IMS系统在电力通信网的应用研究

刘俐利

(国网辽宁省电力有限公司盘锦供电公司，辽宁 盘锦 124000)

随着信息化的发展，供电侧对网络功能要求越来越高。在传统的电话系统中，业务流和控制信令是在一起的，交换机既要转发信令也要转发媒体。而软交换就是信令和媒体分离，终端设备把呼叫的信令发给交换机，交换机只完成信令的转发和交互，终端把媒体发送到目的地[1-3]。如果媒体流不需要经过交换机，能够升级为软交换，软交换只负责解析信令，系统的维护和开发新功能就可以更加简单便捷。通常一个省级通讯系统只需要一个软交换,多台普通交换机可以改为媒体网关，负责把电路上的信号变为媒体包和信令。鉴于以上分析，如果网关做的比较好，许多业务就可以通过控制信令实现，所有业务在软交换上修改就可以了。随着用户对业务需求的不断提高，促进了技术的发展与创新，在电力通信中使用和优化IMS成为必需[4-8]。

IMS采用业务、控制、承载分离的架构，相比较软交换以及电路交换技术高而且更先进，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，程控交换设备产能已经逐步萎缩，通信运营商对固网软交换设备已不在扩容，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。

IMS其关键核心技术的最根本特点如下：

1)IMS实现多业务，并且和互联网融合，极大的拓展了各种多媒体业务的引入。

2)IMS采用归属控制网络来控制，保证业务提供的一致性，易于实现私有业务扩展。

3)IMS被设计为独立于下层IP连通网络，具有接入独立性的特点。

4)IMS可以通过特定的接口绑定SIP会话和IP媒体会话，实现QoS保障和计费。

5)IMS设备维护系统可以提供本地维护和远程维护两种方式。

1 电力通信网中IMS系统的构建

1.1 系统架构

电力通信网IMS行政交换系统的构架主要分为4部分，如图1所示。

1)业务网络。主要是应用服务器，用于向IMS用户提供各种增值业务，目前在IMS域中主要有3种业务提供方式：SIP-AS提供方式、Parlay网关提供、SCP提供。

2)互通域。包含SGW、MGCF/MGW等实体，用于IMS域业务域传统的PSTN、PLMN等网络的互联互通。

3)IMS核心网。这部分是系统主要需实现的核心部分，主要完成IMS用户管理、网间互通、业务触发等处理，由P/I/S-CSCF网元、SLF/HSS、BGCF、MRFC/MRFP等网元构成。

4)IP-CAN网络。IP连通网络，提供IP接入承载，可以是任意的IP网络，包括CDMA PS域、WCDMA PS域、WIMAX、WIFI、固定宽带接入等。

图1 电力通信网IMS行政交换系统的系统构架

1.2 组网结构建设方案

以市级公司IMS行政交换系统的组网结构为例,经工作实践建设的接入层的组网方案，如图2所示。

1.2.1 接入层组网建设规则

接入层组网建设应遵循如下规则：

1)优先部署SIP终端，并保留现有的POTS话机作为备用，预留的以太网口数量应满足话机、LAN终端、WAN终端以及POTS话机的接入。

2)如果实现不了综合布线的改造，并有着SIP话机的接入要求，以AG接入方式为主，部分用户采用SIP终端接入，主要适合地市公司办公大楼、县公司办公大楼的场景。

3)对于临时座席的员工，可以采用普通SIP话机的方式接入。在这种接入方式下，用户座席变更不会引起用户号码的变更。

4)如果用户所在的位置没有以太网接口，只有模拟电话接口，而用户也没有视频通话的需求，则可采用AG+POTS话机完成接入。

5)IMS软终端安装在计算机上，应对经常出差的员工配备，普通员工可以配置软终端作为补充通信手段。

6)在会议室，可以设置高清视频会议终端，为举行全国性会议或地区性会议使用。

图2 电力公司IMS行政交换系统的组网结构

1.2.2 接入层组网的构建

为节省建设成本和方便后期网络演进，IMS网络建设初期将SBC设备与IMS核心设备统一在省级通讯系统中心部署。对一些规模较大的地市，如省会城市和计划单列市，不仅业务量大，传输距离较远，还需要同网络运营商实现互通，采用将SBC设备再逐步下沉到地市的方式效果更好。经实践，目前，SBC下沉到地市层面的条件：

