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        IMS技術(shù)在電力系統(tǒng)交換網(wǎng)站中的應(yīng)用

        2016-05-14 13:07:21王小花
        中國科技縱橫 2016年8期
        關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)應(yīng)用

        王小花

        【摘 要】本文在簡要介紹IMS技術(shù)的概念、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合電力系統(tǒng)交換網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀和業(yè)務(wù)需求以及交換網(wǎng)向IMS網(wǎng)絡(luò)遷移階段及遷移實(shí)施原則,提出了IMS技術(shù)在電力系統(tǒng)交換網(wǎng)中的應(yīng)用方案,從國家電力系統(tǒng)交換網(wǎng)演進(jìn)策略、IMS網(wǎng)絡(luò)的部署及實(shí)施、IMS用戶接入三個(gè)方面探討了IMS技術(shù)的具體應(yīng)用。

        【關(guān)鍵詞】IMS技術(shù) 電力系統(tǒng) 交換網(wǎng)站 應(yīng)用

        電力企業(yè)在近年來發(fā)展迅速,對電力通信業(yè)務(wù)提出了更多的要求,傳統(tǒng)的程控語音通信屬于窄帶業(yè)務(wù),現(xiàn)今的電力通信業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出向多媒體通信系統(tǒng)等寬帶綜合業(yè)務(wù)演進(jìn)的局面,IMS即IP多媒體系統(tǒng),是3GPP在2002年R5版本中首次提出的,旨在順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)IP化的發(fā)展趨勢,在移動分組域上構(gòu)建具備可管可控的能力的IP多媒體業(yè)務(wù)控制架構(gòu)?;谶@一標(biāo)準(zhǔn)化體系架構(gòu),還可以實(shí)現(xiàn)在移動網(wǎng)絡(luò)中提供更加豐富的移動多媒體業(yè)務(wù)。IMS在設(shè)計(jì)理念上結(jié)合了移動通信和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的優(yōu)點(diǎn),是一種基于SIP協(xié)議的全分布式、分層的架構(gòu)。IMS技術(shù)以其與接入無關(guān)性、完全的業(yè)務(wù)與控制分離的重要特點(diǎn)受到了國內(nèi)外的高度關(guān)注,并紛紛認(rèn)為IMS將成為網(wǎng)絡(luò)融合和核心控制層發(fā)展的重要技術(shù)方向之一。

        1 IMS技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

        國際上IMS相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織主要有3GPP、3GPP2、TISPAN和ITU-T,它們分別從不同的出發(fā)點(diǎn)對IMS進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,IMS的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都采用了分階段分版本的發(fā)布方式。目前IMS國際標(biāo)準(zhǔn)趨于統(tǒng)一,3GPP與TISPAN的Common IMS研究已經(jīng)合并,ITU-T的IMS架構(gòu)和理念也基本一致。

        (1)業(yè)務(wù)和應(yīng)用層:這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成中主要包括各種應(yīng)用服務(wù)器,IMS系統(tǒng)在這個(gè)體系中提供技術(shù)編程接口,為業(yè)務(wù)生成提供良好的技術(shù)環(huán)境,從而創(chuàng)建業(yè)務(wù)和維護(hù)系統(tǒng)。(2)會話控制層:作為IMS系統(tǒng)的控制核心,具備協(xié)議適配、呼叫處理、資源管理、業(yè)務(wù)代理等功能,同時(shí)能夠通過和其他系統(tǒng)的配合實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通功能。(3)媒體接入層:為IMS技術(shù)系統(tǒng)間的接入提供信令,實(shí)現(xiàn)媒體流的轉(zhuǎn)換,最終接入IMS系統(tǒng)。主要有信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)兩個(gè)組成部分,媒體網(wǎng)關(guān)借助中繼媒體網(wǎng)關(guān)、接入媒體網(wǎng)關(guān)、綜合接入3種設(shè)備接入不同業(yè)務(wù)。

