羅松 中國信息通信研究院通信標準研究所高級工程師

蘇曉旭 中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司系統(tǒng)裝備部綜合處副處長

國家電網(wǎng)公司IMS行政交換網(wǎng)業(yè)務發(fā)展需求和展望＊

羅松 中國信息通信研究院通信標準研究所高級工程師

蘇曉旭 中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司系統(tǒng)裝備部綜合處副處長

目前，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)選擇IMS作為其下一代行政交換網(wǎng)演進方向。本文從國家電網(wǎng)公司行政交換網(wǎng)業(yè)務現(xiàn)狀出發(fā)，分析了國家電網(wǎng)公司IMS行政交換網(wǎng)業(yè)務發(fā)展需求和面臨的挑戰(zhàn)；結合IMS技術特點和能夠提供的業(yè)務能力，提出了國家電網(wǎng)公司IMS業(yè)務發(fā)展的展望。

國家電網(wǎng)公司 IMS 發(fā)展

1 引言

伴隨著通信技術的飛速發(fā)展，我國話音網(wǎng)絡經(jīng)歷了技術發(fā)展的3個主要階段：

●20世紀80年代末～90年代，是程控交換技術為核心的電話網(wǎng)飛速發(fā)展階段。

●從21世紀開始，軟交換技術逐漸為我國各大運營商全面促進電話網(wǎng)規(guī)模轉型的主流技術。

●從2008年開始，我國通信企業(yè)開始研究部署IMS技術，表明我國通信網(wǎng)的技術水平、智能化程度邁上了一個新臺階。

相對于公網(wǎng)交換技術的不斷變化，國家電網(wǎng)公司交換網(wǎng)技術保持基本穩(wěn)定。經(jīng)過了近30年發(fā)展，公司已經(jīng)建成了滿足電力分層分區(qū)調度和各級行政辦公要求，覆蓋全國范圍的電路交換網(wǎng)絡，并為電網(wǎng)生產(chǎn)調度指揮、日常行政辦公提供了優(yōu)質的語音、傳真等通信服務。隨著交換技術的發(fā)展，國家電網(wǎng)公司也將IMS技術作為行政交換網(wǎng)的演進方向，而國家電網(wǎng)公司行政交換網(wǎng)也面臨業(yè)務選擇、業(yè)務部署和業(yè)務發(fā)展等一系列挑戰(zhàn)。

2 國家電網(wǎng)公司行政交換網(wǎng)業(yè)務現(xiàn)狀和發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

現(xiàn)階段國家電網(wǎng)公司行政交換網(wǎng)主要面對生產(chǎn)管理、行政辦公、營銷服務、運行檢修、應急指揮等系統(tǒng)需求，利用電路交換網(wǎng)絡提供業(yè)務，主要提供的業(yè)務可分為基礎業(yè)務和補充業(yè)務。

●基礎業(yè)務包括語音通話、直撥呼入、外線直撥、總機話務臺、傳真、網(wǎng)管計費等。

●補充業(yè)務包括來電顯示、縮位撥號、熱線撥號、遇忙回叫、呼叫等待、呼叫限制、免打擾、呼前轉移、呼叫代答、通話轉接、鬧鐘服務、多方通話、語音信箱、電話會議、電話錄音等業(yè)務。

以上大部分業(yè)務通過數(shù)字程控交換機可直接實現(xiàn)。此外，電話會議通常采用電話會議匯接機實現(xiàn)；電話錄音功能則通過配置錄音系統(tǒng)，通過模擬并線或者2M數(shù)字中繼錄音方式實現(xiàn)。

而隨著交換網(wǎng)技術的發(fā)展，國家電網(wǎng)公司行政交換網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)：

（1）產(chǎn)業(yè)鏈整體升級導致現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務難以長期保持

目前，行政交換在網(wǎng)業(yè)務主要為電話、傳真、錄音和少量的電話會議為主。隨著IMS技術的日益發(fā)展，公網(wǎng)的交換技術已經(jīng)逐步升級到IMS技術體制下，多數(shù)廠商已經(jīng)或準備停止生產(chǎn)電路交換設備。國家電網(wǎng)公司交換設備隨著使用年限的增長，運行維護問題將會凸顯，現(xiàn)有業(yè)務難以維繼。

