国家电网公司IMS与其他网络互通方案研究

李成 中国信息通信研究院技术与标准研究所高级工程师

国家电网公司IMS与其他网络互通方案研究

李成 中国信息通信研究院技术与标准研究所高级工程师

结合国家电网公司通信网现状，分析了行政电路交换网向下一代网络演进过程中IMS与其他网络互通的技术方案。

IMS 电路交换网 网络演进

1 引言

国家电网公司的通信专网始建于20世纪80年代后期，初期为了保障电力系统内部调度的通信，建设了调度交换网，此后又逐步在行政网中建设了通信网，满足行政办公用户的通信需求，从而形成了以电路交换为主的调度交换网和行政交换网两张网络。结合通信技术发展趋势以及国家电网公司业务实际需要，国家电网公司计划采用IMS逐步替代现有的行政电路交换网。行政电路交换网覆盖全国27个省、直辖市和自治区，现有的交换设备分布范围广，网络架构较为复杂，因此需要分阶段完成IMS部署。IMS与现有其他网络互通方案是IMS部署阶段的关键问题之一，确定合理互通方案将有助于网络的顺利部署，确保通信服务平稳过渡。

2 国家电网公司行政交换网向下一代交换网演进

国家电网公司行政交换网经过近30年的建设，已覆盖公司系统全部地市级及以上单位、74%以上的县供电企业和95%以上的变电站，另接入南方电网、发电企业、电力设计施工单位等部分电力系统其他单位，目前技术体制以电路交换为主，并开展了小规模软交换系统试点建设工作；在组网方式上采用了“四级汇接、五级交换”结构，各级交换设备之间采用2M中继互联；在信令方面，采用以No.7信令为主，在部分地区还使用了No.1信令、PRA等；在编号方式上，全网用户按照标准统一9位编号。国家电网公司还与公众电信网存在互通的接口，各地市与当地的公网运营商通过2M中继互通，为行政交换网的用户分配公网号码，实现专网用户与公网用户之间的通话。

由于电路交换网运行多年，现网设备运行时间长、设备老化，部分设备已开始停产，继续提供高质量通信保障将越来越具有挑战性。通过引入IMS技术，可逐步减轻电路交换网负担，通过接入层的不断改造，最终实现程控交换设备的退网，从而解决当前存在的一系列问题。IMS可提供丰富的多媒体业务并可实现新业务的灵活定制快速部署，为国家电网公司提供新的业务模式，提高企业内部沟通效率。由于专网的特殊性，现有行政交换网的技术体制与公网不完全相同，因此在引入IMS后需要考虑如何实现业务的连续性和前向兼容性，确保用户得到最佳体验。

3 IMS与其他网络互通技术方案分析

IMS与其他网络互通从技术体制上可以分为IMS与电路交换网、IMS与软交换互通；从网络现状，国家电网公司内部存在电路交换网和软交换两种技术体制，与公网互通主要采用电路方式进行互通。因此，国家电网公司IMS与其他网络互通存在以下几种场景：

3.1 IMS与行政交换网中的电路交换网互通方案

由于IMS是分阶段部署的，IMS并不能一次替换所有电路交换设备。在建设初期，存在IMS与现有网络互通的场景，随着网络改造的深入，IMS将逐步替代原有的电路交换机。根据IMS部署阶段的不同，IMS与行政电路交换网互通又可分为IMS与行政电路交换网汇接局互通和IMS替代行政电路交换网汇接局两个场景。

（1）场景1：IMS与行政电路交换网汇接局互通

IMS与行政电路交换网汇接局互通时，IMS与电路交换网之间通过E1连接，采用No.7或PRA协议与行政电路交换网的汇接局进行对接。IM-MGW部署在省公司时，IM-MGW通过E1链路与C3汇接局连接；IM-MGW部署在地市公司时，IM-MGW通过E1链路与C4汇接局连接。IMS的信令网关（通常内置在MGCF中）应配置各地市行政电路交换网的号码与中继线路的路由数据，用于将呼叫接续到正确中继线路。IMS与行政电路交换网之间的呼叫采用9位号码作为路由标识。

行政电路交换网的互通汇接局及其下级交换设备应配置IMS用户号段的路由数据，将行政电路交换网用户到IMS用户的呼叫经过互通汇接局发送到IM-MGW所在的局向。

IMS与行政电路交换网汇接局互通的组网架构如图1所示。

IMS用户呼叫行政电路交换网用户时，根据被叫用户类型及所在网络分为以下3种情况：

●被叫为本省行政电路交换网用户：主叫S-CSCF通过号码分析，确认被叫为本省行政电路交换网用户，S-CSCF将呼叫信令发往MGCF,MGCF根据被叫号码字冠分析将呼叫路由至被叫用户所在地对应的原程控网交换设备，后续路由遵循行政电路交换网的路由原则。

●被叫为他省行政电路交换网用户，且被叫省未部署IMS：主叫S-CSCF分析被叫号码，若被叫省未部署IMS，S-CSCF将呼叫信令发送给MGCF，MGCF将呼叫发往本省行政电路交换网互通汇接局（通常为C3），经行政电路交换网发到被叫省，由电路交换网完成后续呼叫接续。