        2 電力系統(tǒng)行政交換網(wǎng)現(xiàn)狀及其業(yè)務(wù)需求

        電力系統(tǒng)行政交換網(wǎng)是電力通信網(wǎng)的重要組成部分,為國家電網(wǎng)公司進(jìn)行行政管理工作提供基礎(chǔ)通信平臺,具體的通信服務(wù)包括電話、會議、視頻、傳真等,還能夠在電力系統(tǒng)通信設(shè)備發(fā)生故障時(shí),作為備用通信設(shè)備,確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

        2.1行政交換網(wǎng)當(dāng)前存在的主要問題

        (1)目前公司電路交換網(wǎng)沒有獨(dú)立的信令網(wǎng)和智能網(wǎng)平臺,也沒有統(tǒng)一設(shè)置的業(yè)務(wù)平臺,造成集中部署一號通、企業(yè)通信錄、語音識別等補(bǔ)充類增值業(yè)務(wù)困難;(2)省內(nèi)匯接交換設(shè)備普遍運(yùn)行時(shí)間較長,故障率較高,由于電路交換設(shè)備逐步停產(chǎn),設(shè)備供應(yīng)能力不足,導(dǎo)致后期擴(kuò)容和維護(hù)困難;(3)現(xiàn)網(wǎng)電路交換設(shè)備廠家型號過多,不利于統(tǒng)一網(wǎng)管部署和運(yùn)行維護(hù)管理;(4)已建軟交換設(shè)備缺少統(tǒng)一規(guī)劃,設(shè)備選型過多,對未來統(tǒng)一組網(wǎng)和整體演進(jìn)造成一定困難;(5)隨著原非直管縣公司逐步納入國網(wǎng)公司系統(tǒng),交換節(jié)點(diǎn)大幅增加,各省行政交換網(wǎng)對縣公司覆蓋不足的情況逐步顯現(xiàn),并且部分區(qū)域出現(xiàn)了號碼資源緊張的現(xiàn)象。

        2.2業(yè)務(wù)需求分析

        電力行政交換網(wǎng)面對生產(chǎn)管理、行政辦公、營銷服務(wù)、運(yùn)行檢修、應(yīng)急指揮等,分傳統(tǒng)通信業(yè)務(wù)和新業(yè)務(wù)兩個(gè)方面加以介紹和分析。

        通過對公司系統(tǒng)各單位的需求調(diào)研,傳統(tǒng)通信業(yè)務(wù)仍是各單位最大的需求。然而,對視頻通話、會議等多媒體業(yè)務(wù),以及短信、一號通等新業(yè)務(wù)的需求,也在行政辦公、生產(chǎn)管理等方面占據(jù)重要地位。

        行政交換網(wǎng)已經(jīng)到了由純語音電話交換網(wǎng)向多業(yè)務(wù)交換網(wǎng)演進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期,而數(shù)字電路交換機(jī)已無法滿足所有新業(yè)務(wù)需求,必須通過NGN網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。從電路交換機(jī)向NGN網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn),必須以無縫承接所有傳統(tǒng)交換業(yè)務(wù)為前提,建立統(tǒng)一規(guī)范開放的業(yè)務(wù)平臺,供各類新業(yè)務(wù)的統(tǒng)一部署。防止由于開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,造成業(yè)務(wù)管理和互聯(lián)互通的困難。另外,由于NGN交換網(wǎng)絡(luò)承載于IP數(shù)據(jù)網(wǎng),對IP承載網(wǎng)、接入網(wǎng)的負(fù)荷水平和網(wǎng)絡(luò)安全管理也提出了新的要求。

        電力骨干傳輸網(wǎng)在近年來得到不斷優(yōu)化,并且引入了波分IMS技術(shù),促進(jìn)了電力通信業(yè)務(wù)的融合。IMS技術(shù)能通過多種方案解決電力系統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題,將電力行業(yè)通信和信息化水平大大提高。與此同時(shí),IMS系統(tǒng)的便于擴(kuò)容的特性,能在已有辦公網(wǎng)絡(luò)和綜合布線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改善,可使部署成本和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用大大降低。

