IMS技術在電力通信網絡融合中的應用探討

【摘要】 本文通過分析廣東電力通信交換網現狀，提出引進基于IMS的網絡融合技術的優勢及實現功能，最后研究出一個可行IMS統一通信系統組網模式。

【關鍵詞】 電力通信 IMS 統一通信

一、引言

隨著先進電網建設的全面展開，新業務和新需求不斷增長，極大地豐富了電力通信的服務領域。引入新技術，簡化網絡結構，使所有通信業務都能融合在統一的網絡結構中，成為當前電力通信網絡發展的新趨勢。為順應時代的潮流，廣東電網將積極研究和推進電力通信網絡和信息網絡的融合、固定網絡與移動網絡的融合。

二、基于IMS的網絡融合技術

為解決網絡融合，先后出現軟交換和IMS技術。軟交換是網絡演進以及下一代分組網絡的核心設備之一，它獨立于傳送網絡，主要完成呼叫控制、資源分配、協議處理、路由、認證、計費等主要功能，同時可以向用戶提供現有電路交換機所能提供的所有業務，并向第三方提供可編程能力。IMS（IP Multimedia Subsystem）即IP多媒體子系統，被認為是下一代網絡的核心技術，是解決通信與信息融合、固網與移動融合，引入語音、數據、視頻三重融合等差異化業務的重要方式。

從標準架構來看，軟交換和IMS體系非常相似：都基于IP網絡承載，都實現了控制與承載的分離，所支持的協議集絕大部分相同，同時MGW網關設備和IAD等接入設備都可以相互兼容[1]。軟交換與IMS最大的區別如下：（1）在軟交換控制與承載分離的基礎上，IMS更進一步地實現了呼叫控制層和業務控制層的分離。從根本上說，任何一個軟交換都是需要“帶著業務上”的，業務開發上仍存在困境。IMS的本質不是幫助開發新的單個業務，而是提供一個平臺對業務進行組合，通過組合建立出各種新的綜合業務模式。（2）IMS起源于移動通信網絡的應用，因此充分考慮了對移動性的支持，并增加了外置數據庫——歸屬用戶服務器（HSS），用于用戶鑒權和保護。（3）IMS全部采用會話初始協議（SIP）作為呼叫控制和業務控制的信令，而在軟交換中，SIP只是可用于呼叫控制的多種協議的一種，而且更多地使用媒體網關協議（MGCP）和H.248協議。SIP協議更加靈活，更適合多媒體業務控制。

總體來說，IMS是更軟的軟交換，網絡架構體系更為開放，通過IP技術融合了不同的網絡。IMS是網絡走向寬帶化、移動化，以及融合的必然選擇，這不是一個技術或者工具問題，而是對于應用的滿足問題。在3GPP R8制定以后，IMS的體系標準基本成熟，對于電力等專網用戶而言，IMS網絡整合現有媒體資源的能力更強，對新業務的擴展也更具潛力。

三、 廣東電力交換網現狀分析

目前的廣東電網公司行政交換網建設于2000年以前，采用兩級匯接，三級交換結構進行組網，覆蓋省公司、21個地區局和部分直屬單位、直調電廠等節點。各節點均采用程控交換機通過Q信令，利用E1數字中繼或4 E/M中繼進行互聯，全網共有交換機50多臺，主要采用AVAYA、哈里斯、華為及西門子等廠家設備。

這種傳統固定網絡存在著大量的PSTN交換機，設備雜、型號多，其中大部分交換機在網運行時間超過10年，升級和維護困難，面臨退網。目前，“光進銅退”工作已深入開展，傳統PSTN交換機接入方式必然逐步被AG/IAD等小型VoIP語音接入設備所替代，且改造的規模龐大。但如果仍然接入軟交換，由于軟交換設備的處理能力有限，則必然使軟交換設備不斷擴容甚至裂變，影響核心網的穩定。

隨著IMS主體標準的逐步成熟，IMS正得到全球主流運營商的一致認可，將其作為網絡戰略轉型的重要方向。對于傳統固網的演進和發展，可以通過將傳統PSTN網絡改造后的POTS用戶一步到位直接接入到IMS，實現用戶的統一控制和管理。

