lMS技術(shù)下的電力調(diào)度交換系統(tǒng)整體設計

周文婷，張海波，喬涵，康齡泰，祁彥慶

(國網(wǎng)新疆電力有限公司信息通信公司，新疆烏魯木齊，830000)

0 引言

本文將會針對IMS技術(shù)進行分析，對電力交換系統(tǒng)網(wǎng)進行分析，探討IMS技術(shù)在電力交換系統(tǒng)網(wǎng)中的應用，給電力交換網(wǎng)的提升帶來的幫助。

1 IMS技術(shù)分析

1.1 IMS技術(shù)概念

IMS技術(shù)是構(gòu)建IP網(wǎng)絡的重要技術(shù)，也是建立電力交換系統(tǒng)網(wǎng)的基礎，它是一種支持多種業(yè)務、IP的移動性分組網(wǎng)技術(shù)。IMS可以支持多媒體形式的業(yè)務技術(shù)，為不斷變化的終端客戶提供服務，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)客戶資源和網(wǎng)絡資源綜合配置，提高網(wǎng)絡的智能性，促進電力系統(tǒng)的快速可持續(xù)發(fā)展[1]。在電力系統(tǒng)設計中，IMS技術(shù)的應用，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)通信架構(gòu)的建設，為電力企業(yè)進行商業(yè)擴展有很大幫助，同時也為電力信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了相應空間。

1.2 IMS系統(tǒng)功能

IMS技術(shù)可以實現(xiàn)對控制層功能的分解，其中包括：MGCF和CSCFO兩個部分，可以實現(xiàn)模塊功能的細化，從而提高電力系統(tǒng)的通信質(zhì)量。IMS技術(shù)可以與承載分類、控制、業(yè)務水平框架結(jié)合，為用戶提供更好的服務。IMS系統(tǒng)可以與核心網(wǎng)絡進行連接，處理WCDMA和GSM/GPRS技術(shù)以外，IMS系統(tǒng)也能利用WLAN中SIPProxy實現(xiàn)技術(shù)連接。另外，IMS系統(tǒng)可以實現(xiàn)電路交換網(wǎng)和ISDN/PSTN進行連接。

2 電力交換系統(tǒng)網(wǎng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀

電力交換系統(tǒng)網(wǎng)是電力企業(yè)系統(tǒng)發(fā)展的基礎，它是有電力系統(tǒng)中的服務通信功能構(gòu)成。電力交換系統(tǒng)網(wǎng)與自動調(diào)度系統(tǒng)、穩(wěn)定安全控制系統(tǒng)工程電力系統(tǒng)的重要支柱部分。而通信系統(tǒng)是自動調(diào)度和安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)建設的基礎。電力交換網(wǎng)是為電力企業(yè)提供生產(chǎn)、運營、管理和控制服務的。

電力企業(yè)服務中主要業(yè)務包括：數(shù)據(jù)業(yè)務、語音業(yè)務、多媒體視頻業(yè)務等，這些業(yè)務都是由網(wǎng)絡承載系統(tǒng)構(gòu)成。在實際應用中，會因為較多業(yè)務影響，造成電力企業(yè)綜合系統(tǒng)服務連接能力不強，同時增加系統(tǒng)網(wǎng)絡運維成本，提高網(wǎng)絡資源使用率，對電力企業(yè)的發(fā)展具有一定阻礙性。目前，建立電力交換系統(tǒng)網(wǎng)主要是構(gòu)建程控交換系統(tǒng)，這種模式系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。但是，在實際用中，程控交換系統(tǒng)功能沒有完全得到發(fā)揮，一般都是進行普通的語音業(yè)務服務。這與現(xiàn)代用戶對多樣化業(yè)務電力企業(yè)服務需求不符，另外，因為程控交換系統(tǒng)維護難度大、線路復雜、維護成本高等因素，影響阻礙了電力企業(yè)的發(fā)展。電力系統(tǒng)業(yè)務主要包括：屬于業(yè)務、語音業(yè)務、多媒體視頻業(yè)務等，目前這些業(yè)務均可以實現(xiàn)不同網(wǎng)絡承載傳輸，能夠與行政/調(diào)度電話交換網(wǎng)、專線網(wǎng)、廣域網(wǎng)等業(yè)務進行連接，這樣會造成電力系統(tǒng)綜合接入服務能力變差，出現(xiàn)復雜配置管理等問題。在電網(wǎng)中通信系統(tǒng)是重要的神經(jīng)系統(tǒng)，電力通信功能可以實現(xiàn)電網(wǎng)商業(yè)化運營、自動化控制、現(xiàn)代化管理等功能服務[2]。

