IMS技术的原理及其在电力系统的应用分析

IMS技术的原理及其在电力系统的应用分析
摘要：IMS技术是世界公认的下一代通信网络之中的核心技术，该技术可以极大
的提高通信系统效能，降低通信运营成本。

同时，IMS技术的应用，可以使控制
层与业务层分离，使业务扩展更具灵活性，模式更具多样性，推动电力系统通信
融合深化发展。

关键词：IMS技术；原理；电力系统；应用
近年来，在电力信息化方面，国家电网公司已经建立了包括信息管理系统、
通信管理系统、生产管理系统等系统在内的多个大型信息系统，这些系统已经覆
盖公司的行政、办公、运维、生产、检修、调度等主要专业，一些系统已经覆盖
公司全体职工。

信息系统的用户数、专业和覆盖范围都将在未来进一步发展。

一、IMS技术的原理
（一）IMS技术概念
IMS是一种全新的IP多媒体系统。

与传统多媒体系统相比，IMS可以很好的
辅助终端客户享受更新颖以及更多样化的多媒体服务。

作为下一代网络所应用的
核心技术，其自身所具备的优势使其对于电力系统所涉及到的语音、数据以及视
频融合等问题得到有效的解决。

3GPPR5版本中已经涉及到了IMS，在当中被定义
为对IP的多媒体业务所进行控制而建立的网络核心层逻辑功能实体的总称。

（二）IMS系统功能
IMS技术的先进之处在于其对控制层的功能进行了进一步的分解，使得进行
会话控制的实体CSCF和承载控制实体MGCF可以在功能上很好的实现分离，与
此同时，使得网络的架构变得更为灵活以及开放。

IMS凭借其业务、控制以及承
载分离式的水平架构，集中式的用户属性等特性，实现了对目前软交换技术的有
效解决，除此之外，还对未被解决的问题比如用户移动性的支持、灵活的IP多媒
体业务提供以及标准开放的业务接口等问题提供可行的解决方式，也为移动的网
络以及固定的网络进行融合的演进打下了坚实的基础。

IMS目的在于构建与接入
无关、但能对移动网络与固定网络进行很好融合的核心网。

就无线接入方面而言，IMS在包括GSM/GPRS以及WCDMA的同时，WLAN也可凭借SIPProxy实现接入。

另外，IMS还可提供与ISDN/PSTN传统的电路交换网络互联机制。

IMS的体系结
构以及CSCF设计关键在于对于软交换技术的运用，使用该技术可以很好的实现
对业务与控制的分离、呼叫控制与媒体传输的分离。

一是承载层。

IMS的体系结
构当中位于底层的结构就是承载层，其功能主要是进行IMSSIP会话的接入以及传输，但是需要注意的是承载网可以实现交换的基础是分组。

在此以移动分组网所
对应的承载方式作为例子进行分析，对IMS的用户进行描述需要借助手机进行
IMS的会话，在其中发挥作用的承载层，主要设备为SGSN、GGSN及MGW。

其中，GGS和NSGSN可用现网设备进行重复利用，而无需进行硬件升级，MGW则
实现对语音互通问题的良好解决。

由于采用IP技术，故而无论选择何种接入方式，所有的IMS用户信令都能有效的传输到控制层当中。

二是控制层。

中间层是信令
的控制层，主要由网络控制服务器构成，主要承担着诸如管理呼叫设置、会话、
修改以及释放等，以此实现对各种IP多媒体业务的信令控制。

其借助CSCF、HSS、MGCF等实体实现关键功能，上述网元各自担负着不同的角色，如数据库、信令
控制服务器以及媒体网关服务器等。

三是应用层。

应用层是位于最上面的一层，
主要由应用以及内容服务器等构建而成，其主要负责为用户提供IMS的增值业务，主要网元通过OSA/Parlay、CAMEL以及SIP技术等提供多媒体业务的应用平台。