利用IMS進行固網改造主要有如下優勢：（1）打破原來多網絡并存的局面，利用IMS進行統一的會話控制和業務觸發，簡化網絡，實現統一的網管、業務受理和計費；（2）立統一的用戶數據庫和業務平臺，便于用戶的統一放號、認證和業務的統一提供，為用戶提供豐富的、新型的增值業務；（3）豐富的接入手段，支持多種接入方式和多種終端類型；（4）整體IMS架構的開放化和標準化，易于引入第三方增加業務的類型。

四、廣東電網公司IMS網絡主要功能

結合廣東電網公司的業務實際，未來IMS網絡將為廣東電網公司帶來如下更加豐富、更加靈活的業務體驗。

4.1 IMS網絡將整合現有媒體資源

根據IMS網絡的接入無關特性，在公司現有的設備資源中，高清會議攝像頭、數據承載網、數據終端等資源都可以被有效的整合和共享起來，無需重復性投資，不同網域里的用戶均可通過網絡訪問使用。隨著電力傳輸網和數據承載網的不斷擴大建設，較為偏遠的地區，可通過IMS網絡共享曾經只有中心地區才能使用到的業務功能。

4.2 改變電力員工的辦公溝通模式

目前，電力員工每天都需要使用多種途徑進行辦公，如OA系統、視頻會議及語音等，這些業務都需要使用不同的終端載體才能實現。而IMS網絡在此方面有先天的優勢，借助開放的SP平臺，員工可以在系統內任意終端接入網絡，實現在同一個平臺上使用VoIP通話、在線視頻會議、OA系統、企業即時通訊等。

4.3 電力WLAN和3G的融合

電力WLAN和3G的融合，可以實現語音業務的連續性。用戶擁有一個WLAN/3G的雙模終端，在WLAN的覆蓋區內（電力大樓內），一般優先使用WLAN接入，因為這種方式用戶使用業務的資費更低，數據業務的帶寬更充足。當離開WLAN的覆蓋區后，終端自動切換到3G網絡，從而實現語音在WLAN和3G之間的連續性。

4.4 將最終助力智能電網和物聯網建設

IMS在推進三網融合方面具有先天優勢，也必將助力于智能電網和物聯網建設。智能電網和物聯網本質上是將信息通信技術向電網系統、家電設備等領域擴充，無論是智能電網還是物聯網的建設，最終都將以IP作為基礎來提供豐富的應用。而IMS的接入無關性及ALL-IP特性將為智能電網和物聯網建設提供技術支持。

五、廣東電網公司IMS綜合信息網建設

利用先進的IMS技術和設備建設廣東電網公司IMS綜合信息網，能為公司員工提供一個統一的業務通信交流平臺，將極大地滿足員工的用戶需求和體驗，進而為企業提供最大化的利益。

IMS綜合信息網的組網，采用單域的IMS組網方案。在省公司通信中心站部署核心設備以及業務平臺，各地區局作為接入層，利用IP專網（新建或現有綜合數據網）承載，網絡架構如圖1所示：

IMS核心設備控制層、IMS業務層以及統一網管等設備采用集中部署的方式，統一放置廣東電網公司通信中心站。集中部署的IMS Core核心設備（CSCF）為全網用戶服務，如統一的鑒權認證、會話控制、計費控制、業務觸發等。

接入層設備采用分布式部署，主要分布于各地區局。各地區局設備通過廣東電網公司的IP承載網（新建或利用現有綜合數據網）接入到中心站的IMS Core，提供IMS SIP會話的接入和傳輸。同時，在各地區局部署MGCF、MGW網關，使之與當地移動、電信等運營商互聯互通。

六、結束語

在不斷推進電網智能化的未來，統一通信網將變得至關重要。無論是從推進安全生產、高效生產，還是從提高企業辦公效率、擴展新業務發展、整合資源運用的角度來看，IMS網絡適時地出現在了企業應用的視野當中，并且能為電力專網用戶帶來新的應用思路。在智能固網、智能移動網絡融合、寬帶多媒體業務快速普及的今天，發展IMS將成為核心網絡中長期演進的方向，需積極地推動IMS網絡的發展和應用。

參 考 文 獻

[1] 傅繼利. 軟交換與IMS系統的比較分析. 上海：上海交通大學，2008