0 引言

從20世紀80年代后期開始,國家電網(wǎng)公司交換網(wǎng)建設逐步由最初的步進制交換過渡到程控交換技術,已形成“四級匯接、五級交換”的網(wǎng)絡架構,網(wǎng)絡規(guī)模已覆蓋至全部地市級及以上單位、74%以上的縣供電企業(yè)和95%以上的35 kV等級以上變電站。不論從網(wǎng)絡規(guī)模、用戶規(guī)模還是業(yè)務應用,交換網(wǎng)都已經(jīng)成為公司電力生產(chǎn)和日常辦公最重要的網(wǎng)絡之一,涉及到網(wǎng)絡、設備、通道、碼號、互通等各層面內(nèi)容,其業(yè)務不僅涵蓋了公司各單位,還包含了與南方電網(wǎng)、發(fā)電企業(yè)、水電企業(yè)以及其他電力企業(yè)互聯(lián)互通。但隨著通信技術不斷發(fā)展以及設備老化,現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)被迫面臨著技術升級和改造,需要通過一系列技術手段和策略,保證下一代交換網(wǎng)的設計、建設以及現(xiàn)網(wǎng)設備的平滑過渡。

 1 現(xiàn)狀調(diào)研

現(xiàn)狀調(diào)研是一切工作的基礎,充分掌握現(xiàn)狀情況是后續(xù)工作成功的重要保證。該階段工作的基本要求是“全面、規(guī)范、深入”,全面是要覆蓋交換網(wǎng)所涉及的各方面,包括設備、資源、投資、運維、管理、標準等;規(guī)范是調(diào)研格式及數(shù)據(jù)要求統(tǒng)一;深入是要覆蓋到網(wǎng)絡的每一個節(jié)點和細節(jié)。2012年至2013年,通過訪談和問卷的形式,對公司總部及所屬5個分部、27個省公司及直屬單位行政交換網(wǎng)和調(diào)度交換網(wǎng)的資源狀況和設備情況從多個維度、多個層次進行了調(diào)研,從“網(wǎng)絡架構、設備資源、碼號資源、信令協(xié)議、業(yè)務應用、運維能力、機房及能耗、備品備件”等方面進行了綜合分析和評價,準確掌握了公司交換網(wǎng)絡現(xiàn)狀和面臨存在問題。

2013年5月組織華為、中興、哈里斯等主流廠商召開研討會,針對交換設備的研發(fā)、生產(chǎn)與售后,結合公司交換網(wǎng)后續(xù)運維展開討論,確保后續(xù)系統(tǒng)及設備升級的可行性;8月,工作組實地考察了公司電力生產(chǎn)及辦公相關業(yè)務部門的實際需求,進一步論證系統(tǒng)升級的必要性。通過廣泛的調(diào)研和深入的分析,編制了《公司行政交換網(wǎng)設備資源現(xiàn)狀調(diào)研分析報告》、《公司行政交換網(wǎng)號碼資源現(xiàn)狀調(diào)研分析報告》、《公司行政交換網(wǎng)業(yè)務需求匹配度研究分析報告》,為下一步技術路線選擇提供了數(shù)據(jù)支撐。

 2 體制論證

技術體制的選型密切關系著網(wǎng)絡運行安全、建設成本和演進方向,因此需充分結合現(xiàn)網(wǎng)情況,從網(wǎng)絡演進的必要性、可行性,以及業(yè)務提供能力、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀等多個方面對新技術體制進行全面的分析和論證,為技術體制的選型提供參考依據(jù),最終明確網(wǎng)絡的演進方向。對交換網(wǎng)技術體制選型而言,主要面臨著軟交換和IMS技術2種技術,兩者均是IP通信技術,且在公網(wǎng)運營商及行業(yè)均有成熟應用,因此需要考慮的因素繁多,需要客觀的綜合分析與評價。

