电力专网迁移演进关键技术及策略研究

方晓农，高新平，姜福利（江苏省邮电规划设计院有限责任公司，南京 210019）

电力专网迁移演进关键技术及策略研究

方晓农，高新平，姜福利
（江苏省邮电规划设计院有限责任公司，南京 210019）

对于电网企业来说，其早期建立的电话交换网采用的是电路交换技术体制，但随着技术的发展，电路交换设备已经停产，网络后期扩容和维护愈发困难，同时伴随着电网信息化程度的不断提升，现有交换网已无法满足要求，迫切需要向下一代交换网络演进。本文结合电网企业交换网现状，分析了向下一代交换网迁移演进过程中的关键技术及策略，涉及下一代交换网技术体制的选择、用户接入技术、业务承接策略、用户号码迁移以及网络互通策略等方面。

电路交换；软交换； IMS（IP多媒体子系统）；迁移演进

1 引言

随着技术的发展，电网企业交换网的架构体系、业务功能都发生了变化，呈现出扁平化、IP化、多业务接入、接口开放性等特点。同时，随着电网企业对通信业务要求不断提高，受限于电路交换技术的行政交换网已无法满足这一要求，交换网转型势在必行。在向下一代交换网迁移演进的过程中，对相应的关键技术展开研究将是后续网络建设不可或缺的前提工作。

2 交换网现状及存在问题

国内电网企业办公电话网络一般参照公司系统行政管理关系等级划分，由四类不同等级的汇接交换中心及终端交换站连接而成，为“四级汇接、五级交换”结构，如图1所示。

图1 交换网网络结构图

目前，电网企业办公交换网主要提供电话、传真、录音、电话会业务，但受电路交换本身技术限制无法提供更多的新业务，同时交换网设备主要为传统电路交换机，型号众多，大多数设备运行时间较长，故障率高，随着电路交换设备的逐步停产，后期扩容和维护愈发困难。

表1 两种技术体制相关对比

3 网络迁移演进中关键技术

3.1 技术体制的选择

交换网技术体制的选型密切关系着网络运行安全、建设成本和演进方向。因此需充分结合现网情况，从网络演进的必要性、可行性，以及业务提供能力、产业链现状等多个方面对新技术体制进行全面的分析和论证，为技术体制的选型提供参考依据，最终明确网络的演进方向。

NGN（下一代交换网）技术中软交换和IMS（IP多媒体子系统）是目前应用最广泛、最成熟的基于IP的交换技术，两种技术体制各有优势，其中软交换技术商用规模大、网元设备简单、运行维护难度低、部署灵活，通过控制与承载分离，定位于传统窄带业务的IP分组化；IMS技术网络架构更先进、业务开发环境更开放、标准协议更统一、屏蔽了接入层的差异，通过业务与会话控制的进一步分离，定位于多媒体业务发展以及固定移动业务平台的融合。

软交换和IMS是NGN发展过程中的两个阶段，可以把软交换看成NGN发展的初级阶段，而IMS则可以认为是NGN发展的中级阶段，但软交换并非NGN技术演进的必经阶段。两种技术体制相关对比如表1所示。

综合各方面分析：技术先进性方面，IMS采用业务、控制、承载分离的架构，相比软交换以及电路交换技术更先进，适合多媒体及增强类业务的部署和开发；产业链生命力方面，电路交换设备产能已逐步萎缩，通信运营商对软交换设备已不再大规模扩容，IMS则是通信运营商当前主流的交换核心网技术，产业链方面更为成熟；投资成本方面，软交换和IMS在投资占比较大的接入网及承载网部分均采用相同的设备，核心网设备根据采购策略的不同，平均投资相差不大。因此，建议电网企业下一代交换网采用IMS技术作为演进方向。

3.2 用户接入技术

IMS网络支持多种接入方式，包括IAD、AG、IP PBX、TDM PBX、IP话机等。基于电网企业实际情况，用户接入IMS网络可采取如下技术解决方案。

（1） AG/IAD接入。IAD、AG设备仅具备接入功能，支持SIP/H.248协议与IMS进行交互，可将POTS话机接入IMS网络。AG/IAD的部署实施有3种方式：新建；利旧现网软交换网络的AG/IAD；利旧现网电路交换设备，通过AG封装技术，改造为AG设备。

