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摘要：IMS （IP Multi-media Subsystem，IP多媒体子系统）是下一代网络的核心控制系统，也是业界公认的固定和移动融合网络技术。本文首先介绍了IMS系统的技术体制和网络特点;然后结合湖南电力的业务需求和用户规模及IMS承载網络带宽，提出了IMS技术的引入方案;最后，根据湖南电力实际情况，给出了IMS接入网改造的方案。
关键词：下一代网络（NGN）;电力通信;IMS
1、概述
随着国网公司“两个转变”和“三集五大”建设的开展，对湖南电力行政交换网的覆盖水平和业务要求不断提高，从而为坚强智能电网提供有力的通信保障。由于目前湖南电力行政交换网主要采用电路交换及软交换技术，存在行政电路交换机扩容能力差、后续支撑服务差、站点设备扩容成本高、网络层级较多、架构复杂的、业务单一等问题。因此，需要寻找降低网络成本、便于统一管理、开发新业务的技术新途径。
软交换和IMS是继电路交换技术后先后出现的两种下一代网络（NGN）交换技术，在公网和专网中已有大规模应用，是当前两种主流的交换技术体制，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，控制与承载分离，定位于传统窄带业务的IP分组化。
2、IMS系统
2.1技术体制
IMS是IP多媒体子系统（IP Multimedia Subsystem）的缩写，基于IP承载网，以SIP协议做为核心控制协议，提供与接入无关的IP多媒体业务控制能力。IMS是一个多媒体控制/呼叫控制平台，支持会话类和非会话类多媒体业务，核心特点是采用SIP协议，具有分布式特点、接入无关的特性和标准开放的业务控制接口。目前，IMS被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合，实现语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式，IMS是实现全面网络融合的必然选择，是下一代通信网络发展的方向。
2.2网络特点
IMS网络主要有以下几个特点：
（1）归属地控制：呼叫控制和业务控制都由归属网络完成，保证业务提供的一致性，易于实现私有业务扩展;
（2）业务提供能力：业务与控制完全分离，有利于灵活、快速的提供各种业务应用，更利于业务融合，实现开放的业务提供模式;
（3）安全机制：多种安全接入机制共存，部署安全域间信令保护机制，部署网络拓扑隐藏机制;
（4）统一策略控制：统一的QoS和计费策略控制机制。
3、湖南电力用户业务需求和规模预测
3.1业务需求
（1）现网业务及继承
目前，湖南电力行政交换网提供的业务主要包括基础及补充业务和平台类业务。
经过现网调研，需要继承的业务情况如下：
1）基本业务及补充业务功能均需要继承，由IMS网络的MMTel业务平台来实现;
2）对于现网的电话会议业务，将平台割接到IMS网络，实现业务承接。
（2）宽带多媒体业务需求分析
宽带多媒体业务主要包括：视频电话业务及补充业务、视频会议、短信/彩信互通、网络传真业务、视频点播功能、即时通信、电子白板、桌面共享、文档共享、点击拨号、企业通信录、业务自服务门户网站等。
从调研情况可以看出，用户对提升办公沟通效率的业务应用类，如即时通信、企业通讯录等需求较高。
3.2用户规模预测
由于湖南电力行政交换网总体用户数趋于稳定，建议用户规模按年增长率2%（为一般行业专网的经验预估值）进行”十三五”规划期内的用户规模预测。湖南电力行政交换网现有用户数约为10万，经过测算，到规划期末预计用户数约为11万。
4、IMS技术在湖南电力应用的引入方案
结合IMS系统的特点，湖南电力IMS行政交换网采用省一级平台扁平化网络架构模式，IMS核心网主节点选用湖南省电力公司，容灾节点选用湖南电力数据通信网第二汇聚点张家界供电公司，利用数据通信网进行业务承载。
4.1 IMS技术在湖南电力应用的总体架构
湖南电力IMS核心网采用异地1+1互备容灾方式，2套核心设备同时运行业务，主节点和容灾节点采用负荷分担运行模式，一旦主节点或备节点发生故障时，另一套系统能承接全网业务。
IMS核心网的容灾主要通过利用网元之间的协议传送心跳实现，一旦网元之间心跳异常，则一方网元即认为链路或对端网元出现了问题，容灾机制启动，一方网元将和对端备份网元进行联系。在IMS网络中，心跳分为应用层心跳和传送层心跳两种，网元间的应用层消息包括SIP、H.248、Diameter和DNS/ENUM协议，其各自可启用心跳机制。
4.2号码资源
（1）行政交换网E.164号码方案
湖南电力IMS行政交换网电话号码编号遵循《电力系统自动交换电话网技术规范》（DL/T 598-2010），采用9位电力系统统一编号方式，原则上仍保留原局向号，满足等位拨号互通的要求，省内不同交换局之间互拨均采用7位号码，同一交换局用户之间互拨采用4位号码。