        3 IMS應(yīng)用在電力系統(tǒng)交換網(wǎng)中的技術(shù)方案

        3.1 行政交換網(wǎng)演進(jìn)策略

        隨著廠家的停止研發(fā)和生產(chǎn),電路交換設(shè)備已處于快速淘汰期,系統(tǒng)內(nèi)行政交換網(wǎng)擁有大量的老舊電路交換設(shè)備急需淘汰更新但也有不少部署時(shí)間在8年以內(nèi)的設(shè)備尚可繼續(xù)運(yùn)營。出于保護(hù)投資的目的,IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期應(yīng)不急于全面更新現(xiàn)網(wǎng)電路交換設(shè)備,可根據(jù)設(shè)備服務(wù)年限,廠家支撐維護(hù)力度等因素綜合考慮,制定電路交換設(shè)備退網(wǎng)計(jì)劃。

        IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期應(yīng)避免對現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模改造,保持現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。可先在某幾個(gè)省份試點(diǎn)建設(shè)IMS網(wǎng)絡(luò),通過與省匯接局的互連實(shí)現(xiàn)IMS域內(nèi)用戶與域外用戶的互通。為避免全國范圍內(nèi)與公網(wǎng)運(yùn)營商互聯(lián)互通的商務(wù)談判集中開展,IMS域內(nèi)用戶與公網(wǎng)之間的互通可利用現(xiàn)有互通接口不做調(diào)整,IMS網(wǎng)絡(luò)的部署無需與現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營商開設(shè)新增互聯(lián)接口,初期IMS網(wǎng)絡(luò)的部署中無需一次性將IM-MGW部署到位。IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期由于用戶規(guī)模較小,話務(wù)量不高,允許本地話務(wù)通過長途迂回的方式實(shí)現(xiàn)互通是較為經(jīng)濟(jì)和合理的方案。

        隨著電路交換接入局的不斷退網(wǎng),其用戶逐漸遷移至IMS網(wǎng)絡(luò),IMS的域外呼叫話務(wù)量將不斷增長,可以適時(shí)考慮IM-MGW的分步下沉,以減輕本地呼叫長途迂回所造成的傳輸壓力。

        IM-MGW作為中繼媒體網(wǎng)關(guān),主要的作用是對話務(wù)的TDM承載和IP承載的轉(zhuǎn)換,在PSTN網(wǎng)絡(luò)退網(wǎng)完成后,其作用僅作為與公網(wǎng)運(yùn)營商之間的互連接口。出于保護(hù)投資的目的,IMS建設(shè)過程中,不宜部署過多的IM-MGW,建議根據(jù)PSTN的退網(wǎng)進(jìn)程,適時(shí)推動以省為單位集中部署,通過省內(nèi)長途傳輸為各市州提供TDM接入。對于業(yè)務(wù)量特別大或業(yè)務(wù)級別特別高的市州,可以考慮部署單獨(dú)的MGW,以最大限度減少省內(nèi)長途傳輸鏈路中斷所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

        對于有公網(wǎng)出口的電路交換接入局、地市匯接局、省匯接局匯接局的退網(wǎng),可通過傳輸調(diào)度的方式將原互聯(lián)互通中繼電路割接至省際IM-MGW,由IMS網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)互聯(lián)互通的功能。

        3.2 IMS系統(tǒng)方案

        配置1套核心設(shè)備供全網(wǎng)使用,結(jié)合不同的業(yè)務(wù)需求,將各類接入網(wǎng)關(guān)配置在各接入點(diǎn)。