公司下一代交換網(wǎng)技術體制選擇采用了“先測試、后論證”的工作方法,最終確定采用IMS技術作為公司下一代交換網(wǎng)技術路線。整體測試工作分為3個階段：第一階段為單系統(tǒng)測試階段,主要測試內(nèi)容包括：單廠家IMS核心網(wǎng)設備測試、多媒體和語音業(yè)務測試、終端測試等;第二階段為多廠家實驗室互通測試階段,主要測試各廠家不同IMS之間的業(yè)務互通功能,包括多媒體業(yè)務和語音業(yè)務的互通、不同廠家IMS單系統(tǒng)的性能測試等內(nèi)容;第三階段為試點單位IMS互通測試,主要在現(xiàn)網(wǎng)測試各試點單位IMS之間的互通性和試點單位IMS與行政交換網(wǎng)設備、運營商公網(wǎng)設備的互通性。

2014年5月,工作組編制了《公司IMS行政交換網(wǎng)測試總體總體方案》以及《IMS核心網(wǎng)設備測試規(guī)范》等29項測試規(guī)范,分別在江蘇、山東、天津開展中興、華為、上海貝爾3個主流廠家設備指標測試工作,單系統(tǒng)測試和互通測試共計1 500項;互聯(lián)互通及跨地區(qū)業(yè)務測試,共1 900項。通過測試驗證了各主流廠家IMS系統(tǒng)與公司現(xiàn)網(wǎng)互通的可行性;驗證了業(yè)務互通的技術方案、IMS系統(tǒng)在容災、話務質(zhì)量方面指標要求;以及對不同廠家核心網(wǎng)和接入設備之間的兼容性,最終確定了IMS技術作為公司下一代交換網(wǎng)的技術路線。

 3 總體設計

在確定IMS行政交換網(wǎng)為技術路線后,工作組以“解決現(xiàn)網(wǎng)存在問題,協(xié)同發(fā)展、保護現(xiàn)有投資,提升業(yè)務支撐能力,實現(xiàn)平滑演進”為目標,明確提出采用“先核心、后接入”建設模式,遵循“統(tǒng)一技術體制、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設”原則,“十三五”期間建成“架構穩(wěn)固、運維便利、資源合理、業(yè)務豐富”的IMS行政交換網(wǎng)^[1-6],組網(wǎng)架構如圖1所示。

圖1 公司IMS行政交換網(wǎng)整體組網(wǎng)架構Fig.1 IMS administrative exchange network framework

根據(jù)上述工作目標,工作組先后制定了《公司IMS行政交換網(wǎng)總體設計》、《公司IMS行政交換網(wǎng)關鍵技術及網(wǎng)絡遷移演進方案》、《公司IMS行政交換網(wǎng)網(wǎng)絡承載需求與建設模式》、《IMS行政交換網(wǎng)綜合接入解決方案》、《IMS行政交換網(wǎng)典型設計》、《公司IMS業(yè)務的無線通信專網(wǎng)組網(wǎng)技術研究》等6項技術方案^[7-9],制定了行政交換網(wǎng)全網(wǎng)的規(guī)劃部署研究工作,以及引入IMS技術后,網(wǎng)絡架構組織方式、核心網(wǎng)元設置方式、業(yè)務平臺部署方式、對數(shù)據(jù)承載網(wǎng)的接入和安全需求、接入網(wǎng)的部署方式、網(wǎng)管系統(tǒng)建設方案、配套資源需求等內(nèi)容,并要求各單位必須在開展IMS交換網(wǎng)建設前從全省的高度開展全網(wǎng)規(guī)劃設計。

2015年1月,公司下發(fā)了《國家電網(wǎng)公司IMS行政交換網(wǎng)建設指導意見》,要求公司總部及27家省公司遵循“先核心、后接入”的原則,“十三五”期間全面建成IMS核心網(wǎng),并要求公司各單位結合自身情況,按照總部及省公司的演進規(guī)劃和接入原則開展接入網(wǎng)建設,靈活接入IMS 核心網(wǎng),實現(xiàn)平滑演進。

 4 標準體系

長期以來,公司各單位電話交換網(wǎng)絡的建設和改造均從解決短期、局部問題的角度出發(fā),以“各自為戰(zhàn)”的方式進行交換網(wǎng)建設和組網(wǎng),未能充分考慮到交換網(wǎng)技術最新的發(fā)展趨勢。這種建設方式割裂了交換網(wǎng)全網(wǎng)統(tǒng)一編號、互聯(lián)互通的技術特性,限制了公司交換網(wǎng)統(tǒng)一組網(wǎng)和設備的集中部署,難以支撐公司交換網(wǎng)的全網(wǎng)升級和長期發(fā)展,也難以通過交換網(wǎng)演進支撐公司“三集五大”的發(fā)展戰(zhàn)略。因此,需要公司總部層面牽頭開展對下一代交換網(wǎng)組網(wǎng)架構、編號方案、互聯(lián)互通以及網(wǎng)絡演進方案的研究和統(tǒng)一規(guī)劃,采取“自上而下”的方式指導交換網(wǎng)的全網(wǎng)升級和長期發(fā)展,因此,IMS行政交換網(wǎng)標準體系成為IMS網(wǎng)絡建設的基石和保障。