利用IMS技術(shù)進行電力企業(yè)交換電力系統(tǒng)網(wǎng)設計，可以建立一個更加高效的承載平臺，從而實現(xiàn)解決更多業(yè)務的功能，使傳統(tǒng)的語音電力系統(tǒng)網(wǎng)路實現(xiàn)數(shù)據(jù)、視頻等功能的交換，從而提高電力企業(yè)電力系統(tǒng)通信水平和質(zhì)量。另外，在建立IMS系統(tǒng)中，可以有效減少運維成本、對布線進行優(yōu)化，建立符合現(xiàn)階段電力企業(yè)發(fā)展需求，為現(xiàn)代電力企業(yè)的服務質(zhì)量和水平打下基礎。

3 IMS網(wǎng)絡體系架構(gòu)

接入層：就是系統(tǒng)的媒體層。在系統(tǒng)設計中，該模塊就是將媒體轉(zhuǎn)換流、各種信令類型與IMS系統(tǒng)進行連接。媒體網(wǎng)都分為很多中，這樣可以滿足對不能類型業(yè)務進行連接，從而提高電力調(diào)度交換系統(tǒng)網(wǎng)的功能需求。（2）業(yè)務層：屬于系統(tǒng)應用層，它是由各種服務器構(gòu)成。IMS系統(tǒng)可以與編程接口進行連接，在生成業(yè)務環(huán)境下，完成創(chuàng)建業(yè)務的能力，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)業(yè)務的維護。（3）會話控制層：該模塊是IMS系統(tǒng)中比較重要的部分，它是負責控制工作的，主要包括：呼叫處理、協(xié)議適配、資源管理等內(nèi)容。另外，會話控制層也能作為系統(tǒng)接入口，從而實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的聯(lián)合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的相互交換。

在IMS系統(tǒng)中，IMS是核心網(wǎng)絡，終端和接入網(wǎng)的類型比較多，IMS主要準守SIP協(xié)議，具有接入無關(guān)性。

(1)接入無關(guān)性。就是在進行軟交換中，利用IMS系統(tǒng)可以達到與移動通信的連接的目的。因為IMS系統(tǒng)有無關(guān)性接入方式，所以，可以與多媒體終端、電話終端、電腦等設備進行連接。這種功能使系統(tǒng)具有多種靈活接入方式，比如：LAN、WAN和DSL等方式接入，這樣可以為不同的用戶需求提供幫助。無關(guān)性接入方式，就是用戶自身網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不需要變化，也不要添加其他新設備，就可以實現(xiàn)構(gòu)建系統(tǒng)的目的，從而滿足新業(yè)務的開發(fā)需求。

(2)SIP協(xié)議。利用該協(xié)議可以實現(xiàn)呼叫控制，從而實現(xiàn)利用網(wǎng)絡技術(shù)與協(xié)議的目的，完成構(gòu)建網(wǎng)絡。另外，該協(xié)議可以提高電力系統(tǒng)交換網(wǎng)業(yè)務完成的綜合能力，提高系統(tǒng)計費業(yè)務的效率，為用戶提供更加高效的電力業(yè)務服務。

4 技術(shù)方案

4.1 程控交換系統(tǒng)設計

在電力系統(tǒng)調(diào)度交換系統(tǒng)設計中，多是使用程控交換技術(shù)，其中辦公區(qū)域設備配置、調(diào)度中心和變電站都是有PCM接入點配置設備，從而實現(xiàn)上傳語音業(yè)務的能力。