二、IMS技术在电力系统的应用现状
（一）移动网络的应用
主要以移动网络为基础并借助IMS进行诸如PoC、即时消息、视频共享等多
媒体增值业务的提供以及实现。

其应用的重点主要集中于为企业客户提供IPCENTREX。

目前，电力系统移动通信主要由移动运营商提供和服务，具备适时
的语音、数据和视频融合功能。

（二）固定网络的应用
一是在运营商固定网络中的应用。

电力系统与外界联系的固定网络都是由电
信等运营商提供和保障。

运营商借助IMS提供融合企业应用，并向固定宽带用户
提供VoIP应用。

二是在电力系统交换网中的应用。

目前，电力系统交换网主要还是使用程控交换系统，虽然其稳定性和安全性较高，但以传统的语音服务为主的
通信模式，已经难以满足多媒体业务的需求。

同时，程控交换系统布线复杂、运
营维护难度大，使电力系统交换网难以适应信息化建设的步伐。

因此，国家电网
及湖南、福建等部分省电力公司都相应开展了IMS技术应用研究，对行政交换网
的改造方案进行了探讨，为IMS技术的应用创造了有利条件。

三、IMS技术在电力系统中的应用前景
（一）IMS技术的主要优点
IMS技术具有与接入无关性、统一的业务触发机制、统一的路由机制、统一
的用户数据库等特点，在网络框架、QoS、安全、计费及其他网络互通均制定了
规范。

从采用的基础技术上看，IMS和软交换有很大的相似性，其区别主要是在
网络构架上。

软交换网络体系与具体的接入手段关系密切，而IMS体系由于IP技术与承载媒体无关的特性而可以支持其他接入方式，使得IMS的应用优势和经济
价值更大。

（二）IMS技术在电力通信系统中的应用前景
一是发挥电力系统主营业务之间的协调作用。

电力系统安全、稳定运行，主
要依靠通信系统、调度自动化和安全控制等方面的支撑。

电力通信系统要实现电
网自动化控制，就要将电力系统各项主营业务纳入其中。

而IMS技术可实现移动
与固定网络的融合，充分发挥技术协调作用。

二是充分发挥自身技术的应用优势。

IMS技术，极大的简化了通信系统的开发、使用和维护，无论电力系统用户规模
有多大、有多少分支机构，都不会增加额外的维护工作量，所有维护操作只需通
过服务器就可完成。

即使是异地维护，也只需将服务器接入专网进行远程维护、
升级和信息共享。

由此可见，IMS技术的应用，将极大的减少电力通信系统扩容
和升级改造的成本。

同时，IMS采用分布式数据库和数据的分布式存储方式，极
大的增强了IMS系统的扩展性，轻松应对电力系统业务多样化需求。

电力企业通
信机房至集中办公场所也无需布放大量的音频线缆，只需布设少量纤芯即可，既
能降低应用成本，又方便系统维护。

三是为电力系统信息化建设奠定基础。

电力
系统信息化建设是电力企业的重要发展战略，IMS技术的应用将为电力系统信息
化提供关键的技术支撑。

不仅可实现多方式、多业务融合，还能满足移动办公、
移动存储、打印及互信等业务需求。

随着IMS技术的进一步发展，还可以在电网
营销、安全运营、电力负荷控制等多领域的业务中得到广泛应用，推动电力系统
向着信息化、网络化、智能化方向创新发展。

四、结论
综上所述，随着我国信息化战略的不断深入，电力系统逐渐进入信息化、智
能化时代，对于电力通信系统提出了更高的要求。

IMS技术的应用，为提升电力
通信系统效能提供了契机，也为电力系统的信息化建设提供了支撑。

电力企业必须着眼信息化发展战略，积极研究IMS技术原理和应用，为升级和改造既有通信系统创造有利条件。

参考文献：
[1]姜奕.IMS技术在电力系统行政交换网中应用[J].通讯世界，2016，15：151-152.
[2]鲍捷.IMS技术及其在电力系统的应用前景[J].电力系统通信，2008，07：4-8.
[3]王刚.IMS技术在电力系统的应用前景分析[J].山东工业技术，2015，11：169.
[4]丛琳.IMS技术在电力系统交换网中的应用[J].电力系统通信，2012，03：52-55.。