●被叫为他省行政电路交换网用户，且被叫省已部署IMS：采用尽量使用IMS网络进行呼叫接续的原则，S-CSCF判断被叫省存在IMS，则通过IMS网络将信令发送到被叫省的IMS网络，由被叫省IMS进行后续的呼叫接续。

行政电路交换网用户呼叫IMS用户，根据被叫用户类型分为以下两种情况：

图1 IMS与行政电路交换网汇接局互通的组网架构

●行政电路交换网用户呼叫本省IMS用户：行政电路交换网的汇接局（C3或C4）进行被叫号码分析，将发往IMS用户的呼叫送到互通IM-MGW，IM-MGW将呼叫信令发往S-CSCF，由S-CSCF处理后续呼叫流程。

●行政电路交换网用户呼叫他省IMS用户：主叫汇接局通过字冠分析确定被叫号码为他省号码，通过行政电路交换网将呼叫发往被叫省，被叫省电路交换机将呼叫发往被叫省IM-MGW并由S-CSCF负责后续的呼叫处理。

（2）场景2：IMS替代行政电路交换网汇接局

IMS替代行政电路交换网汇接局时，IMS信令网关应当配置被替代汇接局的原有数据（包括号码路由数据、信令点编码等），并且在IM-MGW上配置原汇接交换局与其他交换机之间的中继线路。省公司部署的IM-MGW替代C3汇接局，地市公司部署的IM-MGW替代C4汇接局。

IMS替代行政电路交换网汇接局的组网架构如图2所示。

这种场景下IMS用户与行政电路交换网用户的呼叫流程与前一种场景相似，IM-MGW取代了原汇接局的角色，完成呼叫的接续。与前一种场景的主要区别是：IM-MGW不但完成IMS与行政电路交换网用户之间的互通，还要完成原有汇接局的功能，即完成行政电路交换网用户之间呼叫的接续，因此需要IM-MGW具备汇接功能。

3.2 IMS与行政交换网中的软交换互通方案

国家电网公司部分省部署了软交换作为行政电路交换网的补充，软交换从技术体制上看与IMS一样属于分组交换，IMS与软交换可采用SIP-I直接互通。根据国家电网公司部署现状，在引入软交换后，软交换通常采用中继网关与行政电路交换网互通，为沿用这种互通方案，减少对软交换配置的修改，IMS与软交换也可采用E1互通，均将对方视为电路交换网。因此，IMS与行政电路交换网软交换可采用IP互通和电路互通两种方式。

●IP互通方式：通过IP承载网互通，信令层面使用SIP-I协议，媒体层面使用RTP协议。采用IP方式互通的优点是软交换和IMS之间可实现多媒体业务。IP互通方式组网架构如图3所示。

●电路互通方式：通过E1链路互通，信令层面使用No.7，媒体使用PCM编码。采用电路方式互通，对于IMS用户与软交换用户之间的呼叫，如果主叫采用视频呼叫，将协商为音频通话。电路互通方式组网架构如图4所示。

图2 IMS替代行政电路交换网汇接局的组网架构

3.3 IMS与公网PSTN互通方案

公众电信网存在IMS、软交换、电路交换网等多种技术体制，国家电网公司现有行政交换网与公网之间使用E1互通，在IMS部署后将沿用这种互通方式。IMS与公网PSTN互通组网架构要求如下：

图4 IMS与行政交换网软交换互通的组网架构—电路方式

（1）IMS与公网PSTN互通信令采用No.7或PRA，IM-MGW侧的中继链路及路由信息配置数据与公网运营商协商确定。

（2）IMS与公网互通的出口初期考虑设置在各地市公司，地市公司向当地运营商申请互通中继链路，并申请本地公网固话号码，作为本地IMS用户的公网号码。IMS与公网的互通点也可设置在省公司，替代全部或部分地市公司的公网互通点。

（3）IM-MGW设置在地市公司时，IM-MGW直接与公网运营商的中继链路相连。

（4）IM-MGW设置在省公司且IMS与公网互通的出口设置在各地市公司时，各地市与运营商互通的中继链路通过传输网连接到省公司的IM-MGW。

IMS与公网PSTN互通的组网架构如图5所示。

在这个方案中，国家电网公司在各个地市都与运营商有互通接口，主要的原因是各个地市运营商向国家电网公司用户分配公网号码，用于用户的外呼显示和回拨，为保证IMS引入之后应维持各地市与公网互通点，确保号码资源的正确性，沿用了之前的互通点。今后如能与公网运营商协商在省内集中部署互通链路，并针对每条中继配置不同的地市号码，则能够减少国家电网公司省内传输线路和配置数据，优化网络结构，降低运维成本。

4 结束语

国家电网公司行政交换网由电路交换向分组交换演进的过程不是一蹴而就的，由于专网的特殊性，IMS与不同网络互通时选取合适的方案能够有效解决互通中可能存在的技术问题，从而提升网络部署的效率，确保业务的可用性和连续性，为向下一代交换网的平滑演进提供有力保障。

Study on Interconnection between IMS and Other Networks byState Grid

Combining current situation of communication network of SGCC（State Grid Corporation of China）, this articleanalyzes the technical solution of inter-working between IMS and other networks in the process of evolution from switchingnetwork to Next Generation Network.

IMS,circuit switching network, network evolution

图5 IMS与公网PSTN互通的组网架构

2015-09-15）