表1 程控交換網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析

每個端點的業(yè)務之間都是相互連接的，同時采取專網(wǎng)和專線模式進行管理，一般帶寬傳輸是2Mbit/s。

4.2 IMS系統(tǒng)設計

利用IMS技術(shù)，在整個網(wǎng)絡配置中只需要1套核心涉筆，根據(jù)不同業(yè)務需求建立接入點，同時建立各種類型的接入網(wǎng)關(guān)。

表2 IMS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)組成

二級B調(diào)度中心配置1套繼網(wǎng)，從而實現(xiàn)和PSTN公網(wǎng)的連通。調(diào)度中心一級A配置1套核心IMS設備，另外，在配置對應的服務器，以及網(wǎng)管系統(tǒng)。C變電站整個系統(tǒng)都接入IP，所以，不需要與任何設備進行配置，只需要在IP話機上配置值守崗位或是調(diào)度IP臺即可。D變電站選擇傳統(tǒng)接入模式，整個站配置1套綜合設備，各個巡檢崗位和值守崗位選擇普通話機模擬。在E辦公區(qū)域選擇綜合接入方式，對于接入點IP話機可以與公司局域網(wǎng)進行直接連接，而傳真機和模擬話機連接時，媒體網(wǎng)關(guān)接入可以根據(jù)接入點數(shù)量進行配置，或是連接1套綜合設備。

每個連接端點業(yè)務都是設置專線專網(wǎng)模式，與數(shù)據(jù)網(wǎng)和廣域網(wǎng)進行連接，按照帶寬傳輸業(yè)務需求，選擇1000Mbit以太網(wǎng)或是100Mbit。

4.3 承載網(wǎng)設計

利用IMS技術(shù)進行行政交換網(wǎng)建設中，關(guān)于承載網(wǎng)設計：首先，需要實現(xiàn)SDH設備數(shù)據(jù)建立通信網(wǎng)，比如：如果遇到不能進行通信的網(wǎng)站，這時可以選擇暫承載方法進行處理。另外，將用戶各單位與環(huán)境規(guī)劃進行連接，可以達到更好的數(shù)據(jù)通信目的。在設計數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡中，可以將寬帶接入用戶作為標準，選擇交換機LAN和交換機匯聚LAN，同時配置SIP硬終端、SIP軟終端和IAD等，利用交換機LAN，實現(xiàn)交換網(wǎng)IMS承載網(wǎng)絡。其次，在電力調(diào)度系統(tǒng)設計中，需要對VPN工作進行合理劃分，就是需要滿足會話控制、查詢話費、計費等多種業(yè)務處理的需求，在滿足數(shù)據(jù)通信網(wǎng)作為承載IP網(wǎng)。另外，在規(guī)劃IP承載網(wǎng)絡時，可以利用MPLS CPN將IMS隔離，實現(xiàn)與其他業(yè)務的連接，這種自然隔離方式，是為了減少系統(tǒng)安全隱患。對于每個橙子啊節(jié)點，需要注意匯聚層和核心層面的合理劃分，保證IMS VPN是在相同的MPLS VPN上，這樣就可以實現(xiàn)全網(wǎng)相互連接的模式，從而電力系統(tǒng)運行效率，滿足實際需求。

5 功能比較

在電力系統(tǒng)中傳統(tǒng)的程控交換模式只能實現(xiàn)語音通話，雖然有些電力系統(tǒng)增加了IP板卡介入交換機，以及第三方軟件，可以實現(xiàn)與無線/IP終端的連接，但是不能實現(xiàn)多媒體、視頻會議、共享應用、協(xié)同辦公等業(yè)務服務。

利用IMS技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)語音通話功能，同時也能實現(xiàn)視頻通信、會議辦公、接入多媒體、信息化等業(yè)務的綜合連接，實現(xiàn)統(tǒng)一的管理和而服務。另外，ISM技術(shù)的實現(xiàn)不需要在建設專網(wǎng)傳輸和電話布線等，也能將單板業(yè)務寫入系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)整個功能和系統(tǒng)規(guī)模的控制。