显著特征。因此，下一代交换网的网络结构也随着应用的变化向着进一步扁平化、区域化、层级化的方向发展。

（2）网络技术推动交换网向融合化、宽带化、功能层次化方向发展

优质网络是电网企业转型的根基。作为电网信息和通信技术支撑作用的电力通信网，需要坚强、优质和覆盖全面的网络资产，更好地服务于电网的发展。随着信息通信技术的发展，新的技术不断引入，网络不断向融合化、宽带化、智能化、布局扁平化、功能层次化、业务灵活化多样化的方向发展。“十二五”期间，电力通信网络技术融合的主要内涵是高层业务应用的融合，表现为技术上相互吸收并逐渐趋向一致，业务上相互渗透和交叉；网络层次上实现互联互通;应用层上使用统一的通信协议，严格保障业务服务质量。业务层应建立灵活、开放、融合、可信的业务提供平台，其中涉及API、融合业务平台等技术；控制层应形成业务、控制、承载分离的、统一的网络结构；承载层要建成统一的、可控能控的、多业务的IP承载平台;终端网络层将实现多业务融合、个性化、智能、低成本的终端网络，包括家庭网络、融合终端、传感器网络等。

（3）在业务运维方面，从分离、单一的运营模式向多网络综合运营转变

业务运行方式的转型是通过多网融合、多终端、多业务的融合和产业链的延伸，从过去单一提供语音业务转向提供综合信息服务，由单一类型网络运行向全业务网运营转变，从而促使电力通信重新定位，从根本上改变传统业务提供方式，寻求新的发展道路，努力建立一种面向新环境的运营模式，使通信运行管理实现跨越式发展。这就要求电力通信网具有更高的综合接入能力及实时性保障，具备更高的网络生存性及业务恢复能力，业务覆盖范围贯穿电网管理的各个环节，使业务提供手段进一步加强。

为了满足国家电网公司业务发展需求，在IMS行政网部署之后，需要针对国网需求进行业务创新。基于IMS的诸如基建工地现场监控、线路巡检等特色业务，其业务特征表现为跟国家电网公司各个部门具体的办公流程紧密耦合，需要结合国家电网公司不同部门的具体办公场景业务需求，基于IMS的语音、消息、多媒体的承载及控制能力进行定制化开发。

国家电网公司IMS行政交换网可提供的特色业务包括但不限于：

（1）现场监控业务、移动办公等与移动公网互通的业务

●现场监控业务

在基建工地，使用视频通话能够通过运营商公网与专网内的终端实现互通，实现对地处于专网无法覆盖的基建工地区域进行视频监控。

●线路巡检业务

线路巡检一般路线较长，在巡检过程中专网无法覆盖。通过对巡检情况的监控信息传递，能够实时获取巡检信息，并减少巡检时携带不便或非必需设备的配备，充分利用或改造个人手机终端及统一终端来实现扩展业务。

●移动办公业务

在人员出差、外出等情况下，通过个人手机能够连接到公司专网交换网，完成必要的电话、视频、统一通信等移动办公功能。

（2）基于Web的专网业务延伸覆盖

通过IMS行政交换网解决目前国家电网公司电力语音交换网覆盖不到的单位语音通话问题。目前，由于电网部分单位地理位置偏远，通信链路不畅，导致长期与电网企业内部打电话难，下一代交换网可通过Web为偏远的农电所或营业所提供与电网企业内部打电话、发短信的业务，实现固话接入。

（3）按需视频共享业务

●一对一视频共享

该业务能够解决在资产管理、应急抢修远程视频协助等情况下的现有视频系统无法覆盖的问题。在一些突发情况下，该业务能够实现快速视频能力的提供，不受限于已经专门建立的视频会议系统。该业务能够在提供专网固定宽带和WLAN覆盖的环境下提供，同时为了实现业务的便携性，可采用IPAD等新型终端，按需建立视频监控。

●一对多视频共享

在一些大型会议，或对于一些热点地区，可以提供一对多视频共享业务，向多个用户同时提供同样的视频画面。

（4）交换业务本地自存活

随着下一代交换网技术的应用和网络的部署，原有电路交换网将向着扁平化的网络架构演进。随着处理能力的提升，很多本地网的交换能力需要集中到省中心或大区中心进行处理。在这种情况下，交换网的组织架构将与现有行政机构的设置并不一致。在大的调度节点或重要交换点配置本业务功能，能够解决上级交换设备无法工作（如主备交换设备同时故障，或地震、水灾等地质灾害导致无法工作），导致下级多个接入设备之间无法提供业务的问题。

5 结束语

任何技术体制的发展都是以业务需求为根本驱动力。国家电网公司交换网采用的IMS技术体制应该以能够更好满足行政办公等各项业务的需求为最终目标，既不能为了技术的发展而演进，也不能错过利用更先进交换技术提供便捷、丰富业务的机遇。因此，国家电网公司IMS行政交换网业务的发展应以需求为出发点，在充分理解IMS技术特征的基础上，根据专网业务特点对IMS提供的业务进行二次创新，充分发挥先进交换技术的能力，同时借助公众通信网较为成熟的产业链能力，面向国网公司业务需求和标准工作流程聚类公司内部通信需求，使得IMS网络提供的通信业务与国网公司的专业业务结合，进一步提升生产和管理效率。

Requirement and Outlook of SGCCIMSAdministrative ExchangeNetwork

At present, the State Grid Corp of China(SGCC) has selectedIMSas the evolution direction of its administrative exchange network. This article analyzes the requirements and challenges ofSGCC’sIMSadministrative exchange network service based on the current service status.And according to the characteristics and the service abilities ofIMS technology, it also provides the future outlook ofSGCC’sIMSservice development.

SGCC, IMS, development

2015-05-20）

国家电网公司科学技术项目（下一代行政/调度交换网技术体制及演进技术研究）资助