（2）IPPBX接入。对于现网已经部署IP PBX设备的局点，直接接入IMS网络，具体有A-SBC 和I-SBC两种方式接入。

A-SBC接入：PBX 需具备向IMS 网络注册的能力，PBX通过A-SBC接入IMS网络，用户需在IMS网络开户及注册，用户的所有业务由IMS 网络提供。

I-SBC接入：对于没有注册能力的PBX，通过I-SBC 接入IMS网络，可采用对等和非注册签约两种方案。PBX 用户在对等接入方式下，不在IMS 网络开户及注册，用户的补充及增值业务由PBX 提供；在非注册签约接入方式下，需要在IMS网络开户签约IMS未注册业务，用户的所有业务由IMS网络提供。

（3）TDM PBX接入。对于现网已经部署TMD PBX设备的局点，可通过升级改造的方式接入IMS网络，具体有两种实现方式：通过AGCF+AG方式接入，PBX 用户需在IMS 网络开户及注册，用户的所有业务由IMS 网络提供；通过MGCF+IM-MGW方式接入，PBX 用户不在IMS网络开户及注册，IMS 网络为用户提供呼叫中继服务，基本及补充业务由PBX 提供。

（4）IP话机等多媒体SIP终端接入。IP话机等多媒体SIP终端支持SIP协议，通过SBC设备接入IMS核心网，终端与业务平台之间的信息交互通过IMS核心网采用SIP协议进行交互。结合电网企业办公特点，IP话机等多媒体SIP终端可采用xPON、LAN（包括有线和无线）接入等方式。

3.3 业务承接策略

IMS网络能够提供电路交换机所能提供的全部业务，包括基本业务和补充业务，还可以提供开放的接口，实现与外部应用平台的互连，提供多媒体增值业务。结合电网企业实际情况，可以采用以下两种业务提供方式：

（1）基于应用服务器AS的业务提供方式：适合于提供对业务实时性和大规模网络应用性能要求较高的业务、IMS网络的基本业务能力。

（2）第三方业务提供方式：主要是通过向第三方开放IMS网络和业务的能力，由第三方来开发/提供业务。IMS能力开放接口可以采用两种方式：通过业务能力网关开放，采用SOAP/REST等方式；通过SDK控件开放，SDK控件方式只有本地调用接口。

目前电网企业的传统业务主要分为基础业务和补充业务。基础业务包括话音通话、传真、总机话务台、DID（直拨呼入）、PSTN外线直拨费等。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、分机同组、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。

考虑到后续网络演进业务发展的趋势以及网络割接的难度，建议采用新建AS平台的方式提供IMS网络业务从而实现对现网业务的继承。

3.4 用户号码迁移

电网企业现在的用户码号方案采用9位编号，即9X1X2PQABCD，X1为大区号，X2为大区内各省编号，PQ为单位编号，ABCD为用户号。该编号方案类似于传统PSTN网络的用户码号。

IMS用户码号系统则包括IMPI（IMS Private Identity，私有用户标识）和IMPU（IMS Public Identity，公有用户标识）两类标识。IMS用户在开户过程中，用户分配一个IMPI，一个Tel URI、一个或者多个SIPURI。

为尽可能解决用户号码迁移过程中的复杂程度，建议采取如下策略：

（1）新建IMS网络拨号规则与现网保持一致，进行号码规整。

企业内部同一单位用户之间，拨号 4位短号。不同单位，不同地市，不同省之间用户，拨号 9位全编号。拨打公网号码，需加拨前缀0。

上述拨号规则中，拨电网内网用户和公网用户的拨号位数不同，并且拨内网用户时，不同大区之间的拨号位数也不相同，为此产生了被叫号码规整的需求，在用户拨叫的本地号码前补全主叫接入地的前缀码，形成一个全网唯一的可路由的完整码号。

（2）现网用户向IMS网络迁移尽可能采取整齐号段割接方式。

现网用户向IMS网络迁移，存在按整齐号段割接和零散号段割接两种方式。两种方式区别在于，号码不连续，同一号段的用户可能被分散在现网和IMS网络，此时被叫路由需要判断往现网还是IMS路由。