（2）IMS SIP标识分配
每个IMS用户应分配1个IMPI、一个或多个IMPU，IMPU包含1个E.164的TEL URI和至少1个与之对应的SIP URI，其中SIP URI的用户名部分与TEL URI的E.164号码相同。TEL URL中的E.164号码应沿用国家电网公司现有行政交换网的9位号码。
4.3业务平台
湖南电力IMS行政交换网的基本呼叫业务功能和部分地区依托软交换系统开展了一号通业务、个性化振铃、号码簿等增值业务通过MMTEL AS平台实现。
5、IMS接入网改造
IMS接入网改造主要包括省内各类型节点用户的接入方式选择、用户割接、网络承载、中继割接等内容。根据湖南电力本省实际情况，各类型节点的典型接入方案具体如下：
接入方式选择要根据用户的业务需求和现有资源的情况，优先采用IAD+POTS方式，根据实际情况可适当采用SIP话机方式，具体建议如下：
1）布线系统如能进行改造，应改造现有的布线系统，在楼层安装IAD设备，采用IAD+POTS方式，根据需要部署SIP话机。
2）如无法在楼层安装IAD，在通信机房安装IAD/AG设备，采用IAD+POTS方式。
3）在办公楼可根据实际情况适当部署SIP话机。
4）变电站、供电所、营业厅等采用IAD+POTS方式，由信息内网承载。
6、结论
本文将IMS技术引入了湖南电力行政交换网，搭建了湖南电力行政交换网的省一级平台扁平化网络架构。根据用户规模和业务需求，分别计算了核心网的容量配置，继承了现网部分业务，并实现了需求度较高的宽带多媒体业务。
参考文献：
[1]3GPP TS23.002 v6.7.0（2005-03）：Network Archiecture（Release 6）.
[2]3GPP Technical Specification TS 23.228， version 5.13.0. IP Multimedia（IM） Subsystem[C].stage2，2004.
[3]孔松，张力军.基于IMS的下一代网络融合架构研究[J].邮电设计技术，2006（2）：27-31.
[4]赵慧玲.下一代电信网络技术的发展趋势及演进策略[J].电信网技术，2001（1）：13-17.
[5]郎为民.下一代网络技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2006：16-18.
作者简介：罗静玉 1978.10，女，湖南邵东人，2001年毕业于南京工程学院，目前主要研究方向为电力系统通信。
关键词：下一代网络（NGN）;电力通信;IMS
1、概述
随着国网公司“两个转变”和“三集五大”建设的开展，对湖南电力行政交换网的覆盖水平和业务要求不断提高，从而为坚强智能电网提供有力的通信保障。由于目前湖南电力行政交换网主要采用电路交换及软交换技术，存在行政电路交换机扩容能力差、后续支撑服务差、站点设备扩容成本高、网络层级较多、架构复杂的、业务单一等问题。因此，需要寻找降低网络成本、便于统一管理、开发新业务的技术新途径。
软交换和IMS是继电路交换技术后先后出现的两种下一代网络（NGN）交换技术，在公网和专网中已有大规模应用，是当前两种主流的交换技术体制，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，控制与承载分离，定位于传统窄带业务的IP分组化。
2、IMS系统
2.1技术体制
IMS是IP多媒体子系统（IP Multimedia Subsystem）的缩写，基于IP承载网，以SIP协议做为核心控制协议，提供与接入无关的IP多媒体业务控制能力。IMS是一个多媒体控制/呼叫控制平台，支持会话类和非会话类多媒体业务，核心特点是采用SIP协议，具有分布式特点、接入无关的特性和标准开放的业务控制接口。目前，IMS被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合，实现语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式，IMS是实现全面网络融合的必然选择，是下一代通信网络发展的方向。
2.2网络特点
IMS网络主要有以下几个特点：
（1）归属地控制：呼叫控制和业务控制都由归属网络完成，保证业务提供的一致性，易于实现私有业务扩展;
（2）业务提供能力：业务与控制完全分离，有利于灵活、快速的提供各种业务应用，更利于业务融合，实现开放的业务提供模式;
（3）安全机制：多种安全接入机制共存，部署安全域间信令保护机制，部署网络拓扑隐藏机制;
（4）统一策略控制：统一的QoS和计费策略控制机制。
3、湖南电力用户业务需求和规模预测