（2）電路交換技術難以滿足國家電網(wǎng)公司管理體制變革帶來的新業(yè)務發(fā)展需求

隨著公司“三集五大”管理體系推進，“人、財、物”等生產(chǎn)要素的集約化管理，體現(xiàn)在人員協(xié)作、數(shù)據(jù)關聯(lián)、流程銜接與應用整合等方面的高度協(xié)同配合，對交換網(wǎng)的業(yè)務類型及業(yè)務流程等都提出了更新的要求，而電路交換技術對協(xié)同通信、視頻通話、一號通、調度員身份鑒權、多媒體調度等新業(yè)務的支持能力較差，迫切需要引進IP分組交換技術的滿足公司業(yè)務發(fā)展需求。

（3）多技術體制并存導致交換網(wǎng)技術發(fā)展演進路線難以選擇

軟交換與IMS是下一代交換網(wǎng)發(fā)展進程中深受矚目的兩項技術。軟交換已經(jīng)具備替代電路交換設備的能力，靈活提供業(yè)務的能力、商用成熟性已經(jīng)得到驗證。IMS繼承了軟交換的主要特點：實現(xiàn)控制和媒體分離；實現(xiàn)業(yè)務和網(wǎng)絡分離；提供智能終端接入；提供開放業(yè)務環(huán)境。同時，IMS提供了基于全IP固定和無線寬帶接入應用的理想FMC架構，是網(wǎng)絡融合的發(fā)展方向。國家電網(wǎng)公司行政交換網(wǎng)在從電路交換向下一代交換網(wǎng)絡技術演進過程中，面臨軟交換和IMS兩種技術體制，需要從技術成熟度與發(fā)展趨勢等多方面進行權衡，增加了技術路線演進的選擇難度。

（4）公網(wǎng)通信技術在專網(wǎng)中應用面臨的挑戰(zhàn)

我國的電信網(wǎng)由公網(wǎng)和專網(wǎng)組成，專網(wǎng)服務于行業(yè)信息化和應急通信等專業(yè)通信領域，以保障安全生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率。應用于專網(wǎng)的通信技術和公網(wǎng)相比具有以下特點：

●與公網(wǎng)技術的發(fā)展突飛猛進相比，專網(wǎng)的技術明顯落后。由于受專網(wǎng)自身發(fā)展規(guī)模的影響，專網(wǎng)通信基本上采用“跟蹤－引進”方式，待公網(wǎng)通信技術發(fā)展成熟后“移植”到專網(wǎng)?！按蠖钡墓W(wǎng)通信體系架構和多樣化業(yè)務，為滿足專網(wǎng)的管理體系和行業(yè)業(yè)務的特征，面臨業(yè)務“裁剪”和特色業(yè)務的二次開發(fā)。

●電力關乎國家能源安全，電力通信專網(wǎng)的安全性和保密性更高，必須具備比較完備的安全防護體系和安全防護能力。

●公網(wǎng)通信采用開放式的體系架構，具有固定、移動等多種接入方式，呈現(xiàn)便捷性和靈活性。當采用通信專網(wǎng)承載業(yè)務時，其安全性和靈活性難以平衡。

3 IMS提供的業(yè)務類型和業(yè)務能力

IMS（IPMultimediaSubsystem）是3GPP（第三代合作伙伴計劃）在R5版本中提出的提供IP多媒體業(yè)務的交換網(wǎng)技術。IMS實現(xiàn)了承載層、控制層、業(yè)務層互相分離，承載層主要完成IMS信令及媒體流量的承載和路由選擇；控制層主要完成呼叫控制、用戶管理、業(yè)務觸發(fā)、資源控制、網(wǎng)絡互通；業(yè)務層可細分為業(yè)務能力層和應用層，其中業(yè)務能力層主要提供各種各樣的業(yè)務能力。目前，IMS能夠提供的業(yè)務類型可分為：

（1）傳統(tǒng)電話及話音增強業(yè)務，包括基本語音呼叫、補充、傳真、智能網(wǎng)、語音會議、IPCentrex、一號通、點擊撥號業(yè)務等。