目前现网采用“四级汇接、五级交换”的网络架构，地市为四级汇接点，建议电网迁移过程中，采用按整齐号段割接的方式进行现网用户向IMS网络的迁移，即整个地市用户整体迁移。地市整体割接完成后，可对原有网络用户进行移机、变更电话号码等操作，使其从POTS用户转变为SIP用户。

（3）现网用户在向IMS网络迁移过程中，初期用户号码方式不变，用户感知自己号码无任何变化，随着用户习惯的慢慢改变，在终端支持的情况下，用户可以选择使用SIP URI格式的号码。

3.5 网络互通策略

由于现网和新建IMS网络将在较长的一段时间内并存，为此IMS和现有网络有互通需求。同时，IMS与公网也存在互通需求，目前电网企业采用以用户交换机的方式进入运营商公网，通过与当地公网运营商设置2 Mbit/s中继电路相连，作为出局市话或长途电话使用。

对于上述需求，结合电网企业实际情况，采用MGCF+IM-MGW方式实现IMS网络与现有交换网以及公网互通，同时对公网互通采取集中出局的策略，建议如下演进步骤。

（1）在IMS网络建设初期，在省会城市设置1对IM-MGW设备替换现有省C3汇接局，便于利用现网省C3节点至地市公司C4节点的2M中继传输资源，同时也考虑到省会城市至地市公司传输资源较充裕，便于实施市县公网出局一体化，如图2所示。

（2）随着公网互通集中出局策略的实施，逐步从县/市/省三级结构演进到市/省二级结构，在省公司及地市公司采用集中出局方式，IM-MGW通过企业内部传输网连接到各地市公网，如图3所示。

图2 初期网络互通示意图

图3 市县公网集中出局网络互通示意图

图4 公网省会集中出局网络互通示意图

对于市县公网一体化出局后，出现的4位小号重复问题，可采取两种解决方案：向所在地市的公网运营商统一申请一批号码，进行重新规划；保持原先的号码不变，即县公司出公网的局向号保持不变，但要求运营商将2 Mbit/s中继电路落地点从县公司调整到市公司。

（3）条件成熟时，考虑公网集中由省会城市统一出局。鉴于网络安全性，有必要设置公网出局容灾节点，可在异地（比如IMS核心节点2所在机房）设置一对IMMGW，作为与公网互通的灾备节点，如图4所示。

4 结论及未来工作

未来网络的发展趋势是IP化、扁平化、网络融合以及多业务提供，而电力通信也是朝着数字化、智能化的方向发展，加快向IMS演进的步伐有利于后续新业务的开展，为坚强智能电网的建设奠定基础。但IMS对电网企业来说是一个全新的技术，网络的迁移演进也是一个长期渐进的过程，在后续网络建设过程中，有必要结合工程实践，对迁移演进过程中的关键技术及问题继续进行深化研究。

［1］ 李淑艳. 下一代交换网演进策略［J］. 科技信息， 2010.

［2］ 王日明. 浅议黑龙江联通交换网演进历程［J］. 通信管理与技术， 2014.

［3］ 徐骏. IMS和软交换技术分析比较：中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集（上册）［C］. 2011.

Research on key technologies and strategies of the migration and evolution of the switching network in electric power communication

FANG Xiao-nong， GAO Xin-ping， JIANG Fu-li
（Jiangsu post and Telecommunications Planning and Design Institute， Nanjing 210019， China）

The exchange networkofpower enterprise mainly uses circuit switching equipment， but with the development of technology， circuit switching equipment has been discontinued， so the network expansion and maintenance is increasingly diffi cult. At the same time， with increasing demand for information and communication， theexchange network based on circuit-switched technology has been unable to meet the requirements， soit is inevitable to migrate to next-generation switching network. According to the status of exchange network， this paper discusses key technologies and Strategies for next-generation switching network migration and evolution， including the next-generation network technology system selection，user access technology， service migration，the migration of user number， network interworking strategies.

circuit switch； soft switch； IMS； migration and evolution

TN915

A

1008-5599（2016）07-0083-05

2016-05-12