lMS技术下的电力调度交换系统整体设计

周文婷，张海波，乔涵，康龄泰，祁彦庆

(国网新疆电力有限公司信息通信公司，新疆乌鲁木齐，830000)

0 引言

本文将会针对IMS技术进行分析，对电力交换系统网进行分析，探讨IMS技术在电力交换系统网中的应用，给电力交换网的提升带来的帮助。

1 IMS技术分析

1.1 IMS技术概念

IMS技术是构建IP网络的重要技术，也是建立电力交换系统网的基础，它是一种支持多种业务、IP的移动性分组网技术。IMS可以支持多媒体形式的业务技术，为不断变化的终端客户提供服务，从而实现对电力系统客户资源和网络资源综合配置，提高网络的智能性，促进电力系统的快速可持续发展[1]。在电力系统设计中，IMS技术的应用，实现了电力系统通信架构的建设，为电力企业进行商业扩展有很大帮助，同时也为电力信息产业的发展提供了相应空间。

1.2 IMS系统功能

IMS技术可以实现对控制层功能的分解，其中包括：MGCF和CSCFO两个部分，可以实现模块功能的细化，从而提高电力系统的通信质量。IMS技术可以与承载分类、控制、业务水平框架结合，为用户提供更好的服务。IMS系统可以与核心网络进行连接，处理WCDMA和GSM/GPRS技术以外，IMS系统也能利用WLAN中SIPProxy实现技术连接。另外，IMS系统可以实现电路交换网和ISDN/PSTN进行连接。

2 电力交换系统网发现现状

电力交换系统网是电力企业系统发展的基础，它是有电力系统中的服务通信功能构成。电力交换系统网与自动调度系统、稳定安全控制系统工程电力系统的重要支柱部分。而通信系统是自动调度和安全稳定控制系统建设的基础。电力交换网是为电力企业提供生产、运营、管理和控制服务的。

电力企业服务中主要业务包括：数据业务、语音业务、多媒体视频业务等，这些业务都是由网络承载系统构成。在实际应用中，会因为较多业务影响，造成电力企业综合系统服务连接能力不强，同时增加系统网络运维成本，提高网络资源使用率，对电力企业的发展具有一定阻碍性。目前，建立电力交换系统网主要是构建程控交换系统，这种模式系统可以保证系统运行的稳定性和安全性。但是，在实际用中，程控交换系统功能没有完全得到发挥，一般都是进行普通的语音业务服务。这与现代用户对多样化业务电力企业服务需求不符，另外，因为程控交换系统维护难度大、线路复杂、维护成本高等因素，影响阻碍了电力企业的发展。电力系统业务主要包括：属于业务、语音业务、多媒体视频业务等，目前这些业务均可以实现不同网络承载传输，能够与行政/调度电话交换网、专线网、广域网等业务进行连接，这样会造成电力系统综合接入服务能力变差，出现复杂配置管理等问题。在电网中通信系统是重要的神经系统，电力通信功能可以实现电网商业化运营、自动化控制、现代化管理等功能服务[2]。

利用IMS技术进行电力企业交换电力系统网设计，可以建立一个更加高效的承载平台，从而实现解决更多业务的功能，使传统的语音电力系统网路实现数据、视频等功能的交换，从而提高电力企业电力系统通信水平和质量。另外，在建立IMS系统中，可以有效减少运维成本、对布线进行优化，建立符合现阶段电力企业发展需求，为现代电力企业的服务质量和水平打下基础。

3 IMS网络体系架构

接入层：就是系统的媒体层。在系统设计中，该模块就是将媒体转换流、各种信令类型与IMS系统进行连接。媒体网都分为很多中，这样可以满足对不能类型业务进行连接，从而提高电力调度交换系统网的功能需求。（2）业务层：属于系统应用层，它是由各种服务器构成。IMS系统可以与编程接口进行连接，在生成业务环境下，完成创建业务的能力，从而实现对系统业务的维护。（3）会话控制层：该模块是IMS系统中比较重要的部分，它是负责控制工作的，主要包括：呼叫处理、协议适配、资源管理等内容。另外，会话控制层也能作为系统接入口，从而实现与其他系统的联合，实现数据的相互交换。