（2）多媒體呼叫基本及補充業(yè)務，包括視頻基本呼叫和補充、視頻會議、多媒體彩鈴、多媒體彩振業(yè)務等。

（3）多媒體增強業(yè)務，包括富通信、PoC、統(tǒng)一通信（UC）、視頻共享、WebRTC業(yè)務等。

在業(yè)務提供方式上，標準的IMS業(yè)務實現(xiàn)方式有兩種，即應用服務器方式和第三方提供方式。IMS網(wǎng)絡除了實現(xiàn)承載和控制分離外，業(yè)務和呼叫控制也做到了進一步的分離。負責呼叫路由的實體基本不處理業(yè)務，業(yè)務邏輯存儲在應用服務器中。不同的業(yè)務可能采用不同的應用服務器。為了吸引業(yè)界更多的軟件廠商和業(yè)務提供商利用電信網(wǎng)絡的資源提供更多更豐富的業(yè)務，IMS引入了API技術，將電信網(wǎng)內(nèi)復雜的網(wǎng)絡結構和網(wǎng)絡協(xié)議進行屏蔽，并將電信網(wǎng)的資源和能力抽象成具體的API，并開放給業(yè)務開發(fā)者。業(yè)務開發(fā)者通過靈活地調用這些API開發(fā)出具體的業(yè)務。

在業(yè)務開發(fā)和部署方面，由于IMS提供寬帶多媒體業(yè)務的種類更加豐富，終端能力更強，同時需要實現(xiàn)多業(yè)務嵌套，使得IMS業(yè)務開發(fā)的難度較大，但業(yè)務能力靈活，功能較強。IMS業(yè)務部署采取集中方式，在IMS網(wǎng)絡中新部署業(yè)務時，需要改造或新增應用服務器，并且在HSS、AS上配置數(shù)據(jù)，不需要對CSCF等控制實體進行改造，在大規(guī)模網(wǎng)絡下開展新業(yè)務時升級的成本較小，部署也比較容易。

在業(yè)務能力開放方面，IMS技術已經(jīng)成為各標準化組織研究網(wǎng)絡融合和業(yè)務融合的基礎，并被認為是成為實現(xiàn)固定移動融合的核心控制層技術。同時，由于IMS體系業(yè)務能力引擎標準化，網(wǎng)絡層與業(yè)務層接口協(xié)議的標準化，使得IMS的業(yè)務開放性更為突出。

4 國家電網(wǎng)公司業(yè)務發(fā)展需求和IMS業(yè)務展望

“十二五”期間，國網(wǎng)公司發(fā)展方式和電網(wǎng)發(fā)展方式的轉變所帶來的業(yè)務新特征和對信息通信系統(tǒng)新的要求，以及新通信技術的不斷涌現(xiàn)，給IMS行政網(wǎng)業(yè)務發(fā)展帶來新的需求。

（1）電網(wǎng)業(yè)務新的特征導致數(shù)據(jù)類業(yè)務成為發(fā)展主流，要求交換網(wǎng)技術滿足業(yè)務發(fā)展

伴隨著智能電網(wǎng)與公司現(xiàn)代化建設的展開，電網(wǎng)業(yè)務應用特征發(fā)生了較大變化，除傳統(tǒng)生產(chǎn)調度業(yè)務特征基本沒有變化外，數(shù)據(jù)業(yè)務應用呈爆發(fā)式增長，對整體通信網(wǎng)帶寬的貢獻成為主流，占據(jù)主要位置。同時，業(yè)務應用的轉型會給通信網(wǎng)在網(wǎng)絡結構、網(wǎng)絡覆蓋范圍等方面帶來新的變化。以三華同步特高壓電網(wǎng)為主干架電網(wǎng)的形成，通信網(wǎng)的結構將呈現(xiàn)出層次化、扁平化、一體化多功能的顯著特征。因此，下一代交換網(wǎng)的網(wǎng)絡結構也隨著應用的變化向著進一步扁平化、區(qū)域化、層級化的方向發(fā)展。