        (1)將1套IMS核心設(shè)備以及相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器以及網(wǎng)管系統(tǒng)等輔助設(shè)備配置在一級調(diào)度中心A中;(2)將1套中繼網(wǎng)關(guān)配置在二級調(diào)度中心B中,最終與PSTN公網(wǎng)互通;(3)在變電站C全站的接入方式為IP,因此在此處只需要配置IP話機(jī)或IP調(diào)度臺在值守崗位,不需要配置接入設(shè)備;(4)考慮采用傳統(tǒng)模擬接入變電站D,將4 套綜合接入設(shè)備配置在全站,將普通模擬話機(jī)布置在各值守、巡檢崗位;(5)綜合接入方式適用于辦公區(qū)域E,一些接入點(diǎn)具備IP話機(jī),可將其直接接入公司局域網(wǎng),針對一些接入底單只有模擬話機(jī)及傳真機(jī),可以接入點(diǎn)的數(shù)量為依據(jù)將1套接入媒體網(wǎng)關(guān)或綜合接入設(shè)備配置其中。

        為了實(shí)現(xiàn)各級端點(diǎn)間的業(yè)務(wù)互聯(lián),可以通過專網(wǎng)專線模式或者將廣域網(wǎng)接入其中的方式,傳輸帶寬設(shè)置要以業(yè)務(wù)需求為根據(jù)。

        3.3 IMS用戶接入

        IMS網(wǎng)絡(luò)支持固定接入、移動接入、互聯(lián)網(wǎng)等多種接入方式,支持IP PBX、IAD、AG、TDM PBX、SIP GW及IP電話、手機(jī)等多種接入用戶,各類接入用戶支持統(tǒng)一Centrex業(yè)務(wù)應(yīng)用。IAD、AG設(shè)備僅具備接入功能,可將POTS話機(jī)接入IMS網(wǎng)絡(luò)。IP PBX具備接入功能和內(nèi)部交換功能,同時(shí)具有增值業(yè)務(wù)能力,可滿足多種應(yīng)用需求。SIP GW僅具備接入能力,可下行提供E1中繼接口,將TDM PBX接入IMS網(wǎng)絡(luò)。

        基于國家電網(wǎng)實(shí)際情況,行政交換網(wǎng)用戶接入IMS網(wǎng)絡(luò)可采取解決方案AG/IAD接入方案:AG 設(shè)備容量較大,適合于各省公司或地市分公司辦公大樓、國家電網(wǎng)直屬單位(培訓(xùn)基地、研究單位等)以及下屬超高壓輸變電公司等單位,通常用戶接入容量大而集中(容量一般在100線以上)的場景。在這種場景下建議新建AG設(shè)備替換現(xiàn)有PSTN端局或直接擴(kuò)容新建AG,就可以滿足幾百到幾千或更大規(guī)模的雙絞線用戶接入。

        4 結(jié)語

        目前通信行業(yè)向著網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)多元化的方向發(fā)展,在電力系統(tǒng)交換網(wǎng)中應(yīng)用IMS技術(shù),能夠借助其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢確保電力通信的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。要想實(shí)現(xiàn)以IMS技術(shù)的應(yīng)用改善電力系統(tǒng)通信的業(yè)務(wù)能力,通過IMS技術(shù)多樣化的接入支持能力逐步優(yōu)化完善電力系統(tǒng)交換網(wǎng)的技術(shù)和產(chǎn)品,就需要在設(shè)計(jì)具體的IMS的應(yīng)用技術(shù)方案時(shí),追求科學(xué)合理,分階段分布實(shí)施,平滑的過渡到IMS網(wǎng)絡(luò)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]趙秉斌,羅建華,王華.IMS技術(shù)在電力系統(tǒng)交換網(wǎng)中的應(yīng)用[J].信息通信,2014(12).

        [2]任超,趙夏.試論IMS技術(shù)在甘肅省電力系統(tǒng)行政交換網(wǎng)中的應(yīng)用[J].通訊世界,2014(11).

        [3]王剛.IMS技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用前景分析[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(06).

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