3.1业务需求
（1）现网业务及继承
目前，湖南电力行政交换网提供的业务主要包括基础及补充业务和平台类业务。
经过现网调研，需要继承的业务情况如下：
1）基本业务及补充业务功能均需要继承，由IMS网络的MMTel业务平台来实现;
2）对于现网的电话会议业务，将平台割接到IMS网络，实现业务承接。
（2）宽带多媒体业务需求分析
宽带多媒体业务主要包括：视频电话业务及补充业务、视频会议、短信/彩信互通、网络传真业务、视频点播功能、即时通信、电子白板、桌面共享、文档共享、点击拨号、企业通信录、业务自服务门户网站等。
从调研情况可以看出，用户对提升办公沟通效率的业务应用类，如即时通信、企业通讯录等需求较高。
3.2用户规模预测
由于湖南电力行政交换网总体用户数趋于稳定，建议用户规模按年增长率2%（为一般行业专网的经验预估值）进行”十三五”规划期内的用户规模预测。湖南电力行政交换网现有用户数约为10万，经过测算，到规划期末预计用户数约为11万。
4、IMS技术在湖南电力应用的引入方案
结合IMS系统的特点，湖南电力IMS行政交换网采用省一级平台扁平化网络架构模式，IMS核心网主节点选用湖南省电力公司，容灾节点选用湖南电力数据通信网第二汇聚点张家界供电公司，利用数据通信网进行业务承载。
4.1 IMS技术在湖南电力应用的总体架构
湖南电力IMS核心网采用异地1+1互备容灾方式，2套核心设备同时运行业务，主节点和容灾节点采用负荷分担运行模式，一旦主节点或备节点发生故障时，另一套系统能承接全网业务。
IMS核心网的容灾主要通过利用网元之间的协议传送心跳实现，一旦网元之间心跳异常，则一方网元即认为链路或对端网元出现了问题，容灾机制启动，一方网元将和对端备份网元进行联系。在IMS网络中，心跳分为应用层心跳和传送层心跳两种，网元间的应用层消息包括SIP、H.248、Diameter和DNS/ENUM协议，其各自可启用心跳机制。
4.2号码资源
（1）行政交换网E.164号码方案
湖南电力IMS行政交换网电话号码编号遵循《电力系统自动交换电话网技术规范》（DL/T 598-2010），采用9位电力系统统一编号方式，原则上仍保留原局向号，满足等位拨号互通的要求，省内不同交换局之间互拨均采用7位号码，同一交换局用户之间互拨采用4位号码。
（2）IMS SIP标识分配
每个IMS用户应分配1个IMPI、一个或多个IMPU，IMPU包含1个E.164的TEL URI和至少1个与之对应的SIP URI，其中SIP URI的用户名部分与TEL URI的E.164号码相同。TEL URL中的E.164号码应沿用国家电网公司现有行政交换网的9位号码。
4.3业务平台
湖南电力IMS行政交换网的基本呼叫业务功能和部分地区依托软交换系统开展了一号通业务、个性化振铃、号码簿等增值业务通过MMTEL AS平台实现。
5、IMS接入网改造
IMS接入网改造主要包括省内各类型节点用户的接入方式选择、用户割接、网络承载、中继割接等内容。根据湖南电力本省实际情况，各类型节点的典型接入方案具体如下：
接入方式选择要根据用户的业务需求和现有资源的情况，优先采用IAD+POTS方式，根据实际情况可适当采用SIP话机方式，具体建议如下：
1）布线系统如能进行改造，应改造现有的布线系统，在楼层安装IAD设备，采用IAD+POTS方式，根据需要部署SIP话机。
2）如无法在楼层安装IAD，在通信机房安装IAD/AG设备，采用IAD+POTS方式。
3）在办公楼可根据实际情况适当部署SIP话机。
4）变电站、供电所、营业厅等采用IAD+POTS方式，由信息内网承载。
6、结论
本文将IMS技术引入了湖南电力行政交换网，搭建了湖南电力行政交换网的省一级平台扁平化网络架构。根据用户规模和业务需求，分别计算了核心网的容量配置，继承了现网部分业务，并实现了需求度较高的宽带多媒体业务。
参考文献：
[1]3GPP TS23.002 v6.7.0（2005-03）：Network Archiecture（Release 6）.
[2]3GPP Technical Specification TS 23.228， version 5.13.0. IP Multimedia（IM） Subsystem[C].stage2，2004.
[3]孔松，张力军.基于IMS的下一代网络融合架构研究[J].邮电设计技术，2006（2）：27-31.
[4]赵慧玲.下一代电信网络技术的发展趋势及演进策略[J].电信网技术，2001（1）：13-17.
[5]郎为民.下一代网络技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2006：16-18.
作者简介：罗静玉 1978.10，女，湖南邵东人，2001年毕业于南京工程学院，目前主要研究方向为电力系统通信。