1)传输资源紧张，没有足够传输电路；

2)网间互通话务量大，MGW无法满足互通要求；

3)如软终端等业务发展良好，导致通过SBC的话务量剧增，SBC容量无法满足话务要求；

4)后续与运营商互通方式演进至IP互通后，运营商层面要求在地市进行互通的，需要在地市层面新建I-SBC(互通SBC)。

规模较大的市局至少需要进行SBC下沉时，至少满足以上一条时，才能将SBC下沉到地市层面。

1.2.3 接入层组网建设的特点

目前一般市级行政交换网存在着传统电路交换、软交换混合组网的现状，如何利用IMS的技术先进性并且最大程度保护现网投资，是市级公司行政交换普遍面临的问题。该方案的IMS行政交换系统的建设将原有软交换核心设备作为逃生通道，整合了原有网络的同时，提高了原有网络及设备的利用率并减少了固定资产的无形流失。SBC下沉及逃生通道组网结构如图3所示。

图3 SBC下沉及软交换逃生通道组网结构

2 组网实现的需求

目前，供电公司业务主要分为通用业务、调度业务、营销业务、运检业务4类，随着信息化网络化的发展，各地市供电公司对行政办公、生产业务能力提出了更高的要求。电力系统各地市通过IMS 系统接入省公司骨干核心层，同时各二级单位等部署AG、IAD、IP电话等多种接入方式解决行政办公电话语音接入问题，最终实现全网IP化，语音及相关业务全部由IMS网络承载，逐步实现网络扁平化，形成以IMS为核心控制层、地市为IMS接入层的网络架构，未来各地调、县区供电分公司、变电站、二级单位、营业厅等单位可通过数据通信网接入IMS核心网。

2.1 生产办公需求

1)事务性管理需求：工作流程审批、人/财/物/工程建设管理等。

2)办公会议需求：电话会议、视频会议等。

3)办公语音通话需求：语音通话、视频通话等。

4)协同办公效率提升需求：一号通、即时通信等。

5)个人工作效率提升：点击拨号、自助服务门户等。

6)其他：视频点播等。

2.2 运行维护管理需求

IMS网络设备省级通讯系统集中维护管理需求：省级集中配置、省级集中监控。

IMS业务省级通讯系统集中维护管理需求：要求支持客户关系管理、业务产品配置管理、放号、开户、业务开通、业务变更、竣工反馈全流程闭环业务运维支撑管理，以及相关从建设成本和后期网络演进的角度考虑，IMS网络建设初期建议将SBC设备与IMS核心设备统一在省级通讯系统中心部署，后期对一些规模较大的地市可考虑将SBC设备再逐步下沉到地市，SBC下沉到地市层面的条件如1.2.2节所述。

当至少满足SBC下沉到地市层面条件中的一条时，才能将SBC下沉到地市层面。由于市级不仅业务量大，传输距离较远，还需要同网络运营商实现互通，所以选择采用将SBC下沉到地市的方式进行建设。

3 结 语

IMS技术是在21世纪初提出的，短短几年间，IMS已经得到广泛的使用和认可，成为全球众多运营商网络演进的关键技术。市级供电侧通过建设IMS行政交换系统，可以解决生产办公、业务应用支撑与运行维护管理等多重需求，也为省级公司行政交换网的生产办公、运行维护管理以及业务应用支撑提供保障，为逐步取代原有电路交换功能受限、容量不足、设备老化的诸多问题打下坚实基础。