（2）網(wǎng)絡技術推動交換網(wǎng)向融合化、寬帶化、功能層次化方向發(fā)展

優(yōu)質網(wǎng)絡是電網(wǎng)企業(yè)轉型的根基。作為電網(wǎng)信息和通信技術支撐作用的電力通信網(wǎng)，需要堅強、優(yōu)質和覆蓋全面的網(wǎng)絡資產(chǎn)，更好地服務于電網(wǎng)的發(fā)展。隨著信息通信技術的發(fā)展，新的技術不斷引入，網(wǎng)絡不斷向融合化、寬帶化、智能化、布局扁平化、功能層次化、業(yè)務靈活化多樣化的方向發(fā)展?！笆濉逼陂g，電力通信網(wǎng)絡技術融合的主要內(nèi)涵是高層業(yè)務應用的融合，表現(xiàn)為技術上相互吸收并逐漸趨向一致，業(yè)務上相互滲透和交叉；網(wǎng)絡層次上實現(xiàn)互聯(lián)互通;應用層上使用統(tǒng)一的通信協(xié)議，嚴格保障業(yè)務服務質量。業(yè)務層應建立靈活、開放、融合、可信的業(yè)務提供平臺，其中涉及API、融合業(yè)務平臺等技術；控制層應形成業(yè)務、控制、承載分離的、統(tǒng)一的網(wǎng)絡結構；承載層要建成統(tǒng)一的、可控能控的、多業(yè)務的IP承載平臺;終端網(wǎng)絡層將實現(xiàn)多業(yè)務融合、個性化、智能、低成本的終端網(wǎng)絡，包括家庭網(wǎng)絡、融合終端、傳感器網(wǎng)絡等。

（3）在業(yè)務運維方面，從分離、單一的運營模式向多網(wǎng)絡綜合運營轉變

業(yè)務運行方式的轉型是通過多網(wǎng)融合、多終端、多業(yè)務的融合和產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，從過去單一提供語音業(yè)務轉向提供綜合信息服務，由單一類型網(wǎng)絡運行向全業(yè)務網(wǎng)運營轉變，從而促使電力通信重新定位，從根本上改變傳統(tǒng)業(yè)務提供方式，尋求新的發(fā)展道路，努力建立一種面向新環(huán)境的運營模式，使通信運行管理實現(xiàn)跨越式發(fā)展。這就要求電力通信網(wǎng)具有更高的綜合接入能力及實時性保障，具備更高的網(wǎng)絡生存性及業(yè)務恢復能力，業(yè)務覆蓋范圍貫穿電網(wǎng)管理的各個環(huán)節(jié)，使業(yè)務提供手段進一步加強。

為了滿足國家電網(wǎng)公司業(yè)務發(fā)展需求，在IMS行政網(wǎng)部署之后，需要針對國網(wǎng)需求進行業(yè)務創(chuàng)新?；贗MS的諸如基建工地現(xiàn)場監(jiān)控、線路巡檢等特色業(yè)務，其業(yè)務特征表現(xiàn)為跟國家電網(wǎng)公司各個部門具體的辦公流程緊密耦合，需要結合國家電網(wǎng)公司不同部門的具體辦公場景業(yè)務需求，基于IMS的語音、消息、多媒體的承載及控制能力進行定制化開發(fā)。

國家電網(wǎng)公司IMS行政交換網(wǎng)可提供的特色業(yè)務包括但不限于：

（1）現(xiàn)場監(jiān)控業(yè)務、移動辦公等與移動公網(wǎng)互通的業(yè)務

●現(xiàn)場監(jiān)控業(yè)務

在基建工地，使用視頻通話能夠通過運營商公網(wǎng)與專網(wǎng)內(nèi)的終端實現(xiàn)互通，實現(xiàn)對地處于專網(wǎng)無法覆蓋的基建工地區(qū)域進行視頻監(jiān)控。

●線路巡檢業(yè)務

線路巡檢一般路線較長，在巡檢過程中專網(wǎng)無法覆蓋。通過對巡檢情況的監(jiān)控信息傳遞，能夠實時獲取巡檢信息，并減少巡檢時攜帶不便或非必需設備的配備，充分利用或改造個人手機終端及統(tǒng)一終端來實現(xiàn)擴展業(yè)務。