2014年在確定公司電話交換網(wǎng)演進技術體制基礎上,為指導公司IMS行政交換網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設,按照“統(tǒng)一體系、分工負責、層次清晰、急用先行、逐步完善”的工作思路,重點考慮技術內(nèi)容、產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況和行業(yè)標準化基礎,逐步構建出以技術體制演進為切入點,從總體要求、關鍵技術、建設及運維3個方面制定了11項技術規(guī)范,涵蓋了設備、網(wǎng)絡、終端、業(yè)務等層面的技術要求,保障并規(guī)范公司IMS行政交換網(wǎng)的有序建設,標準框架如圖2所示。

圖2 IMS行政交換網(wǎng)標準體系框架Fig.2 IMS administrative exchange network standard system

該系列標準主要解決下一代交換網(wǎng)建設的組網(wǎng)方式、設備部署、路由方式、互聯(lián)互通等全局性技術問題,用于指導下一代交換網(wǎng)的全網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一部署;關鍵技術標準主要解決下一代交換網(wǎng)設備功能性能、接口協(xié)議、業(yè)務流程、接入網(wǎng)及終端等關鍵技術;工程建設和管理類標準主要制定下一代行政交換網(wǎng)的設計深度、驗收、網(wǎng)絡運行管理等,指導交換網(wǎng)設備采購、建設和運行維護^[10-12]。

 5 業(yè)務創(chuàng)新

為充分發(fā)掘IMS網(wǎng)絡架構的技術特點和業(yè)務能力,加快構建“架構穩(wěn)固、運維便利、資源合理、業(yè)務豐富”的公司IMS行政交換網(wǎng),進一步探索適合國家電網(wǎng)公司發(fā)展需求的業(yè)務創(chuàng)新應用及部署方式,使公司IMS行政交換網(wǎng)更好地服務安全生產(chǎn)及行政辦公,2016年開展IMS行政交換網(wǎng)業(yè)務可行性論證研究。經(jīng)論證,雖然IMS技術體制并不實際提升交換網(wǎng)絡自身的增值業(yè)務能力（即IMS交換網(wǎng)自身業(yè)務能力仍僅限于提供語音業(yè)務核心交換能力,會議和數(shù)據(jù)類業(yè)務本身與IMS核心網(wǎng)技術無關）,但IMS技術與傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)主要區(qū)別在于引入了終端接入無關性,同時滿足基于IMS核心網(wǎng)標準的ISC接口開展第三方增值類業(yè)務開發(fā)和接入的能力,實現(xiàn)了業(yè)務接入的統(tǒng)一性。

基于IMS交換網(wǎng)構建語音、會議、數(shù)據(jù)類業(yè)務應用（如統(tǒng)一通信業(yè)務）,可實現(xiàn)上述各類業(yè)務基于IMS交換平臺統(tǒng)一部署管理,共享音視頻通話和融合會議等跨終端通信能力,且能夠進一步將所構建的各類業(yè)務能力向現(xiàn)有信息系統(tǒng)提供標準的第三方業(yè)務接口,將有關通信業(yè)務能力向其開放,使各類生產(chǎn)辦公信息通信系統(tǒng)具備調(diào)用IMS行政交換網(wǎng)的通信能力,促進信息通信融合,提升員工工作效率?？梢哉f,IMS交換網(wǎng)的主要優(yōu)勢在于資源的整合,并將業(yè)務能力提供給其他信息系統(tǒng)靈活調(diào)用。IMS行政交換網(wǎng)業(yè)務能力^[13-15]見表1所列。

表1 IMS行政交換網(wǎng)業(yè)務能力Tab.1 IMS administrative exchange network business capabilities

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