在IMS系统中，IMS是核心网络，终端和接入网的类型比较多，IMS主要准守SIP协议，具有接入无关性。

(1)接入无关性。就是在进行软交换中，利用IMS系统可以达到与移动通信的连接的目的。因为IMS系统有无关性接入方式，所以，可以与多媒体终端、电话终端、电脑等设备进行连接。这种功能使系统具有多种灵活接入方式，比如：LAN、WAN和DSL等方式接入，这样可以为不同的用户需求提供帮助。无关性接入方式，就是用户自身网络结构不需要变化，也不要添加其他新设备，就可以实现构建系统的目的，从而满足新业务的开发需求。

(2)SIP协议。利用该协议可以实现呼叫控制，从而实现利用网络技术与协议的目的，完成构建网络。另外，该协议可以提高电力系统交换网业务完成的综合能力，提高系统计费业务的效率，为用户提供更加高效的电力业务服务。

4 技术方案

4.1 程控交换系统设计

在电力系统调度交换系统设计中，多是使用程控交换技术，其中办公区域设备配置、调度中心和变电站都是有PCM接入点配置设备，从而实现上传语音业务的能力。

表1 程控交换网结构分析

每个端点的业务之间都是相互连接的，同时采取专网和专线模式进行管理，一般带宽传输是2Mbit/s。

4.2 IMS系统设计

利用IMS技术，在整个网络配置中只需要1套核心涉笔，根据不同业务需求建立接入点，同时建立各种类型的接入网关。

表2 IMS网络结构组成

二级B调度中心配置1套继网，从而实现和PSTN公网的连通。调度中心一级A配置1套核心IMS设备，另外，在配置对应的服务器，以及网管系统。C变电站整个系统都接入IP，所以，不需要与任何设备进行配置，只需要在IP话机上配置值守岗位或是调度IP台即可。D变电站选择传统接入模式，整个站配置1套综合设备，各个巡检岗位和值守岗位选择普通话机模拟。在E办公区域选择综合接入方式，对于接入点IP话机可以与公司局域网进行直接连接，而传真机和模拟话机连接时，媒体网关接入可以根据接入点数量进行配置，或是连接1套综合设备。

每个连接端点业务都是设置专线专网模式，与数据网和广域网进行连接，按照带宽传输业务需求，选择1000Mbit以太网或是100Mbit。

4.3 承载网设计

利用IMS技术进行行政交换网建设中，关于承载网设计：首先，需要实现SDH设备数据建立通信网，比如：如果遇到不能进行通信的网站，这时可以选择暂承载方法进行处理。另外，将用户各单位与环境规划进行连接，可以达到更好的数据通信目的。在设计数据通信网络中，可以将宽带接入用户作为标准，选择交换机LAN和交换机汇聚LAN，同时配置SIP硬终端、SIP软终端和IAD等，利用交换机LAN，实现交换网IMS承载网络。其次，在电力调度系统设计中，需要对VPN工作进行合理划分，就是需要满足会话控制、查询话费、计费等多种业务处理的需求，在满足数据通信网作为承载IP网。另外，在规划IP承载网络时，可以利用MPLS CPN将IMS隔离，实现与其他业务的连接，这种自然隔离方式，是为了减少系统安全隐患。对于每个橙子啊节点，需要注意汇聚层和核心层面的合理划分，保证IMS VPN是在相同的MPLS VPN上，这样就可以实现全网相互连接的模式，从而电力系统运行效率，满足实际需求。

5 功能比较

在电力系统中传统的程控交换模式只能实现语音通话，虽然有些电力系统增加了IP板卡介入交换机，以及第三方软件，可以实现与无线/IP终端的连接，但是不能实现多媒体、视频会议、共享应用、协同办公等业务服务。

利用IMS技术，不仅可以实现语音通话功能，同时也能实现视频通信、会议办公、接入多媒体、信息化等业务的综合连接，实现统一的管理和而服务。另外，ISM技术的实现不需要在建设专网传输和电话布线等，也能将单板业务写入系统中，从而实现整个功能和系统规模的控制。