●移動辦公業(yè)務

在人員出差、外出等情況下，通過個人手機能夠連接到公司專網(wǎng)交換網(wǎng)，完成必要的電話、視頻、統(tǒng)一通信等移動辦公功能。

（2）基于Web的專網(wǎng)業(yè)務延伸覆蓋

通過IMS行政交換網(wǎng)解決目前國家電網(wǎng)公司電力語音交換網(wǎng)覆蓋不到的單位語音通話問題。目前，由于電網(wǎng)部分單位地理位置偏遠，通信鏈路不暢，導致長期與電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部打電話難，下一代交換網(wǎng)可通過Web為偏遠的農(nóng)電所或營業(yè)所提供與電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部打電話、發(fā)短信的業(yè)務，實現(xiàn)固話接入。

（3）按需視頻共享業(yè)務

●一對一視頻共享

該業(yè)務能夠解決在資產(chǎn)管理、應急搶修遠程視頻協(xié)助等情況下的現(xiàn)有視頻系統(tǒng)無法覆蓋的問題。在一些突發(fā)情況下，該業(yè)務能夠實現(xiàn)快速視頻能力的提供，不受限于已經(jīng)專門建立的視頻會議系統(tǒng)。該業(yè)務能夠在提供專網(wǎng)固定寬帶和WLAN覆蓋的環(huán)境下提供，同時為了實現(xiàn)業(yè)務的便攜性，可采用IPAD等新型終端，按需建立視頻監(jiān)控。

●一對多視頻共享

在一些大型會議，或對于一些熱點地區(qū)，可以提供一對多視頻共享業(yè)務，向多個用戶同時提供同樣的視頻畫面。

（4）交換業(yè)務本地自存活

隨著下一代交換網(wǎng)技術的應用和網(wǎng)絡的部署，原有電路交換網(wǎng)將向著扁平化的網(wǎng)絡架構演進。隨著處理能力的提升，很多本地網(wǎng)的交換能力需要集中到省中心或大區(qū)中心進行處理。在這種情況下，交換網(wǎng)的組織架構將與現(xiàn)有行政機構的設置并不一致。在大的調度節(jié)點或重要交換點配置本業(yè)務功能，能夠解決上級交換設備無法工作（如主備交換設備同時故障，或地震、水災等地質災害導致無法工作），導致下級多個接入設備之間無法提供業(yè)務的問題。

5 結束語

任何技術體制的發(fā)展都是以業(yè)務需求為根本驅動力。國家電網(wǎng)公司交換網(wǎng)采用的IMS技術體制應該以能夠更好滿足行政辦公等各項業(yè)務的需求為最終目標，既不能為了技術的發(fā)展而演進，也不能錯過利用更先進交換技術提供便捷、豐富業(yè)務的機遇。因此，國家電網(wǎng)公司IMS行政交換網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展應以需求為出發(fā)點，在充分理解IMS技術特征的基礎上，根據(jù)專網(wǎng)業(yè)務特點對IMS提供的業(yè)務進行二次創(chuàng)新，充分發(fā)揮先進交換技術的能力，同時借助公眾通信網(wǎng)較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈能力，面向國網(wǎng)公司業(yè)務需求和標準工作流程聚類公司內(nèi)部通信需求，使得IMS網(wǎng)絡提供的通信業(yè)務與國網(wǎng)公司的專業(yè)業(yè)務結合，進一步提升生產(chǎn)和管理效率。

Requirement and Outlook of SGCCIMSAdministrative ExchangeNetwork

At present, the State Grid Corp of China(SGCC) has selectedIMSas the evolution direction of its administrative exchange network. This article analyzes the requirements and challenges ofSGCC’sIMSadministrative exchange network service based on the current service status.And according to the characteristics and the service abilities ofIMS technology, it also provides the future outlook ofSGCC’sIMSservice development.

SGCC, IMS, development

2015-05-20）

國家電網(wǎng)公司科學技術項目（下一代行政/調度交換網(wǎng)技術體制及演進技術研究）資助